用于手導向超聲檢查檢查對象的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于超聲檢查檢查對象的按各獨立權利要求前序部分所述的方法以及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]為了無毀壞地檢查檢查對象，已知各種不同的超聲檢查方法。為了在無毀壞地超聲檢查時更好地定位并且分離缺陷已知分析技術SAFT (合成孔徑聚焦技術)。檢查在此如在典型超聲檢測時一樣進行，但記錄無校正的數(shù)據(jù)。在后來的測量數(shù)據(jù)分析中，從多個用于各小體積元素的測量信號中確定幅值總和，該體積元素也稱作所謂的體素。借助SAFT-分析技術的超聲檢查通常在發(fā)送超聲波脈沖且接收相應回波信號的檢查頭的自動化運動中米用。
[0003]通過使用所謂的相控陣檢查頭，可以不僅機械掃描而且電子掃描檢查對象，亦即，通過檢查頭的一種電子移動在定義的網(wǎng)格中執(zhí)行多次測量。對于固定的檢查頭中，可以用SAFT-分析技術評價通過相同電子掃描記錄的數(shù)據(jù)。若在重建時刻已知精確的發(fā)送和接收位置以及入聲角和聚焦，評價通過相同電子掃描記錄的數(shù)據(jù)既在不運動的檢查頭中起作用，也在電子掃描期間運動的檢查頭中起作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是，借助SAFT-分析技術能夠?qū)崿F(xiàn)改善的尤其是手導向超聲檢查檢查對象。
[0005]該技術問題通過一種具有獨立權利要求所述的特征的用于超聲檢查的方法以及系統(tǒng)解決。具有本發(fā)明的實用且非普通的擴展設計的有利結構方案在各從屬權利要求中給出。
[0006]按本發(fā)明的用于超聲檢查檢查對象的方法具有下列步驟:將檢查對象沿檢查對象表面運動并且借助檢查頭將超聲波脈沖發(fā)送到檢查對象中；借助檢查頭接收與已發(fā)送的超聲波脈沖相應的各回波信號；根據(jù)借助數(shù)據(jù)處理裝置對接收到的回波信號的幅值的疊加和平均制作檢查對象的預設檢查區(qū)域的圖像。換句話說，用于超聲檢查檢查對象的方法包括了在SAFT-分析技術中必要的步驟，其中，按本發(fā)明的方法特征在于，在發(fā)送超聲波信號和/或在接收相應的回波信號時借助檢測裝置檢測檢查頭的各位置，在生成檢查對象的檢查區(qū)域的圖像時考慮檢測到的檢查頭的各位置。
[0007]因此，按本發(fā)明規(guī)定，在檢查持續(xù)期間測量檢查頭在檢查對象表面上的位置。各位置的測量在此在相對較短的間隔內(nèi)并且以一個定義的相對發(fā)送的用于檢查檢查對象的超聲波脈沖的時間參考進行。在發(fā)送超聲脈沖時，優(yōu)選然后分別進行位置測量。附加地也可以在接收與已發(fā)送的超聲波脈沖相應的回波信號時分別進行位置測量。
[0008]根據(jù)檢測到的或測得的檢查頭的各位置，優(yōu)選在分別發(fā)送超聲波脈沖的時刻確定檢查頭當前的各位置并且在SAFT-分析技術中用于確定有待重建的體素和實際測量位置之間的距離。
[0009]通過按本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)，即使在手導向的檢查頭中也可以采用借助SAFT-分析技術對檢查對象進行超聲檢測。可以將檢查頭在此優(yōu)選手動地沿檢查對象表面運動。檢查頭尤其可以在按本發(fā)明的方法中自由地在檢查對象表面上導引。在檢查對象內(nèi)定位缺陷通過按本發(fā)明的方法明顯得以改善，其中，單獨的缺陷更容易被相互區(qū)分，并且信噪比尤其在手動檢查中，即在手導向的檢查中得以改善。由此在生成檢查對象的檢查區(qū)域的圖像時提高了成組顯示，即彼此靠近的單獨顯示的分辨率并且尤其改善了小缺陷的探測，所述彼此相鄰的單獨顯示在無SAFT-分析技術的情況下不能被相互分離并因此會被評估為更大的顯示。小缺陷在此理解為其尺寸相比已使用的超聲波脈沖波長更小。此外，通過按本發(fā)明的方法達到的檢查結果可以通過與檢查對象的三維數(shù)字模型關聯(lián)特別直觀地
[0010]在本發(fā)明有利的結構方案中規(guī)定，在發(fā)送超聲波信號時和/或在接收相應的回波信號時借助檢測裝置檢測檢查頭的定向并且在生成檢查對象的圖像時考慮檢查頭的定向。尤其在手動地超聲檢查，即手導向檢查對象時，這就是很可能的，即將檢查頭沿構造的不平整的檢查對象表面運動，以便借助超聲檢查也檢查即使這類檢查對象的缺陷。在這種情況下會引起問題的是，根據(jù)檢查頭在檢查對象表面上的定位，以不同定向即不同角度將超聲波脈沖引入檢查對象中。檢查頭的各定向的檢測可以在此例如相對于位置固定的參考坐標系統(tǒng)、在超聲檢查開始時檢查頭的起始定向等進行，從而獲得明確的參照用于確定檢查頭的各定向。通過考慮定向，既可以考慮超聲波脈沖引入檢查對象的不同角度，也可以考慮檢查對象的各表面傾斜度，從而總體上能夠改善通過超聲檢查檢查對象的圖像。
[0011]在本發(fā)明的另一個有利的結構方案中規(guī)定，根據(jù)檢測到的檢查頭的位置和定向，在發(fā)送超聲波信號時確定檢查頭的有效孔徑的中心位置并且在生成檢查對象的檢查區(qū)域的圖像時考慮檢查頭的有效孔徑的中心位置。有效孔徑在此是檢查頭用作超聲波脈沖或回波信號的有效發(fā)送和接收面的區(qū)域。若使用例如相控陣檢查頭，則有效孔徑的中心位置相應于當前被控制用于發(fā)送超聲波脈沖或用于接收相應的回波信號的區(qū)域。在此優(yōu)選在各發(fā)送超聲波脈沖時和/或在各接收相應的回波信號時確定中心位置。通過確定檢查頭的當前有效孔徑的中心位置可以實現(xiàn)檢查對象的檢查區(qū)域的特別精確的超聲檢查和成像。
[0012]按本發(fā)明的另一個有利的實施形式規(guī)定，檢查對象的檢查區(qū)域的圖像在檢查頭沿檢查對象表面運動期間被生成。換言之，在進行測量的期間就已經(jīng)可以可選地顯示出超聲檢查的相應的分析結果。由此可以特別快速地，即還在執(zhí)行超聲檢查期間就能推斷出相應的在檢查對象內(nèi)部定位的缺陷。
[0013]本發(fā)明的另一個有利的實施形式規(guī)定，存儲有關檢測到的位置和/或定向和與之對應的各時刻的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以提供用于之后的評估，例如以便提供一種證據(jù)來證明在超聲檢測時沒有忽略相關的檢查位置或用于之后的檢查對象的三維模型的可視化。
[0014]在本發(fā)明的另一個有利結構方案中規(guī)定，通過多個檢查頭執(zhí)行超聲檢查。在此為所有的檢查頭執(zhí)行各位置和/或定向的檢測并且在生成檢查對象的圖像時考慮檢測到的各位置和/或定向。通過使用多個檢查頭也可以在較短的時間內(nèi)進行較大尺寸的檢查對象的超聲檢查。
[0015]按本發(fā)明的用于超聲檢查檢查對象的系統(tǒng)包括可沿檢查對象表面運動的檢查頭，借助此檢查頭可將超聲波脈沖發(fā)送到檢查對象中并且可接收與已發(fā)送的超聲波脈沖相應的各回波信號。此外，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理裝置，借助數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的回波信號的幅值的疊加和平均可生成檢查對象的可預設檢查區(qū)域的圖像。按本發(fā)明的系統(tǒng)在此特征為，該系統(tǒng)包括檢測裝置，借助該檢測裝置在發(fā)送超聲波信號時和/或在接收相應的回波信號時可檢測檢查頭的各位置，其中，借助數(shù)據(jù)處理裝置通過考慮檢測到的檢查頭的各位置可以生成檢查對象的檢查區(qū)域的圖像。按本發(fā)明的方法的有利的結構方案在此看作系統(tǒng)的有利的結構方案，其中，系統(tǒng)包括尤其是可以執(zhí)行方法步驟的器件。
[0016]在系統(tǒng)有利的結構方案中規(guī)定，檢測裝置包括光學運動傳感器，該光學運動傳感器安設在檢查頭上，并且借助該光學運動傳感器可檢測與參照點的各相對位置。該參照點可以是例如超聲檢查開始時檢查頭所在的位置。檢測裝置在此優(yōu)選包括另一個光學運動傳感器，該另一個光學運動傳感器以一個預設的距離與另外的光學運動傳感器分離地安設在檢查頭上并且借助該另一個光學運動傳感器可檢測與參照點的各相對位置。通過使用兩個例如可以按照所謂的光流測量原理工作的、從計算機輸入設備，例如計算機鼠標中已知的運動傳感器，考慮檢查對象表面的局部變化的光學特性來探測運動，以便可以在測量的不同時刻確定檢查頭的各位置。通過添加第二光學運動傳感器可以將運動探測從兩個平移的自由度擴寬到第三個自由度，即旋轉(zhuǎn)自由度。
[0017]按系統(tǒng)的另一個有利的實施形式規(guī)定，檢測裝置包括多個安設在檢查頭上的超聲波發(fā)射器和至少一個與檢查頭分離布置的超聲波接收器，借助該超聲波接收器，可以根據(jù)由超聲波發(fā)射器發(fā)送的超聲波脈沖確定檢查頭的位置和定向。由此可以以特別可靠的方式確定檢查頭的三維位置信息和基于三個空間軸的各定向。在此也可以提供多個超聲波接收器。此外，超聲波發(fā)射器和一個超聲波接收器或多個超聲波接收器的位置可以是交換的。換言之，在可以在檢查頭上設置一個或多個超聲接收器的情況下，超聲波發(fā)射器位置固定地并與檢查頭有相應距離地布置。
[0018]按本發(fā)明另一個有利的實施形式規(guī)定，檢測裝置包括可偏轉(zhuǎn)的