[发明专利]用于借助超声波无损地检验试样的方法

说明书

借助超声波无损地检验试样的方法，通过多个超声波转换器将超声波耦合输入到试样中，由多个超声波转换器接收在试样内部反射的超声波并且将其转换成超声波信号，超声波信号被存储且通过基于传输时间的相位校正的叠加分成多个离散信号信息，每个离散信号信息分别对应于试样内的体素。测定平均噪声电平，所有离散信号信息中的多个经受平均噪声电平；测定下述体素，分别对应于该体素的离散信号信息具有信号电平，其具有相对于平均噪声电平的信噪比；确定下述体素，该体素的间距小于或等于耦合输入到试样中的超声波波长；将已确定的体素分别组成体素组；基于至少一个信号信息内容：偏振、频率、波型、波模式评估与组成体素组的体素对应的离散信号信息。

技术领域

本发明涉及一种借助超声波无损地检验试样的方法，其中，通过多个超声波转换器将超声波耦合输入到所述试样中，并且由多个超声波转换器接收在所述试样内部反射的超声波并且将其转换成超声波信号，所述超声波信号被存储并且接着在超声波信号数据处理的框架内通过基于传输时间的、相位校正的叠加而分成多个离散信号信息，其中每个离散信号信息分别对应于所述试样内的体积元素、以下简称体素。

背景技术

在例如为了在材料缺陷、例如裂缝、夹杂物或者其他的材料不均匀性方面检测材料而借助超声波无损地检验试样中的工作步骤包括：将超声波耦合输入到试样中；探测通过试样透射的或者在试样内部反射、绕射、散射和/或折射的超声波；以及评估转换成超声波信号的超声波。

借助前述的公知的检验方法能够检测并且评估试样的超声波的超声波照射特性或反射特性。因此，在这种方法中例如通过将所接收的超声波信号相应地评估为具有改变的反射特性的区域来反映处于试样内部的缺陷位置、例如材料裂缝、异物掺入或者材料分界。缺陷位置的方位、形状和大小能够以空间上高分辨率的方式三维地示出。

很明显的是，所述方法的应用领域是多种多样的。示例性列举出的是，所述方法用于检验并且检测建筑物部分(混凝土墙、顶组成部分或者壁组成部分等)的均匀性或强度特性或者用于例如在铁路火车车轮或车辆部分中检测裂缝。尤其关注于用于检验复合材料。

目前，超声波材料检验的特征典型地在于多振荡器测量系统、所谓的相控阵，借助所述辐射器组结合适当的信号处理技术和图像重建技术能够实现试样的内部结构连同重要的材料不完善性或材料缺陷的目视化显示。

已知的基于超声波输入耦合、探测和评估的缺陷检验技术、首先为所谓的相控阵技术基于超声波幅度信息的评估或者基于借助所谓的超声波照射技术对试样的透射特性的分析或者借助所谓的脉冲回波技术对试样的反射特性的分析。

超声波材料检验中的典型的检验组件由一个超声波转换器或者优选地多个超声波转换器构成，所述超声波转换器将超声波从试样的一侧耦合输入到所述试样中并且接收返回的、即反射的超声波回波信号。在试样内部反射的超声波以回波形式被探测、记录。在此，最后评估所记录的回拨信号的信号幅度。回波信号的幅度直接与反射体的反射能力或反射率成比例并且与所述反射体的大小、形状、定位和声学特性相关。声学特性首先理解为声阻抗，所述声阻抗是密度以及材料中的声速的乘积。试样内部的声阻抗值和反射体内部的声阻抗值之间的差越大，反射体的反射率越大。具有相同的声学特性的较大的反射体与较小的反射体相比产生更大的回波信号。

在出版物EP 1 820 012 B1中描述了一种用于无损地超声波检验试样的方法。在所述方法中，超声波借助多个线性地或者阵列式布置在试样表面上的超声波转换器射入到试样中，所述超声波转换器同时探测在试样内部反射的超声波部分并且能够转换成回波信号。在进行测量时，多个不同的发射器接收器位置被激活并且分别记录测量信号，其中，为了分别接收所反射的超声波部分，优选地所有超声波转换器探测超声波信号并且传送至记录装置。根据试样和测量技术目的，试样测试在多个单独的测试节拍或测试周期的范围内进行，在所述测试节拍或测试周期中分别获得并且存储相应数量的测试信号。