WO2018197529A1 - Vorrichtung und verfahren zur ultraschallprüfung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur ultraschallprüfung Download PDF

Info

Publication number
WO2018197529A1
WO2018197529A1 PCT/EP2018/060531 EP2018060531W WO2018197529A1 WO 2018197529 A1 WO2018197529 A1 WO 2018197529A1 EP 2018060531 W EP2018060531 W EP 2018060531W WO 2018197529 A1 WO2018197529 A1 WO 2018197529A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pulse
pulses
test
time
determined
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/060531
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Vrana
Matthias Goldammer
Hubert Mooshofer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US16/608,606 priority Critical patent/US20210116421A1/en
Priority to CN201880035356.5A priority patent/CN110678748A/zh
Priority to EP18724479.3A priority patent/EP3596455A1/de
Publication of WO2018197529A1 publication Critical patent/WO2018197529A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2487—Directing probes, e.g. angle probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/32—Arrangements for suppressing undesired influences, e.g. temperature or pressure variations, compensating for signal noise
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/341—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics
    • G01N29/343—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics pulse waves, e.g. particular sequence of pulses, bursts
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341—Circuits therefor
    • G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015—Attenuation, scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0421—Longitudinal waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/101—Number of transducers one transducer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/106—Number of transducers one or more transducer arrays

Definitions

  • Apparatus and method for ultrasonic testing In the ultrasonic examination is placed a test head on one side of the component, in particular in the pre ⁇ the side, and a short pulse insonified. This pulse is reflected by discontinuities or errors and by the back wall representing the back. Reflected pulses travel back to the probe after reflection, which is used as a receiver after sending the short pulse, and can therefore be made visible. However, the reflected signals are reflected back into the component just as they impinge on the component surface and thus pass through the component a second, third and so on. For each ping-pong, the probe records a signal again. This Sig ⁇ nal is always more weakened depending on the material until it goes down in the noise after a few ping pong cycles.
  • test heads are sometimes used in parallel or one test head several times, for example with different reinforcements for different depths. che and the same, used. If multiple probes are ver ⁇ turns, one speaks of a plurality of real channels, using the test instrument applies a test head at the multiple ver ⁇ is of multiple virtual channels. However, any real or virtual channel can create bogus displays in any other channel.
  • Phased Array (PA) probes have multiple resonators arranged in an array that may be one-dimensional or even two-dimensional. By delayed pulses and receiving the individual elements can be the
  • each of these delay settings is referred to as the "Focal Law.”
  • the phased array test does not trigger a single angle, but the sound beam is panned but a pan that the delay for a particular angle is set, the probe gefeu ⁇ ert, waiting for the answer and then the delay for the next angle is adjusted, etc. thus, the probe must pulses N times, by an angle swivel with N different
  • each pulse of the probe may also cause a dummy indication in another pulse.
  • Array probes can also be used in automated testing In this respect, the pulse repetition rate can also be influenced by the aspects mentioned above.
  • Full-matrix capture FMC
  • TMF Total Focussing Method
  • SAFT Synthetic Aperature Focussing Technique
  • the setting of a suitable waiting time from one pulse to the next ie the setting of the pulse repetition frequency, must be made before the test. This is currently done manually by the examiner. This is quite simple for a one-channel test. The examiner may, and starting from a very large value, the waiting time as much ver ⁇ cut that barely any bill on the A-image will appear.
  • a method for ultrasound ⁇ testing by means of a selection of probes proposed by means of a computer means at least required respective waiting times between two consecutive pulses for all possible shot sequences (Sl) and subsequently an optimized shot order (S2) one of the shortest possible test cycle of the probes is determined.
  • an apparatus for ultrasonic testing by means of one of the preceding methods with a computer device for calculating at least necessary waiting times for all possible firing sequences and subsequently optimized firing sequences for a combination of at least one probe, at least one phased array probe and / or at least an FMC PA test head.
  • the wait times after the pulses Pi and the minimum cycle duration can be derived from the matrix of N ⁇ N time signals and the amplitude specification for possible permutations of the pulses.
  • the optimized or optimal pulse sequence can be selected.
  • an automatic determination of the length of the recording period is carried out, wherein a decaying exponential function is determined, which represents an envelope of the time signal and it is checked whether the envelope falls below a certain value at the end of the recording ⁇ period.
  • the waiting times determined can programming directly to the product by the pulses Pi a tester or a test system USAGE ⁇ be det.
  • discrete optimization techniques can be used instead of the complete calculation for all channel permutations.
  • a Monte Carlo approach can be combined with the completely permutative approach.
  • the time signals for each of the N x N combinations of pulse are identical to each of the N x N combinations of pulse and
  • Reception parameters are measured at several positions and then the maximum of the time signals is determined over all positions.
  • an automatic re-evaluation of the shortest pulse sequence can take place in parallel with a test at regular intervals.
  • a plurality of reception settings can be approximately represented by means of a single reception setting for an FMC test.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a representation of a pulse with subsequent repeat echoes
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a combination of probes to be optimized
  • Figure 3 is a representation of the procedure for determining the optimum combination of probes
  • FIG. 4 shows a representation of receiver settings EEi
  • FIG. 5 shows a first view of a second execution ⁇ example of a pulse with its Wiederholechos
  • FIG. 6 shows a second illustration of the second exemplary embodiment of a pulse with its repeat echoes
  • FIG. 7 shows a third representation of the second game subjectssbei ⁇ a pulse with its Bachholechos
  • Figure 8 is a fourth illustration of the second gameheldsbei ⁇ a pulse with its Bachholechos
  • Figure 9 shows an embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a depicting lung ⁇ a pulse with subsequent Bachholechos.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a combination of probes to be optimized.
  • two classic probes In a particularly automated test, two classic probes, one PA probe and one FMC PA probe are used.
  • the two classical probes 1 and 2 are connected to the real channel 1 and 2, the PA
  • Test head 1 is pulsed with two different settings, namely by means of a virtual channel 1 and a virtual ⁇ len channel 2.
  • Eckköpf 2 is pulsed with three different settings, by means of the virtual channels 1,2 and 3, the PA probe with three different focal laws or delay settings, for example, using three different angles and the FMC PA probe has four Elements, where each element is individually pulsed and then received with all four elements. Thus, in this example, one cycle is fired twelve pulses. For this situation, it is important to automatically optimize the waiting times and the order. For this, the interaction of the N pulses on the N receive settings must be determined.
  • FIG. 3 shows a representation of the procedure for determining the optimum combination of probes.
  • multiple pulses must be pulsed for a complete evaluation of the pulse in order to test all virtual channels in succession. In our example, must be at least 3x pulsed ⁇ to, namely black, red and blue in Figure 2 at pulse first
  • the evaluation of some recipient settings may be omitted, for example if two recipient settings match. However, this requires prior knowledge of the receiver settings.
  • Each receiver setting EEi is a certain gain, which may in particular be time-dependent, and associated with one or more time slots in which data is recorded. These time windows each have a start corresponding to the time after the transmitting pulse, a length in which a pulse-like miscalculation or error can be found.
  • signals are aussa ⁇ gelatin only above a certain signal level, as the signals otherwise be lost in the noise. Therefore, a signal level must always be defined, from which signals must be evaluated.
  • the signal level together ⁇ men with the time windows or time windows resulting in one or more temporally constant or variable "aperture" per recipient setting. Within that "aperture" may no other pulse start.
  • FIG. 4 shows two such "apertures.”
  • the sloping "aperture" is used for receiver setting EEI, the rising aperture for receiver setting EE2.
  • the aperture indicates the just allowable height of the disturbing repeat echoes and underlying echoes can be accepted.
  • Figure 5 shows the time course of a pulse Pi, the example ⁇ has been recorded with the receiver setting EE2.
  • the time window marked in FIG. 6 by means of the straight line to ti represents the aperture of the receiver setting EEI and not that of the receiver setting EE2. Within this time window from to to ti no further pulse may be allowed. will be started. Another pulse can be started after the time window, after ti.
  • each of the N receiver settings can be assigned an "aperture” or a time range to k to ti k . Therefore, it is now necessary to evaluate in which areas a respective receiver setting is suitable at the earliest. In this case, the range should be long enough for the receiver adjustment time slot to fit in and for admissible, in particular, time-dependent signal levels.The sooner the next pulse can be started, the shorter the entire pulse sequence will be.
  • FIG. 7 shows as an example that a receiver setting EE2 or "aperture" EE2 does not fit in a first gap, but in a subsequent second one
  • the subsequent channel is timed to obtain the shortest possible sequence.
  • This procedure can be performed for each possible sequence of individual pulses Pi, where no new measurement is needed, but the recorded echo sequences are considered le ⁇ diglich. This allows a complete calculation of the total time of all permutations. Since the first one is measured again directly on the last channel, this pairing must also be considered. Upon completion of the calculation will result in a
  • Pulse 5 and 7, 7 and 6 and / or 6 and 10 additional waiting times are added to match the gaps. Then it should be checked if this was sufficient.
  • the waiting times after the pulses and the minimum cycle duration are derived for possible permutations of the pulses.
  • the optimized or optimal pulse sequence is selected.
  • Automatic determination of the length of the recording period which can result in a repetition with a longer recording period. This can be done, for example, by determining a decaying exponential function that represents an envelope of the time signal and is tested. It can be checked, for example, whether the envelope at the end of the recording period underschrei ⁇ tet a certain value, for example, whether the smallest amplitude setting for phantom echo is not too large.
  • the determined waiting times after the pulses Pi are used directly for programming a tester or a test system.
  • known discrete optimization techniques can be used instead of the full calculation for all channel permutations.
  • a subset of the channels is selected at random and these are completely permuted and optimized on their own. Thereafter, the same procedure is used with the remaining channels, in order to then line up all the channels. This significantly reduces the computation time so that a number of sub-options can be used. Instead of a subdivision into two subsets, a smaller division into three or more subsets is also possible. The total test duration is no longer optimal in this approach, but can be approximated to an optimal test duration.
  • Test specimens with location-dependent fluctuating material properties at regular intervals an automatic re-evaluation of the shortest pulse sequence.
  • To determine instead of all the timing signals for each of the N x N combinations of the pulse and reception parameters, only a part of the signals can also be determined by measuring ⁇ to, the other part can be replaced by prior knowledge or by wei ⁇ more excellent suitable assumptions.
  • the multiple receive settings can be approximately represented by means of a single receive ⁇ setting.
  • a possible procedure for finding a disturbing predecessor pulse or predecessor pulse may be the following:
  • the chain can be shortened stepwise or extended. This leads to a longer direct result. It is well known that the signal of late repeat echoes is getting weaker and weaker. One that is tried first, the chain 7-6-10, then the chain 5-7-6-10, the chain 11-5-7-6-10 and determines which of the pulses causes the prob lem ⁇ . Another possible procedure for checking whether the adaptation of the pulse sequence was sufficient can be a testing of the sub-chains and then of the complete inspection chain. A test of the sub-chains can be carried out such that the sub-chain length is gradually increased, as otherwise ⁇ if the pulse has to be moved further.
  • the inventive step is seen in the following:
  • the pulse repetition rate and order of the channels is determined by machine. In the case of an exhaustive search is an optimal short test time guaranteed, while in manual setting a huge effort and a lot of experience are necessary to arrive at ⁇ ba ⁇ ren results.
  • the present invention has the following advantages:
  • the test duration can be effectively minimized.
  • the testing costs can be effectively reduced.
