WO2012107218A1 - Verfahren zur positionserfassung eines defekts in einem körper - Google Patents

Verfahren zur positionserfassung eines defekts in einem körper Download PDF

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WO2012107218A1
WO2012107218A1 PCT/EP2012/000562 EP2012000562W WO2012107218A1 WO 2012107218 A1 WO2012107218 A1 WO 2012107218A1 EP 2012000562 W EP2012000562 W EP 2012000562W WO 2012107218 A1 WO2012107218 A1 WO 2012107218A1
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sound
defect
hyperbola
detection
sound signal
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PCT/EP2012/000562
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Hehrwart Schröder
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Gehrlein, Jan
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    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
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    • G01N29/069—Defect imaging, localisation and sizing using, e.g. time of flight diffraction [TOFD], synthetic aperture focusing technique [SAFT], Amplituden-Laufzeit-Ortskurven [ALOK] technique
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    • G01N2291/2696—Wheels, Gears, Bearings

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the position of a defect in a body by means of acoustic methods.
  • Defect in a body is basically determined.
  • laser interferometers for detecting acoustic signals inter alia, laser interferometers for detecting acoustic signals
  • CONFIRMATION COPY For example, for detecting surface vibrations on a solid body for use, which in simple terms an extremely sensitive and precisely detectable microphone
  • Expenditure must be made to disassemble the body to be considered, or that can be done by the empirical method no absolute position determination of a defect within a body.
  • the invention has thus set itself the task, the
  • the invention thus relates to a method for the absolute lateral position detection of a defect in a body.
  • it is sufficient to detect the lateral, ie in-plane position of a defect, for example, if the extension of the body out of this detection plane is almost negligible (given a disc) or the corresponding defect formation by the complete
  • Sound detection devices for detecting sound signals S2 to S4 to be arranged at defined positions P2 to P4.
  • the detection position of a sound signal is as exactly as possible at the point of generation of the sound pulse
  • Size of the defect to be detected are to settle. For example, if defects of the order of 1 mm are to be detected, it is necessary for the sound pulse to contain vibrations whose wavelength is on the order of a millimeter or less, otherwise the physical resolution will not be sufficient to detect this defect.
  • the sound signals S2 to S4 are analyzed and checked by mathematical methods as to whether they are in shape from the defect derived from a reflection or transmission, or if they may be sent as directly from the signal generator
  • the maturities of the sound signals T2 to T4 are determined up to the respective positions.
  • either the running time differences of the individual incoming signals at the respective defined positions can be used or it can over the
  • the core of the invention is then that the position of the defect takes place through the calculation of hyperbolic trajectories, wherein the hyperbolas which are located inside the body to the
  • a hyperbola is defined as the set of all points of the drawing plane for which the absolute difference of the distances to two given points on the major axis of the hyperbola, the so-called foci, is constantly equal to 2a. Transferred to the method according to the invention results from the fact that a first hyperbola H1 as a set of all points
  • Running time difference T2 to T3 can be calculated when the foci with the detection points P2 and P3 and the first real half-axis 2ai along the connecting straight P2-P3 is given.
  • At least one further hyperbola H2 can be calculated from the transit time difference T3 to T4 with the focal points P3 and P4.
  • the position coordinate is the defect.
  • Process steps are carried out analogously for at least one further position P5, and calculated by the available further hyperbolas H3 to H5 and each other
  • the arrangement of the detection positions outside of a single plane gives the possibility of determining the position of the defect in the volume, that is to say no longer purely laterally but now three-dimensionally.
  • a first technical realization possibility for generating a corresponding sound pulse is given by a pulse hammer.
  • the pulse hammer generates a sufficiently precise sound signal, which, however, no defined
  • Wavelength train contains, but is to be regarded as a superposition of a variety of frequencies.
  • the reproducibility of two successive pulses represents a technical problem, with particular reference to the
  • Training a standing wave in the body is shortened.
  • the sound impulse As a kind of rectangular impulse, wherein the rectangular impulse in
  • Frequency modulation is superimposed and this frequency is a wavelength in the order of magnitude of the to be detected
  • the invention proposes two other modes of excitation, which may be available in addition to the impulse hammer before.
  • thermal shock wave for example, by the
  • selective excitation or heating of the material can be generated by means of a laser, or with sufficient
  • Wave packets is very short compared to the heat conduction time scale is formed, so no broadening due to
  • the modulated oscillation frequency then has to be the natural frequency of the grid points, which then modulated as well as the excitation pulse
  • Ultrasonic vibration continues as a sound signal through the body.
  • For generating a sound pulse means
  • the body has a corresponding magnetizability and conductivity in order to generate a thermal shock wave by the magnetic induction.
  • Another excitation method for generating a defined sound pulse is by the forced alignment of the magnetic moments, preferably by
  • Sound signal in the body is about 0.1 mm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 1 mm, and the frequency of the sound signal is> 200 MHz. As have been found to be useful
  • an expedient embodiment of the method provides that the detection of the sound signal is effected by means of at least one laser interferometer.
  • the inventive method is an arrangement of
  • Detection position changed detection area provided targeted.
  • the body to be analyzed is a disc-shaped rotating body, in particular a
  • railway wheel is and at least three defined positions for sound detection radially, preferably in a radial sector of 90 ° to 120 °, as well as at least one further defined position for sound detection axially offset analysis.
  • defects represent any type of sound reflecting parts in and / or on the body to be analyzed.
  • the implementation of the wheel axle, the hub or other interfaces in a position capable of sound pulses reflect. It is therefore in the nature of the method that in the context of the analysis of the detected sound signal and its descent from a defect information is determined, whether this defect is now on a structurally conditioned
  • FIG. 2 shows an arrangement corresponding
  • Figure 3 is a detailed view of a railway wheel
  • Figure 4 is a schematic representation of an ideal
  • Figure 5 is a schematic representation of a real
  • FIG. 1 shows a schematic exemplary representation of the arrangement to be executed
  • Figure 1 thus shows the arrangement of a sound pulse generator 2 in a position PI, which emits a sound signal Sl.
  • the sound signal propagates in the wheel tire 1 as a spherical wave and reaches after a running time Tl a defect 3, where it is reflected at the defect 3 such that it is based on the Huygensschem principle starting from the defect 3 as new
  • the sound signal reaches the other detection positions P2 to P4 via the path of the
  • the arrangement of the detection positions P2 to P4 takes place in a half-space of the wheel tire 1, so that a detection of the sound signals S2 to S4 takes place before reflected
  • Entry items P2 to P4 arrive.
  • the laser interferometers LI to L3 each have an incident laser beam 6, which is directed to the object to be analyzed, in particular to the detection position on. From the respective detection position of the
  • incident laser beam 6 is reflected and returned as a reflected laser beam 7 to the laser interferometer.
  • reflected laser beam 7 is reflected and returned as a reflected laser beam 7 to the laser interferometer.
  • Laser beams 6 and reflected laser beams 7 may be information about the vibration of the surface at the
  • Ball caps must be found around the detection positions P2 to P4, wherein the radius of the respective spherical caps from the running time of the sound pulse from the defect 3 to the respective detection position P2 to P4 and the speed of sound in the tire 1 would be determined. Because of
  • Clarity was on a drawing of the
  • the duration of the sound signal Sl from the sound encoder 2 to defect 3 represents an unknown.
  • the corresponding spherical caps provide information as to which part of the space the defect is to be located in, so that as part of the evaluation already corresponding unrealistic quantities are discarded and therefore need not be calculated.
  • the first hyperbola Hl is shown here as a dashed line.
  • Hyperbola H2 gives the position of the defect 3 in the tire 1.
  • FIG. 1 In the context of FIG. 1 on the presentation of further detection points and the
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a
  • Laser interferometer also incorporate into analysis devices, which are for example not fixedly mounted on a railway wagon 20, but in a service station to a
  • Tires 1 of a railway carriage or a locomotive can be attached and thus a maintenance or
  • Figure 3 shows an enlarged view of the wheel tire 1 with its tread 4 and the axis 21.
  • the tire 1 is shown schematically in Figure 3, a defect 3, which is on a segment of a hyperboloid 30 around a
  • Detection position P is arranged.
  • the marking of corresponding further detection positions and associated hyperboloidal sections has been dispensed with. their
  • Figure 4 shows a schematic representation of an ideal sound pulse to be generated 40, which in the present case as
  • Amplitude signal A is plotted against the time t.
  • Amplitude signal A has at its excitation edge 41 a steep, almost jumpy rise to a desired Amplitude AI, which then alsmoduliert on the amplitude AI a sound signal 42 with a defined
  • Wavelength is provided. After expiration of the period of time ⁇ t for the excitation duration of the signal pulse 40, the amplitude falls on the basis of the excitation amplitude AI over the
  • Figure 5 shows a schematic representation of a real signal pulse 50, which also has an increase to an excitation amplitude AI.
  • the excitation edge 51 is not steeply formed in this case steeply, since a corresponding excitation signal must first form in the body.
  • the modulated sound signal 52 corresponds in its

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Abstract

Verfahren zur absoluten lateralen Positionserfassung eines Defekts in einem Körper mit einer bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit für akustische Wellen bzw. Schall, wobei folgende Verfahrensschritte umfasst werden: a) Erzeugen eines Schallimpulses (S1) an einer ersten definierten Position (P1) an dem Körper; b) Erfassen eines Schallsignals (S2) an einer zweiten definierten Position (P2) an dem Körper; c) Erfassen eines Schallsignals (S3) an einer dritten definierten Position (P3) an dem Körper; d) Erfassen eines Schallsignals (S4) an einer vierten definierten Position (P4) an dem Körper, wobei die Positionen (P1 bis P4) einen Abstand voneinander aufweisen; e) Analysieren der Schallsignale (S2) sowie (S3) und (S4) in Bezug auf deren Abstammung von dem Defekt in Form einer Reflexion oder Transmission; f) Ermittlung der Laufzeiten (T2) sowie (T3) und (T4) der Schallsignale (S2 bis S4) ausgehend vom Defekt zur jeweiligen Position (P2 bis P4); g) Berechnung einer ersten Hyperbel (H1) als Menge aller Punkte deren Laufzeitdifferenz (T2) zu (T3) ist, mit den Brennpunkten (P2) und (P3) und einer ersten reellen Halbachse (2a1) entlang der Verbindungsgerade (P2-P3); h) Berechnung einer zweiten Hyperbel (H2) als Menge aller Punkte deren Laufzeitdifferenz (T3) zu (T4) ist, mit den Brennpunkten (P3) und (P4) und einer zweiten reellen Halbachse (2a2) entlang der Verbindungsgerade (P3-P4); i) Ermitteln eines Schnittpunktes der ersten Hyperbel (H1) und der zweiten Hyperbel (H2) im Inneren des Körpers als Positionskoordinate des Defekts.

Description

"Verfahren zur Positionserfassung eines Defekts in einem
Körper"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionserfassung eines Defekts in einem Körper mittels akustischer Methoden.
