EP4088109A1 - Zerstörungsfreie werkstoffprüfung - Google Patents

Zerstörungsfreie werkstoffprüfung

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Publication number
EP4088109A1
EP4088109A1 EP21700116.3A EP21700116A EP4088109A1 EP 4088109 A1 EP4088109 A1 EP 4088109A1 EP 21700116 A EP21700116 A EP 21700116A EP 4088109 A1 EP4088109 A1 EP 4088109A1
Authority
EP
European Patent Office
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bodies
ultrasound
transmitter
receiver
divided
Prior art date
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Pending
Application number
EP21700116.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Falter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ROSEN 2 HOLDING AG
Original Assignee
Rosen Swiss AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rosen Swiss AG filed Critical Rosen Swiss AG
Publication of EP4088109A1 publication Critical patent/EP4088109A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
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    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
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    • G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
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    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/263—Surfaces
    • G01N2291/2632—Surfaces flat

Definitions

  • the invention relates to a transmitter-receiver test head system (SE test head system) for a device for non-destructive testing of materials.
  • SE test head system transmitter-receiver test head system
  • the present invention also relates to a device for non-destructive testing of materials.
  • the present invention also relates to a method for non-destructive testing of materials.
  • the present invention also relates to a computer program in accordance with the aforementioned method, a data carrier signal for transmitting the aforementioned computer program and a computer-readable medium which causes a computer to carry out the aforementioned method.
  • a sheet metal test is carried out using ultrasound. Testing using ultrasound is an acoustic method for finding material defects using ultrasound and is one of the non-destructive testing methods.
  • the system is intended for a device for non-destructive testing of materials, in particular for testing sheet metal.
  • the system has: a transmitter body with an ultrasound exit surface, configured to emit ultrasound onto a sheet metal, and a receiver body with an ultrasound entry surface, configured to receive ultrasound that is reflected on the sheet metal, and the transmitter body and the receiver body each in several Partial bodies are divided.
  • the system can comprise several test heads or be formed in one piece from one test head.
  • two angle test heads can be used, which together form the transmitter-receiver test head system.
  • the sub-bodies of the transmitter body each emit ultrasound.
  • the partial bodies of the receiver body each receive ultrasound.
  • the sub-bodies are accordingly functionally independent units of the transmitter body / receiver body that they jointly form.
  • the invention also relates to a device for non-destructive testing of materials, in particular for testing metal sheets, which has at least one SE test head system.
  • the device can be adapted to the workpiece to be tested. For example, clamping devices for clamping the workpiece are conceivable.
  • a storage system or a transport system for the workpiece to be tested can also be part of the device.
  • the invention also relates to a method for non-destructive testing of materials, in particular for testing metal sheets. The method is carried out in particular with an SE probe system.
  • the method has the following method steps: Radiation of ultrasound, via several partial-body ultrasound exit surfaces of a transmitter body, onto a sheet metal; Receipt of ultrasound reflected on the sheet metal via several partial-body ultrasound entry surfaces of a receiver body.
  • the method preferably has method steps corresponding to features of an SE test head according to at least one of the modified embodiments described below.
  • sequence of process steps can be varied, unless technically required in an explicit sequence. However, the aforementioned sequence of process steps is particularly preferred.
  • a computer-readable storage medium for carrying out the method according to the invention or one of the advantageous refinements of the method is also specified.
  • the basic idea of the invention and individual aspects of the claimed subject matter of the invention are explained below and preferred modified embodiments of the invention are described further below. Explanations, in particular regarding advantages and definitions of features, are basically descriptive and preferred, but not limiting, examples. If an explanation is limiting, this is expressly mentioned.
  • the basic idea of the present invention is to form both the transmitter body and the receiver body in several sub-bodies. It has surprisingly been found here that a test sensitivity can be increased considerably as a result.
  • the transmitter body and the receiver body are each referred to as an oscillator, in which case the individual sub-bodies are each sub-oscillator.
  • the sub-body division and thus the provision of a large number of active elements both on the transmitter and on the receiver side has the advantage that even smaller imperfections in materials can be detected and localized than before.
  • the measurement results are more reproducible than with previously known methods.
  • the SE probe system enables sheet metal as part of workpieces and components to be tested non-destructively.
  • the components can be pipes or fuselage parts of aircraft.
  • the SE probe system enables sheet metal to be tested with a close-up resolution in a range from 0.9 mm to 15 mm. A higher test sensitivity corresponding to a circular disc reflector with a diameter of 1 mm to 2 mm is also achieved.
  • the invention is particularly suitable for the use of phased radiation technology.
  • the respective partial bodies are excited individually as elements of the transmitter body, e.g. B. to generate each beam.
  • the partial bodies can be excited differently, in particular excited in such a way that generated beam bundles are pivoted or focused.
  • the invention is suitable for testing corrosion in tank bottoms and pipes.
  • Workpieces / sheets can be checked for inclusions. Additions change absorption, transmission, reflection or other physical properties on the workpiece to be tested. You can add z. B. Material is missing such as cracks, inclusions, pores, cavities, doublings or other discontinuities in the structure. It can also be z. B. be a duplication error in depth.
  • the sub-bodies of the transmitter body / the receiver body can each have the same size ultrasound exit / entry area or with different sizes Ultrasound exit / entry surface be designed. Mixed solutions are also conceivable in which some of the sub-bodies are configured with ultrasound exit / entry surfaces of the same size and some of the sub-bodies are configured with different-size ultrasound exit / entry areas per transmitter body / receiver body. It is particularly preferred that the ultrasound exit / entry surfaces of all partial bodies are designed to be the same size, which advantageously simplifies control and evaluation. Depending on the desired resolution, differently sized ultrasonic exit / entry areas can be advantageous.
  • the test head system can also have a plurality of partial bodies arranged at a distance from one another on its transmitter body / receiver body.
  • the transmitter body / receiver body can also be designed to be of different sizes.
  • the SE test head system has a different number of transmitter bodies and receiver bodies.
  • the number of receiver bodies is particularly preferably greater than the number of transmitter bodies. This advantageously allows an area to be enlarged within which the system detects defects in the workpiece to be tested.
  • An SE probe system is such a system consisting of a transmitter body and a receiver body separate from it, which are arranged at an angle to one another. The angle is used to ensure that the transmit and receive beams form an overlapping area.
