用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的缺陷的方法和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象(2)內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的裝置和方法，具有至少一個(gè)檢查頭(1)，用于將超聲波信號(hào)在不同的測(cè)量點(diǎn)(MP)處以入射角度(α)入射到檢查對(duì)象(2)中以確定多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)，其中為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)分別將超聲波信號(hào)以對(duì)應(yīng)的入射角度(α)入射到檢查對(duì)象(2)中，所述入射角度為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)被改變；和具有評(píng)估單元(4)，其為了計(jì)算對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)的SAFT評(píng)估結(jié)果，在使用在檢查對(duì)象(2)內(nèi)部共同的重建格柵(RG)的條件下，對(duì)于每個(gè)所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)執(zhí)行SAFT(合成孔徑聚焦技術(shù))評(píng)估，其中所述評(píng)估單元(4)將計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了計(jì)算對(duì)于共同的重建格柵(RG)的每個(gè)重建點(diǎn)(RP)的不取決于方向的缺陷顯示值(SRP)而進(jìn)行疊加。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的缺陷的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的方法和裝置，特別是借助超聲波的不取決于方向的缺陷檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]檢查對(duì)象，例如機(jī)器組件，在其制造之后對(duì)其進(jìn)行如下檢查，即，其是否具有缺陷，例如小的空腔或裂縫。在此優(yōu)選借助超聲波進(jìn)行檢查。在超聲波檢查中公知所謂的SAFT (Synthetic Aperture Focussing Technique,合成孔徑聚焦技術(shù))方法,用來(lái)檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的小缺陷并且與其它缺陷進(jìn)行界定。SAFT方法用于提高空間分辨率，以便獲得關(guān)于在檢查對(duì)象內(nèi)部的反射的缺陷的位置和形狀的精確結(jié)論。為了可靠地檢測(cè)檢查對(duì)象內(nèi)部的反射的缺陷，在SAFT方法中使用具有盡可能大的孔徑角度的檢查頭。此外，SAFT方法在大的孔徑角度的情況下發(fā)揮最大的作用。圖1示意性示出了檢查頭PK，其將聲波信號(hào)以入射角α入射到檢查對(duì)象中，并且其具有孔徑角度β。大的孔徑角度β意味著，檢查頭PK具有小的直徑并且理想地近似為點(diǎn)形。聲波束的孔徑角度β通過(guò)如下限制，即，足夠大的能量必須被引入到待檢查的組件或者說(shuō)檢查對(duì)象中，特別是在長(zhǎng)的聲波路徑的情況下?？讖浇嵌圈略酱?，則引入的聲能(由于更小的轉(zhuǎn)換器面積)而越小，并且入射的超聲波信號(hào)的能量分布越大并且由缺陷作為回波聲信號(hào)越少地反射回來(lái)，從而信噪比SNR下降。
[0003]在DE 10 2008 023 862 Al中描述了一種用于產(chǎn)生超聲波圖像的裝置和方法。在此將通過(guò)組福射器(Gruppenstrahler)記錄的測(cè)量序列借助SAFT算法進(jìn)行評(píng)估。在該通常的方法中除了必要地采用組輻射器之外前提條件是，能夠測(cè)量更多個(gè)屬于測(cè)量序列的、同一個(gè)入射位置或者說(shuō)測(cè)量位置的入射方向或者說(shuō)入射角度。在DE 10 2008 023 862 Al中將組輻射器檢查頭置于檢查對(duì)象的表面上的不同位置或者說(shuō)地方，從而各自的測(cè)量序列對(duì)應(yīng)于檢查對(duì)象上的特定的測(cè)量位置。然后在每個(gè)測(cè)量位置處進(jìn)行以不同的入射角度α的入射。對(duì)于每個(gè)入射角度α產(chǎn)生一幅圖像。
[0004]然而在DE 10 2008 023 862 Al中描述的方法具有一些缺陷。在該通常的方法中不可能利用具有固定的入射角度的單振蕩檢查頭工作。在現(xiàn)存的檢查設(shè)備中然而經(jīng)常應(yīng)用具有固定入射角度的單振蕩檢查頭。此外，常規(guī)的方法局限于應(yīng)用組輻射器和局限于在相同位置中執(zhí)行測(cè)量。此外，該常規(guī)方法不允許在檢查期間超聲波檢查頭的連續(xù)移動(dòng)，即，超聲波檢查頭不能均勻有規(guī)律地在組件或檢查對(duì)象上運(yùn)動(dòng)，使得在多個(gè)入射之間產(chǎn)生位置偏移。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由此本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，實(shí)現(xiàn)一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的方法和裝置，其避免上面提到的缺陷并且還仍然提供具有高信噪比的檢測(cè)信號(hào)。