  • Optimal use can be made of the test equipment and the test personnel. It can be avoided erroneous checks that need to be corrected because of phantom echoes.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung mittels einer Auswahl von Prüfköpfen, wobei mittels einer Rechnereinrichtung mindestens erforderliche jeweilige Wartezeiten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen für alle mögliche Schussreihenfolgen (S1) und nachfolgend eine optimierte Schussreihenfolge (S2) eines kürzest möglichen Prüfzyklus der Prüfköpfe ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zur Ultraschallprüfung Bei der Ultraschallprüfung wird ein Prüfkopf auf eine Seite des Bauteils aufgesetzt, und zwar insbesondere auf die Vor¬ derseite, und ein kurzer Puls eingeschallt. Dieser Puls wird von Ungänzen bzw. Fehlern und von der Rückwand, die die Rückseite darstellt, reflektiert. Reflektierte Pulse laufen nach der Reflektion zurück zum Prüfkopf, der nach dem Senden des kurzen Pulses als Empfänger genutzt wird, und können daher sichtbar gemacht werden. Die reflektierten Signale werden aber ebenso beim Auftreffen auf der Bauteiloberfläche wieder in das Bauteil hinein reflektiert und laufen dadurch ein zweites, drittes usw. mal durch das Bauteil. Bei jeden Ping- Pong zeichnet der Prüfkopf wieder ein Signal auf. Dieses Sig¬ nal wird dabei je nach Material immer mehr geschwächt, bis es nach einigen Ping-Pong-Zyklen im Rauschen untergeht. Bei der Ultraschallprüfung werden Bauteile gescannt. D.h., es erfolgen viele derartiger Pulse, die ebenso als Schüsse be¬ zeichnet werden können, zeitlich nacheinander. Nach dem Senden eines weiteren Pulses kann man im empfangenen Zeitsignal, neben dem eigentlichen Signal, ebenso eventuell noch nicht genügend abgeschwächte, insbesondere mehrfach reflektierte, spät einlaufende Wiederholechos von einem der früheren Pulse sehen. Diese würde dann zu Scheinanzeigen oder Phantomechos führen, die man als reale Fehler fehlinterpretieren würde. Daher muss man zwischen zwei Pulsen lange genug warten bis die Wiederholechos genügend abgeklungen sind. Aus dieser War¬ tezeit ergibt sich die Pulswiederholrate. Da bei komplexer Geometrie des Prüflings die Wiederholechos unterschiedlich schnell abklingen, muss dabei die Pulswiederholrate auf die spätesten Echos eingestellt werden.
Bei der automatisierten Prüfung werden teilweise mehrere Prüfköpfe parallel oder ein Prüfkopf mehrfach, beispielsweise mit verschiedenen Verstärkungen für verschiedene Tiefenberei- che und der gleichen, verwendet. Wenn mehrere Prüfköpfe ver¬ wendet werden, spricht man von mehreren realen Kanälen, die das Prüfgerät verwendet, bei einem Prüfkopf der mehrfach ver¬ wendet wird von mehreren virtuellen Kanälen. Jeder reale oder virtuelle Kanal kann aber Scheinanzeigen in jedem anderen Kanal verursachen. Phased-Array (PA) Prüfköpfe haben mehrere in einem Array, das eindimensional oder ebenso zweidimensional sein kann, angeordnete Schwinger. Durch verzögertes Pulsen und Empfangen der einzelnen Elemente lässt sich der
Einschallwinkel elektronisch steuern, der Fokuspunkt des
Schallbündels elektronisch auf eine bestimmte Tiefe fokussie- ren, der Schallkegel linear verschieben usw. Jede dieser Verzögerungseinstellungen wird als „Focal Law" bezeichnet. Oft wird bei der Phased-Array Prüfung aber nicht ein einzelner Winkel angesteuert, sondern das Schallbündel wird geschwenkt. Dabei bedeutet aber ein schwenken, dass die Verzögerung für einen bestimmten Winkel eingestellt wird, der Prüfkopf gefeu¬ ert, auf die Antwort gewartet und dann die Verzögerung für den nächsten Winkel eingestellt wird usw. Der Prüfkopf muss also N mal pulsen, um einen Winkelschwenk mit N verschiedenen Winkeln durchzuführen. Entsprechend gilt dies ebenso für das lineare Verschieben oder für einen Fokusscan. Ähnlich wie bei der automatisierten Prüfung, die verschiedenen realen oder virtuellen Kanäle, kann hier aber ebenso jeder Puls des Prüf- kopfes eine Scheinanzeige in einem anderen Puls verursachen. Phase-Array-Prüfköpfe können ebenso bei der automatisierten Prüfung verwendet werden, insofern kann die Pulswiederholrate ebenso von den weiter oben genannten Aspekten beeinflusst werden .
Bei Full-Matrix-Capture (FMC) oder der Total Focussing Method (TFM) wird ein Phased-Array-Prüfköpf verwendet. Bei diesen Methoden wird üblicherweise mit einem Element gepulst und mit allen Elementen empfangen, dann mit dem nächsten Element ge- pulst und wieder mit allen empfangen usw. Die dadurch gewonnenen Daten werden dann zu einem Ereignisbild verrechnet. Aber ebenso hier kann jeder Puls des Prüfkopfes eine Schein- anzeige eines anderen Puls verursachen was sich zum Schluss negativ auf das berechnete Ergebnisbild auswirken kann.
Bei der Synthetic Aperature Focussing Technique (SAFT) werden die Daten von mehreren PrüfköpfPositionen, die klassisch oder in Phased-Array-Ausgestaltung bereitgestellt werden können, und eventuell von mehreren realen oder virtuellen Kanälen miteinander verrechnet. Auch hier sind die oben angeführten Bedingungen für die Vermeidung von Scheinanzeigen von späten Wiederholechos zu beachten.
Die Einstellung einer geeigneten Wartezeit von einem Puls zum nächsten, d.h. die Einstellung der Pulswiederholfrequenz, muss vor der Prüfung vorgenommen werden. Dies wird derzeit vom Prüfer manuell erledigt. Dies ist bei einer Prüfung mit einem Kanal noch recht simpel. Der Prüfer kann, und zwar ausgehend von einem sehr großen Wert, die Wartezeit soweit ver¬ kürzen, dass gerade noch keine Scheinanzeigen im A-Bild erscheinen .
Bei mehreren realen und/oder virtuellen Kanälen, bei mehreren Focal Laws oder bei der Verwendung von FMC/TFM wird die manuelle Einstellung eine extrem zeitaufwendige Prozedur. Sollten die Wartezeiten zu lange eingestellt sein, wirkt sich dies aber auf die Prüfzeit aus. Daher muss versucht werden die Wartezeiten zu optimieren.
Es kommt auch des Öfteren während der Messung vor, dass sich die Schallschwächung ändert oder durch die Bauteilgeometrie Wiederholechos zu anderen Zeitpunkten oder unterschiedlicher Intensität erscheint, so dass an einigen Stellen im Ergebnis¬ bild wieder Scheinanzeigen zu finden sind. Dann müssen die Einstellungen für die Wartezeiten angepasst werden und die Messung kann neu gestartet werden.
Neben der Optimierung der Wartezeiten ist teilweise ebenso ein vertauschen von realen und/oder virtuellen Kanälen bzw. von Focal Laws sinnvoll um die Wartezeiten weiter zu reduzie¬ ren. Bei einer manuellen Einstellung führt dies jedoch zu einer noch zeitaufwendigeren Einstellungsprozedur. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einer Kombination von verschiedenen Messverfahren einen kürzest möglichen Prüfzyklus automatisch zu bestimmen. Beispielsweise können klassische Prüfköpfe mit PA Prüfköpfen und/oder FMCA PA Prüf- köpfen kombiniert werden.
Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß dem Hauptan¬ spruch und mittels einer Vorrichtung gemäß dem Nebenanspruch gelöst . Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Ultraschall¬ prüfung mittels einer Auswahl von Prüfköpfen, vorgeschlagen, wobei mittels einer Rechnereinrichtung mindestens erforderliche jeweilige Wartezeiten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen für alle mögliche Schussreihenfolgen (Sl) und nachfol- gend eine optimierte Schussreihenfolge (S2) eines kürzest möglichen Prüfzyklus der Prüfköpfe ermittelt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung mittels eines der vorhergehenden Verfahren, mit einer Rechnereinrichtung zur Berechnung von mindestens erforderlichen Wartezeiten für alle möglichen Schussabfolgen und nachfolgend optimierten Schussreihenfolgen für eine Kombination mindestens eines Prüfkopfs, mindestens eines Phased- Array-Prüfköpfs und/oder mindestens eines FMC PA Prüfköpfs vorgeschlagen.
Es wird vorgeschlagen, zunächst die mindestens erforderlichen Wartezeiten Twk für jede mögliche Schussabfolge Pi mit 1=1...n zu bestimmen und anschließend eine optimale Schussreihenfolge zu ermitteln.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden mit den Unteransprüchen beansprucht: Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können mittels der Rechnereinrichtung die Kombinationen von N Pulsen Pi mit N Empfangseinstellungen EEi mit i= 1...N erfasst werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann
für eine N x N Kombinationen-Matrix von Pulsen Pi und Empfangseinstellungen EEi mit i=l...N ein Zeitsignal über einen langen Zeitraum aufgenommen wird, der alle Folgeechos mit ei- ner relevanten Amplitude beinhaltet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann
eine Vorgabe für die maximal zulässige Amplitude von Phantom¬ echos definiert und als Empfangseinstellung EEi gemacht wer- den.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können aus der Matrix von N x N Zeitsignalen und der Amplitudenvorgabe für mögliche Permutationen der Pulse jeweils die Warte- zeiten nach den Pulsen Pi sowie die Mindestzyklusdauer abgeleitet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die optimierte oder optimale Pulsabfolge ausgewählt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine automatische Feststellung der Länge des Aufnahmezeitraumes ausgeführt wird, wobei eine abklingende Exponentialfunktion bestimmt wird, die eine Einhüllende des Zeitsignals darstellt und geprüft wird, ob die Einhüllende am Ende des Aufnahme¬ zeitraums einen bestimmten Wert unterschreitet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die ermittelten Wartezeiten nach den Pulsen Pi direkt zur Pro- grammierung eines Prüfgerätes oder eines Prüfsystems verwen¬ det werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können diskrete Optimierungstechniken anstelle der vollständigen Berechnung für alle Kanalpermutationen eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Monte-Carlo-Ansatz mit dem vollständig permutativen Ansatz kombiniert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Zeitsignale für jede der N x N Kombinationen von Puls-und
Empfangsparametern an mehreren Positionen gemessen werden und anschließend das Maximum der Zeitsignale über alle Positionen bestimmt wird. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann parallel zu einer Prüfung in regelmäßigen Abständen eine automatische Re-Evaluierung der kürzesten Pulsfolge erfolgen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung braucht an- stelle alle Zeitsignale für jede der N x N Kombinationen von Puls- und Empfangsparametern zu bestimmen, lediglich ein Teil der Signale mittels Messung bestimmt werden, wobei der andere Teil durch Vorwissen ersetzt werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können für eine FMC-Prüfung mehrere Empfangseinstellungen näherungsweise mittels einer einzelnen Empfangseinstellung repräsentiert werden . Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Darstellung eines Pulses mit nachfolgenden Wiederholechos;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer zu optimierenden Kombination von Prüfköpfen; Figur 3 eine Darstellung zur Vorgehensweise der Ermittlung der optimalen Kombination von Prüfköpfen;
Figur 4 eine Darstellung zu Empfängereinstellungen EEi;
Figur 5 eine erste Darstellung eines zweiten Ausführungs¬ beispiels eines Pulses mit dessen Wiederholechos;
Figur 6 eine zweite Darstellung des zweiten Ausführungsbei- spiels eines Pulses mit dessen Wiederholechos;
Figur 7 eine dritte Darstellung des zweiten Ausführungsbei¬ spiels eines Pulses mit dessen Wiederholechos; Figur 8 eine vierte Darstellung des zweiten Ausführungsbei¬ spiels eines Pulses mit dessen Wiederholechos;
Figur 9 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Darstel¬ lung eines Pulses mit nachfolgenden Wiederholechos.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer zu optimierenden Kombination von Prüfköpfen.
Bei einer insbesondere automatisierten Prüfung werden hier zwei klassische Prüfköpfe, ein PA Prüfkopf und ein FMC PA Prüfköpf verwendet. Die beiden klassischen Prüfköpfe 1 und 2 sind an dem realen Kanal 1 und 2 angeschlossen, der PA
Prüfköpf an Kanal 3 und der FMC PA Prüfköpf an Kanal 4.
Prüfkopf 1 wird mit zwei verschiedenen Einstellungen gepulst, und zwar mittels eines virtuellen Kanals 1 und eines virtuel¬ len Kanals 2. Prüfköpf 2 wird mit drei verschiedenen Einstel- lungen gepulst, und zwar mittels der virtuellen Kanäle 1,2 und 3, der PA Prüfkopf mit drei verschiedenen Focal Laws bzw. Verzögerungseinstellungen, und zwar beispielsweise mittels drei verschiedene Winkel und der FMC PA Prüfkopf hat vier Elemente, wobei jedes Element einzeln gepulst wird und danach mit allen vier Elementen empfangen wird. Es werden also in diesem Beispiel einem Zyklus zwölf Pulse abgefeuert. Für diese Situation gilt es automatisiert die Wartezeiten und die Reihenfolge zu optimieren. Dazu muss die Wechselwirkung der N Pulse auf die N Empfangseinstellungen ermittelt werden.
Figur 3 zeigt eine Darstellung zur Vorgehensweise der Ermitt- lung der optimalen Kombination von Prüfköpfen.
Als ein erster Schritt Sl kann dazu der Puls PI gestartet werden und mit allen N, gemäß dem Beispiel 12, verschiedenen Empfangseinstellungen EEi i=l...N, also allen virtuellen Kanä- len, die den klassischen Prüfköpfen entsprechen, allen Verzögerungseinstellungen, und zwar der PA Prüfköpfe, und allen Elementen FMC PA empfangen und aufgezeichnet werden. Da es aber pro klassischen Prüfkopf bzw. PA Prüfkopf nur möglich ist auf einem virtuellen Kanal zu empfangen bzw. mit einer Verzögerungseinstellung zu empfangen bzw. aufzuzeichnen, muss für eine komplette Evaluierung des Pulses mehrfach gepulst werden, um alle virtuellen Kanäle nacheinander zu testen. In unserem Beispiel muss bei Puls 1 mindestens 3x gepulst wer¬ den, und zwar schwarz, rot und blau in Figur 2.
Je nach Einstellung des Empfängers kann auf die Evaluierung von einigen Empfängereinstellungen verzichtet werden, beispielsweise wenn zwei Empfängereinstellungen übereinstimmen. Dazu muss allerdings Vorwissen über die Empfängereinstellun- gen vorliegen.
Sollte bei FMC je nach sendendem Element eine unterschiedli¬ che Einstellung der empfangenden Elemente verwendet werden, müssen ebenso hier die Empfängereinstellungen EEi nacheinan- der getestet werden.
Figur 3 deutet an, dass daraufhin dieser Prozess für jeweils Puls P2 bis PN, wobei in diesem Beispiel N = 12 ist, wieder- holt wird. Damit liegt die komplette Information über die Wechselwirkung von allen N Pulsen mit allen N Empfangseinstellungen vor. Für jede der N x N Kombinationen liegt ein Zeitsignal vor, dass die Wechselwirkung zeigt.
Jede Empfängereinstellung EEi ist eine bestimmte Verstärkung, die insbesondere zeitabhängig sein kann, und ein oder mehrere Zeitfenster zugeordnet in denen Daten aufgezeichnet werden. Diese Zeitfenster haben jeweils einen Anfang entsprechend der Zeit nach dem sendenden Puls, eine Länge in dem mit einem pulsmöglichen Ungänzen bzw. Fehler gefunden werden können. Zudem sind Signale erst ab einer bestimmten Signalhöhe aussa¬ gekräftig, da die Signale ansonsten im Rauschen untergehen. Daher muss ebenso immer eine Signalhöhe festgelegt werden, ab der Signale ausgewertet werden müssen. Die Signalhöhe zusam¬ men mit dem Zeitfenster bzw. den Zeitfenstern resultiert in einer oder mehreren zeitlich konstanten oder variablen „Blenden" pro Empfängereinstellung. Innerhalb dieser „Blenden" darf kein anderer Puls gestartet werden .
Figur 4 zeigt zwei derartige „Blenden". Für die weiteren Beispiele wird die abfallende „Blende" für Empfängereinstellung EEI verwendet, die ansteigende Blende für Empfängereinstel¬ lung EE2. Die Blende gibt die gerade noch zulässige Höhe der störenden Wiederholechos an und darunterliegende Echos können akzeptiert werden. Figur 5 zeigt den Zeitverlauf eines Pulses Pi, der beispiels¬ weise mit der Empfängereinstellung EE2 aufgezeichnet worden ist .
Das in Figur 6 mittels der Gerade bis ti markierte Zeitfens- ter repräsentiert die Blende der Empfängereinstellung EEI und nicht die der Empfängereinstellung EE2. Innerhalb dieses Zeitfensters von to bis ti darf also kein weiterer Puls ge- startet werden. Ein weiterer Puls kann nach dem Zeitfenster, und zwar nach ti gestartet werden.
Wie es bereits oben beschrieben ist, kann jeder der N Empfän- gereinstellungen eine „Blende" bzw. ein Zeitbereich tok bis tik zugeordnet werden. Daher ist es jetzt nötig zu evaluie- ren, in welchen Bereichen eine jeweilige Empfängereinstellung frühestens geeignet ist. Dabei sollte der Bereich lange genug sein, damit das Zeitfenster der Empfängereinstellung hinein- passt und zulässige insbesondere zeitabhängige Signalhöhen einhalten. Je früher der nächste Puls gestartet werden kann, desto kürzer wird die gesamte Pulsfolge sein.
Figur 7 zeigt als Beispiel, dass eine Empfängereinstellung EE2 bzw. „Blende" EE2 nicht in eine erste Lücke passt, aber in eine nachfolgende zweite
Auf diese Weise lässt sich für jede der N x N Kombinationen eine Zeit ermitteln die zwischen einem Puls Pi und einem Puls Pi+i gewartet werden muss. Figuren 7 und 8 deuten die N x N
Kombinationen mit einer ersten Empfängereinstellungskombina¬ tion von Blenden EE1, EE2 und EE2 in Figur 7 und einer zweiten Empfängereinstellungskombination von Blenden EE1 und EE2 in Figur 8 dar.
Es wird also für eine gegebene Abfolge der Kanäle für jeden Kanal der darauf folgende Kanal zeitlich eingepasst, um eine möglichst kurze Abfolge zu erhalten. Diese Prozedur kann für jede mögliche Reihenfolge der Einzelpulse Pi durchgeführt werden, wobei keine neue Messung notwendig ist, sondern le¬ diglich die aufgezeichneten Echoabfolgen betrachtet werden. Dadurch ist eine vollständige Berechnung der Gesamtzeit aller Permutationen möglich. Da unmittelbar auf den letzten Kanal wieder der erste gemessen wird, muss ebenso diese Paarung be- trachtet werden. Nach Abschluss der Berechnung ergibt eine
Liste (N-l) ! verschiedener Gesamtzykluszeiten die sich jetzt in aufsteigender Ordnung sortieren lassen. Dies stellt Tabelle 1 dar: Tabelle 1:
Pulsreihenfolge
10-8-4-3-1-2- 9-12-11-5-7- 6-10-... 4,39
10-8-4-3-1-2- 9-12-11- 6-7-5-10-... 4,86
10-4-3-1- 9-2-8-12-11- 6-7-5-10-... 5,49
Es wird zudem geprüft, ob der Einfluss des vorletzten, vor¬ vorletzten usw. Pulses zu unzulässigen späten Wiederholechos führen könnte .
Dazu kann man als erstes die komplette Sequenz als gesamtes betrachten. Im optimalen Fall sind keine störenden Wiederholechos in irgendeinem der Kanäle zu sehen. Die Pulsreihenfolge kann so verwendet werden, wobei dadurch die gesamte Prüfzeit minimiert werden kann. Der Algorithmus ist damit abgeschlos¬ sen .
Sollten späte Wiederholechos in einer Empfängereinstellung oder mehreren Empfängereinstellungen zu sehen sein, sollte zuerst identifiziert werden, welcher Vorgängerimpuls das
Problem verursacht hat. Anschließend sollte zwischen den bei- den Pulsen eine Wartezeit entsprechend verlängert werden.
Wenn man beispielsweise in der Pulsreihenfolge 10-8-4-3-1-2- 9-12-11-5-7-6-10-... ein spätes Wiederholecho in Puls 10 fin¬ det, dass von Puls 5 verursacht wird, können zwischen den
Pulsen 5 und 7, 7 und 6 und/oder 6 und 10 zusätzliche Warte- zeiten passend zu den Lücken eingefügt werden. Daraufhin sollte überprüft werden, ob dies ausreichend war.
Nachdem die Wartezeiten passend geändert und alle unerwünschten Wiederholechos beseitigt wurden, ergibt sich eine neue etwas längere Gesamtzykluszeit. Beim Vergleich dieser Gesamt¬ zykluszeit mit den Gesamtzykluszeiten von anderen Pulsreihenfolgen ergibt sich eventuell, dass der Zyklus länger wird im Vergleich zu anderen Zyklen. In diesem Fall kann der längere Zyklus der ersten Pulsreihenfolge in der nachfolgend dargestellten Tabelle 2 als ausrei¬ chend kurz akzeptiert werden. Alternativ kann eine weitere Optimierung ausgeführt werden beispielsweise mittels testen der zweiten Pulsreihenfolge in der Tabelle 2 mit den vorste¬ henden beschriebenen Verfahren.
Tabelle 2:
Pulsreihenfolge
10-8-4-3-1-2- 9-12-11-5-7- 6-10-...angepasst 4,89
10-8-4-3-1-2- 9-12-11- 6-7-5-10-... 4,86
10-4-3-1- 9-2-8-12-11- 6-7-5-10-... 5,49
Zusammengefasst zeichnet sich die Erfindung durch folgende Kernmerkmale aus : Für eine N x N Kombinationen-Matrix von Pulsen Pi und Empfangseinstellungen EEi mit i=l...N wird ein Zeitsignal über einen langen Zeitraum aufgenommen, der alle Folgeechos mit einer relevanten Amplitude beinhaltet. Es wird eine Vorgabe für die maximal zulässige Amplitude von Phantomechos definiert und als „Blende" bzw. oder als Emp¬ fangseinstellung EEi gemacht.
Aus der Matrix von N x N Zeitsignalen und der Amplitudenvor- gäbe werden für mögliche Permutationen der Pulse jeweils die Wartezeiten nach den Pulsen sowie die Mindestzyklusdauer abgeleitet .
Anhand dessen wird die optimierte bzw. optimale Pulsabfolge ausgewählt.
Es können sich folgende Variationen ergeben: Automatische Feststellung der Länge des Aufnahmezeitraumes , wobei sich eine Wiederholung mit einem längeren Aufnahmezeit- raum ergeben kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine abklingende Exponentialfunktion bestimmt wird, die eine Einhüllende des Zeitsignals darstellt und geprüft wird. Es kann beispielsweise geprüft werden, ob die Einhüllende am Ende des Aufnahmezeitraums einen bestimmten Wert unterschrei¬ tet, beispielsweise ob die kleinste Amplitudenvorgabe für Phantomechos nicht zu groß ist.
Die ermittelten Wartezeiten nach den Pulsen Pi werden direkt zur Programmierung eines Prüfgerätes bzw. eines Prüfsystems verwendet . Bei großer Anzahl von Kanälen können bekannte diskrete Optimierungstechniken anstelle der vollständigen Berechnung für alle Kanalpermutationen eingesetzt werden.
Bei sehr komplexen Systemen kann die erschöpfende Suche nach der kürzesten Wartezeit sehr rechenaufwändig sein, daher die Zahl der Permutationen mit der Fakultät der Kanalzahl steigt. In diesem Fall kann beispielsweise ein Monte-Carlo-Ansatz mit dem vollständig permutativen Ansatz kombiniert werden.
Dies kann folgendermaßen ausgeführt werden:
Anstelle alle Permutationen komplett zu berechnen, wird ein Subset der Kanäle per Zufall ausgewählt und diese für sich genommen vollständig permutiert und optimiert. Danach wird genauso mit den restlichen Kanälen verfahren, um danach alle Kanäle aneinander zu reihen. Dadurch reduziert sich die Rechenzeit deutlich, so dass eine Reihe von Subsetwahlen verwendet werden kann. Statt unter einer Unterteilung in zwei Subsets ist ebenso eine kleinteiligere Aufteilung in drei oder mehr Subsets möglich. Die Gesamtprüfdauer ist bei diesem Ansatz nicht mehr optimal, kann aber einer optimalen Prüfdauer angenähert werden. Bei Prüflingen mit ortsabhängig schwankenden Materialeigenschaften oder, wenn sich die Geometrie des Prüflings entlang des Scanpfades ändert, kann dies dadurch berücksichtigt wer¬ den, dass die Zeitsignale für jede der N x N Kombinationen von Puls-und Empfangsparametern an mehreren Positionen gemessen werden und anschließend das Maximum der Zeitsignale über alle Positionen bestimmt wird, und damit das erfindungsgemäße Verfahren wie beschrieben durchgeführt werden kann. Es kann ebenso parallel zu einer Prüfung, insbesondere bei
Prüflingen mit ortsabhängig schwankenden Materialeigenschaften, in regelmäßigen Abständen eine automatische ReEvaluierung der kürzesten Pulsfolge erfolgen. Anstelle aller Zeitsignale für jede der N x N Kombinationen von Puls- und Empfangsparametern zu bestimmen, kann ebenso lediglich ein Teil der Signale mittels Messung bestimmt wer¬ den, wobei der andere Teil durch Vorwissen oder mittels wei¬ terer geeigneter Annahmen ersetzt werden kann.