  • the ultrasound 1 exit surface of the transmitter body is accordingly not in a common plane as the ultrasound entry surface of the receiver body.
  • the transmitter body and the receiver body are arranged in such a way that they enclose an obtuse angle.
  • the ultrasound exit surface of the transmitter body and the ultrasound entry surface of the receiver body are arranged in such a way that they enclose an obtuse angle.
  • This obtuse angle is also known as the roof angle.
  • the two transmitter / receiver bodies designed as oscillators are inclined by the obtuse angle (roof angle) with respect to the normal or parting plane.
  • the roof angle inclined leading sections of the length are glued under the transducer, which results in the maximum sensitivity in a given depth range.
  • an SE probe system includes wedges on which the transducers are attached.
  • the wedges are lead lines that z. B. made of sound-conducting plastics such as polymethyl methacrylate (abbreviated: PMMA) or polystyrene (abbreviated: PS).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PS polystyrene
  • the thickness of the matching layer can correspond to a quarter wavelength of the probe system. It is used in particular to adapt an impedance and optimal sound transmission between the transducer and the flow on the transmitter and receiver side.
  • the near-field resolution can be varied over a wide range by choosing the roof angle, the distance between the transmitter and the receiver and the length of the leading wedge.
  • the receiver body and / or the transmitter body are cuboid. It is particularly preferred that the transmitter and / or receiver body form a cuboid which has three pairs on surfaces of the same size.
  • an axis is defined as the longitudinal axis that lies in the plane of the ultrasound entry or exit surface and is parallel to the longer sides of the rectangular ultrasonic entrance or exit surface extends.
  • the SE probe system is designed as a broad beam probe.
  • the transverse direction corresponds to a direction which, starting from the transmitter body, points to the receiver body or, conversely, points from the receiver body to the transmitter body.
  • the longitudinal direction corresponds to a direction that is transverse to the transverse direction.
  • the longitudinal direction can correspond to a direction of the greatest extent of the ultrasound entry surface of the receiver body or the exit surface of the transmitter body, d. H. in the direction of the longitudinal axis, d. H. point parallel to the longitudinal axis, the transmitter body or the receiver body.
  • the transverse direction can correspond to a direction perpendicular to the greatest extent of the ultrasound entry or exit surface and, in particular, point orthogonally to the direction of the longitudinal axis of the transmitter body or the receiver body.
  • the receiver body is divided into several sub-bodies in the transverse direction, in particular transversely to its longitudinal axis, and / or the transmitter body is divided into several sub-bodies in the transverse direction, in particular transversely to its longitudinal axis.
  • the receiver body is divided into a plurality of sub-bodies transversely to its longitudinal axis.
  • a division in the transverse direction improves the resolution of the probe system.
  • a division of the receiver body favors an improved lateral test resolution, in particular in the transverse direction.
  • a design of the receiver body in the transverse direction with several sub-bodies increases the resolution in the transverse direction by considering groups of sub-elements which can also overlap.
  • receiver bodies also known as virtual receiver bodies
  • data from such receiver bodies can be evaluated in parallel and therefore quickly.
  • a testable depth range in the sheet metal is expanded.
  • the reproducibility of the measurements is also further improved and smaller errors can be found.
  • the receiver body in the longitudinal direction, in particular along its longitudinal axis, in several Partial body is divided and / or the transmitter body in the longitudinal direction, in particular along its longitudinal axis, is divided into a plurality of partial bodies.
  • the transmitter body is divided into several sub-bodies parallel to its longitudinal axis.
  • a configuration of the transmitter body in the longitudinal direction with several sub-bodies increases the near resolution and the far resolution due to the controllable depth effect.
  • the receiver body is divided transversely, in particular orthogonally, to a partial body division of the transmitter body into several partial bodies.
  • the transmitter body is divided into a plurality of sub-bodies longitudinally, in particular parallel to its longitudinal axis; and wherein the receiver body is divided into several sub-bodies transversely, in particular orthogonally, to its longitudinal axis.
  • This allows better near and far resolution, e.g. B. be achieved with a variation of an acoustic angle.
  • a test area is also being expanded. If the test head system is designed as a phased array, a test plan can be used to examine the sheet metal, with which the sheet metal is examined.
  • This modified embodiment can also advantageously achieve improved receiver overlap, which enables improved test homogeneity.
  • testing is carried out over the entire length of the test head system in small, overlapping groups of several receiver body sub-bodies smaller than a total number of elements of the receiver body sub-bodies. This increases the sensitivity with a large test track.
  • the transmitter body is divided into several strip-shaped partial bodies along a longitudinal direction; and the receiver body is divided into a plurality of strip-shaped partial bodies transversely to a longitudinal direction.
  • the ultrasound exit surfaces of the transmitter body are strip-shaped, that is to say elongated, and the ultrasound entry surfaces of the receiver body are strip-shaped, that is to say elongated.
  • the strip-shaped sub-bodies of the receiver body extend along the entire transverse direction of extent of the receiver body and the strip-shaped sub-bodies of the transmitter body extend along the entire longitudinal direction of the transmitter body. This enhances the advantageous effects of the two modified embodiments described above.
  • the transmitter body is designed to pivot the transmitter beam angle.
  • the phased array technique is used here. This makes testing in several zones of the workpiece advantageous.
  • a width of a partial body of the receiver body in the longitudinal direction, in particular in the direction of its longitudinal axis, is greater than a width of a partial body of the transmitter body in the transverse direction, in particular transversely to its longitudinal axis. It is particularly preferred that all partial bodies of the receiver body have the same width.
  • the SE probe system has a control unit which is designed to control the receiver body, in particular individual partial bodies of the receiver body, for dynamic depth focusing.
  • the individual sub-bodies can be addressed separately by the control unit.
  • the measurement can thus be adapted to adapt to expected defects / existing dimensions in the workpiece to be tested.
  • the SE test head system has a control unit which is designed to control the receiver body, in particular individual partial bodies of the receiver body, to one dynamic apodization.
  • Apodization ie weighting on individual sub-bodies, can take place, for example, in the form of targeted addressing of sub-bodies of the receiver body. This also benefits a targeted adaptation of the measuring method with the SE probe system to the properties of the workpiece.
  • Delay characteristics can be adjusted dynamically.
  • the SE test head system has a control unit which is designed to control the transmitter body, in particular individual sub-bodies of the transmitter body, for dynamic apodization.
  • An apodization i.e. H. Weighting on individual sub-bodies can take place, for example, in the form of targeted addressing of sub-bodies of the transmitter body. This also benefits a targeted adaptation of the measuring method with the SE probe system to the properties of the workpiece.
  • the SE probe system has a control unit which is designed to control the transmitter body, in particular individual sub-bodies of the transmitter body, to generate holographic sound fields.
  • Holographic sound fields can be generated, for example, by specifically addressing partial bodies of the transmitter body with suitable transmitter types. Holographic sound fields advantageously make it possible to increase the test speed, in particular in combination with a paint-Bmsh method.
  • Figure 1 is a schematic view of the system according to a preferred one
  • FIG. 2 shows a schematic representation to illustrate the mode of operation of the system according to a preferred exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows a flow diagram of a method according to a preferred one
  • FIG. 1 shows a transmitter-receiver test head system (SE test head system) 1 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the system 1 has a transmitter body 2 and a receiver body 3.
  • the transmitter body 2 and the receiver body 3 are each connected to a base body 4 which is divided into two part bodies 4a, 4b by a separating layer 5.
  • the base body 4 has a material that is permeable to ultrasound.
  • the separating layer 5, on the other hand, is designed as an acoustic barrier.
  • the transmitter body 2 and the receiver body 3 are cuboid, each with rectangular ultrasound exit and entry surfaces (not visible), via which the transmitter and the receiver body bear against the base body 4.
  • the transmitter body 2 is divided into several sub-bodies, hereinafter referred to as the transmitter sub-body 2a.
  • the receiver body 3 is divided into several partial bodies, hereinafter referred to as the receiver partial body 3a.
  • the transmitter body 2 is divided into the partial bodies along its longitudinal axis.
  • the receiver body 3 is divided into the partial bodies perpendicular to its longitudinal axis.
  • the two longitudinal axes have a common direction of extent which runs parallel to the arrow X in FIG.
  • FIG. 2 shows a schematic representation to illustrate the mode of operation of the system 1 according to a preferred exemplary embodiment of the invention.
  • an area B1 is shown for possible beam courses of beams which are transmitted by the transmitter body 2.
  • an area B2 is shown for possible beam courses of beams which are received by the receiver body 3.
  • the SE test head system 1 can detect defects on a body to be tested (not shown).
  • the test head system 1 can be operated with a phased array (PA) electronics according to the state of the art.
  • PA phased array
  • a combination of PA electronics with dynamic depth focusing is also possible, in particular on the receiver side, i.e. H. with the receiver body 3, possible.
  • Dynamic apodization is also conceivable on the receiver side.
  • the use of holographic sound fields on the transmitter side is also conceivable, i. H. at the transmitter body 2.
  • the SE test head system 1 is suitable for testing heavy plates in a thickness range from 5 mm to 120 mm.
  • the heavy plate test is carried out, for example, in compliance with the ISO 12094: 1994, ISO 10893-9: 2011 or ISO 17577: 2016 standards, which are only mentioned as examples.
  • the SE test head system 1 can, for example, be moved in a meandering shape over the sheet to be tested.
  • One or more SE probe systems 1 can be used here.
  • a sheet metal can also be used in a system as part of the material flow, e.g. B. be checked within a production line.
  • the SE test head system 1 can be designed as a broad-beam test head in which one transmitter body 2 and four receiver bodies 3 are used.
  • the SE test head system 1 can be designed in such a way that a test width, ie a width of a workpiece that can be checked with a measuring process, of 50 mm is achieved.
  • the signals of the individual probe systems 1 can be processed in parallel and z. B. be transmitted to an evaluation computer via a TCP / IP connection.
  • the data evaluation can be carried out using known methods.
  • the size of defects can be determined on the basis of the DIN EN ISO 16827: 2014-06 standard.
  • the SE probe system 1 can be operated at a frequency of, for example, 5 MHz.
  • the extent of a defect can be determined, for example, using the following criteria:
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method according to a preferred exemplary embodiment of the invention.
  • the method has a method step “100”, the emission of ultrasound, over several part-body ultrasound exit surfaces of a transmitter body 2, on a sheet, as well as a method step “200” of receiving ultrasound reflected on the sheet, via several part-body ultrasound entry surfaces Receiver body 3.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung Sender-Empfänger-Prüfkopfsystem, SE- Prüfkopfsystem, für eine Vorrichtung zur Werkstoffprüfung, aufweisend einen Senderkörper mit einer Ultraschallaustrittsfläche, ausgestaltet zum Abstrahlen von Ultraschall auf ein Blech, und einen Empfängerkörper mit einer Ultraschalleintrittsfläche, ausgestaltet zum Empfangen von Ultraschall, der an dem Blech reflektiert wird, und wobei der Senderkörper und der Empfängerkörper jeweils in mehrere Teilkörper aufgeteilt sind. Auch betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit dem System. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Prüfung von Blechen, aufweisend folgende Verfahrensschritte: Abstrahlen von Ultraschall (100), über mehrere Teilkörper- Ultraschallaustrittsflächen eines Senderkörpers, auf ein Blech; und Empfangen von an dem Blech reflektiertem Ultraschall (200), über mehrere Teilkörper- Ultraschalleintrittsflächen eines Empfängerkörpers. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, ein computerlesbares Medium sowie ein Datensignal.

Description

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Sender-Empfänger-Prüfkopfsystem (SE-Prüfkopf System) für eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung.
Auch betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien W erkstoffprüfung .
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur zerstörungsfreien W erkstoffprüfung .
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm entsprechend dem vorgenannten Verfahren, ein Datenträgersignal zur Übertragung des vorgenannten Computerprogramms und ein computerlesbares Medium, welches einen Computer veranlasst, das vorgenannte Verfahren durchzuführen.
Hintergrund der Erfindung
Bislang bekannt sind SE-Prüfköpfe zur Blechprüfung. Hierbei wird eine Blechprüfung mittels Ultraschall vorgenommen. Die Prüfung mittels Ultraschall ist ein akustisches Verfahren zum Auffinden von Materialfehlern mittels Ultraschall und gehört zu den zerstörungsfreien Prüfmethoden.
Beschreibung der Erfindung
Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll eine höhere Prüfempfindlichkeit erreicht werden, wobei gleichzeitig ein sehr guter Prüfbereich in Tiefenrichtung erreicht werden soll.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Sofern technisch möglich, können die Lehren der Unteransprüche beliebig mit den Lehren der Haupt- und Unteransprüche kombiniert werden.
Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Sender-Empfänger-Prüfkopf System (SE- Prüfkopfsystem). Das System ist für eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere zur Prüfung von Blechen, vorgesehen. Das System weist auf: einen Senderkörper mit einer Ultraschallaustrittsfläche, ausgestaltet zum Abstrahlen von Ultraschall auf ein Blech, und einen Empfängerkörper mit einer Ultraschalleintrittsfläche, ausgestaltet zum Empfangen von Ultraschall, der an dem Blech reflektiert wird, und wobei der Senderkörper und der Empfängerkörper jeweils in mehrere Teilkörper aufgeteilt sind.
Das System kann mehrere Prüfköpfe umfassen oder einteilig aus einem Prüfkopf gebildet sein. Beispielsweise können im Fall von mehreren Prüfköpfen zwei Winkelprüfköpfe verwendet werden, welche gemeinsam das Sender-Empfänger-Prüfkopfsystem bilden.
Die Teilkörper des Senderkörpers strahlen jeweils Ultraschall ab. Die Teilkörper des Empfängerkörpers empfangen jeweils Ultraschall. Die Teilkörpers sind demnach funktional voneinander unabhängige Einheiten des Senderkörpers/des Empfängerkörpers, den sie gemeinsam bilden.
Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere zur Prüfung von Blechen, welche zumindest ein SE-Prüfkopf System aufweist. Die Vorrichtung kann an das zu prüfende Werkstück angepasst werden. Beispielsweise sind Klemmvorrichtungen zum Festklemmen des Werkstücks denkbar. Auch ein Ablage- oder ein Beförderungssystem für das zu prüfende Werkstück kann Teil der Vorrichtung sein. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere zur Prüfung von Blechen. Das Verfahren wird insbesondere mit einem SE- Prüfkopfsystem durchgeführt. Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf: Abstrahlen von Ultraschall, über mehrere Teilkörper-Ultraschallaustrittsflächen eines Senderkörpers, auf ein Blech; Empfangen von an dem Blech reflektiertem Ultraschall, über mehrere Teilkörper-Ultraschalleintrittsflächen eines Empfängerkörpers.
Bevorzugt weist das Verfahren Verfahrensschritte entsprechend Merkmalen eines SE- Prüfkopfs nach mindestens einer der nachfolgend beschriebenen modifizierten Ausführungsformen auf.
Es ist bevorzugt, dass die Reihenfolge von Verfahrensschritten, soweit nicht technisch in einer expliziten Reihenfolge erforderlich, variiert werden kann. Besonders bevorzugt ist jedoch die vorgenannte Reihenfolge der Verfahrensschritte.
Erfmdungsgemäß ist außerdem ein Computerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer der vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens angegeben.
Erfmdungsgemäß ist außerdem ein computerlesbares Speichermedium zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer der vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens angegeben.
Erfmdungsgemäß ist außerdem ein Signal erzeugt durch Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer der vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens angegeben.
Nachfolgend werden die Grundidee der Erfindung und einzelne Aspekte des beanspruchten Erfmdungsgegenstandes erläutert und weiter nachfolgend bevorzugte modifizierte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Erläuterungen, insbesondere zu Vorteilen und Definitionen von Merkmalen, sind dem Grunde nach beschreibende und bevorzugte, jedoch nicht limitierende Beispiele. Sofern eine Erläuterung limitierend ist, wird dies ausdrücklich erwähnt. Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, sowohl den Senderkörper als auch den Empfängerkörper in mehreren Teilkörpern auszubilden. Es hat sich hierbei überraschenderweise herausgestellt, dass hierdurch eine Prüfempfindlichkeit erheblich erhöht werden kann. Der Senderkörper und der Empfängerkörper werden jeweils als Schwinger bezeichnet, wobei dann die einzelnen Teilkörper jeweils Teilschwinger sind.
Die Teilkörper- Aufteilung und somit das Zurverfügungstellen einer Vielzahl von aktiven Elementen sowohl auf Sender- als auch auf Empfängerseite bevorteilt, dass noch kleinere Fehlstellen in Materialien erkannt und lokalisiert werden können als bisher. Zudem sind die Messergebnisse besser reproduzierbar als bei bisher bekannten Verfahren.
Das SE-Prüfkopfsystem ermöglicht das Prüfen von Blechen als Teil von Werkstücken und Bauteilen zerstörungsfrei. Beispielsweise kann es sich bei den Bauteilen um Rohre oder Rumpfteile von Flugzeugen handeln. Das SE-Prüfkopfsystem ermöglicht beispielsweise das Prüfen von Blechen mit einer Nahauflösung in einem Bereich von 0,9 mm bis 15 mm. Es wird auch eine höhere Prüfempfindlichkeit entsprechend einem Kreis scheibenreflektor mit einem Durchmesser von 1 mm bis 2 mm erzielt.
Die Erfindung ist besonders geeignet für die Anwendung einer Gruppenstrahlertechnik. Bei der Gruppenstrahlertechnik werden die jeweiligen Teilkörper als Elemente des Senderkörpers einzeln angeregt, z. B. um jeweils Strahlbündel zu erzeugen. Die Teilkörper können unterschiedlich angeregt werden, insbesondere so angeregt werden, dass erzeugte Strahlbündel geschwenkt oder fokussiert werden.
Die Erfindung eignet sich zur Korrosionsprüfung in Tankböden und Rohren.
Werkstücke/ Bleche können auf Eingänzen geprüft werden. Eingänzen verändern Absorption, Transmission, Reflexion oder andere physikalische Eigenschaften am zu prüfenden Werkstück. Eingänzen können z. B. Material fehl er wie Risse, Einschlüsse, Poren, Lunker, Dopplungen oder andere Diskontinuitäten im Gefüge sein. Auch kann es sich z. B. um einen Dopplungsfehler in der Tiefe handeln.
Die Teilkörper des Senderkörpers/des Empfängerkörpers können jeweils mit gleich großer Ultraschallaustritts-/Ultraschalleintrittfläche oder mit unterschiedlich großer Ultraschallaustritts-/Ultraschalleintrittfläche ausgestaltet sein. Denkbar sind auch Mischlösungen, bei denen ein Teil der Teilkörper mit gleich großen Ultraschallaustritts- /Ultraschalleintrittflächen und ein Teil der Teilkörper mit unterschiedlich großen Ultraschallaustritts-/Ultraschalleintrittflächen j e Senderkörper/Empfängerkörper ausgestaltet sind. Besonders bevorzugt ist, dass die Ultraschallaustritts- /Ultraschalleintrittflächen aller Teilkörper gleich groß ausgestaltet sind, was mit Vorteil eine Ansteuerung und Auswertung vereinfacht. Je nach gewünschtem Auflösungsvermögen können unterschiedlich große Ultraschallaustritts- /Ultraschalleintrittflächen vorteilhaft sein.
Das Prüfkopfsystem kann auch mehrere voneinander beabstandet angeordnete Teilkörper an seinem Senderkörper/Empfängerkörper aufweisen. Auch können Senderkörper/Empfängerkörper unterschiedlich groß ausgebildet sein.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung weist das SE- Prüfkopfsystem eine unterschiedliche Anzahl von Senderkörpem und Empfängerkörpern auf. Besonders bevorzugt ist die Anzahl der Empfängerkörper größer als die Anzahl der Senderkörper. Hiermit kann mit Vorteil ein Bereich vergrößert werden, innerhalb welches das System Fehler in dem zu prüfenden Werkstück detektiert.
Ein SE-Prüfkopfsystem ist ein solches System aus einem Senderkörper und einem davon getrennten Empfängerkörper, welche einen Winkel einschließend zueinander angeordnet sind. Der Winkel dient dazu, dass Sende- und Empangsstrahlkeulen einen überlappenden Bereich ausbilden. Die Ul traschal 1 austri ttsfl äche des Senderkörpers liegt demnach nicht in einer gemeinsamen Ebene wie die Ultraschalleintrittsfläche des Empfängerkörpers.
Insbesondere sind der Senderkörper und der Empfängerkörper derart angeordnet, dass sie einen stumpfen Winkel einschließen. Insbesondere sind die Ultraschallaustrittsfläche des Senderkörpers und die Ultraschalleintrittsfläche des Empfängerkörpers derart angeordnet, dass sie einen stumpfen Winkel einschließen. Dieser stumpfe Winkel wird auch als Dachwinkel bezeichnet. In anderen Worten, die beiden als Schwinger ausgebildeten Sender-/Empfängerkörper sind bezüglich der Normale oder Trennebene um den stumpfen Winkel (Dachwinkel) geneigt. Je nach dem realisierten Dachwinkel werden geneigte Vorlaufstrecken der Länge unter den Schwinger geklebt, wodurch sich die maximale Empfindlichkeit in einem vorgegebenen Tiefenbereich ergibt.
Ein SE-Prüfkopfsystem umfasst neben den Schwingern Keile, auf denen die Schwinger befestigt sind. Die Keile sind Vorlaufstrecken, die z. B. aus schallleitenden Kunststoffen, wie Polymethylmethacrylat (abgekürzt: PMMA) oder Polystyrol (abgekürzt: PS), bestehen. Zwischen dem Schwinger und dem Keil kann eine akustische Anpassungsschicht sein. Die Dicke der Anpassungsschicht kann einer Viertelwellenlänge des Prüfkopfsystems entsprechen. Sie dient insbesondere zur Anpassung einer Impedanz und optimalen Schallübertragung zwischen Schwinger und Vorlauf auf der Sender- und Empfängerseite. Bei einem SE-Prüfkopfsystem kann man durch die Wahl des Dachwinkels, eines Abstands von Sender und Empfänger als auch eine Länge des Vorlaufkeils die Nahfeldauflösung in einem weiten Bereich variieren. Hierdurch wird eine Totzone des Prüfkopfsystems, d. h. nicht detektierbare Zone in dem Werkstück, beeinflusst. Bei großen Dachwinkeln wird der Ultraschall konstruktionsbedingt schräg und nicht senkrecht zur Oberfläche in das zu prüfende Werkstück eingeschallt. Mit einer Zunahme des Dachwinkels entsteht ein sogenannter „Umwegfehler“, der sich in einer Vergrößerung der Laufzeit und damit z. B. in einem Fehler bei der Wanddickenmessung niederschlägt. Dieser Fehler kann durch die Justierung des Ultraschallsystems oder rechnerisch bei digitalen Geräten kompensiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen SE-Prüfkopfsystem wird vor allem ermöglicht, dass eine Totzone erheblich vermindert wird. Es kommt demnach weniger auf eine Kompromisslösung bei der Wahl eines Dachwinkels an.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung sind der Empfängerkörper und/oder der Senderkörper quaderförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist, dass der Sender- und/oder Empfängerkörper einen Quader bilden, welcher drei Paare an gleich großen Flächen aufweist. Im Falle einer rechteckigen Ausbildung der Ultraschallaustrittsfläche des Senderkörpers und der Ultraschalleintrittsfläche des Empfängerkörpers wird als Längsachse eine solche Achse definiert, die in der Ebene der Ultraschalleintritts- oder -austrittsfläche liegt und sich parallel zu den längeren Seiten der rechteckigen Ultraschalleintritts- oder -austrittsfläche erstreckt. Anders formuliert ist das SE-Prüfkopfsystem als Breitstrahler-Prüfkopf ausgebildet.
Die Querrichtung entspricht einer Richtung, welche, ausgehend von dem Senderkörper, auf den Empfängerkörper zeigt oder, umgekehrt, von dem Empfängerkörper auf den Senderkörper zeigt. Die Längsrichtung entspricht einer zur Querrichtung quer liegenden Richtung. Die Längsrichtung kann einer Richtung der größten Erstreckung der Ultraschalleintritts- des Empfängerkörpers oder -austrittsfläche des Senderkörpers entsprechen, d. h. in Richtung der Längsachse, d. h. parallel zu der Längsachse, des Senderkörpers oder des Empfängerkörpers zeigen. Die Querrichtung kann einer Richtung senkrecht zu der größten Erstreckung der Ultraschalleintritts- oder -austrittsfläche entsprechen und insbesondere orthogonal zur Richtung der Längsachse des Senderkörpers oder des Empfängerkörpers zeigen.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Empfängerkörper in Querrichtung, insbesondere quer zu seiner Längsachse, in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist und/oder der Senderkörper in Querrichtung, insbesondere quer zu seiner Längsachse, in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist. Besonders bevorzugt ist der Empfängerkörper quer zu seiner Längsachse in mehrere Teilkörper aufgeteilt. Eine Aufteilung in Querrichtung verbessert das Auflösungsvermögen des Prüfkopfsystems. Insbesondere eine Aufteilung des Empfängerkörpers bevorteilt eine verbesserte laterale Prüfauflösung, insbesondere in Querrichtung. Eine Ausbildung des Empfängerkörpers in Querrichtung mit mehreren Teilkörpern erhöht die Auflösung in Querrichtung, indem Gruppen aus Teilelementen betrachtet werden, die auch überlappen können. Daten derartiger Empfängerkörper, auch bekannt als virtuelle Empfängerkörper, können parallel und somit schnell ausgewertet werden. Bei einer Aufteilung in Längsrichtung, insbesondere bei dem Empfängerkörper, hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass ein prüfbarer Tiefenbereich im Blech erweitert wird. Auch wird die Reproduzierbarkeit der Messungen weiter verbessert und kleinere Fehler sind auffindbar.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Empfängerkörper in Längsrichtung, insbesondere längs zu seiner Längsachse, in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist und/oder der Senderkörper in Längsrichtung, insbesondere längs zu seiner Längsachse, in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist. Besonders bevorzugt ist der Senderkörper parallel zu seiner Längsachse in mehrere Teilkörper aufgeteilt.. Eine Ausbildung des Senderkörpers in Längsrichtung mit mehreren Teilkörpern erhöht durch die steuerbare Tiefenwirkung die Nahauflösung und die Fernauflösung.
Gemäß einer besonders modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Empfängerkörper quer, insbesondere orthogonal, zu der einer Teilkörper- Aufteilung des Senderkörpers in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist. Mithin kann bei einer zueinander senkrechten Aufteilung des Sender- und des Empfängerkörpers eine noch bessere Auflösung, insbesondere in verschiedenen Tiefen, erreicht werden.
Gemäß einer ganz besonders modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Senderkörper längs, insbesondere parallel, zu seiner Längsachse in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist; und wobei der Empfängerkörper quer, insbesondere orthogonal, zu seiner Längsachse in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist. Hierdurch kann eine bessere Nah- und Fernauflösung, z. B. bei Variation eines Einschall winkeis erreicht werden. Auch wird ein Prüfbereich erweitert. Wenn das Prüfkopfsystem als Gruppenstrahler ausgebildet ist, kann zur Untersuchung des Blechs ein Prüfplan verwendet werden, womit das Blech untersucht wird. Durch diese modifizierte Ausführungsform kann zudem mit Vorteil eine verbesserte Empfängerüberlappung erreicht werden, was eine verbesserte Prüfhomogenität ermöglicht.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass über die gesamte Länge des Prüfkopfsystems in kleinen, überlappenden Gruppen aus mehreren Empfängerkörper-Teilkörpern kleiner als eine Gesamtelementeanzahl der Empfängerkörper-Teilkörper geprüft wird. Dies erhöht die Empfindlichkeit bei großer Prüfspur.
Gemäß einer noch weitere besonders modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Senderkörper längs zu einer Längsrichtung in mehrere streifenförmige Teilkörper aufgeteilt ist; und der Empfängerkörper quer zu einer Längsrichtung in mehrere streifenförmige Teilkörper aufgeteilt ist. In anderen Worten sind die Ultraschallaustrittsflächen des Senderkörpers streifenförmig, d. h. länglich ausgebildet und die Ultraschalleintrittsflächen des Empfängerkörpers streifenförmig, d. h. länglich ausgebildet. Dies verstärkt die vorteilhaften Effekte der vorbeschriebenen modifizierten Ausführungsform.
Ganz besonders bevorzugt erstrecken sich die streifenförmigen Teilkörper des Empfängerkörpers längs der gesamten Quererstreckungsrichtung des Empfängerkörpers und die streifenförmigen Teilkörper des Senderkörper erstrecken sich längs zu der gesamten Längserstreckungsrichtung des Senderkörpers. Dies verstärkt die vorteilhaften Effekte der beiden vorbeschriebenen modifizierten Ausführungsformen.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Senderkörper zu einem Schwenken des Sendereinschallwinkels ausgestaltet ist. Hierbei wird insbesondere die Gruppenstrahlertechnik verwendet. Hierdurch ist eine Prüfung in mehreren Zonen des Werkstücks bevorteilt.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Breite eines Teilkörpers des Empfängerkörpers in Längsrichtung, insbesondere in Richtung seiner Längsachse, größer ist als eine Breite eines Teilkörpers des Senderkörpers in Querrichtung, insbesondere quer zu seiner Längsachse. Besonders bevorzugt sind alle Teilkörper des Empfängerkörpers gleich breit ausgebildet.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das SE- Prüfkopfsystem eine Steuereinheit aufweist, die ausgestaltet ist zum Ansteuem des Empfängerkörpers, insbesondere einzelner Teilkörper des Empfängerkörpers, zu einer dynamischen Tiefenfokussierung. In anderen Worten können die einzelnen Teilkörper separat durch die Steuereinheit angesprochen werden. Somit kann an Anpassung an zu erwartende Fehler/vorliegende Dimensionen in dem zu prüfenden Werkstück die Messung angepasst werden.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das SE- Prüfkopfsystem eine Steuereinheit aufweist, die ausgestaltet ist zum Ansteuem des Empfängerkörpers, insbesondere einzelner Teilkörper des Empfängerkörpers, zu einer dynamischen Apodisierung. Eine Apodisierung, d. h. Gewichtung auf einzelne Teilkörper, kann beispielsweise in Form von gezieltem Ansprechen von Teilkörpem des Empfängerkörpers erfolgen. Auch dies bevorteilt eine gezielte Anpassung des Messverfahrens mit dem SE-Prüfkopfsystem an die Eigenschaften des Werkstücks.
Dabei können Verzögerungscharakteristiken dynamisch angepasst werden.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das SE- Prüfkopfsystem eine Steuereinheit aufweist, die ausgestaltet ist zum Ansteuem des Senderkörpers, insbesondere einzelner Teilkörper des Senderkörpers, zu einer dynamischen Apodisierung. Eine Apodisierung, d. h. Gewichtung auf einzelne Teilkörper, kann beispielsweise in Form von gezieltem Ansprechen von Teilkörpem des Senderkörpers erfolgen. Auch dies bevorteilt eine gezielte Anpassung des Messverfahrens mit dem SE-Prüfkopfsystem an die Eigenschaften des Werkstücks.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das SE- Prüfkopfsystem eine Steuereinheit aufweist, die ausgestaltet ist zum Ansteuem des Senderkörpers, insbesondere einzelner Teilkörper des Senderkörpers, zur Erzeugung von holographischen Schallfeldem. Holographische Schallfelder können beispielsweise erzeugt werden durch gezieltes Ansprechen von Teilkörpem des Senderkörpers mit geeigneten Sendertypen. Holographische Schallfelder ermöglichen mit Vorteil, die Prüfgeschwindigkeit, insbesondere in Kombination mit einem Paint-Bmsh-Verfahren, zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Formulierung Figur ist in den Zeichnungen mit Fig. abgekürzt.
In den Zeichnungen zeigen Figur 1 eine schematische Ansicht des Systems gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Systems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Figur 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, das für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Anspruchskategorie beschrieben wird, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Anspruchskategorie eingesetzt werden.
Figur 1 zeigt ein Sender-Empfänger-Prüfkopf System (SE-Prüfkopf System) 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das System 1 weist einen Senderkörper 2 und einen Empfängerkörper 3 auf. Der Senderkörper 2 und der Empfängerkörper 3 sind jeweils mit einem Grundkörper 4 verbunden, welcher durch eine Trennschicht 5 in zwei Teilkörper 4a, 4b aufgeteilt ist. Der Grundkörper 4 weist ein für Ultraschall durchlässiges Material auf. Die Trennschicht 5 ist hingegen als eine akustische Barriere ausgestaltet.
Der Senderkörper 2 und der Empfängerkörper 3 sind quaderförmig mit jeweils rechteckigen Ultraschallaustritts- bzw. Ultraschalleintrittsflächen (nicht sichtbar) ausgebildet, über welche der Sender- bzw. der Empfängerkörper an dem Grundkörper 4 anliegen. Der Senderkörper 2 ist in mehrere Teilkörper, nachfolgend als Sender-Teilkörper 2a bezeichnet, aufgeteilt. Der Empfängerkörper 3 ist in mehrere Teilkörper, nachfolgend als Empfänger-Teilkörper 3a bezeichnet, aufgeteilt. Der Senderkörper 2 ist längs zu seiner Längsachse in die Teilkörper aufgeteilt. Der Empfängerkörper 3 ist senkrecht zu seiner Längsachse in die Teilkörper aufgeteilt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die beiden Längsachsen eine gemeinsame Erstreckungsrichtung, welche parallel zu dem Pfeil X der Figur 1 verläuft.
In Figur 2 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Systems 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei ist ein Bereich Bl für mögliche Strahl Verläufe von Strahlen dargestellt, welche von dem Senderkörper 2 gesendet werden. Weiterhin ist ein Bereich B2 für mögliche Strahl Verläufe von Strahlen dargestellt, welche von dem Empfängerkörper 3 empfangen werden. In einem Schnittbereich B3, in dem sich die Bereiche Bl und B2 schneiden, kann das SE-Prüfkopf System 1 an einem zu prüfenden Körper (nicht dargestellt) Fehlstellen detektieren.
Das Prüfkopfsystem 1 kann mit einer Phased-Array (PA)-Elektronik nach Stand der Technik betrieben werden. Auch ist eine Kombination von PA-Elektronik mit einer dynamischen Tiefenfokussierung, insbesondere auf der Empfängerseite, d. h. bei dem Empfängerkörper 3, möglich. Ebenso denkbar ist auf der Empfängerseite eine dynamische Apodisierung. Ebenso denkbar ist die Nutzung holographischer Schallfelder auf der Senderseite, d. h. bei dem Senderkörper 2.
Das SE-Prüfkopfsystem 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel eignet sich zur Prüfung von Grobblechen in einem Dickenbereich von 5 mm bis 120 mm. Die Grobblechprüfung erfolgt beispielsweise unter Einhaltung der Norm ISO 12094:1994, ISO 10893-9:2011 oder ISO 17577:2016, welche lediglich exemplarisch genannt sind.
Zur Prüfung eines Blechs kann das SE-Prüfkopfsystem 1 beispielsweise mäanderförmig über das zu prüfende Blech bewegt werden. Hierbei können eine oder mehrere SE- Prüfkopfsysteme 1 verwendet werden. Auch kann in einer Anlage ein Blech im Rahmen des Materialflusses, z. B. innerhalb einer Fertigungsstraße geprüft werden. Beispielsweise kann das SE-Prüfkopf System 1 als Breitstrahler-Prüfkopf ausgebildet sein, bei dem ein Senderkörper 2 und vier Empfängerkörper 3 verwendet werden. Beispielsweise kann das SE-Prüfkopf System 1 dabei so ausgestaltet sein, dass eine Prüfbreite, d. h. eine mit einem Messvorgang überprüfbare Breite eines Werkstücks, von 50 mm erzielt wird. Die Signale der einzelnen Prüfkopfsysteme 1 können parallel verarbeitet werden und z. B. über eine TCP/IP-Verbindung an einen Auswerterechner übertragen werden. Die Datenauswertung kann mittels bekannter Methoden durchgeführt werden. Hierbei kann beispielsweise eine Größenbestimmung von Fehlstellen anhand der Norm DIN EN ISO 16827:2014-06 durchgeführt werden.
Das SE-Prüfkopfsystem 1 kann mit einer Frequenz von beispielsweise 5 MHz operiert werden.
Eine Ausdehnung einer Fehlstelle kann beispielsweise mittels folgender Kriterien ermittelt werden:
-6dB-Methode: Diese Methode ist vorteilhaft bei Inhomogenitäten/Fehlstellen, deren Ausdehnung größer ist als ein Schallbündel
Verfahren zur Amplitudenbewertung basierend auf einem Vergleich von Kreis scheibenreflektoren: Diese Methode ist vorteilhaft bei Inhomogenitäten/Fehlstellen, deren Ausdehnung kleiner ist als ein Schallbündel
Bei Methoden, welche eine Ermittlung einer Fläche zur Klasseneinteilung erfordern, müssen benachbarte Prüfspuren zu einer Gesamtanzeige mit einer entsprechenden Ausdehnung zusammengefasst werden. Die Zusammenfassung berücksichtigt auch räumliche Abstände der einzelnen Inhomogenitäten zueinander. Beispielsweise werden Inhomogenitäten mit einem genügenden Abstand der Tiefenlagen als getrennte Inhomogenitäten ausgewiesen. Bei langgestreckten Inhomogenitäten kann als weiterer Parameter auch über eine Amplitude eine Breite der Fehlstelle/Inhomogenität ermittelt werden. Nach einer Detektion der Inhomogenitäten wird ein das Gebiet umfassendes Polygon berechnet- Eine daraus bestimmte Gebietsfläche wird dann zur Klassifizierung herangezogen. In Figur 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt „100“, des Abstrahlens von Ultraschall, über mehrere Teilkörper- Ultraschallaustrittsflächen eines Senderkörpers 2, auf ein Blech, auf, sowie einen Verfahrensschritt „200“ des Empfangens von an dem Blech reflektiertem Ultraschall, über mehrere Teilkörper-Ultraschalleintrittsflächen eines Empfängerkörpers 3.
B ezugszeichenli ste
1 Sender-Empfänger-Prüfkopfsystem
2 Senderkörper 2a Senderkörper-Teilkörper
3 Empfängerkörper
3 a Empfängerkörper-Teilkörper
4 Grundkörper
4a, 4b Teilkörper des Grundkörpers 5 Trennschicht
X Pfeil Bl Bereich für Ultraschallwellen des Senderkörpers
B2 Bereich für Ultraschallwellen des Empfängerkörpers
B3 Schnittbereich
100 Abstrahlen von Ultraschall, über mehrere Teilkörper-Ultraschallaustrittsflächen eines Senderkörpers, auf ein Blech
200 Empfangen von an dem Blech reflektiertem Ultraschall, über mehrere Teilkörper- Ultraschalleintrittsflächen eines Empfängerkörpers

Claims

Patentansprüche
1. Sender-Empfänger-Prüfkopfsystem, SE-Prüfkopfsystem (1), für eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, aufweisend einen Senderkörper (2) mit einer ETltraschallaustrittsfläche, ausgestaltet zum Abstrahlen von Ultraschall auf ein Blech, und einen Empfängerkörper (3) mit einer Ultraschalleintrittsfläche, ausgestaltet zum Empfangen von Ultraschall, der an dem Blech reflektiert wird, und wobei der Senderkörper (2) und der Empfängerkörper (3) jeweils in mehrere Teilkörper aufgeteilt sind.
2. SE-Prüfkopfsystem (1) nach Anspruch 1, wobei der Empfängerkörper (3) in Querrichtung in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist und/oder der Senderkörper (2) in Querrichtung in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist.
3. SE-Prüfkopfsystem (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Empfängerkörper (3) in Längsrichtung in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist und/oder der Senderkörper (2) in Längsrichtung in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist.
4. SE-Prüfkopfsystem (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Empfängerkörper (3) quer, insbesondere orthogonal, zu einer
Teilkörper- Aufteilung des Senderkörpers (2) in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist.
5. SE-Prüfkopfsystem (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Empfängerkörper (3) quer, insbesondere orthogonal, zu einer
Längsrichtung in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist; und wobei der Senderkörper (2) längs, insbesondere parallel, zu einer Längsrichtung in mehrere Teilkörper aufgeteilt ist.
6. SE-Prüfkopfsystem (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Empfängerkörper (3) quer zu einer Längsrichtung in mehrere streifenförmige Teilkörper aufgeteilt ist; und wobei der Senderkörper (2) längs zu einer Längsrichtung in mehrere streifenförmige Teilkörper aufgeteilt ist.
7. SE-Prüfkopf System (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei eine Breite eines Teilkörpers des Empfängerkörpers (3) in Längsrichtung größer ist als eine Breite eines Teilkörpers des Senderkörpers (2) in Querrichtung.
8. SE-Prüfkopf System (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, aufweisend eine Steuereinheit, ausgestaltet zum Ansteuern des Empfängerkörpers
(3), insbesondere einzelner Teilkörper des Empfängerkörpers (3), zu einer dynamischen Tiefenfokussierung.
9. SE-Prüfkopf System (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, aufweisend eine Steuereinheit, ausgestaltet zum Ansteuern des Empfängerkörpers
(3), insbesondere einzelner Teilkörper des Empfängerkörpers (3), zu einer dynamischen Apodisierung.
10. SE-Prüfkopf System (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, aufweisend eine Steuereinheit, ausgestaltet zum Ansteuern des Senderkörpers (2), insbesondere einzelner Teilkörper des Senderkörpers (2), zur Erzeugung von holographischen Schallfeldem.
11. Vorrichtung zur Prüfung von Blechen, aufweisend zumindest ein SE- Prüfkopfsystem (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche.
12. Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
Abstrahlen von Ultraschall (100), über mehrere Teilkörper- Ultraschallaustrittsflächen eines Senderkörpers (2), auf ein Blech;
Empfangen von an dem Blech reflektiertem Ultraschall (200), über mehrere Teilkörper-Ultraschalleintrittsflächen eines Empfängerkörpers (3); oder aufweisend Verfahrensschritte entsprechend Merkmalen eines SE-Prüfkopfsystems (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche.
13. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren nach dem vorgenannten Anspruch auszuführen.
14. Datenträgersignal, das das Computerprogramm nach dem vorgenannten Anspruch überträgt.
15. Computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren nach Anspruch 12 auszuführen.
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