用于进行超声波检验的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于借助探头的选择进行超声波检验的方法和设备，其中，借助计算机装置，确定针对所有可能的发射序列(S1)的两个相继的脉冲之间的至少需要的相应的等待时间，并且随后确定探头的尽可能短的检验周期的优化发射序列(S2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于进行超声波检验的设备和方法在超声波检验中，将探头放置在构件的一侧，更确切地说尤其是放置在前端，并且将短脉冲声学地传入。该脉冲从不均匀处或缺陷以及从表示背侧的后壁反射。在反射之后，经反射的脉冲反射回探头，该探头在发送短脉冲之后被用作接收器，并且因此可以使经反射的脉冲可见。但是，经反射的信号在击中构件表面时也再次反射回构件中，并且由此两次、三次等地通过构件。在每个来回中，探头再次记录信号。在此，根据材料，该信号会越来越弱，直到在几个来回循环之后消失在噪音中。在超声波检验中会扫描构件。即，时间上依次地实现许多这种脉冲：脉冲也可以被称为发射。在发送另外的脉冲之后，在接收到的时间信号中除了可以看到实际信号之外，也可能看到较早的脉冲之一的未充分衰减的、特别是经多次反射的、稍后传入的重复回波。然后，这将导致虚假指示或幻象回波，其会被误解为真正的错误。因此，两个脉冲之间必须等待足够长的时间，直至重复回波已充分地衰减。由该等待时间产生脉冲重复率。由于在试件的几何形状复杂的情况下重复回波以不同的速度衰减，因此在此必须将脉冲重复率设置为最迟的回波。在自动检验中，有时并行地使用多个探头，或者多次地使用一个探头，例如，对于不同的深度区域具有不同的增益等等。如果使用多个探头，则提及检验设备所使用的多个真实的通道，在一个探头被多次使用的情况下，则提及多个虚拟的通道。但是，每个真实或虚拟的通道可能在每个另外的通道中引起虚假指示。相控阵(Phased-Array，PA)探头包括多个以阵列方式布置的振荡器，该阵列可以是一维的或者同样可以是二维的。通过经延迟的脉冲和各个元件的接收，可以电子地控制声透射角(Einschallwinkel)，可以将声束的焦点电子地聚焦到特定的深度，可以线性地移动声锥等。这些延迟设置中的每一个被称为“焦点法”(FocalLaw)。但是，在相控阵检验中通常不是控制单个角度，而是转动声束。但是在此，转动意味着针对特定的角度设置延迟、点火探头、等待响应、以及随后针对下一个角度设置延迟等等。因此探头必须执行脉冲N次，以执行具有N个不同角度的角度转动。对应地，这同样适用于线性移动或聚焦扫描。类似于使用不同的真实或虚拟的通道进行自动检验的情况，但是在此探头的每个脉冲也同样可能在另外的脉冲中引起虚假指示。相控阵探头同样可以被用在自动检验中，就此而言脉冲重复率同样可能受到上面进一步提到的方面的影响。在全矩阵捕捉(Full-Matrix-Capture,FMC)或总聚焦方法(TotalEocussingMethod,TFM)中使用相控阵探头。在这些方法中，通常以一个元件来执行脉冲并且以所有元件来接收，然后以下一个元件来执行脉冲并且再次以所有元件来接收等等。然后将由此获得的数据计算为结果图像。但是在此，探头的每个脉冲同样可能引起另外的脉冲的虚假指示，这可能对计算出的结果图像产生负面影响。在合成孔径聚焦技术(SyntheticAperatureFocussingTechnigue,SAFT)中，一同计算多个探头位置的数据，该探头位置的数据可以常规地或以相控阵设计方案的方式提供并且可能来自多个真实或虚拟的通道。在此，还应当注意上面列举的针对避免由后面的重复回波产生虚假指示的条件。必须在检验之前设置从一个脉冲到下一个脉冲的适当的等待时间，即，设置脉冲重复频率。目前，这由检验人员手动完成。在以一个通道检验的情况下，这仍然非常简单。检验人员可以，更确切地说从一个很大的值开始，只要A图像中还未出现虚假指示，就继续缩短等待时间。在多个真实和/或虚拟的通道的情况下，在多个焦点法或使用FMC/TFM时，手动设置成为极度耗时的过程。然而，如果等待时间设置得太长，则这会影响检验时间。因此，必须尝试对等待时间进行优化。在测量期间，经常发生声音衰减改变，或由于构件几何形状，重复回波在另外的时刻或以不同的强度出现，使得可能在结果图像的一些位置上再次找到虚假指示。然后必须调整针对等待时间的设置，并且可以重新开始测量。除了对等待时间进行优化之外，有时同样有意义的是，互换真实和/或虚拟的通道或焦点法，以便进一步减小等待时间。然而，在手动设置的情况下，这将导致更加耗时的设置过程。因此，本专利技术要解决的技术问题是，在组合不同的测量方法的情况下自动地确定尽可能短的检验周期。例如，常规的探头可以与PA探头和/或FMCAPA探头组合使用。该技术问题借助根据主权利要求的方法以及借助根据副权利要求的设备来解决。根据第一方面，提出了一种用于借助探头的选择进行超声波检验的方法，其中，借助计算机装置，确定针对所有可能的发射序列(S1)的两个相继的脉冲之间的至少需要的相应的等待时间，并且随后确定探头的尽可能短的检验周期的优化发射序列(S2)。根据第二方面，提出了一种用于借助前述方法之一进行超声波检验的设备，该设备具有计算机装置，用于计算针对所有可能的发射序列的至少需要的等待时间以及随后计算针对至少一个探头、至少一个相控阵探头和/或至少一个FMCPA探头的组合的优化发射序列。提出了，首先确定针对每个可能的发射序列Pi的至少需要的等待时间TWk，其中I＝1…n，并且随后确定优化发射序列。以从属权利要求请求保护另外的有利的设计方案：根据有利的设计方案，可以借助计算机装置采集N个脉冲Pi与N个接收设置EEi的组合，其中i＝1…N。根据另外的有利的设计方案，可以针对脉冲Pi和接收设置EEi的N×N组合矩阵，其中i＝1…N，关于长的时间段记录时间信号，该长的时间段包含所有具有相关的幅值的后续回波。根据另外的有利的设计方案，针对幻象回波的最大允许幅值可以定义预置，并且作为接收设置EEi。根据另外的有利的设计方案，可以从N×N时间信号的矩阵和针对脉冲的可能的排列的幅值预置中，分别导出脉冲Pi之后的等待时间以及最小周期持续时间。根据另外的有利的设计方案，可以选择优化或最佳的脉冲序列。根据另外的有利的设计方案，可以实施对记录时间段的长度的自动确定，其中，确定表示时间信号的包络线的衰减指数函数，并且检验包络线在记录时间段结束时是否低于特定的值。根据另外的有利的设计方案，所确定的脉冲Pi之后的等待时间被直接用于对检验设备或检验系统的编程。根据另外的有利的设计方案，可以使用离散优化技术来代替针对所有通道排列的完整计算。根据另外的有利的设计方案，可以将蒙特卡洛方法(Monte-Carlo-Ansatz)与完整排列方法组合。根据另外的有利的设计方案，可以在多个位置处测量针对脉冲参数和接收参数的N×N组合中的每一个的时间信号，并且随后关于所有位置确定时间信号的最大值。根据另外的有利的设计方案，可以与检验并行地以有规律的间隔进行对最短脉冲序列的自动再评估。根据另外的有利的设计方案，代替确定针对脉冲参数和接收参数的N×N组合中的每一个的所有时间信号，仅需要借助测量确定信号的一部分，其中另外的部分可以通过基础知识来代替。根据另外的有利的设计方案，对于FMC检验，可以借助单个接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助探头的选择进行超声波检验的方法，/n其特征在于，/n借助计算机装置，确定针对所有可能的发射序列(S1)的两个相继的脉冲之间的至少需要的相应的等待时间，并且随后确定探头的尽可能短的检验周期的优化发射序列(S2)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170428 DE 102017207269.51.一种用于借助探头的选择进行超声波检验的方法，
其特征在于，
借助计算机装置，确定针对所有可能的发射序列(S1)的两个相继的脉冲之间的至少需要的相应的等待时间，并且随后确定探头的尽可能短的检验周期的优化发射序列(S2)。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
借助所述计算机装置采集N个脉冲Pi与N个接收设置EEi的组合，其中i＝1…N。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
针对脉冲Pi和接收设置EEi的N×N组合矩阵，其中i＝l…N，关于长的时间段记录时间信号，所述时间段包含所有具有相关的幅值的后续回波。


4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
针对幻象回波的最大允许幅值定义了预置，并且作为接收设置EEi。


5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
从N×N时间信号的矩阵和针对脉冲的可能的排列的幅值预置中，分别导出脉冲Pi之后的等待时间以及最小周期持续时间。


6.根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，
选择优化或最佳的脉冲序列。


7.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
实施对记录时间段的长度的自动确定，其中，确定表示时间信号的包络线的衰减指数函数，并且检验包络线在记录时间段结束时是否低于特定的值。

【专利技术属性】
技术研发人员：J弗雷纳，M戈尔达默，H莫肖弗，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE