ES2928597T3 - Procedimiento y dispositivo para determinar al menos dos posiciones radiográficas - Google Patents

Abstract

Un método para determinar al menos dos posiciones de prueba para la prueba de materiales no destructivos de un objeto a probar por medio de un sistema de rayos X comprende los siguientes pasos: leer parámetros geométricos del sistema de rayos X; lectura de parámetros de geometría del objeto a ensayar; establecer una primera y una segunda posición relativa del sistema de rayos X para examinar el objeto a probar, en relación con el objeto a probar, para obtener la primera y la segunda posición de transmisión; analizar las dos posiciones de transmisión sobre la base de los parámetros geométricos del sistema de rayos X y sobre la base de los parámetros geométricos del objeto a ensayar con respecto a la idoneidad para el ensayo de materiales y/o el establecimiento de información de evaluación. Aquí, el paso de análisis se ejecuta automáticamente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para determinar al menos dos posiciones radiográficas

La presente invención se refiere a un procedimiento para determinar al menos dos posiciones radiográficas para la prueba de materiales sin destrucción, y a un correspondiente dispositivo así como a un correspondiente programa informático.

La prueba de materiales sin destrucción de un objeto que va a someterse a prueba, tal como por ejemplo una llanta de aleación, se realiza con frecuencia con la ayuda de un sistema de rayos X. Para garantizar la calidad, los componentes producidos se someten a prueba para determinar defectos utilizando tecnología de rayos X. La prueba de un gran número de componentes del mismo tipo (prueba en serie) se realiza normalmente de forma automática, por un lado en lo que respecta al posicionamiento de los componentes y la toma de imágenes, por otro lado en lo que respecta a la evaluación. En términos concretos, los componentes se colocan en la trayectoria del haz mediante un manipulador para registrar proyecciones de rayos X desde diferentes perspectivas. El posicionamiento y la toma de imágenes se realizan a este respecto normalmente de la misma forma para una serie de componentes. A continuación, la evaluación de las proyecciones se lleva a cabo por el personal de prueba capacitado o automáticamente mediante un sistema de procesamiento de imágenes.

El esfuerzo que implica configurar nuevos objetos de prueba en un sistema actualmente es relativamente alto. La prueba en sí se lleva a cabo en gran medida sin gastos de personal, pero debe haber personal capacitado disponible para la configuración.

El estado del arte contiene algunos enfoques de investigación correspondientes. Por ejemplo, debe hacerse referencia al documento WO 02/31767 A1, que trata sobre la representación de un objeto mediante irradiación y la reconstrucción para el envío de datos radiográficos simulados. El documento DE 102010/022285 A se refiere a un procedimiento para determinar la posición óptima de un objeto de medición en la tomografía computarizada 3D. El documento DE 10 2014/008671 trata de un procedimiento para la disposición óptima de un objeto en un dispositivo para mostrar una estructura espacial interna del objeto. Además, también debe hacerse referencia al documento DE 102007/056276 A1 y al documento

DE 10142159 A1. Además, forma el estado de la técnica una publicación titulada "Simulation study for optimization of X-ray inspection setup applied to CFRP airostructures" por K. Tigkos et al,, ICT Conference 2014, páginas 75-85, XP055363187.

Para configurar y parametrizar la prueba automática por rayos X de los componentes, los usuarios requieren hasta ahora al menos un componente de muestra para el cual se definen las posiciones de prueba en el sistema de prueba por rayos X. Para este propósito, un operador alimenta el componente al sistema de manipulación en un modo de configuración especial del sistema y coloca manualmente el componente en las posiciones de prueba deseadas. La configuración de las posiciones está respaldada por la visualización de "imágenes de rayos X en vivo" en un monitor. Si además debe realizarse una evaluación de imagen automática, se toma al menos una imagen de cada posición de prueba. Las imágenes se utilizan luego para parametrizar el procesamiento de imágenes. Durante este proceso, el sistema de prueba por rayos X no está disponible para someter a prueba componentes de la serie y posiblemente puede haber cuellos de botella en la capacidad. Por lo tanto, existe la necesidad de un enfoque mejorado.

El objetivo de la presente invención es optimizar el proceso para configurar y parametrizar la prueba automática por rayos X de componentes de tal manera que se minimicen los tiempos de inactividad en los sistemas de prueba por rayos X.

El objetivo se soluciona mediante las reivindicaciones independientes.

La presente invención proporciona un procedimiento para determinar al menos dos posiciones radiográficas para la prueba de materiales sin destrucción de un objeto a probar por medio de un sistema de rayos X. El procedimiento comprende las siguientes cinco etapas básicas: "lectura en parámetros de geometría del sistema de rayos X", tales como por ejemplo posibles trayectorias del tubo de rayos X y el detector de rayos X, "lectura de parámetros geométricos de la pieza de trabajo que va someterse a prueba", tales como por ejemplo por medio de un modelo CAD del objeto, "determinación de una primera posición relativa del sistema de rayos X para examinar el objeto que va a someterse a prueba en relación con el objeto que va a someterse a prueba para obtener una primera posición radiográfica" y "determinación de una segunda posición relativa para obtener una segunda posición radiográfica". La quinta y relevante etapa se relaciona con el análisis de las posiciones radiográficas primera y segunda sobre la base de los parámetros geométricos de los sistemas de rayos X y del objeto que va a someterse a prueba con respecto a la idoneidad para la prueba del material, es decir, si por medio de las dos posiciones radiográficas determinadas pueden verificarse los parámetros deseados (propiedades) del objeto que va a someterse a prueba. Alternativa o adicionalmente, el análisis puede llevarse a cabo con el objetivo de obtener información de evaluación adicional para la posterior prueba real de materiales sin destrucción. La etapa de "analizar" se realiza de manera automatizada.