[0006]上述技術(shù)問(wèn)題按照本發(fā)明通過(guò)具有在權(quán)利要求1中給出的特征的方法解決。
[0007]本發(fā)明相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的方法，具有步驟:
[0008]確定檢查對(duì)象2的多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組，
[0009]其中為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組分別將超聲波信號(hào)在不同測(cè)量點(diǎn)上以入射角度入射到檢查對(duì)象中，所述入射角度為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組改變；
[0010]為了計(jì)算對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組的SAFT評(píng)估結(jié)果，在使用在檢查對(duì)象內(nèi)部共同的重建格柵RG的條件下，對(duì)于每個(gè)確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組執(zhí)行SAFT (合成孔徑聚焦技術(shù))評(píng)估；和
[0011]為了計(jì)算對(duì)于重建格柵的每個(gè)重建點(diǎn)的不取決于方向的缺陷顯示值，疊加所計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果。
[0012]按照本發(fā)明的方法提供的優(yōu)點(diǎn)是，其使得可以擴(kuò)大對(duì)于SAFT評(píng)估方法的角度范圍，而在此不會(huì)限制于組輻射器和/或限制于在相同測(cè)量位置執(zhí)行測(cè)量。
[0013]在可能的實(shí)施方式中測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量在所有測(cè)量數(shù)據(jù)組中不是相同的。
[0014]在按照本發(fā)明的方法的一種可能的實(shí)施方式中，將所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組的計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了平整(Nivellierung)振幅水平，在疊加SAFT評(píng)估結(jié)果之前進(jìn)行加權(quán)。
[0015]在按照本發(fā)明的方法的一種可能的實(shí)施方式中，將疊加的SAFT評(píng)估結(jié)果進(jìn)行矯正并且通過(guò)低通濾波進(jìn)行平滑。
[0016]在按照本發(fā)明的方法的另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，測(cè)量位置位于檢查對(duì)象的表面上的測(cè)量格柵。
[0017]在按照本發(fā)明的方法的另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，在確定測(cè)量數(shù)據(jù)組之前將測(cè)量位置借助調(diào)節(jié)反射器根據(jù)調(diào)節(jié)反射器的反射的回波信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0018]在按照本發(fā)明的方法的另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，為了確定檢查對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)組，將超聲波信號(hào)借助單振蕩檢查頭或者借助組輻射器在不同的測(cè)量點(diǎn)上以分別對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)組的確定而調(diào)整的入射角度入射到檢查對(duì)象中。
[0019]在此既可以使用具有適配楔(Vorsatzkeil)的(為了調(diào)整入射角度)單振蕩檢查頭，也可以使用對(duì)于特定的入射角度構(gòu)造的單振蕩角度檢查頭。
[0020]在按照本發(fā)明的方法的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，對(duì)于不同的測(cè)量點(diǎn)由檢查對(duì)象反射的模擬的回波超聲波信號(hào)被放大并且然后數(shù)字化為與測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波信號(hào)，其形成檢查對(duì)象的測(cè)量數(shù)據(jù)組。
[0021]在按照本發(fā)明的方法的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，將檢查頭或組輻射器為了入射超聲波信號(hào)并為了采集回波超聲波信號(hào)連續(xù)地在檢查對(duì)象的表面上運(yùn)動(dòng)。
[0022]在按照本發(fā)明的方法的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，將對(duì)于不同的入射角度計(jì)算的、不同的測(cè)量數(shù)據(jù)組的SAFT評(píng)估結(jié)果單獨(dú)地與各自的入射角度對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)并且對(duì)于疊加根據(jù)入射角度進(jìn)行選擇。
[0023]在按照本發(fā)明的方法的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，將超聲波信號(hào)作為縱向波和/或橫向波入射到檢查對(duì)象中。
[0024]在按照本發(fā)明的方法的另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，將重建格柵的計(jì)算的缺陷顯示值按照截面圖二維或三維地在顯示器上向檢查者顯示。
[0025]在按照本發(fā)明的方法的另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，將受檢的檢查對(duì)象的計(jì)算的缺陷顯示值分別與待檢查的檢查對(duì)象的存儲(chǔ)的模型的額定值為了計(jì)算差值而進(jìn)行比較，該差值在超過(guò)預(yù)定的容差閾值的情況下說(shuō)明檢查對(duì)象的缺陷。
[0026]在按照本發(fā)明的方法的另一個(gè)可能的實(shí)施方式中，將作為缺陷被識(shí)別的檢查對(duì)象自動(dòng)地清理。
[0027]本發(fā)明此外還實(shí)現(xiàn)一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的、具有在權(quán)利要求13中給出的特征的裝置。
[0028]本發(fā)明相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的裝置，具有:至少一個(gè)檢查頭，用于將超聲波信號(hào)在不同的測(cè)量點(diǎn)處以入射角度入射到檢查對(duì)象中以確定多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組，其中為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組分別將超聲波信號(hào)以對(duì)應(yīng)的入射角度入射到檢查對(duì)象中，所述入射角度為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組被改變；和評(píng)估單元，其為了計(jì)算對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組的SAFT (合成孔徑聚焦技術(shù))評(píng)估結(jié)果，在使用在檢查對(duì)象內(nèi)部共同的重建格柵的條件下，對(duì)于每個(gè)所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組執(zhí)行SAFT評(píng)估，其中評(píng)估單元將計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了計(jì)算對(duì)于重建格柵的每個(gè)重建點(diǎn)的不取決于方向的缺陷顯示值而進(jìn)行疊加。
[0029]在按照本發(fā)明的裝置的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，通過(guò)評(píng)估單元將所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組的計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了平整振幅水平而在疊加SAFT評(píng)估結(jié)果之前進(jìn)行加權(quán)。
[0030]在按照本發(fā)明的裝置的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，檢查頭可以為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組而連續(xù)地相對(duì)于檢查對(duì)象的表面運(yùn)動(dòng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031 ] 以下在參考附圖的情況下描述用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的裝置的可能的實(shí)施方式。其中:
[0032]圖1示出了用于顯示如在按照本發(fā)明的方法和在按照本發(fā)明的裝置中可以采用的超聲波檢查頭的入射角度和孔徑角度的圖；
[0033]圖2示出了用于解釋用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的缺陷的按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的裝置的工作方式的圖；
[0034]圖3示出了用于顯示在按照本發(fā)明的方法中使用的重建格柵的圖；
[0035]圖4示出了用于顯示用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的缺陷的按照本發(fā)明的裝置的實(shí)施例的框圖；
[0036]圖5示出了用于顯示用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的缺陷的按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖；
[0037]圖6示出了用于解釋用于檢測(cè)在檢查對(duì)象內(nèi)部的缺陷的按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例的表格。
【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1示意性示出了在按照本發(fā)明的方法和在按照本發(fā)明的裝置中可以被采用的檢查頭或超聲波檢查頭I。超聲波檢查頭I具有用于將超聲波信號(hào)入射到檢查對(duì)象2中的入射角度α，其中超聲波信號(hào)按照孔徑角度β被入射。檢查頭I的入射角度α例如可以借助在檢查頭I和檢查對(duì)象2之間所夾的楔子來(lái)改變。此外，當(dāng)檢查頭I是組輻射器時(shí)，入射角度還可以通過(guò)檢查頭I的時(shí)間偏移的控制來(lái)改變。[0039]圖2示意性示出了用于檢測(cè)在檢查對(duì)象2內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的按照本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。在示出的例子中，檢查對(duì)象2是圓柱形的或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的。檢查頭I在其相對(duì)于檢查對(duì)象2的位置方面可以改變。在此一方面可以的是,檢查頭I沿著檢查對(duì)象2的表面地(entlaus)運(yùn)動(dòng)。替換地，檢查對(duì)象2也可以相對(duì)于檢查頭I運(yùn)動(dòng)，例如通過(guò)在圖2中示出的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的檢查對(duì)象2圍繞軸旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)。以這種方式,檢查頭I到達(dá)不同的測(cè)量點(diǎn)MP，如圖2中所示。檢查頭I用于將超聲波信號(hào)在不同的測(cè)量點(diǎn)MP處以入射角度α入射到檢查對(duì)象2中，以確定多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS。在此為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS，分別將超聲波信號(hào)以特定的所屬的入射角度α入射到檢查對(duì)象2中。為了確定不同的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS改變?nèi)肷浣嵌圈痢Ｋ涗浀臅r(shí)間信號(hào)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)3被傳輸?shù)皆u(píng)估單元4,在所述評(píng)估單元上連接了用于檢查者P的顯示單元5。
[0040]評(píng)估單元4在使用在檢查對(duì)象2內(nèi)部共同的重建格柵RG的條件下，為了對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS計(jì)算SAFT評(píng)估結(jié)果，對(duì)于每個(gè)所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS進(jìn)行SAFT (合成孔徑聚焦技術(shù))評(píng)估。使用的重建格柵RG的例子在圖3中示出。評(píng)估單元4將計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了計(jì)算對(duì)于如在圖3中所示共同的重建格柵RG的每個(gè)點(diǎn)RP的不取決于方向的缺陷顯示值而進(jìn)行疊加。在圖3中示出的重建格柵RG具有在格柵中布置的多個(gè)重建點(diǎn)RP。重建格柵RG優(yōu)選是三維的。當(dāng)僅測(cè)量和重建組件的切平面并且重建點(diǎn)RP可以利用笛卡爾坐標(biāo)點(diǎn)(x，y，z)或其它坐標(biāo)、例如柱坐標(biāo)或極坐標(biāo)給出時(shí)，RG也可以是二維的。重建格柵RG也可以是二維的，特別是當(dāng)測(cè)量和重建組件或檢查對(duì)象的僅一個(gè)切平面時(shí)。重建點(diǎn)RP互相具有確定的距離d，如在圖3中所示。重建格柵RG也可以是不規(guī)則的，例如可以包含被更詳細(xì)重建的、具有更小的格柵的區(qū)域。重建格柵RG是在檢查對(duì)象2內(nèi)部延伸的、二維或三維的虛擬格柵。在重建格柵RG的重建點(diǎn)RP之間的距離d越小，則獲得的分辨率越高，但是其中用于計(jì)算評(píng)估結(jié)果的計(jì)算時(shí)間增加。在重建點(diǎn)RP之間的距離d例如可以處于0.5至Imm的范圍。
[0041]為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS，分別將超聲波信號(hào)通過(guò)在圖2中示出的檢查頭I在不同的測(cè)量點(diǎn)MP處以特定的入射角度α入射到檢查對(duì)象2中，該入射角度α為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS改變。然后借助評(píng)估單元4在使用在檢查對(duì)象2內(nèi)部共同的重建格柵RG的條件下，為了對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS計(jì)算SAFT評(píng)估結(jié)果，對(duì)于每個(gè)所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS進(jìn)行SAFT評(píng)估。計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了計(jì)算對(duì)于重建格柵RG的每個(gè)重建點(diǎn)RP的不取決于方向的缺陷顯示值而被疊加。在一種可能的實(shí)施方式中可以通過(guò)評(píng)估單元4將所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了平整振幅水平而在疊加SAFT評(píng)估結(jié)果之前進(jìn)行加權(quán)。疊加的SAFT評(píng)估結(jié)果在可能的實(shí)施方式中此外可以通過(guò)評(píng)估單元4進(jìn)行矯正和通過(guò)低通濾波進(jìn)行平滑。
[0042]如在圖2中所示，測(cè)量位置MP例如位于檢查對(duì)象2的表面上的測(cè)量格柵。例如在測(cè)量點(diǎn)MPl之間的距離在測(cè)量格柵內(nèi)部是恒定的，但是在測(cè)量點(diǎn)MP之間的距離也可以改變。例如在檢查對(duì)象的表面上兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)MPi之間的距離可以為2.5mm。在圖2所示的例子中檢查對(duì)象2是圓柱形的，其中檢查對(duì)象2例如可以是渦輪葉片。在拍攝測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS時(shí)，檢查頭I為了將超聲波信號(hào)入射到檢查對(duì)象2中和為了采集反射回來(lái)的回波超聲波信號(hào)而連續(xù)地相對(duì)于檢查對(duì)象2的表面運(yùn)動(dòng)。為了確定在檢查對(duì)象2中的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS將超聲波信號(hào)借助檢查頭I在不同的測(cè)量點(diǎn)MP處以分別對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的確定而分別調(diào)整的恒定的入射角度α入射到檢查對(duì)象2中。例如測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS包括在N個(gè)測(cè)量位置MP處被采集的N個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)示意性地在圖6中的表格中示出。在此在NI個(gè)測(cè)量位置MP處對(duì)于入射角度α I拍攝第一測(cè)量數(shù)據(jù)組MDSl。然后將入射角度α調(diào)整到新的入射角度α2并且采集另一個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS2。以這種方式例如可以對(duì)于M個(gè)不同的入射角度α產(chǎn)生M個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組。在測(cè)量點(diǎn)MP之間的距離可以是恒定的，但是也可以改變。此外在一個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS內(nèi)部的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量可以是不同的。不同的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS可以互相獨(dú)立地通過(guò)評(píng)估單元4借助SAFT算法被評(píng)估，其中在圖3所示的參考格柵RG的相同格柵點(diǎn)處進(jìn)行所有的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的評(píng)估。如果未知測(cè)量點(diǎn)或測(cè)量數(shù)據(jù)的精確位置，則在一種可能的實(shí)施方式中可以借助測(cè)量數(shù)據(jù)的位置的精細(xì)調(diào)節(jié)來(lái)保證重建格柵RG的位置的重合，例如根據(jù)調(diào)節(jié)反射器的回波信號(hào)，其包含在所有的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS中。在此在確定測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS之前借助調(diào)節(jié)反射器根據(jù)調(diào)節(jié)反射器的反射的回波信號(hào)精確地調(diào)節(jié)測(cè)量位置ΜΡ。調(diào)節(jié)在此優(yōu)選一次性地在確定測(cè)量數(shù)據(jù)組之前進(jìn)行，以便確定檢查頭I的位置偏移。調(diào)節(jié)反射器由此形成輔助部件，以精確確定測(cè)量位置ΜΡ。調(diào)節(jié)體或調(diào)節(jié)反射器例如可以是在檢查對(duì)象2中的特定位置處存在的孔。調(diào)節(jié)反射器由此通過(guò)在檢查對(duì)象2內(nèi)部定義的非均勻性形成。通過(guò)評(píng)估單元4在重建格柵RG的每個(gè)格柵點(diǎn)RP處將屬于不同的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的SAFT評(píng)估結(jié)果相位正確地相加。
[0043]在此可以進(jìn)行SAFT評(píng)估結(jié)果的加權(quán)，以便平衡測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的不同的振幅水平。此外可以可選地在確定各個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的SAFT評(píng)估結(jié)果時(shí)一起考慮聲波場(chǎng)。此外可選地在各個(gè)SAFT評(píng)估結(jié)果的疊加或合并之后進(jìn)行矯正或平滑。
[0044]圖4示出了按照本發(fā)明的用于檢測(cè)在檢查對(duì)象2內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的裝置的實(shí)施例。為了確定檢查對(duì)象2的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS，借助檢查頭I將超聲波信號(hào)在測(cè)量點(diǎn)MP處以分別對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的確定而當(dāng)前調(diào)整的入射角度α入射到檢查對(duì)象2中。在不同的測(cè)量點(diǎn)MP處由檢查對(duì)象2反射回來(lái)的模擬回波超聲波信號(hào)通過(guò)檢查頭I采集并且作為對(duì)于各自的測(cè)量點(diǎn)MPi的時(shí)間信號(hào)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)3傳輸?shù)皆u(píng)估單元4，如在圖4中所示。對(duì)于各自的測(cè)量點(diǎn)MPi接收的模擬回波超聲波信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大器4Α首先被放大并且通過(guò)評(píng)估單元4的模數(shù)轉(zhuǎn)換器4Β被數(shù)字化為測(cè)量點(diǎn)回波數(shù)據(jù)，其形成檢查對(duì)象2的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS0測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS然后在評(píng)估單元4的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4C中為了進(jìn)一步評(píng)估而被存儲(chǔ)。例如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4C具有在按照?qǐng)D6的表格中示出的數(shù)據(jù)內(nèi)容。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4C中中間存儲(chǔ)的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元4D (例如處理器)被評(píng)估和處理。處理器4D對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS在使用在檢查對(duì)象2內(nèi)部共同的重建格柵RG的條件下進(jìn)行SAFT評(píng)估，以對(duì)于各自的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS計(jì)算SAFT評(píng)估結(jié)果，如在圖6中所示。然后將計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果SAFT(MDS)為了計(jì)算對(duì)于重建格柵RG的每個(gè)重建點(diǎn)RP的不取決于方向的缺陷顯示值Skp而進(jìn)行疊加，從而對(duì)于每個(gè)重建點(diǎn)RP計(jì)算缺陷顯示值SRP，如圖6所示。在此將所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果優(yōu)選為了平整振幅水平而在疊加SAFT評(píng)估結(jié)果時(shí)利用加權(quán)系數(shù)Gi進(jìn)行加權(quán)，如圖6所示:
[0045]Srp = ZfL1 gi SAFT(MDS^
[0046] 其中Skp是重建格柵RG的重建點(diǎn)RP的不取決于方向的缺陷顯示值，gi是可調(diào)整的加權(quán)系數(shù)，并且SAFT (MDS)是對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的SAFT評(píng)估結(jié)果。[0047]圖5示出了用于顯示用于檢測(cè)在檢查對(duì)象2內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖。
[0048]在步驟SI中首先確定檢查對(duì)象2的多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS，其中為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS分別將超聲波信號(hào)由檢查頭I在不同的測(cè)量點(diǎn)MP處以入射角度α入射到檢查對(duì)象2中，其中所述入射角度α為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS改變。
[0049]在下一個(gè)步驟S2中為了計(jì)算對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的SAFT評(píng)估結(jié)果SAFT(MDS)，在使用在檢查對(duì)象2內(nèi)部共同的重建格柵RG的條件下、對(duì)于每個(gè)所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS執(zhí)行SAFT評(píng)估。
[0050]然后在步驟S3中為了計(jì)算對(duì)于重建格柵RG的每個(gè)重建點(diǎn)RP的不取決于方向的缺陷顯示值SKP，疊加所計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果。在步驟S3中此外還可以在疊加時(shí)進(jìn)行SAFT評(píng)估結(jié)果的加權(quán)。在下一個(gè)(未示出的)步驟中可以將疊加的SAFT評(píng)估結(jié)果進(jìn)行矯正和/或通過(guò)低通濾波進(jìn)行平滑。
[0051]在按照本發(fā)明的方法中既可以采用單振蕩檢查頭也可以采用組輻射器或相位陣列檢查頭。利用不同的檢查頭或利用相位陣列檢查頭可以以不同的入射角度α仔細(xì)檢查檢查對(duì)象2，從而由此產(chǎn)生多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS，其由所測(cè)量的時(shí)間信號(hào)和所屬的位置信息組成。在按照本發(fā)明的方法中，掃描格柵可以對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)組不同，從而，如果合適的話(huà)，也可以同時(shí)采用多個(gè)超聲波掃描儀或超聲波檢查頭。在圖5中示出的方法例如可以作為應(yīng)用程序在評(píng)估單元4的數(shù)據(jù)處理單元上執(zhí)行。
[0052]在按照本發(fā)明的方法中SAFT評(píng)估的優(yōu)點(diǎn)更好地起了作用，因?yàn)樵跈z查對(duì)象2內(nèi)部可能存在的缺陷可以通過(guò)多個(gè)測(cè)量在大的角度范圍被入射到。按照本發(fā)明的方法得到對(duì)缺陷的更好的側(cè)邊界定和其大小確定以及更高的信噪比SNR。在按照本發(fā)明的方法中借助SAFT評(píng)估不取決于在檢查對(duì)象2內(nèi)部的缺陷的缺陷方向地進(jìn)行缺陷的檢測(cè)。此外在按照本發(fā)明的方法中可以采用更大的聲波轉(zhuǎn)換器或檢查頭1，其將更多的能量引入到檢查對(duì)象2或組件2中，其中聲波場(chǎng)同時(shí)具有小的孔徑角度。對(duì)于按照本發(fā)明的方法，單檢查頭和陣列檢查頭是同樣合適的。按照本發(fā)明的方法還提供在測(cè)量時(shí)的靈活性，因?yàn)闇y(cè)量數(shù)據(jù)可以利用不同的測(cè)量格柵來(lái)確定。例如測(cè)量格柵在聚焦的檢查頭、組輻射器的情況下可以被更精細(xì)地選擇或調(diào)整。當(dāng)對(duì)于各個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組MDS的SAFT評(píng)估結(jié)果被分開(kāi)地存儲(chǔ)時(shí)，此外可以在評(píng)價(jià)所述評(píng)估結(jié)果時(shí)單獨(dú)地通斷或選擇不同的入射角度α的貢獻(xiàn)。按照本發(fā)明的方法提供比常規(guī)的方法更好的對(duì)故障或缺陷方向的確定，因?yàn)樵诎凑毡景l(fā)明的方法中可以確定，哪個(gè)入射方向最強(qiáng)地對(duì)各自的評(píng)估結(jié)果做出貢獻(xiàn)。此外按照本發(fā)明的方法提供用于合并LW(縱向波)檢查和TW(橫向波)檢查的可能性。超聲波信號(hào)可以在按照本發(fā)明的方法中作為縱向波LW和/或作為橫向波TW被入射到檢查對(duì)象2中。
[0053]重建格柵RG的計(jì)算的缺陷顯示值Skp通過(guò)在圖2和4中示出的評(píng)估單元4被傳輸?shù)斤@示器5并且在那里按照截面圖二維地或三維地顯示給檢測(cè)者P。
[0054]在一種可能的實(shí)施方式中，將受檢查的檢查對(duì)象2的計(jì)算的缺陷顯示值Skp通過(guò)評(píng)估單元4與待檢查的檢查對(duì)象2的存儲(chǔ)的模型的額定值為了計(jì)算差值ΛS而進(jìn)行比較，其中在超過(guò)預(yù)定的容差閾值的情況下給出或顯示檢查對(duì)象2的缺陷。在按照本發(fā)明的方法的一種可能的實(shí)施方式中，作為缺陷被識(shí)別的檢查對(duì)象2然后自動(dòng)地被清理或后處理。按照本發(fā)明的方法適合于任何的檢查對(duì)象2，例如旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的鍛造組件、燃?xì)廨啓C(jī)上的轉(zhuǎn)子部分、氣缸等。檢查對(duì)象2還可以具有任意形狀，例如圓形、圓柱形，但是也可以具有角的或多邊形。按照本發(fā)明的方法考慮了不同的入射角度α并且同時(shí)關(guān)于測(cè)量格柵是靈活的。在按照本發(fā)明的方法中，此外還可以在待檢查的檢查對(duì)象2的深度上進(jìn)行多個(gè)掃描。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象(2)內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的方法，具有步驟: (a)確定(SI)檢查對(duì)象(2)的多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)， 其中，為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)分別將超聲波信號(hào)在不同測(cè)量點(diǎn)(MP)上以入射角度(α )入射到檢查對(duì)象(2)中，所述入射角度(α )為了確定所述測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)被改變； (b)為了計(jì)算對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)的SAFT(合成孔徑聚焦技術(shù))評(píng)估結(jié)果，在使用在檢查對(duì)象(2)內(nèi)部共同的重建格柵(RG)的條件下，對(duì)于每個(gè)所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)執(zhí)行SAFT評(píng)估；和 (c)為了計(jì)算對(duì)于重建格柵(RG)的每個(gè)重建點(diǎn)(RP)的不取決于方向的缺陷顯示值(Sep)，疊加所計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)的計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了平整振幅水平，在疊加SAFT評(píng)估結(jié)果之前進(jìn)行加權(quán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，將疊加的SAFT評(píng)估結(jié)果進(jìn)行矯正并且通過(guò)低通濾波進(jìn)行平滑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述測(cè)量位置(MP)位于檢查對(duì)象(2)的表面上的測(cè)量格柵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中 任一項(xiàng)所述的方法，其中，在確定所述測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)之前將所述測(cè)量位置(MP)借助調(diào)節(jié)反射器根據(jù)調(diào)節(jié)反射器的反射的回波信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為了確定檢查對(duì)象(2)的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)，將超聲波信號(hào)借助單振蕩檢查頭(I)或者借助組輻射器檢查頭在不同的測(cè)量點(diǎn)(MP)上以分別對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)的確定而調(diào)整的入射角度(α)入射到檢查對(duì)象(2)中， 其中，對(duì)于不同的測(cè)量點(diǎn)(MP)由檢查對(duì)象(2)反射的模擬回波超聲波信號(hào)被放大并且然后數(shù)字化為測(cè)量點(diǎn)回波數(shù)據(jù)，其形成檢查對(duì)象(2)的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將所述單振蕩檢查頭或組輻射器檢查頭(I)為了入射超聲波信號(hào)或?yàn)榱瞬杉夭ǔ暡ㄐ盘?hào)而連續(xù)地相對(duì)于所述檢查對(duì)象(2)的表面運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將對(duì)于不同的入射角度(α)計(jì)算的、不同的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)的SAFT評(píng)估結(jié)果單獨(dú)地與各自的入射角度(α)對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)，并且對(duì)于所述疊加根據(jù)入射角度(α)進(jìn)行選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述超聲波信號(hào)作為縱向波和/或橫向波入射到檢查對(duì)象(2)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將重建格柵(RG)的計(jì)算的缺陷顯示值(Skp)按照截面圖二維或三維地在顯示器(5)上向檢查者(P)顯示。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將受檢的檢查對(duì)象(2)的計(jì)算的缺陷顯示值(Skp)分別與待檢查的檢查對(duì)象(2)的存儲(chǔ)的模型的額定值為了計(jì)算差值(AS)而進(jìn)行比較，該差值在超過(guò)預(yù)定的容差閾值的情況下說(shuō)明檢查對(duì)象(2)的缺陷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，將作為缺陷被識(shí)別的檢查對(duì)象(2)自動(dòng)地清理。
13.一種用于檢測(cè)在檢查對(duì)象(2)內(nèi)部的至少一個(gè)缺陷的裝置，具有: 至少一個(gè)檢查頭(1)，用于將超聲波信號(hào)在不同的測(cè)量點(diǎn)(MP)處以入射角度(α)入射到檢查對(duì)象(2)中以確定多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)，其中為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)分別將超聲波信號(hào)以對(duì)應(yīng)的入射角度(α)入射到檢查對(duì)象(2)中，所述入射角度為了確定測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)而對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)被改變； 和評(píng)估單元(4)，其為了計(jì)算對(duì)于每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)的SAFT (合成孔徑聚焦技術(shù))評(píng)估結(jié)果，在使用在檢查對(duì)象(2)內(nèi)部共同的重建格柵(RG)的條件下，對(duì)于每個(gè)所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)執(zhí)行SAFT評(píng)估，其中所述評(píng)估單元(4)將計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了計(jì)算對(duì)于共同的重建格柵(RG)的每個(gè)重建點(diǎn)(RP)的不取決于方向的缺陷顯示值(Skp)而進(jìn)行疊加。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述評(píng)估單元(4)將所確定的測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)的計(jì)算的SAFT評(píng)估結(jié)果為了平整振幅水平而在疊加SAFT評(píng)估結(jié)果之前進(jìn)行加權(quán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，其中，所述檢查頭(1)能夠?yàn)榱舜_定測(cè)量數(shù)據(jù)組(MDS)而連續(xù)地相對(duì)于檢查對(duì)象(2)的表面運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01N29/06GK104040329SQ201280066799
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月12日
【發(fā)明者】W.海因里希, H.莫肖弗 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司