Die Positionserfassung von Defekten in einem Körper spielt in der Technologie, insbesondere im Bereich von Fehlerdiagnose und Wartungsanwendungen eine erhebliche Rolle. Ein
wesentliches Einsatzgebiet für derartige Diagnoseverfahren ist beispielsweise bei der gegenwärtig häufig wiederkehrenden Anwendung der Wartung von Eisenbahnrädern gegeben. Auch andere Festkörper, deren strukturelle Eigenschaften wesentlich für deren Einsatzzweck verantwortlich sind, müssen auf ihre
Eigenschaften hin überprüft werden, um entsprechende
Funktionen und/oder Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
Aus dem Stand der Technik sind für derartige Diagnoseverfahren radiologische Anwendungen bekannt, bei welchen beispielsweise über Röntgenstrahlen oder ähnliche Anwendungen die Körper untersucht werden. Nachteilig hierbei ist, dass die zu
untersuchenden Körper stets in besondere Versuchsanlagen integriert werden müssen, wodurch eine vollständige Demontage beispielsweise von Eisenbahnrädern zu erfolgen hat. Des
Weiteren ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 10 2009 017 020 AI eine Untersuchungsmethode des
vorliegenden Anmelders bekannt, bei welcher mittels eines empirischen Deduktionsverfahrens das Vorhandensein eines
Defekts in einem Körper grundsätzlich ermittelt wird. Beim letztgenannten Verfahren kommen unter anderem Laser- Interferometer zur Erfassung akustischer Signale,
BESTÄTIGUNGSKOPIE beispielsweise zur Erfassung von Oberflächenschwingungen an einem Festkörper zum Einsatz, welche vereinfacht gesagt ein extrem empfindliches und präzise erfassbares Mikrofon
darstellen .
Nachteilig an dem beschriebenen Stand der Technik ist, dass entweder ein erheblicher maschineller sowie apparativer
Aufwand zur Demontage der zu betrachtenden Körper erfolgen muss, oder dass durch das empirische Verfahren keine absolute Positionsermittlung eines Defekts innerhalb eines Körpers erfolgen kann.
Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, die
vorliegenden Nachteile des Standes der Technik zu verbessern, insbesondere ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches Zugang zu Defektpositionen im Material eines Körpers bietet.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie zweckmäßige
Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen
Ansprüchen gegeben.
In ihrer einfachsten Ausführung betrifft die Erfindung somit ein Verfahren zur absoluten lateralen Positionserfassung eines Defekts in einem Körper. Je nach Ausdehnung des Körpers und Anforderungen an die Präzision der Positionserfassung ist es ausreichend, die laterale, also in einer Ebene befindliche Position eines Defekts zu erfassen, beispielsweise wenn die Ausdehnung des Körpers aus dieser Erfassungsebene hinaus nahezu zu vernachlässigen ist (gegeben bei einer Scheibe) oder die entsprechende Defektbildung durch die komplette
Raumrichtung, welche aus der Ebene hinausragt, gegeben ist.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es notwendig, die Ausbreitungsgeschwindigkeit für akustische Wellen bzw. Schall im Material des jeweiligen Körpers zu kennen. Diese kann entweder Tabellenwerken entnommen werden, oder, wie im späteren Anspruch 5 angegeben, ebenfalls im Zuge der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt werden .
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es notwendig, einen Schallerzeuger an einer ersten definierten Position PI an dem Körper anzuordnen. Des Weiteren sind
Schallerfassungsvorrichtungen zur Erfassung von Schallsignalen S2 bis S4 an definierten Positionen P2 bis P4 anzuordnen. In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Erfassungsposition eines Schallsignals möglichst exakt am Erzeugungspunkt des Schallimpulses,
jedenfalls nur so knapp daneben, wie es technologisch möglich bzw. sinnvoll ist.
An einer ersten definierten Position PI wird sodann ein
Schallimpuls Sl erzeugt, welcher mit der
Ausbreitungsgeschwindigkeit v durch das Material des
Festkörpers voranschreitet. Um später ein als Schallsignal S2 bis S4 detektierbares Signal vorzufinden ist es notwendig, dass die Anregungsdauer des erzeugten Schallimpulses kleiner ist als die kürzeste Translationsdauer des Schallimpulses im Körper von der Anregung bis zu einem Defekt und zurück zum nächstliegenden Empfänger. Des Weiteren ist es erheblich, dass der Schallimpuls bei seiner Anregung Schwingungen mit
Frequenzen bzw. Wellenlängen enthält, welche in der
Größenordnung des zu detektierenden Defektes anzusiedeln sind. Müssen beispielsweise Defekte in der Größenordnung von 1 mm detektiert werden, so ist es notwendig, dass der Schallimpuls Schwingungen enthält, deren Wellenlänge in der Größenordnung eines Millimeters oder darunter ausgebildet sind, da ansonsten das physikalische Auflösungsvermögen zur Detektion dieses Defektes nicht ausreichend ist.
Die erfindungsgemäße Erfassung der Schallsignale S2 bis S4 erfolgt analog zum oben beschriebenen Stand der Technik, sodass Oberflächenschwingungen am Körper durch entsprechend empfindliche Mikrofone oder vergleichbare Anordnungen
aufgenommen werden. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Schallsignale S2 bis S4 analysiert und über mathematische Methoden dahingehend überprüft, ob sie von dem Defekt in Form einer Reflektion oder Transmission abstammen, oder ob sie eventuell als direkt von dem Signalgeber ausgesendeten
Schallimpuls zum Erfassungspunkt an den jeweiligen definierten Positionen P2 bis P4 gelangt sind. Als Analysemethode bieten sich hierbei spektrale Analysen, Phasenanalysen sowie diverse Transformationen, insbesondere eine avelet-Transformation, an .
Nach der Identifizierung der Abstammung der einzelnen
Schallsignale S2 bis S4 von einem Defekt werden die Laufzeiten der Schallsignale T2 bis T4 bis zu den jeweiligen Positionen ermittelt. Hierbei können entweder die LaufZeitdifferenzen der einzelnen ankommenden Signale an den jeweiligen definierten Positionen herangezogen werden oder es kann über die
Zeitgebung beim Anregungszeitpunkt des Schallimpulses auch eine absolute LaufZeitmessung am Ort der Anregung erfolgen.
Kern der Erfindung ist sodann, dass die Position des Defekts durch die Berechnung von Hyperbelbahnen erfolgt, wobei die Hyperbeln, welche im Inneren des Körpers liegen, zur
Betrachtung herangezogen werden.
Eine Hyperbel ist definiert als die Menge aller Punkte der Zeichenebene, für die die absolute Differenz der Abstände zu zwei gegebenen Punkten auf der Hauptachse der Hyperbel, den sogenannten Brennpunkten, konstant gleich 2a ist. Übertragen auf das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich daraus, dass eine erste Hyperbel Hl als Menge aller Punkte deren
Laufzeitdifferenz T2 zu T3 berechnet werden kann, wenn die Brennpunkte mit den Erfassungspunkten P2 und P3 und die erste reelle Halbachse 2ai entlang der Verbindungsgerade P2-P3 gegeben ist.
Entsprechend können mindestens eine weitere Hyperbel H2 aus der Laufzeitdifferenz T3 zu T4 mit den Brennpunkten P3 und P4 berechnet werden. Durch die Ermittlung des Schnittpunktes der ersten Hyperbel sowie der zweiten Hyperbel im Inneren des Körpers ergibt sich als Positionskoordinate der Defekt. In einer zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die entsprechenden
Verfahrensschritte analog für mindestens eine weitere Position P5 ausgeführt werden, und die dadurch zur Verfügung stehenden weiteren Hyperbeln H3 bis H5 berechnet und miteinander
geschnitten werden.
Auf diese Weise kann die Präzision des Verfahrens zur
Positionsermittlung weiter erhöht werden.
In einer weiteren zweckmäßigen Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass mindestens zwei Positionen der Erfassung eines Schallsignals in unterschiedlichen, zueinander
parallelen Schnittebenen im Körper liegen.
Durch die Anordnung der Erfassungspositionen außerhalb einer einzigen Ebene wird die Möglichkeit gegeben, die Position des Defekts im Volumen, also nicht mehr rein lateral, sondern nun dreidimensional zu ermitteln.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Erzeugung des Schallimpulses
mechanisch, vorzugsweise durch einen Impulshammer und/oder thermisch, vorzugsweise durch elektromagnetische Induktion und/oder durch Ausrichtung magnetischer Momente, vorzugsweise durch supraleitungstechnisch erzeugte Magnetfelder erfolgt.
Wie eingangs beschrieben ist es wichtig, den später zur
Analyse herangezogenen Schallimpuls mit definierten
Eigenschaften an einer ersten Position PI am Körper zu
erzeugen. Eine erste technische Realisierungsmöglichkeit zur Erzeugung eines entsprechenden Schallimpulses ist durch einen Impulshammer gegeben. Der Impulshammer erzeugt ein ausreichend präzises Schallsignal, welches jedoch keinen definierten
Wellenzug enthält, sondern als Überlagerung einer Vielzahl von Frequenzen anzusehen ist. Die Reproduzierbarkeit zweier aufeinanderfolgender Impulse stellt hierbei ein technisches Problem dar, wobei insbesondere im Bezug auf die
Auftreffenergie, die Auftreffdauer, die Kontaktfläche sowie andere impulsrelevante Parameter mittlerweile ausreichend hohe Reproduzierbarkeiten erfüllt sind.
Problematisch bei der Anregung mittels eines Impulshammers ist, dass stets eine stehende Welle in Material zu erwarten sein wird, welche sich aufgrund der Vielzahl der vorhandenen Anregungsfrequenzen ausbildet. Die Messung des Schallsignals an den zu erfassenden Positionen sollte daher in einem
Zeitraum erfolgen, welcher gegenüber dem Zeitpunkt der
Ausbildung einer stehenden Welle im Körper verkürzt ist.
Um eine Analyse des entsprechenden Schallimpulses auch zu einem späteren Zeitpunkt durchführen zu können, sind
gegebenenfalls höhere mathematische Methoden anzuwenden, um beispielsweise aus dem erfassten Signal die bestehenden stehenden Wellen oder andere Störsignale herauszufiltern .
Um eine Erfassung eines entsprechenden Schallimpulses an den Erfassungspositionen einfacher und damit aussagekräftiger zu machen wäre es von Vorteil, den Schallimpuls als eine Art Rechteckimpuls auszubilden, wobei dem Rechtseckimpuls im
Bereich seiner vorliegenden oberen Amplitude eine
Frequenzmodulation überlagert ist und diese Frequenz eine Wellenlänge im Größenordnungsbereich des zu erfassenden
Defekts aufweist.
Um einen derart angestrebten Impuls als Schallsignal
ansatzweise zu erzeugen, schlägt die Erfindung zwei weitere Anregungsweisen, welche neben dem Impulshammer zur Verfügung stehen können, vor.
Zum einen besteht die Möglichkeit, einen Schallimpuls mittels einer thermischen Schockwelle im Material zu erzeugen. Eine thermische Schockwelle kann beispielsweise durch die
punktuelle Anregung bzw. Erwärmung des Materials mittels eines Lasers generiert werden, oder aber bei ausreichenden
Materialeigenschaften durch eine magnetische Induktion und eine daraus resultierende Erwärmung erfolgen. Relevant dabei ist stets, dass die Anregungsdauer, und somit die Ausdehnung des als Rechteckimpuls loszuschickenden
Wellenpakets sehr kurz gegenüber der Wärmeleit-Zeitskala ausgebildet ist, sodass keine Verbreiterung aufgrund von
Wärmeleitungseffekten des zu analysierenden Schallimpulses erfolgt. Zur Abstimmung der Erzeugungsparameter des jeweiligen Anregungsverfahrens, insbesondere des Anregungsverfahrens der magnetischen Induktion ist es notwendig, die Resonanzfrequenz der Gitterschwingungen im Körper zu kennen und diese mit derjenigen Anregungsamplitude abzustimmen, welche eine
zerstörungsfreie Anregung (ohne thermische Gitterdefekte zu erzeugen) zulässt. Als aufmodulierte Schwingungsfrequenz ist sodann die Eigenfrequenz der Gitterpunkte zu wählen, welche sodann als auch den Anregungsimpuls aufmodulierte
Ultraschallschwingung sich als Schallsignal durch den Körper fortsetzt. Zur Erzeugung eines Schallimpulses mittels
magnetischer Induktion, welche auf thermische Effekte
innerhalb des Körpers zielt, ist es notwendig, dass der Körper eine entsprechende Magnetisierbarkeit und Leitfähigkeit aufweist, um durch die magnetische Induktion eine thermische Schockwelle erzeugen zu können.
Eine weitere Anregungsmethode zur Erzeugung eines definierten Schallimpulses ist durch die erzwungene Ausrichtung der magnetischen Momente, vorzugsweise durch
supraleitungstechnisch erzeugte Magnetfelder, gegeben. Jeder Gitterpunkt im Inneren eines Festkörpers besitzt ein lokales magnetisches Moment. Dieses lokale magnetische Moment lässt sich durch ein starkes lokales Magnetfeld, welches in der Größenordnung von vier Tesla oder mehr anzusiedeln ist, und lokal auf einen Bereich von wenigen Kubikmillimetern
beschränkt ist (10 bis 50 mm3) ausrichten. Bei bekannter
Resonanzfrequenz und bekannter zerstörungsfreier
Anregungsamplitude für das entsprechende Gitter ist es
möglich, durch supraleitungstechnisch erzeugte magnetische Wechselfelder, wobei die magnetischen Wechselfelder auch anderweitig in der benötigten Stärke erzeugt werden können, eine lokale Ausrichtung der magnetischen Momente
herbeizuführen, welche nach -einer extrem kurzen Zeitdauer, in der Regel im Bereich von wenigen Nanosekunden, erfolgt- Auf diese Weise werden lokale Gitterschwingungen erzeugt, welche sodann als Schwingungsimpuls bzw. Schallimpuls durch den
Körper voranschreiten und an vorliegenden Defekten, bzw.
Grenzflächen, Reflektionen oder Transmissionen erfahren, die sodann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren detektiert werden können .
In einer zweckmäßigen Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, dass die Wellenlänge des
Schallsignals im Körper ca. 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 1 mm beträgt, und die Frequenz des Schallsignals > 200 MHz ist. Als zweckmäßig herausgestellt haben sich
Wellenlängen im Bereich von 1 mm, und Frequenzen im Bereich von ca. 100 MHz .
In einer überdies zweckmäßigen Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Erfassung des Schallsignals mittels mindestens einem Laser-Interferometer erfolgt. Die
Schallsignalerfassung bedarf einer erheblichen Präzision, sodass sich die bereits aus dem Stand der Technik bekannten Laser-Interferometer anbieten, auch in diesem Fall zum Einsatz zu kommen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere
Schallerfassungsmethoden möglich, welche die ausreichende Präzision und Signalempfindlichkeit aufweisen.
In einer überdies zweckmäßigen Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anordnung von
mindestens drei Erfassungspositionen in einem radialen Sektor von 120° und/oder mindestens eine Erfassungsposition axial versetzt, vorzugsweise auf einer gegenüber einer ersten
Erfassungsposition veränderten Erfassungsfläche gerichtet vorgesehen .
Eine diesbezügliche Anordnung der Erfassungspositionen
ermöglicht es, den ausgesendeten Schallimpuls an allen
Erfassungspositionen zu detektieren, bevor eine vollständige Translation durch den gesamten Körper erfolgt ist. Auf diese Weise werden Störeffekte durch ausbildende stehende Wellen oder Oberflächengrenzen des Körpers reduziert.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die berechneten Hyperbeln durch
geometrische Rotation in Hyperboloide überführt werden, deren Schnittlinien im Inneren des Körpers die Positionskoordinate des Defekts liefern.
Zur Positionsermittlung eines Defekts in einem Körper kann es notwendig sein, anstatt der Berechnung von zweidimensionalen Hyperbeln in unterschiedlich zueinander ausgerichteten Ebenen dreidimensionale Hyperboloide heranzuziehen, um somit auf die Betrachtung der Ebenen, in welchen sich die Hyperbeln
ausbilden, verzichten zu können. Dies erleichtert
gegebenenfalls den notwendigen Rechenaufwand bei der Analyse und der Ermittlung der Defektposition.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der zu analysierende Körper ein scheibenförmiger Rotationskörper, insbesondere ein
Eisenbahnrad ist und an mindestens drei definierten Positionen zur Schallerfassung radial, vorzugsweise in einem radialen Sektor von 90° bis 120°, sowie mindestens einer weiteren definierten Position zur Schallerfassung axial versetzt analysiert wird.
Auf diese Weise kann mit der geringsten notwendigen Anzahl von Erfassungsvorrichtungen eine Untersuchung an einen
scheibenförmigen Rotationskörper, insbesondere einem
Eisenbahnrad erfolgen, und eine Lokalisierung von darin befindlichen Defekten herbeigeführt werden.
Ergänzend zu den oben getroffenen Ausführungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist klarzustellen, dass Defekte jegliche Art von Schall-Reflektionssteilen im und/oder an dem zu analysierenden Körper darstellen. So ist beispielsweise bei einem Eisenbahnrad auch die Durchführung der Radachse, die Radnabe oder andere Grenzflächen in der Lage, Schallimpulse zu reflektieren. Es liegt somit in der Natur des Verfahrens, dass im Rahmen der Analyse des erfassten Schallsignals auch dessen Abstammung von einem Defekt die Information ermittelt wird, ob sich dieser Defekt nunmehr auf ein konstruktiv bedingtes
Grenzflächenphänomen zurückführen lässt oder ob ein
tatsächlicher Materialdefekt im Inneren des Körpers vorhanden ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den entsprechenden Körper zuerst auf seine konstruktiv bedingten akustischen Grenzflächen hin zu untersuchen und somit ein entsprechendes Volumenbild bereitzustellen.
Zum besseren Verständnis bzw. zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen im folgenden
Ausführungsbeispiel einige Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens exemplarisch dargestellt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sie umfasst vielmehr all diejenigen Ausführungen, welche von erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen.
Es zeigen im Rahmen des Ausführungsbeispiels
Figur 1 eine schematische Darstellung der Anregung bzw.
Erfassungspositionen an einem Eisenbahnrad
Figur 2 eine Anordnung entsprechender
Erfassungsvorrichtungen an einem Eisenbahnwagon
Figur 3 eine Detaildarstellung eines Eisenbahnrads
Figur 4 eine schematische Darstellung eines idealen
Schallimpulses
Figur 5 eine schematische Darstellung eines reellen
Schallimpulses .
Im Einzelnen zeigt Figur 1 eine schematisch-exemplarische Darstellung der auszuführenden Anordnung der
verfahrensrelevanten Positionen an einem Radreifen 1 eines Eisenbahnwagons . Aufgrund der verbesserten Übersichtlichkeit wurde auf eine Anordnung eines Schallimpulsgebers 2 und der dazugehörigen Position PI Entdeckung mit einer der zu
betrachtenden Erfassungspositionen verzichtet.
Figur 1 zeigt somit die Anordnung eines Schallimpulsgebers 2 in einer Position PI, welcher ein Schallsignal Sl aussendet. Das Schallsignal breitet sich im Radreifen 1 als Kugelwelle aus und erreicht nach einer LaufZeitdauer Tl einen Defekt 3, wobei es an dem Defekt 3 derart reflektiert wird, dass es nach dem Huygensschem Prinzip vom Defekt 3 ausgehend als neue
Kugelwelle im Körper des Radreifens 1 voranschreitet.
Ausgehend vom Defekt 3 erreicht das Schallsignal die weiteren Erfassungspositionen P2 bis P4 über den Weg der
Schallsignale S2, S3, S4. An den Erfassungspositionen P2 bis P4 sind entsprechende Laser-Interferometer LI bis L3
angeordnet, welche das Schallsignal an der Oberfläche des Radreifens 1, insbesondere an seiner Lauffläche 4 erfassen. Die Anordnung der Erfassungspositionen P2 bis P4 erfolgt in einem Halbraum des Radreifens 1, sodass eine Detektion der Schallsignale S2 bis S4 erfolgt, bevor reflektierte
Schallsignale von einer Achse 5 des Radreifens 1 an den
Erfassungspositionen P2 bis P4 ankommen.
Die Laser-Interferometer LI bis L3 weisen jeweils einen einfallenden Laserstrahl 6, welcher auf das zu analysierende Objekt, insbesondere auf die Erfassungsposition gerichtet ist, auf. Von der jeweiligen Erfassungsposition wird der
einfallende Laserstrahl 6 reflektiert und als reflektierter Laserstrahl 7 zum Laser-Interferometer zurückgeführt. Über den Versatz der analysierten Oberfläche an der jeweiligen
Position P2 bis P4 und die Interferenz der einfallenden
Laserstrahlen 6 und reflektierten Laserstrahlen 7 kann eine Information über die Schwingung der Oberfläche an der
Position P2 bis P4 erhalten werden, welche wiederum
Rückschluss auf das dort ankommende akustische Schallsignal bietet .
Ausgehend von den Signalen, welche an den Laser- Interferometern LI bis L3 ermittelt werden, und der zueinander im Verhältnis gebrachten Zeitdauer bis zur Ermittlung der jeweiligen Signale, lassen sich die Laufzeiten der
Schallsignale S2 bis S4, und damit die Abstände des Defekts 3 von den Erfassungspunkten P2 bis P4 ermitteln. Die Abstände wären damit dahingehend gegeben, dass der Defekt 3 auf
Kugelkappen um die Erfassungspositionen P2 bis P4 zu finden sein muss, wobei der Radius der jeweiligen Kugelkappen aus der Laufzeit des Schallimpulses vom Defekt 3 zu der jeweiligen Erfassungsposition P2 bis P4 und der Schallgeschwindigkeit im Radreifen 1 zu ermitteln wäre. Aus Gründen der
Übersichtlichkeit wurde auf eine Einzeichnung der
entsprechenden Radien in der Figur 1 verzichtet.
Eine Analyse der Position des Defekts 3 aufgrund der eben diskutierten Kugelkappen ist jedoch nicht ohne Weiteres möglich, da einerseits keine eindeutige Lösung eines
Schnittpunktes gegeben ist, andererseits auch die Laufzeit des Schallsignals Sl vom Schallimpulsgeber 2 zum Defekt 3 eine Unbekannte darstellt. Die entsprechenden Kugelkappen bieten jedoch Aufschluss darüber, in welchem Raumabschnitt der Defekt zu lokalisieren ist, sodass im Rahmen der Auswertung bereits entsprechende unrealistische Größen verworfen werden und damit nicht berechnet werden müssen.
Über die mathematische Lösung einer Hyperbelgleichung besteht sodann die Möglichkeit, eine erste Hyperbel Hl zu berechnen, deren Brennpunkte durch P2 und P3 gegeben ist, und auf deren Verlauf im entsprechend zu betrachtenden Volumenabschnitt des Radreifens 1 der Defekt 3 vorliegen muss. Die erste Hyperbel Hl ist vorliegend als gestrichelte Linie dargestellt.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit zur Berechnung einer zweiten Hyperbel H2, deren Brennpunkte durch P3 sowie P4 gegeben sind. Die zweiten Hyperbel H2 ist vorliegend durch eine Strich-Punkt-Linie dargestellt.
Der Schnittpunkt der ersten Hyperbel Hl und der zweiten
Hyperbel H2 ergibt die Position des Defekts 3 im Radreifen 1. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde im Rahmen der Figur 1 auf die Darstellung weiterer Erfassungspunkte sowie die
Einzeichnung weiterer Hyperbeln verzichtet. Auf die
Ausführungen im Rahmen der Diskussion des
erfindungswesentlichen Gegenstandes wird hiermit verwiesen.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines
Eisenbahnwagons 20 mit einer an seiner Unterseite angeordneten Achse 21, an deren Ende ein Radreifen 1 mit einer Lauffläche 4 angeordnet ist. Der Radreifen 1 läuft mit seiner Lauffläche 4 auf einer Schiene 22, wobei dies für die Analyse nicht
zwingend erforderlich ist. Schematisch dargestellt ist die Anordnung eines Laser-Interferometers LI in Richtung der
Lauffläche 4 sowie eines Laser-Interferometers L4 an einer weiteren Position P5, welche in axialer Richtung versetzt angeordnet ist. Auf diese Weise kann die dreidimensionale Koordinate eines Defekts in einem Eisenbahnrad analysiert werden. Es besteht jedoch die Möglichkeit, entsprechende
Laser-Interferometer auch in Analysevorrichtungen einzubauen, welche beispielsweise nicht fest an einem Eisenbahnwagon 20 montiert sind, sondern in einer Wartungsstation an einen
Radreifen 1 eines Eisenbahnwagons oder einer Lokomotive angebracht werden können und somit eine Wartung bzw.
Defektanalyse an dem Radreifen 1 vorzunehmen.
Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Radreifens 1 mit seiner Lauffläche 4 und der Achse 21. Dem Radreifen 1 ist in Figur 3 schematisch ein Defekt 3 dargestellt, welcher auf einen Segment eines Hyperboloiden 30 um eine
Erfassungsposition P angeordnet ist. Auf die Einzeichnung entsprechender weiterer Erfassungspositionen und dazugehöriger Hyperboloidenschnitte wurde vorliegend verzichtet. Deren
Schnittpunkte wurden jedoch zur Koordinate des Defekts 3 führen .
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines idealen zu erzeugenden Schallimpulses 40, welcher vorliegend als
Amplitudensignal A über der Zeit t aufgetragen ist. Das
Amplitudensignal A weist an seiner Anregungsflanke 41 einen steilen, nahezu sprunghaften Anstieg auf eine gewünschte Amplitude AI auf, wobei sodann auf der Amplitude AI aufmoduliert ein Schallsignal 42 mit einer definierten
Wellenlänge vorgesehen ist. Nach Ablauf der Zeitdauer At für die Anregungsdauer des Signalimpulses 40 fällt die Amplitude ausgehend von der Anregungsamplitude AI über die
Abklingflanke 43 nahezu sprunghaft ab, sodass das erzeugte Wellenpaket in Form eines Schallimpulses durch den zu
analysierenden Körper voranschreiten kann.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines reellen Signalimpulses 50, welcher ebenfalls einen Anstieg auf eine Anregungsamplitude AI aufweist. Die Anregungsflanke 51 ist hierbei steil jedoch nicht sprunghaft ausgebildet, da sich ein entsprechendes Anregungssignal im Körper erst ausbilden muss. Das aufmodulierte Schallsignal 52 entspricht in seiner
Wellenlänge ebenfalls der Größenordnung der zu analysierenden Defekte. Soweit nach erfolgter Anregung des Signalimpulses 50 die Anregung einfach abgeschaltet wird, ergibt sich eine reelle Abklingflanke 53, welche aufgrund der gegebenen
Materialgrößen, wie beispielsweise Gitterelastizität oder ähnliches erklärt werden kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit durch Anlegung eines entsprechenden statischen Feldes, beispielsweise eines Magnetfeldes zur Fixierung der lokalen magnetischen Momente ohne aufmoduliertes Wechselfeld eine Art festhalten der Gitterschwingungen vorzunehmen, wodurch sich eine wesentlich steilere Abklingflanke 54 bei angelegtem Haltefeld ergibt.
Je nach Anwendungsfall können die entsprechenden
Anregungssignale aufgrund ihrer jeweilig vorteilhaften
Eigenschaften eingesetzt werden und bieten somit Zugang zur notwendigen Analysepräzision. Bezugszeichenliste :
Sl Schallimpuls
S2, S3, S4 Schallsignal
Tl, T2, T3,_T4 Schalllaufzeit
PI Anregungsposition
P, P2, P3, P4, Erfassungsposition
LI, L2, L3, L4 Laser- Interferometer
Hl, H2 Hyperbeln
1 Radreifen
2 Schall-Impulsgeber
3 Defekt
4 Lauffläche
5 Achse
6 Einfallender Laserstrahl
7 Reflektierter Laserstrahl
20 Eisenbahnwagon
21 Achse
22 Schiene
30 Hyperboloid-Schnitt
40 Signalimpuls (ideal)
41 Anregungsflanke
42 Schallsignal
43 Abklingflanke
AI Anregungsamplitude
A Amplitude
t Zeit
At Impulsdauer
50 Signalimpuls (reell)
51 Anregungsflanke
52 Schallsignal
53 Abklingflanke (reell) 54 Abklingflanke bei Haltefeld

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zur absoluten lateralen Positionserfassung eines Defekts in einem Körper mit einer bekannten
Ausbreitungsgeschwindigkeit für akustische Wellen bzw. Schall, wobei folgende Verfahrensschritte umfasst werden: a) Erzeugen eines Schallimpulses Sl an einer ersten
definierten Position PI an dem Körper;
b) Erfassen eines Schallsignals S2 an einer zweiten
definierten Position P2 an dem Körper;
c) Erfassen eines Schallsignals S3 an einer dritten
definierten Position P3 an dem Körper;
d) Erfassen eines Schallsignals S4 an einer vierten
definierten Position P4 an dem Körper, wobei die
Positionen PI bis P4 einen Abstand voneinander aufweisen; e) Analysieren der Schallsignale S2 sowie S3 und S4 in Bezug auf deren Abstammung von dem Defekt in Form einer
Reflexion oder Transmission;
f) Ermittlung der Laufzeiten T2 sowie T3 und T4 der
Schallsignale S2 bis S4 ausgehend vom Defekt zur
jeweiligen Position P2 bis P4;
g) Berechnung einer ersten Hyperbel Hl als Menge aller
Punkte deren Laufzeitdifferenz T2 zu T3 ist, mit den Brennpunkten P2 und P3 und einer ersten reellen Halbachse 2ai entlang der Verbindungsgerade P2-P3;
h) Berechnung einer zweiten Hyperbel H2 als Menge aller
Punkte deren Laufzeitdifferenz T3 zu T4 ist, mit den Brennpunkten P3 und P4 und einer zweiten reellen
Halbachse 2a2 entlang der Verbindungsgerade P3-P4;
i) Ermitteln eines Schnittpunktes der ersten Hyperbel Hl und der zweiten Hyperbel H2 im Inneren des Körpers als
Positionskoordinate des Defekts.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte c) bis i) analog für mindestens eine weitere Position P5 ausgeführt werden, wobei mindestens eine dritte Hyperbel H3 als Menge aller Punkte deren Laufzeitdifferenz T4 zu T5 ist, mit den Brennpunkten P4 und P5 und/oder eine vierte Hyperbel H4 als Menge aller Punkte deren Laufzeitdifferenz T2 zu T5 ist, mit den Brennpunkten P2 und P5 und/oder eine fünfte Hyperbel H5 als Menge aller Punkte deren Laufzeitdifferenz T3 zu T5 ist, mit den Brennpunkten P3 und P5 berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Erfassung einer absoluten Position eines Defekts im Volumen, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens zwei Positionen zur Erfassung eines Schallsignals in unterschiedlichen, zueinander
parallelen Schnittebenen in dem Körper liegen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des Schallimpulses
mechanisch, vorzugsweise durch einen Impulshammer und/oder thermisch, vorzugsweise durch elektromagnetische Induktion und/oder durch Ausrichtung magnetischer Momente, vorzugsweise durch supraleitungstechnisch erzeugte Magnetfelder erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das in einem vorangehenden Verfahrensschritt die Schallgeschwindigkeit in dem Körper gemessen, insbesondere über eine LaufZeitmessung im Körper ermittelt wird, und
vorzugsweise weitere Materialkonstanten bestimmt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Schallsignals im
Körper ca. 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 1mm
nd/oder die Frequenz des Schallsignals größer 2,5 MHz ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Schallsignals mittels mindestens einem Laser-Interferometer erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung von mindestens drei der Erfassungspositionen in einem radialen Sektor von 120° und/oder mindestens eine Erfassung axial versetzt, vorzugsweise auf eine gegenüber einer anderen
Erfassungsposition veränderten Erfassungsfläche gerichtet sind .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Hyperbeln durch
geometrische Rotation in Hyperboloide überführt werden, deren Schnittlinien im Inneren des Körpers die Positionskoordinate des Defekts liefern.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein scheibenförmiger
Rotationskörper, insbesondere ein Eisenbahnrad ist und an mindestens drei definierten Positionen zur Schallerfassung radial, vorzugsweise in einem radialen Sektor von 90° bis 120°, sowie mindestens eine weitere definierte Position zur Schallerfassung axial angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104807885A (zh) * 2015-05-08 2015-07-29 北京新联铁科技股份有限公司 火车车轮激光超声无损伤探伤方法
CN112051334A (zh) * 2020-09-04 2020-12-08 清华大学 基于tofd探伤装置的焊缝跟踪系统及其焊缝跟踪方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103868991A (zh) * 2014-03-20 2014-06-18 北京新联铁科技股份有限公司 一种双机械手轨道车辆超声波双轮探伤机及其工作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945912A1 (de) * 1979-11-14 1981-05-21 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Verfahren zur ortung von reflektoren bei der zerstoerungsfreien pruefung mit ultraschall-impulsen
DE102009017020A1 (de) 2009-04-14 2010-10-21 Gehrlein, Jan Verfahren sowie Vorrichtung zur Detektion struktureller Veränderungen in oder an einem Festkörper
US20100295723A1 (en) * 2008-01-18 2010-11-25 Grigorios Koutsogiannis Multiple object localisation with a network of receivers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945912A1 (de) * 1979-11-14 1981-05-21 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Verfahren zur ortung von reflektoren bei der zerstoerungsfreien pruefung mit ultraschall-impulsen
US20100295723A1 (en) * 2008-01-18 2010-11-25 Grigorios Koutsogiannis Multiple object localisation with a network of receivers
DE102009017020A1 (de) 2009-04-14 2010-10-21 Gehrlein, Jan Verfahren sowie Vorrichtung zur Detektion struktureller Veränderungen in oder an einem Festkörper

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DEFFENBAUGH M ET AL: "The relationship between spherical and hyperbolic positioning", OCEANS '96. MTS/IEEE. PROSPECTS FOR THE 21ST CENTURY. CONFERENCE PROCE EDINGS FORT LAUDERDALE, FL, USA 23-26 SEPT. 1996, NEW YORK, NY, USA,IEEE, US, vol. 2, 23 September 1996 (1996-09-23), pages 590 - 595, XP010203615, ISBN: 978-0-7803-3519-6, DOI: 10.1109/OCEANS.1996.568293 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104807885A (zh) * 2015-05-08 2015-07-29 北京新联铁科技股份有限公司 火车车轮激光超声无损伤探伤方法
CN104807885B (zh) * 2015-05-08 2018-03-23 北京新联铁集团股份有限公司 火车车轮激光超声无损伤探伤方法
CN112051334A (zh) * 2020-09-04 2020-12-08 清华大学 基于tofd探伤装置的焊缝跟踪系统及其焊缝跟踪方法
CN112051334B (zh) * 2020-09-04 2021-11-09 清华大学 基于tofd探伤装置的焊缝跟踪系统及其焊缝跟踪方法

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