La presente invención se basa en el hallazgo de que el proceso de prueba se puede simular basándose en datos CAD del objeto de prueba y un sistema de coordenadas conocido para mapear las trayectorias de movimiento y las propiedades de imagen del sistema de prueba por rayos X (con todos los componentes) o, en general, basándose en el conocimiento del objeto de prueba y el sistema de rayos X, de modo que se puede hacer una declaración sobre si las posiciones radiográficas seleccionadas o determinadas automáticamente por el operador, por ejemplo, permiten un examen del objeto de prueba o no. En consecuencia, este procedimiento permite configurar las posiciones de prueba y configurar los parámetros de procesamiento de imágenes en un PC normal sin necesidad de acceso directo al sistema de prueba por rayos X. Como resultado, el programa de prueba terminado se crea luego de acuerdo con ejemplos de realización y se carga en el sistema, por ejemplo, a través de una conexión de red. El sistema está disponible para probar componentes en todo momento. Esto simplifica significativamente la configuración y parametrización de nuevos componentes. Además, se mejora la precisión y fiabilidad de la prueba. Después de la prueba, los datos detallados sobre la prueba están disponibles para el procesamiento posterior.

De acuerdo con un ejemplo de realización, la etapa de "analizar" comprende determinar un factor de aumento para cada posición radiográfica. Esta determinación se realiza basándose en las posiciones relativas primera y segunda de los sistemas de rayos X con respecto al objeto que va a someterse a prueba. Por ejemplo, el factor de aumento es mayor cuanto más cerca esté el objeto de la fuente de radiación y menor cuanto más cerca esté el objeto del detector de rayos X. En este punto cabe señalar que también hay otros factores que influyen, tal como por ejemplo la geometría del detector de radiación, la geometría del cono de radiación y la interacción de ambos, de modo que puede resultar una variación del factor de aumento a lo largo de la superficie de detección del detector de radiación. Basándose en el factor de aumento determinado, se puede emitir una escala de aumento (por ejemplo, en forma cuantificada) como información de evaluación para la prueba de materiales real.

De acuerdo con otro ejemplo de realización, el análisis puede presentar la prueba en el sentido de si todos los elementos que van a someterse a prueba del objeto que va a someterse a prueba están representados en registros virtualmente simulados desde al menos las posiciones radiográficas primera y segunda. En este caso, por ejemplo, se simulan de manera correspondiente a los ejemplos de realización los registros reales de las al menos dos posiciones radiográficas, para obtener los registros simulados virtualmente de las dos posiciones radiográficas. De manera correspondiente con los ejemplos de realización adicionales, todas las áreas críticas contenidas en el modelo CAD (por ejemplo, área con sección transversal variable o puntos de transición) pueden identificarse en los registros virtuales o simulados obtenidos para verificar (automáticamente) si todos los elementos que van a someterse a prueba (áreas críticas del objeto que va a someterse a prueba) están cubiertos por los registros planificados. También se puede tener en cuenta que se deben examinar diferentes áreas con diferentes niveles de detalle/ampliación (generalmente: diferentes requisitos) (para continuar con el ejemplo de la llanta de aleación, mayor nivel de detalle en la pestaña de la llanta en comparación con el lecho de la llanta).

De acuerdo con la invención, el análisis comprende la simulación de la prueba de materiales sin destrucción. En este caso, por ejemplo, primero se simulan los registros reales de las al menos dos posiciones radiográficas para obtener registros virtualmente simulados asociados con las dos posiciones radiográficas, en donde entonces, por ejemplo, en una siguiente etapa se examina el objeto de forma simulada en los dos registros obtenidos. De acuerdo con la invención, el objeto que va a someterse a prueba virtualmente se proporciona de antemano mediante errores virtuales, que se distribuyen estocásticamente sobre el objeto. Durante la simulación, se comprueba si se pudieron detectar todos los errores virtuales. A este respecto, de acuerdo con un ejemplo de realización, se examina si los errores individuales están ocultos, por ejemplo por otros errores u otras faltas de homogeneidad de una irradiación o quizás si el error esté dispuesto en una posición en el objeto de modo que ya no pueda detectarse con el factor de aumento seleccionado. Además, también se examina si el defecto se superpone, por ejemplo, por radiación dispersa, de tal manera que ya no se puede detectar. Una ventaja en este aspecto o en realidad para todos los aspectos es que se conocen las extensiones geométricas del objeto que va a someterse a prueba, de modo que si se determina un error, también se puede identificar directamente una extensión del mismo o una extensión máxima del mismo. Por lo tanto, de acuerdo con otros ejemplos de realización, el programa de prueba puede comprender información sobre los parámetros geométricos del objeto que va a someterse a prueba como información de evaluación, de modo que la extensión o, en general, la posición del defecto realmente detectado durante la prueba de materiales real se puede asignar con la ayuda de la información adicional.

De acuerdo con otro ejemplo de realización, el análisis puede comprender la determinación de una radiación dispersa, que generalmente depende de las posiciones relativas individuales y de la geometría del objeto que va a someterse a prueba y el material del objeto que va a someterse a prueba. Tal como ya se explicó anteriormente en relación con el aspecto 3, esta radiación dispersa influye en la posibilidad de detectar los defectos de manera correspondiente. De manera correspondiente a un ejemplo de realización, la etapa de la determinación de la radiación dispersa comprende una etapa de simulación de los registros reales de las al menos dos posiciones radiográficas para obtener los registros virtualmente simulados de las al menos dos posiciones radiográficas y por medio de los cuales reconocer si la radiación dispersa existiría en este caso.

Un aspecto adicional es que, además de la planificación del programa de prueba, también se pueden generar imágenes de referencia por medio del examen simulado y se emiten como información de evaluación para identificar más fácilmente desviaciones en el sentido de falta de homogeneidad o defectos en la prueba de materiales real. Por lo tanto, de manera correspondiente con otro ejemplo de realización, el procedimiento comprende también la etapa de emisión de un programa de prueba con o bien las imágenes de referencia como información de evaluación adicional o información sobre la radiación dispersada como información de evaluación adicional o información sobre las extensiones geométricas del objeto a examinar.

Tal como ya se ha explicado en algunos puntos, los aspectos individuales se complementan entre sí o se apoyan mutuamente. Por ejemplo, la determinación de la radiación dispersa suele ser parte del procedimiento para comprobar si todos los defectos se pueden detectar bien desde las posiciones radiográficas seleccionadas. Además, esta etapa de determinación de si la posición radiográfica es suficiente para la detección de defectos, también se basa en la etapa de determinación de un factor de aumento por posición radiográfica, ya que (como ya se explicó) se debe seleccionar un factor de aumento correspondiente para defectos en posiciones específicas del objeto que va a someterse a prueba. También es parte de la comprobación si es posible una buena detección de defectos, con frecuencia la comprobación de si todas las características relevantes del objeto que va a someterse a prueba están contenidas en los registros correspondientes de las posiciones radiográficas seleccionadas. A este respecto, los procedimientos de manera correspondiente con los aspectos explicados anteriormente pueden producirse preferentemente, pero no necesariamente, también en combinación. De acuerdo con otro ejemplo de realización, los procedimientos individuales también pueden implementarse mediante un programa informático.

Además, la invención crea un dispositivo para determinar al menos dos posiciones de prueba para la prueba de materiales sin destrucción de un objeto que va a someterse a prueba por medio de un sistema de rayos X. En este caso, la lectura de los parámetros geométricos se realiza a través de las interfaces correspondientes, en donde la determinación de las posiciones radiográficas y la comprobación de la idoneidad de las posiciones radiográficas para la prueba de materiales o la determinación de información de evaluación se realizan con la ayuda de una unidad de cálculo o mediante la unidad de cálculo. En este punto debe señalarse que, en particular, la determinación de las posiciones relativas primera y segunda también puede tener lugar en interacción con un usuario.

Un perfeccionamiento está definido en las reivindicaciones dependientes. Los ejemplos de realización de la presente invención se explican por medio de los dibujos adjuntos. Muestran:

la figura 1a un diagrama de flujo esquemático de un procedimiento para determinar al menos dos posiciones de prueba de acuerdo con un ejemplo de realización;

la figura 1b un diagrama de bloques esquemático de un sistema de rayos X para ilustrar el procedimiento según la figura 1a;

las figuras 2a-2e ilustraciones esquemáticas de los diferentes enfoques de análisis de acuerdo con ejemplos de realización; y

la figura 3 una representación esquemática de un dispositivo para determinar al menos dos posiciones de prueba para determinar una prueba de materiales.

Antes de que se expliquen a continuación los ejemplos de realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, debe tenerse en cuenta que los elementos y estructuras que tienen el mismo efecto están provistos de los mismos símbolos de referencia, de modo que la descripción de ellos puede aplicarse o bien intercambiarse entre sí.

La figura 1 a muestra un procedimiento 100 con en total cinco etapas básicas 110 a 150.

En la figura 1 b se ilustra en más detalle el procedimiento 100 por medio de representaciones de un sistema de rayos X 10. El sistema de rayos X 10 comprende al menos una fuente de radiación 12 y un detector de rayos X 14, en donde un cono de radiación 16 se define por la geometría de la fuente de rayos X 12 y el detector de rayos X 14. Además, el sistema de rayos X aquí propuesto también presenta aún un manipulador 18, tal como por ejemplo un disco giratorio y/o desplazable (véanse las flechas), en el que se dispone el objeto 20 a examinar (en este caso un cubo).

Dado que el procedimiento 100 consiste en simular virtualmente las posiciones de prueba del objeto 20 con respecto al sistema de rayos X 10, se introduce el símbolo de referencia 10' para la geometría virtual del sistema de rayos X y el símbolo de referencia 20' para la geometría virtual del objeto 20 que va a someterse a prueba. La geometría virtual del sistema de rayos X 10' se puede describir usando los parámetros geométricos 10', mientras que la geometría del objeto 20' que va a someterse a prueba virtual puede describirse igualmente usando los parámetros geométricos 20', por ejemplo, modelos CAD.

Las posiciones de prueba reales y virtuales están definidas por las posiciones relativas del sistema de rayos X 10/10' con respecto al objeto 20/20'. Las posiciones de prueba o relativas se ven influidas/se definen esencialmente por el manipulador 18 y aquí en particular los parámetros R para la rotación, L para el desplazamiento longitudinal (en el eje entre la fuente de rayos X 12 y el detector 14) y Q para el desplazamiento transversal (por ejemplo ortogonal a L). En el caso más común, sólo se varía el parámetro R, a partir del cual se establecen diferentes posiciones radiográficas del objeto 20'. Aquí, por ejemplo, una primera posición radiográfica desde el ángulo a1 se representa con líneas continuas, por ejemplo una posición radiográfica vertical, y una segunda posición radiográfica desde el ángulo a2 se representa con una línea de puntos. En este punto cabe señalar que dependiendo del posicionamiento del objeto 20 sobre el manipulador 18 (plato giratorio) al girar en la dirección R también puede realizarse un desplazamiento del objeto 20 en la dirección Q o L.

Ahora que se ha explicado la situación inicial, se aborda a continuación el procedimiento 100 para determinar al menos dos posiciones de prueba (posición radiográfica para a1 y posición radiográfica para a2) o posición relativa entre el objeto 20' y el sistema de rayos X 10'.

En la primera etapa 110, los parámetros geométricos 10', es decir, los parámetros de manipulación R, L, Q y las distancias correspondientes entre el tubo de rayos X 12 y el detector de rayos X 14 se leen debajo del cono de radiación 16 resultante. En este sentido puede estar contenida también información sobre el sistema de rayos X, por ejemplo la posición o la geometría del foco lineal. Esta etapa está dotada del número de referencia 110, en donde el resultado de esta etapa es que, por ejemplo, todos los parámetros relevantes para llevar a cabo el procedimiento 100 están presentes. A esto pertenecen, además de los parámetros de movimiento (parámetros para describir el sistema de manipulación: símbolos de referencia R, L, Q) y parámetros geométricos (geometría del sistema, tipo y posición de la fuente de rayos X, tipo y posición del detector, véase el número de referencia 16) también otros parámetros con respecto a la resolución del detector 14 o en general el poder de resolución del sistema de rayos X 10 u otros detalles, tal como por ejemplo el prefiltrado utilizado. Los parámetros pueden ser entonces también modelos de movimiento con respecto al manipulador, en donde en este caso se usa preferentemente el sistema de coordenadas del sistema de rayos X como sistema de coordenadas de referencia.

Paralela o posteriormente se realiza la lectura de los parámetros geométricos del objeto 20' (véase la etapa 120), por ejemplo con la ayuda de un modelo CAD del objeto 20' que va a someterse a prueba. Sobre la base de estos parámetros geométricos, se conocen, por así decirlo, las dimensiones del objeto 20/20' que va a someterse a prueba, así como también los espesores de pared individuales y los volúmenes interiores resultantes.

Opcionalmente puede leerse también información sobre la prueba (especificación de la prueba), por ejemplo con respecto a la resolución mínima requerida, número máximo de defectos por volumen, etc. Esta etapa está dotada del número de referencia 115.

Conociendo estos dos parámetros 10' y 20', los objetos 20' ahora pueden disponerse virtualmente en el sistema de rayos X 10' virtual o puede simularse la posición de las proyecciones de rayos X del componente para determinar una primera posición radiográfica. (véase a1). La determinación se realiza por regla general con la ayuda de un usuario, pero también puede realizarse de forma automática. Esta etapa está dotada del número de referencia 130. En este sentido ya se tienen en cuenta factores como, por ejemplo, si en función de las dimensiones del objeto 20' habría riesgo de colisión con el sistema de rayos X 10' o si el objeto se puede disponer en el manipulador 18 de este modo.

A continuación, el objeto virtual 20' se traslada a una segunda posición relativa virtual con respecto al sistema de rayos X 10' virtual para obtener de ese modo una segunda posición radiográfica a2. La determinación de la segunda posición radiográfica se proporciona con el número de referencia 140. Esta etapa también se puede realizar por interacción del usuario, de manera semiautomatizada o de manera automatizada. En este contexto, "semiautónomo" significa que el

software o dispositivo calcula sugerencias automatizadas para posiciones de prueba óptimas y propone estas al usuario. Cuando el objeto 20' se transfiere a la segunda posición relativa (véase a2), los parámetros de movimiento L, Q y/o R correspondientes para el manipulador también se conocen según ejemplos de realización, de modo que se puede reproducir la segunda posición radiográfica tanto en el caso virtual como en el caso real (véase el número de referencia 10).

Además de las etapas 130 y 140, de acuerdo con otros ejemplos de realización, también se pueden determinar otras posiciones relativas u otras posiciones radiográficas antes de que se lleve a cabo la etapa 150. De manera correspondiente a su vez a otros ejemplos de realización, además de las posiciones de prueba (etapa 130, 140), también se pueden determinar los parámetros de rayos X óptimos sin que los componentes tengan que estar disponibles o la capacidad de prueba del sistema se vea afectada.

Ahora que se conocen los parámetros relevantes del sistema de rayos X 10' y del objeto 20', incluidas las posiciones radiográficas planificadas para a1 y a2, ahora se puede analizar si estas posiciones/ángulos a1 y a2 son adecuados para la prueba de materiales. Opcionalmente, la planificación de la prueba no solo incluye la determinación de las posiciones radiográficas, sino también la determinación de otros parámetros relevantes para la prueba de rayos X, como los parámetros de rayos X (voltaje, corriente, SNR, filtro, tiempo de exposición). Esta información se emite luego como información adicional (véase la etapa 150). Alternativa o adicionalmente, también se puede generar información adicional por medio de la siguiente etapa, lo que mejora la evaluación para la prueba de materiales real. Este análisis tiene lugar entonces en la etapa 150.

Después de esta etapa 150, se combinan una gran cantidad de análisis individuales, algunos de los cuales son mutuamente dependientes o al menos pueden combinarse fácilmente entre sí. Es importante que esta etapa 150 esté completamente automatizada debido al alto nivel de complejidad. Por ejemplo, los siguientes valores pueden tomarse automáticamente de la información disponible o calculada, que de lo contrario deben ingresarse o medirse manualmente: "Ampliación del objeto en el detector (por cada píxel)" o "zona de prueba (zona de calidad)". Los respectivos análisis individuales se explican con referencia a los ejemplos de realización de las figuras 2a a 2e.

Las etapas de análisis se explican a continuación, en donde estos se realizan de forma continua utilizando el objeto 20' virtual con el sistema de rayos X 10' virtual. Por supuesto, los resultados pueden transferirse al mundo real (véase números de referencia 10 y 20).

La figura 2a ilustra por medio de dos posibles posiciones A y B para el objeto 20' virtual que en este caso se indica con los símbolos de referencia 20a' en la posición A y 20b' en la posición B. Una característica 20o está marcada por separado en los objetos 20a' o 20b'.

La formación de imágenes del objeto 20a en la posición a difiere del objeto 20b en la posición 20b en la realidad y también en la simulación virtual (véanse 20a' y 20b') en el sentido de que resultan diferentes factores de aumento en la irradiación. El objeto 20a' y, por lo tanto, también el área 20o se agranda mucho más en la posición A que el objeto 20b' en la posición B. En este sentido se modifica la escala de aumento por ejemplo del área 20o desde la posición A hasta la posición B. En otras palabras, esto significa que el objeto 20b' se refleja con una escala de aumento diferente a la del objeto 20a'.

Esta información también se puede transferir al mundo real, de modo que a partir de la simulación según el procedimiento anterior, la escala de aumento para cada posición radiográfica se puede determinar mediante análisis y se puede emitir como información de evaluación.

En este punto cabe señalar que la escala de aumento varía no sólo de la posición relativa del sistema de rayos X 10' en relación con los objetos 20a' y 20b' o en la realidad 10 en relación con 20a y 20b, sino que también depende de otros factores. La geometría del detector de rayos X 14 (geometría del detector curva o recta) debe mencionarse aquí en particular. A este respecto, el factor de aumento puede variar no solo con un desplazamiento a lo largo del eje L, sino también con un desplazamiento transversal a lo largo del eje Q, si se modifica debido a ello la distancia entre el objeto 20a' o el área relevante 20o y el detector 14. En esta medida, el factor de aumento puede variar a lo largo del área de detección del detector 14.

De manera correspondiente con otro ejemplo de realización, también se comprueba si el factor de aumento seleccionado es suficiente para evitar defectos, por ejemplo defectos en el área 20o relevante. Para ello, se puede cuantificar el factor de aumento (2x o 5x,...). Hay diferentes requisitos de prueba para diferentes áreas del objeto que va a someterse a prueba. Por ejemplo, las áreas críticas, las áreas con carga mecánica más alta, deben someterse a prueba con más detalle y, en consecuencia, también con un factor de aumento mayor (por ejemplo, factor 20). El trasfondo de esto es que la resolución del detector 14 es fija y se establece una resolución correspondiente del área 20o relevante dependiendo de la escala de formación de imágenes.

De acuerdo con otro ejemplo de realización, durante el análisis se puede comprobar si todas las áreas relevantes del objeto que va a someterse a prueba están reflejadas en la respectiva posición radiográfica. Este ejemplo se muestra en la figura 2b. La figura 2b muestra a su vez el sistema de rayos X 10 o el sistema de rayos X 10' virtual con el tubo de rayos X 12 y el detector 14. Esta vez, el objeto 20r' a examinar es un elemento curvo alargado, que puede detectarse mediante un registro radiográfico.

El objeto 20r' se puede girar a lo largo de la flecha por medio del dispositivo de manipulación (no representado), de modo que se establecen dos posiciones (posición A y posición B) para la obturación de todo el objeto. La posición A permite obtener una imagen de una mitad, mientras que la posición B (véase la línea discontinua la segunda mitad del objeto 20r'). Para una mejor representación y diferenciación del objeto en las dos posiciones A y B, se han introducido los símbolos de referencia 20ra' y 20rb'. Aquí se lleva a cabo un análisis de las denominadas zonas de prueba o zonas de calidad. La configuración de las zonas de calidad en particular es difícil, ya que la inspección por rayos X es una imagen 2D de un objeto 3D y, por consiguiente, las áreas de la imagen pueden superponerse. De manera correspondiente con ejemplos de realización, esta superposición puede detectarse automáticamente.

En este procedimiento, los registros o registros virtuales del objeto 20ra' y 20rb' se simulan de manera correspondiente con un ejemplo de realización. Basándose en estos registros virtuales, se puede determinar si todas las características relevantes (véase 20o o todo el objeto 20r') se registran mediante la pluralidad de registros con las múltiples posiciones radiográficas. Como resultado, se puede verificar por tanto que todas las áreas del componente tienen una imagen adecuada en el detector de acuerdo con la especificación de la prueba.

Haciendo referencia a la figura 2c, se explica un aspecto del análisis de acuerdo con la invención, a saber, la simulación de la prueba de materiales sin destrucción. La figura 2c muestra de nuevo el sistema de rayos X 10' virtual, en donde el objeto 20' se encuentra en el cono de radiación 16. En este objeto, los defectos en el objeto se identifican mediante puntos y rayas. En esta etapa, se simula ahora en este caso por medio de un registro radiográfico si el registro correspondiente a la primera posición radiográfica o el registro radiográfico correspondiente a la posición radiográfica seleccionada es suficiente para detectar los defectos correspondientes. En este sentido, de manera correspondiente al ejemplo de realización, se realiza de nuevo una prueba de materiales virtual, por ejemplo simulando los registros obtenidos de manera correspondiente con las posiciones radiográficas. Por medio de los registros pueden determinarse si los defectos que se van a detectar, por ejemplo en las áreas donde a menudo se producen defectos (en soldaduras, puntos de transición o, en general, regiones con carga elevada) pueden detectarse. En el caso que se muestra aquí, en el que los defectos se han distribuido en el material 20', se daría el caso en un registro radiográfico que el defecto 20f está superpuesto por o con el defecto en forma de línea dispuesto delante de este durante la irradiación, de modo que la detección unívoca del defecto 20f podría no ser posible. Para averiguarlo, de acuerdo con la invención, se pueden distribuir los errores en el objeto 20' virtual, esta distribución se puede realizar con ayuda de la estocástica.

En otras palabras, esto significa que se introducen artificialmente defectos (defectos de límite) para realizar una simulación del mapeado de los mismos. De esta forma, el procesamiento de imágenes parametrizado (automático/manual) puede probarse directamente en cuanto a su funcionalidad y fiabilidad para diferentes tipos de defectos. La introducción de defectos de límite aleatorios se puede probar automáticamente y en varias ejecuciones, de modo que las posiciones de prueba y la calidad de imagen resultante se puedan probar para determinar la detección de defectos potenciales en una muestra más grande.

De manera correspondiente a los ejemplos de realización, también puede suceder que los defectos individuales 20f no se puedan detectar o sean difíciles de detectar, no porque estén cubiertos, sino debido a la radiación dispersa. Por lo tanto, el procedimiento de comprobación de si se pueden detectar todos los defectos también incluye la determinación de la radiación dispersa correspondiente.

Si ahora se han descubierto defectos, también es posible averiguar a partir de un único registro hasta dónde se extiende el defecto como máximo, ya que se conocen los datos geométricos del objeto. En este sentido comprende el procedimiento de manera correspondiente con el otro ejemplo de realización la determinación de una extensión de un defecto por medio de los parámetros geométricos del objeto 20' que va a someterse a prueba.

Haciendo referencia a la figura 2d, se determina otro ejemplo de realización, a saber, la determinación de la radiación dispersa para las posiciones radiográficas individuales. La radiación dispersa depende de la geometría del objeto que va a someterse a prueba y/o del material. Además, la radiación dispersa varía según las posiciones radiográficas. La figura 2d muestra el sistema de rayos X 10' con el tubo de rayos X 12 y el detector de rayos X 14, estando dispuesto el objeto 20' (objeto virtual) en el cono de radiación 16. El tubo de rayos X emite radiación de rayos X, que aquí se indica con el número de referencia 16s. Este incide sobre el cuerpo de prueba 20', irradiando esencialmente a través de este cuerpo de prueba 20' para determinar un perfil de atenuación por medio del detector de rayos X 14. Sin embargo, parte de la radiación de rayos X, que aquí se proporciona con el número de referencia 16ss, se dispersa en el entorno. También puede tener lugar la dispersión sobre otros elementos. El problema de esta radiación dispersa es que esta radiación dispersa puede dificultar o incluso impedir la determinación de defectos en el cuerpo de prueba 20' si esta a su vez se superpone a la radiación radiográfica que irradia al detector de rayos X 14. En general, la radiación dispersa 16ss tiene un efecto negativo sobre la calidad de la imagen y, si se conoce, puede tenerse en cuenta o corregirse durante la reproducción.

En este sentido surgen las siguientes aplicaciones para determinar la radiación dispersa: estos efectos se pueden simular para, en primer lugar, afirmar si se pueden detectar todos los defectos (véase la figura 2c) y, en segundo lugar, para ser utilizados como resultado de la simulación para su posterior evaluación. En este sentido, la información sobre la radiación dispersa se emite como información de evaluación de acuerdo con otro ejemplo de realización. La salida de información de evaluación aquí está disponible, por ejemplo, en forma de una distribución de radiación dispersa a través del detector, de modo que el registro real puede corregirse para la radiación dispersa simulada. Entre otras cosas, esto permite un cálculo más preciso o expansión del tamaño de los defectos en la dirección de irradiación.

La figura 2e muestra esencialmente el procedimiento 100, en donde la etapa 150 está subdividida en dos subetapas 152a y 152b. En la etapa 152a se toma un primer registro de referencia desde el primero de los ángulos de haz, mientras que en la etapa 152b se toma un segundo registro de referencia desde la segunda posición radiográfica. En este sentido, los datos CAD existentes son adecuados para generar imágenes de referencia artificiales o para optimizar el procesamiento de imágenes en base al conocimiento previo del componente. Con una pluralidad de posiciones radiográficas, estas etapas 152a y 152b pueden extenderse de manera correspondiente.

Estos registros de referencia sirven como información de evaluación para la prueba de materiales real y pueden generarse junto con el programa de prueba, que se ilustra utilizando la etapa 154 opcional.

De manera correspondiente con otro ejemplo de realización, la información sobre la geometría del objeto también se puede emitir junto con el programa de prueba, lo que es en particular ventajoso para la detección y localización de defectos en la prueba de materiales real. Por lo tanto, los datos CAD pueden seguir utilizándose para asignar los defectos detectados a una posición real exacta en el componente. Esta información se puede utilizar para dar a la producción una declaración de ubicación precisa.

Ejemplo: Dado que en los registros radiográficos a menudo existen las denominadas áreas superpuestas que, por un lado, pueden asignarse a un área crítica y, por otro lado, a un área no crítica (una al lado de la otra o una detrás de la otra), al evaluar los registros radiográficos reales es importante saber qué áreas representa la posición radiográfica. Esta situación ya puede tenerse en cuenta a la hora de seleccionar las posiciones radiográficas si se seleccionan las posiciones radiográficas, por ejemplo, de modo que las zonas de prueba puedan delimitarse claramente en las proyecciones. Sin embargo, si esto no es posible, se puede proporcionar la información sobre las áreas superpuestas del procesamiento de imágenes o la prueba real. La información se puede emitir junto con las posiciones radiográficas. De esta forma, se puede determinar mejor durante la evaluación si un defecto detectado se puede asignar de manera unívoca a un área crítica o si se encuentra en un área no crítica o, por ejemplo, se puede iniciar que el defecto debe determinarse nuevamente desde otra posición radiográfica.

Además, la información explicada durante la prueba de materiales real se puede depositar en una base de datos con metadatos adicionales sobre defectos, tal como parámetros de tamaño. La información permite una evaluación de datos sobre la frecuencia de defectos en determinadas áreas. Las irregularidades en la calidad de la producción se pueden analizar y los defectos se pueden delimitar. Esto permite eliminar los defectos correspondientes para los componentes producidos posteriormente.

Además o como alternativa a esto, también sería concebible la siguiente aplicación: si, por ejemplo, se detecta un defecto durante la prueba de materiales real, la extensión del defecto también se puede determinar al mismo tiempo, ya que no puede extenderse más allá del volumen real de la muestra de prueba. Esto significa que el conocimiento del espesor de pared exacto en cada píxel también se puede utilizar para hacer una afirmación precisa sobre la extensión del defecto en la dirección de irradiación (en relación con el espesor de pared total y absoluto).

Otra información adicional que se puede generar durante la planificación de la prueba son valores para la parametrización del procesamiento de imágenes (valores de umbral, tamaño de grano, radiación dispersa o parámetros de filtro). Estos se determinan preferiblemente teniendo en cuenta la especificación de la prueba.

De manera correspondiente a otros ejemplos de realización, los procedimientos descritos anteriormente también se pueden llevar a cabo mediante un dispositivo. Este dispositivo se explica con referencia a la figura 3.

La figura 3 muestra un dispositivo 50 con una interfaz 52 para recibir los parámetros geométricos del sistema de rayos X y otra interfaz para recibir los parámetros geométricos del objeto que va a someterse a prueba. Estos datos luego son procesados por una unidad de cálculo, como por ejemplo una CPU 56, para determinar primero la posición radiográfica, posiblemente a través de la interacción del usuario, y luego para calcular la idoneidad para la prueba de materiales por medio de la posición respectiva o para generar información de evaluación. La idoneidad de la prueba radiográfica se muestra al usuario a través de una interfaz de usuario (no mostrada). Además, el dispositivo puede tener otra interfaz, concretamente para emitir la información de evaluación y/o para emitir el programa de prueba. Esta interfaz adicional se proporciona con el número de referencia 58.

Con respecto a la funcionalidad de este dispositivo 50, se hace referencia a las realizaciones anteriores con respecto al procedimiento 100 y a las realizaciones con respecto a las figuras 2a a 2e. Los procedimientos correspondientes pueden realizarse por el algoritmo que se ejecuta en el procesador 56. En general, el dispositivo 50 también puede implementarse mediante un PC convencional.

En otras palabras, esto significa que incluso si los detalles de la presente invención se han descrito utilizando un procedimiento, las etapas de procedimiento individuales también se pueden transferir correspondientemente al dispositivo. En consecuencia, una descripción de la etapa de procedimiento correspondiente también representa una descripción del bloque o unidad correspondiente del dispositivo 50.

El procedimiento 100 y el dispositivo 50 explicados anteriormente pueden usarse generalmente en pruebas en serie de componentes por medio de rayos X.

Una aplicación de ejemplo donde el método ofrece grandes ventajas es la prueba de llantas de aleación. En esta aplicación, normalmente hay varios cientos de programas de prueba para diferentes tipos de ruedas. Debido a la gran variedad de artículos, a menudo se agregan nuevos programas cada semana. El procedimiento facilitaría claramente la creación de nuevos tipos.

Aunque algunos aspectos se han descrito en el contexto de un dispositivo, se entiende que estos aspectos también representan una descripción del procedimiento correspondiente, por lo que un bloque o un componente de un dispositivo también debe entenderse como una etapa de procedimiento correspondiente o como una característica de una etapa de procedimiento. De manera similar, los aspectos descritos en conexión con o como una etapa de procedimiento también constituyen una descripción de un bloque o detalle o característica correspondiente de un dispositivo correspondiente. Algunas o todas las etapas de procedimiento pueden realizarse por un aparato de hardware (o usando un aparato de hardware), tal como por ejemplo un microprocesador, una computadora programable o un circuito electrónico. En algunos ejemplos de realización, algunas o varias de las etapas de procedimiento más importantes pueden realizarse por un aparato de este tipo.

Dependiendo de los requisitos de implementación particulares, los ejemplos de realización de la invención pueden implementarse en hardware o en software. La implementación se puede realizar utilizando un medio de almacenamiento digital, por ejemplo un disquete, un DVD, un disco Blu-ray, un CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM o memoria FLASH, disco duro u otra memoria magnética u óptica, en la que se almacenan señales de control legibles electrónicamente, que pueden interactuar o interaccionar con un sistema informático programable de tal forma que se lleve a cabo el respectivo procedimiento. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por ordenador.

Así, algunas realizaciones de acuerdo con la invención comprenden un soporte de datos que presenta señales de control legibles electrónicamente capaces de interactuar con un sistema informático programable de tal manera que se lleva a cabo uno de los procedimientos descritos en este documento.

En general, los ejemplos de realización de la presente invención pueden implementarse como un producto de programa informático con un código de programa, en el que el código de programa es eficaz para realizar uno de los procedimientos cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador.

El código del programa también se puede almacenar, por ejemplo, en un soporte legible por máquina.

Otros ejemplos de realización comprenden el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en el presente documento, almacenándose el programa informático en un soporte legible por máquina.

En otras palabras, un ejemplo de realización del procedimiento de acuerdo con la invención es por lo tanto un programa informático que presenta un código de programa para realizar uno de los procedimientos descritos en este documento cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.

Por lo tanto, otro ejemplo de realización del procedimiento de acuerdo con la invención es un soporte de datos (o un medio de almacenamiento digital o un medio legible por ordenador) en el que se graba el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos aquí descritos.

Otro ejemplo de realización comprende un dispositivo de procesamiento, por ejemplo una computadora o un dispositivo lógico programable, configurado o adaptado para realizar cualquiera de los procedimientos descritos en este documento.

Otro ejemplo de realización comprende una computadora en la que está instalado el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en el presente documento.

En algunos ejemplos de realización, se puede usar un dispositivo lógico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programables en campo, una FPGA) para realizar algunas o todas las funciones de los procedimientos descritos en el presente documento. En algunos ejemplos de realización, una matriz de puertas programables en campo puede cooperar con un microprocesador para realizar cualquiera de los métodos descritos en este documento. En general, en algunos ejemplos de realización, los procedimientos se realizan por parte de cualquier dispositivo de hardware. Puede tratarse de hardware que se puede usar universalmente, como un procesador de computadora (CPU), o hardware específico para el método, como un ASIC.

Los ejemplos de realización descritos anteriormente son meramente ilustrativos de los principios de la presente invención. Se entiende que a los expertos en la técnica se les ocurrirán modificaciones y variaciones de las disposiciones y detalles descritos en el presente documento. Por lo tanto, se pretende que la invención esté limitada únicamente por el alcance de protección de las siguientes reivindicaciones y no por los detalles específicos presentados en la descripción y explicación de los ejemplos de realización en el presente documento.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento (100) para determinar al menos dos posiciones radiográficas (a l , a2) para la prueba de materiales sin destrucción de un objeto que va a someterse a prueba por medio de un sistema de rayos X (10, 10'), con las siguientes etapas:

lectura (110) de parámetros geométricos del sistema de rayos X (10, 10');

lectura (120) de parámetros geométricos del objeto que va a someterse a prueba;

determinación (130) de una primera posición relativa del sistema de rayos X (10, 10') para examinar el objeto que va a someterse a prueba en relación con el objeto de que va a someterse a prueba para obtener una primera posición radiográfica a;

determinación (140) de una segunda posición relativa del sistema de rayos X (10, 10') para examinar el objeto que va a someterse a prueba en relación con el objeto que va a someterse a prueba para obtener una segunda posición radiográfica (a2); y análisis (150) de la primera y la segunda posición radiográfica (a2, a2) en base a los parámetros geométricos del sistema de rayos X (10, 10') y en base a los parámetros geométricos del objeto que va a someterse a prueba con respecto a la idoneidad para la prueba de materiales,

en donde al menos la etapa de "análisis" (150) está automatizada, en donde el "análisis" (150) comprende "simular la prueba de materiales sin destrucción";

caracterizado porque la "simulación de la prueba de materiales sin destrucción" comprende la etapa de "comprobar" en el sentido de si se pueden detectar defectos virtuales en el objeto que va a someterse a prueba, en donde los defectos virtuales se distribuyen estocásticamente en el objeto que va a someterse a prueba para la "comprobación".

2. Procedimiento (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la "simulación de la prueba de materiales sin destrucción" presenta la etapa de "simular los registros reales" desde al menos las posiciones radiográficas primera y segunda (a1, a2) para obtener los registros virtualmente simulados desde al menos las posiciones radiográficas primera y segunda (a1, a2).

3. Procedimiento (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, en donde la simulación comprende la etapa de comprobar si los defectos individuales no son detectables debido a la oclusión, factores de aumento demasiado bajos y/o radiación dispersa.

4. Procedimiento (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el "análisis" (150) comprende la "determinación de una radiación dispersa" para los registros reales asociados con las posiciones radiográficas al menos primera y segunda (a1, a2), en donde la radiación dispersa depende de una geometría del objeto que va a someterse a prueba y/o de un material del objeto que va a someterse a prueba y/o de la primera y/o segunda posición relativa.

5. Procedimiento (100) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la "determinación de la radiación dispersa" presenta la etapa de "simular los registros reales" desde al menos las posiciones radiográficas primera y segunda (a1, a2) para obtener los registros virtualmente simulados desde al menos las posiciones radiográficas primera y segunda (a1, a2).

6. Procedimiento (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el procedimiento (100) comprende la etapa de "generar imágenes de referencia" como información de evaluación del objeto que va a someterse a prueba.

7. Procedimiento (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el procedimiento (100) comprende la etapa de "emitir un programa de prueba" que comprende al menos una información relativa a la posición radiográfica primera y segunda (a1, a2).

8. Procedimiento (100) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el programa de prueba comprende además información sobre los parámetros geométricos del objeto que va a someterse a prueba, de modo que los errores realmente detectados pueden asignarse a la geometría del objeto que va a someterse a prueba durante la prueba de materiales real.

9. Procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de "analizar" (150) comprende la determinación de un factor de aumento por posición radiográfica (a1, a2) basándose en la primera y segunda posición relativa para obtener y emitir una escala de aumento por posición radiográfica (a1, a2) como información de evaluación con respecto a la prueba de materiales real; o en donde la etapa de "analizar" (150) comprende la determinación de un factor de aumento por posición radiográfica (a1, a2) basándose en la primera y segunda posición relativa para obtener y emitir una escala de aumento por posición radiográfica (a1, a2) como información de evaluación con respecto a la prueba de materiales real; en donde la determinación del factor de aumento por posición radiográfica (a1, a2) se realiza con consideración de la rotación relativa del nivel de radiación con respecto al objeto que va a someterse a prueba y/o de la distancia de una fuente de rayos X del sistema de rayos X (10, 10') con respecto al objeto que va a someterse a prueba y/o de una distancia del objeto a examinar con respecto a un detector de radiación del sistema de rayos X (10, 10') y/o de una geometría del detector de radiación y/o de una geometría del cono de radiación y/o de variaciones en el factor de aumento por posición radiográfica (a1, a2) a lo largo de una superficie de detección del detector.

10. Programa informático con un código de programa para la realización del procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores, cuando el programa se ejecuta en un ordenador.

11. Dispositivo para la determinación de al menos dos posiciones radiográficas (a1, a2) para la prueba de materiales sin destrucción de un objeto que va a someterse a prueba por medio de un sistema de rayos X (10, 10'), con las siguientes características:

una interfaz de lectura (110) de parámetros geométricos del sistema de rayos x (10, 10');

una interfaz de lectura (120) de parámetros geométricos del objeto que va a someterse a prueba;

una unidad de cálculo que está diseñada para determinar una primera posición relativa del sistema de rayos X (10, 10') para examinar el objeto que va a someterse a prueba en relación con el objeto que va a someterse a prueba, para obtener una primera posición radiográfica (a1), y para determinar una segunda posición relativa del sistema de rayos X (10, 10') para examinar el objeto que va a someterse a prueba en relación con el objeto que va a someterse a prueba, para obtener una segunda posición radiográfica (a2),

en donde la unidad de cálculo está diseñada para analizar las posiciones radiográficas primera y segunda (a1, a2) en base a los parámetros geométricos del sistema de rayos X (10, 10') y en base a los parámetros geométricos del objeto que va a someterse a prueba con respecto a la idoneidad para la prueba de materiales y/o para la determinación de información de evaluación, en donde el análisis (150) se realiza de manera automatizada, en donde el "análisis" (150) comprende la "simulación de la prueba de materiales sin destrucción";

caracterizado porque la "simulación de la prueba de materiales sin destrucción" comprende la etapa de "comprobar" en el sentido de si se pueden detectar defectos virtuales en el objeto que va a someterse a prueba, en donde los defectos virtuales se distribuyen estocásticamente en el objeto que va a someterse a prueba para la "comprobación".