Für eine FMC-Prüfung lassen sich die mehreren Empfangseinstellungen näherungsweise mittels einer einzelnen Empfangs¬ einstellung repräsentieren. Ein mögliches Vorgehen für das Auffinden eines störenden Vorgängerimpulses oder Vorgängerpulses kann folgendes sein:
Wenn beispielsweise in der Pulsreihenfolge 10-8-4-3-1-2-9-12- 11-5-7-6-10-000 ein spätes Wiederholecho in der Empfängerein- Stellung 10 gefunden werden kann, kann die Kette schrittweise verkürzt oder verlängert werden. Dabei führt ein verlängern direkter zum Ergebnis. Es ist bekannt, dass das Signal von späten Wiederholechos immer schwächer wird. D.h. man probiert als erstes die Kette 7-6-10, danach die Kette 5-7-6-10, die Kette 11-5-7-6-10 und ermittelt, welcher der Pulse das Prob¬ lem verursacht. Ein weiteres mögliches Vorgehen für ein überprüfen, ob die Anpassung der Pulsfolge ausreichend war kann ein Testen der Teilketten und danach der kompletten Inspektionskette sein. Ein testen der Teilketten kann derart ausgeführt werden, dass die Teilkettenlänge schrittweise vergrößert wird, da andern¬ falls der Puls weiter verschoben werden muss.
Anstelle der kürzesten Pulsfolge der Tabelle 1 kann ebenso eine geringfügig längere Pulsfolge ausgewählt werden, wenn dadurch die Restsignale weiter unter der dazugehörigen Blende liegen und auf diese Weise das Signal-Rausch-Verhältnis ver¬ größert wird.
Der erfinderische Schritt wird in Folgendem gesehen:
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die Pulswiederholrate und Reihenfolge der Kanäle maschinell festgelegt. Im Falle einer erschöpfenden Suche ist eine optimal kurze Prüfdauer garantiert, während bei manueller Festlegung ein sehr großer Aufwand und viel Erfahrung notwendig sind, um zu vergleichba¬ ren Ergebnissen zu gelangen.
Die vorliegende Erfindung hat folgende Vorteile: Die Prüfdauer kann wirksam minimiert werden. Die Prüfkosten können wirksam reduziert werden. Es kann eine optimale Verwendung des Prüfequipments und des PrüfPersonals erfolgen. Es können fehlerhafte Prüfungen vermieden werden, die wegen Phantomechos korrigiert werden müssen.
Es kann vorteilhaft ebenso bei Prüflingen mit ortsabhängig schwankenden Materialeigenschaften eine Prüfzeitoptimierung erfolgen, da mehrere Stellen berücksichtigt werden können. Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Mittels einer Rechnereinrichtung werden mindestens erforderliche jeweilige Wartezeiten zwischen zwei aufei¬ nanderfolgenden Pulsen für alle mögliche Schussreihenfolgen in einem ersten Schritt Sl und nachfolgend in einem zweiten Schritt S2 eine optimierte Schussreihenfolge eines kürzest möglichen Prüfzyklus der Prüfköpfe ermittelt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ultraschallprüfung mittels einer Auswahl von Prüfköpfen,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels einer Rechnereinrichtung mindestens erforderliche je¬ weilige Wartezeiten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen für alle mögliche Schussreihenfolgen (Sl) und nachfolgend ei¬ ne optimierte Schussreihenfolge (S2) eines kürzest möglichen Prüfzyklus der Prüfköpfe ermittelt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der Rechnereinrichtung die Kombinationen von N Pulsen Pi mit N Empfangseinstellungen EEi mit i= 1...N erfasst werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
für eine N x N Kombinationen-Matrix von Pulsen Pi und Emp- fangseinstellungen EEi mit i=l...N ein Zeitsignal über einen langen Zeitraum aufgenommen wird, der alle Folgeechos mit einer relevanten Amplitude beinhaltet.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Vorgabe für die maximal zulässige Amplitude von Phantom¬ echos definiert und als Empfangseinstellung EEi gemacht wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
aus der Matrix von N x N Zeitsignalen und der Amplitudenvorgabe für mögliche Permutationen der Pulse jeweils die Warte¬ zeiten nach den Pulsen Pi sowie die Mindestzyklusdauer abgeleitet werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die optimierte oder optimale Pulsabfolge ausgewählt wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine automatische Feststellung der Länge des Aufnahmezeitrau- mes ausgeführt wird, wobei eine abklingende Exponentialfunk¬ tion bestimmt wird, die eine Einhüllende des Zeitsignals dar¬ stellt und geprüft wird, ob die Einhüllende am Ende des Auf¬ nahmezeitraums einen bestimmten Wert unterschreitet.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die ermittelten Wartezeiten nach den Pulsen Pi direkt zur Programmierung eines Prüfgerätes oder eines Prüfsystems ver¬ wendet werden.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
diskrete Optimierungstechniken anstelle der vollständigen Berechnung für alle Kanalpermutationen eingesetzt werden.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Monte-Carlo-Ansatz mit dem vollständig permutativen Ansatz kombiniert wird.
11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zeitsignale für jede der N x N Kombinationen von Puls-und Empfangsparametern an mehreren Positionen gemessen werden und anschließend das Maximum der Zeitsignale über alle Positionen bestimmt wird.
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
parallel zu einer Prüfung in regelmäßigen Abständen eine automatische Re-Evaluierung der kürzesten Pulsfolge erfolgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
anstelle alle Zeitsignale für jede der N x N Kombinationen von Puls- und Empfangsparametern zu bestimmen, lediglich ein Teil der Signale mittels Messung bestimmt wird, wobei der an dere Teil durch Vorwissen ersetzt wird.
14. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
für eine FMC-Prüfung mehrere Empfangseinstellungen näherungs weise mittels einer einzelnen Empfangseinstellung repräsentiert wird.
15. Vorrichtung zur Ultraschallprüfung mittels eines der vor hergehenden Verfahren, mit
einer Rechnereinrichtung zur Berechnung von mindestens erfor derlichen Wartezeiten für alle möglichen Schussabfolgen und nachfolgend optimierten Schussreihenfolgen für eine Kombination mindestens eines Prüfkopfs, mindestens eines Phased- Array-Prüfköpfs und/oder mindestens eines FMC PA Prüfköpfs .
PCT/EP2018/060531 2017-04-28 2018-04-25 Vorrichtung und verfahren zur ultraschallprüfung WO2018197529A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/608,606 US20210116421A1 (en) 2017-04-28 2018-04-25 Apparatus and Method for Ultrasonic Testing
CN201880035356.5A CN110678748A (zh) 2017-04-28 2018-04-25 用于进行超声波检验的设备和方法
EP18724479.3A EP3596455A1 (de) 2017-04-28 2018-04-25 Vorrichtung und verfahren zur ultraschallprüfung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017207269.5 2017-04-28
DE102017207269.5A DE102017207269A1 (de) 2017-04-28 2017-04-28 Vorrichtung und Verfahren zur Ultraschallprüfung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018197529A1 true WO2018197529A1 (de) 2018-11-01

Family

ID=62165528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/060531 WO2018197529A1 (de) 2017-04-28 2018-04-25 Vorrichtung und verfahren zur ultraschallprüfung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210116421A1 (de)
EP (1) EP3596455A1 (de)
CN (1) CN110678748A (de)
DE (1) DE102017207269A1 (de)
WO (1) WO2018197529A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102192099B1 (ko) * 2019-10-25 2020-12-16 한국수력원자력 주식회사 위상배열 초음파검사용 집속법칙 선정방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11933765B2 (en) * 2021-02-05 2024-03-19 Evident Canada, Inc. Ultrasound inspection techniques for detecting a flaw in a test object

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2646541A1 (de) * 1976-10-15 1978-04-20 Krautkraemer Gmbh Verfahren zur sendeimpulsausloesung bei der laufzeitmessung von elektronisch erzeugten impulsen, insbesondere zur dickenmessung von pruefstuecken mit ultraschallimpulsen
JP3006232B2 (ja) * 1991-11-11 2000-02-07 三菱電機株式会社 超音波探傷試験装置
DE102008042278A1 (de) * 2008-06-13 2009-12-24 Ge Inspection Technologies Gmbh Verfahren zur zerstörungsfreien Ultraschalluntersuchung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100424506C (zh) * 2001-10-17 2008-10-08 中国石油天然气管道科学研究院 相控阵超声波仪器及其检测方法
CN100387983C (zh) * 2004-11-26 2008-05-14 中国科学院武汉物理与数学研究所 一种tky管节点焊缝超声相控阵检测系统
WO2009041313A1 (ja) * 2007-09-28 2009-04-02 Krautkramer Japan Co., Ltd 超音波探傷方法とその装置
DE102008027384A1 (de) * 2008-06-09 2009-12-10 Ge Inspection Technologies Gmbh Verbesserte zerstörungsfreie Ultraschalluntersuchung mit Kopplungskontrolle
US8700342B2 (en) * 2009-11-18 2014-04-15 Olympus Ndt Inc. Multi-frequency bond testing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2646541A1 (de) * 1976-10-15 1978-04-20 Krautkraemer Gmbh Verfahren zur sendeimpulsausloesung bei der laufzeitmessung von elektronisch erzeugten impulsen, insbesondere zur dickenmessung von pruefstuecken mit ultraschallimpulsen
JP3006232B2 (ja) * 1991-11-11 2000-02-07 三菱電機株式会社 超音波探傷試験装置
DE102008042278A1 (de) * 2008-06-13 2009-12-24 Ge Inspection Technologies Gmbh Verfahren zur zerstörungsfreien Ultraschalluntersuchung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102192099B1 (ko) * 2019-10-25 2020-12-16 한국수력원자력 주식회사 위상배열 초음파검사용 집속법칙 선정방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017207269A1 (de) 2018-10-31
US20210116421A1 (en) 2021-04-22
EP3596455A1 (de) 2020-01-22
CN110678748A (zh) 2020-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1979739B1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien untersuchung eines wenigstens einen akustisch anisotropen werkstoffbereich aufweisenden prüfkörpers
EP2032978B1 (de) Ultraschall-prüfgerät mit array-prüfköpfen
DE2617674A1 (de) Ultraschall-verfahren zur beurteilung bzw. bestimmung von akustischen inhomogenitaeten
DE102005051781A1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Untersuchung eines Prüfkörpers mittels Ultraschall
EP2120045A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Ultraschallbildes mittels eines Gruppenstrahlers
DE102009047318A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ultraschalluntersuchung
DE3727837A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur fehlerverminderung bei der messung raeumlicher bewegung von messpunkten mittels ultraschallsignalen
EP1518112A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur grössenbestimmung eines risses in einem werkstück mittels der ultraschall-impuls-methode-----------
WO2014202275A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur defektgrössenbewertung mittels saft (synthetic aperture focussing technique)
WO2018197529A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ultraschallprüfung
DE102017114600B4 (de) Lückenloses Kalibrierungsverfahren für phased-array Ultraschallprüfung
DE19513194C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Ungänzen an langgestreckten Werkstücken, insbesondere Rohre und Stangen
EP3794342B1 (de) Verfahren zur justierung und kalibrierung von prüfeinrichtungen zur ultraschallprüfung von werkstücken
DE60106255T2 (de) Rauscharme signalauswertung
DE4022152C2 (de)
EP2480907B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum peilen von schallabstrahlenden zielen
DE102009022770A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschalldetektion von Diskontinuitäten in einem Materialbereich
DE102018109574A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Ausdehnung von Fehlstellen mittels V-Durchschallung
EP2333574A2 (de) Messgenauigkeitsverbesserungsverfahren, Messgenauigkeitsverbesserungsvorrichtung und Sonaranlage
DE102018210500A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum zerstörungsfreien akustischen Untersuchen zumindest eines Bereichs eines Bauteils einer Strömungsmaschine
DE102015122197A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall
DE102016014630A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Defekten in einem langgestreckten Körper sowie Verwendung von reflektierten Signalen bei der Ermittlung von Defekten
DE102014104909A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall unter Berücksichtigung der frequenzabhängigen Schallschwächung
DE2110793C3 (de) Ultraschall-Prüfverfahren zur selbsttätigen Unterscheidung zwischen Nutz- und Störsignalen bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung
DE102014104914A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall nach der Vergleichskörpermethode

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18724479

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018724479

Country of ref document: EP

Effective date: 20191016

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE