專利名稱：用于測定機械部件中存在的缺陷的方位的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于借助超聲波檢驗對機械部件中存在的缺陷的方位進行測定的方法和裝置。
背景技術：
超聲波檢驗是一種無損的材料檢驗方法，用于對由能傳導聲音的材料(例如金屬、塑料、陶瓷或混凝土)構成的部件關于內部和外部的瑕疵或缺陷以及所有類型的不均勻性(例如裂縫、夾渣、收縮孔等)進行檢查。由于簡單并且廣泛的可應用性以及不將檢驗人員暴露在輻射照射中的事實，超聲波檢驗方法是最常使用的無損的材料檢驗方法之一。借助超聲波檢驗方法，用超聲波對例如大的、在運行中要經受大負荷的鍛件(例如輪盤、軸或空心軸)也許在其制造過程之后必要時在無特定斷面形狀的(konturarm)狀態中進行檢驗。如果通過超聲波檢驗方法顯示缺陷，那么可以依據所顯示的缺陷來決定是否使用受檢查的部件。為了識別缺陷和更好地表述缺陷的特征，部分地使用所謂的SAFT方法(Synthetique Aperture Focusing Technique,合成孔徑聚焦技術)。在將所測的超聲波信號進行相位正確地相加的情況下，對于在待檢查的部件的體積內的每一點來說，獲得了定位了的(1kalisiert)缺陷顯示。在SAFT方法的變形(即所謂的FT-SAFT方法)中，執行信號分析以便在頻域中進行快速計算。然而，常見的SAFT方法的缺點在于，由此無法獲得關于在部件內的較小缺陷的方位或方向的任何信息，所述信息特別地對于分析是否使用部件來說可以具有重要性。依據各個部件的各自的負載和幾何結構，存在的缺陷的方位可以具有不同的重要性。如果部件例如是輪盤，那么在部件內的徑向方向的缺陷是有問題的，因為切向的拉カ促使缺陷或裂縫生長。與此相對地，在該部件中切線方向的缺陷或裂紋卻是可以容忍的。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供用于對機械部件內存在的缺陷的方位進行測定的方法和裝置。按照本發明，所述技術問題通過具有在權利要求1中描述的特征的方法來解決。本發明提供了一種用于對機械部件中存在的缺陷的方位進行測定的方法，其具有下述步驟:(a)從不同的測量點出發為機械部件施加超聲波信號，其中通過至少一個超聲波頭生成超聲波信號，所述超聲波頭在測量點上分別發送超聲波信號到部件上，其中時間上推遲地由該超聲波頭或另一個超聲波頭來接收由此生成的回波-超聲信號；(b)根據在各個測量點和部件的待檢查點之間的聲擴散方向來分析所接收的回波-超聲信號以便確定缺陷的方位，所述回波-超聲信號從位于部件內部的待檢查的點反射到測量點；(C)其中，根據所采集的在發送超聲波信號的時間點和接收所反射的回波-超聲信號的時間點之間的信號傳播時間，針對每個測量點計算測量點和待檢查的點之間的距離，并且對時間上偏移地在不同的測量點上接收的待檢查的點的回波-超聲信號進行相位正確地疊加以便用于其分析。在按照本發明的方法的一種實施方式中，在考慮超聲波頭的角度特性的情況下，對在不同的測量點上時間偏移地接收的回波-超聲信號進行相位正確地相加。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，計算平均值或中值以便確定缺陷的方位。在按照本發明的方法的一種實施方式中，計算對于缺陷的方向效應的度量(Ma^ )(尤其是標準偏差)。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，將由超聲波頭在不同的測量點處所接收的不同的回波-超聲信號連同各個測量點的位置坐標一起緩存在存儲器中以便進行分析。在按照本發明的方法的一種優選的實施方式中，針對緩存的回波-超聲信號，測定包絡線。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，在此對緩存的回波-超聲信號進行整流和低通濾波。
在按照本發明的方法的一種替換的實施方式中，在此對緩存的回波-超聲信號進行希爾伯特變換并形成摸。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，依據聲擴散方向來統計學地分析整流了的回波-超聲信號的角度特征。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，只有在相位正確地疊加了的回波-超聲信號的信號幅度超過可調節的閾值的情況下，才對所接收的回波-超聲信號進行分析。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，對回波-超聲信號進行方向相關的相位正確的疊加，特別是通過與正弦或余弦因子的加權來進行。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，將ニ維的平面方位角作為缺陷的方位進行輸出。在按照本發明的方法的一種替換的實施方式中，將缺陷的三維空間方位角作為缺陷的方位進行輸出。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，依據在部件中存在的缺陷的測定的方位并且依據部件的所存儲的幾何數據，計算部件的未來的故障概率。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，為了計算部件的故障概率，考慮在運行中作用于部件上的機械的負載力。在按照本發明的方法的ー種可能的實施方式中，在顯示的評估中考慮所測定的方位，以便獲得正確的顯示參數。本發明還提供了一種用于對機械的部件內部存在的缺陷的方位進行測定的裝置，其具有
-至少ー個超聲波頭，其從不同的測量點出發為機械的部件施加超聲波信號，其中由同一個或不同的超聲波頭來接收回波-超聲信號，所述回波-超聲信號從位于部件內部的待檢查的點反射到測量點；以及-數據處理単元，其依據在各個測量點和待檢查的點之間的聲擴散方向對所接收的回波-超聲信號進行分析以便確定缺陷的方位，其中，依據在發送超聲波信號的時間點和接收由缺陷反射的回波-超聲信號的時間點之間的所采集的信號傳播時間，針對每個測量點計算在測量點和待檢查的點之間的距離并且將待檢查點的時間上偏移地在不同測量點上所接收的回波-超聲信號進行相位正確地疊加以用于其分析。在按照本發明的裝置的可能的實施方式中，通過至少一個超聲波頭來生成超聲波信號，所述超聲波頭可移動地布置在機械部件的表面上并且從測量點出發為機械部件施加超聲波信號。在按照本發明的裝置的ー種可能的實施方式中，通過具有多個超聲波頭的陣列檢驗頭來生成超聲波信號。在按照本發明的裝置的ー種可能的實施方式中，該裝置具有存儲器，所述存儲器對在不同的測量點所接收的不同的回波-超聲信號連同各個測量點的位置坐標一起進行緩存，以用于進一歩分析。在按照本發明的裝置的ー種可能的實施方式中，通過變換單元對在存儲器中緩存的回波-超聲信號進行希爾伯特變換并形成摸。在按照本發明的裝置的一種替換的實施方式中，通過變換單元對在存儲器中緩存的回波-超聲信號進行整流和低通濾波。在按照本發明的裝置的ー種可能的實施方式中，該裝置具有統計學分析角度特性的分析単元，所述角度特性描述了信號幅度依賴于聲擴散方向的依賴關系。在按照本發明的裝置的ー種可能的實施方式中，依據在部件中存在的缺陷的測定的方位并且根據部件的所存儲的幾何數據，分析單元對部件的未來的故障概率進行計算。本發明還提供了ー種機器，其具有用于對在機械部件中存在的缺陷的方位進行測定的裝置，所述機器具有:-至少ー個超聲波頭，其從不同的測量點出發為機械部件施加超聲波信號，其中回波-超聲信號由相同的或者另ー個超聲波頭來接收，所述回波-超聲信號從位于部件內部的待檢查點反射到測量點；以及-數據處理単元，其依據在各個測量點和待檢查點之間的聲擴散方向來對所接收的回波-超聲信號進行分析以便確定缺陷的方位，其中，依據所采集的在發送超聲波信號的時間點和接收由缺陷反射的回波-超聲信號的時間點之間的信號傳播時間，對于每個測量點計算在測量點和待檢查點之間的距離并且對待檢查點的時間上偏移地在不同的測量點上所接收的回波-超聲信號進行相位正確地疊加以用于其分析，其中，所述裝置對機器的部件進行監測以便對在部件內部出現的缺陷的方位進行測定。
在下文中依據附圖來描述用于對在機械部件內部存在的缺陷的方位進行測定的按照本發明的裝置和按照本發明的方法的可能的實施方式。其中，圖1示出了用于對在機械部件內存在的缺陷的方位進行測定的按照本發明的裝置的可能的實施方式的方框圖；圖2示出了用于對在機械部件內部存在的缺陷的方位進行測定的按照本發明的方法的可能的實施方式的流程圖。
具體實施例方式如在圖1中可以看到的那樣，用于對在機械部件B內部存在的缺陷的方位進行測定的按照本發明的裝置I具有至少ー個超聲波頭2，所述超聲波頭從不同的測量點MP出發為機械部件施加超聲波信號。在此，由同一個或者另ー個超聲波頭對從位于部件B內部的待檢查點P反射到測量點MP的回波-超聲信號進行接收。在ー種可能的實施方式中，通過超聲波頭2生成超聲波信號，所述超聲波頭被可移動地布置在機械部件B的表面上并且從不同的測量點MP出發為機械部件B施加超聲波信號。在另ー種可能的實施方式中，通過具有多個超聲波頭2的陣列檢驗頭來生成超聲波信號。以彈性波的形式在部件內進行聲波傳播，所述彈性波與部件B的材料有夫。所述材料可以是固體的、液體的或者氣體形式的物質。在聲波傳播中并不傳送材料，而是例如由各種傳播介質的原子、離子或分子組成的部件B的材料微粒在其停留處(Aufenthalt)周期性地關于靜止位置進行振動并且在此將其運動傳輸給臨近的微粒。以這種方式，振動過程以對于傳播介質或部件材料來說典型的聲速進行傳播。具有超過20kHz頻率的聲波通常被稱為超聲波。可以以不同的方式通過超聲波頭2生成超聲波。例如可以利用壓電效應或磁致伸縮效應。在ー種可能的實施方式中，如圖1所述，超聲波圖2既用做超聲波的發送器又用做接收器。替換地，可以通過另ー個超聲波頭對從待檢查點P所反射的回波-超聲信號進行接收。超聲波直線地傳播。然而如果超聲波在其通過檢驗物或部件B時擊中邊界面(例如由小孔、收縮孔、裂縫或殘渣影響所導致的邊界面)，那么超聲波信號并不越過該缺陷處而是從那里被反射。在超聲波檢驗中可以對通過的聲波部分或者對反射的聲波部分進行測量。反射超聲波方法或回波-超聲方法在此具有不同的優點，特別地可以對缺陷或瑕疵的深度位置進行測定。此外，在回波-超聲方法中只須從一面進入待檢驗的部件。此外，不需要在發送器和接收器之間的精確的方向，因為對于超聲波頭2僅存在一個稱合表面。如在圖1中可以看到的那樣，對在不同的測量點MP上所接收的不同的回波-超聲信號在數據存儲器3中進行緩存以便進行進一歩分析。由此，各個測量點MPi的坐標和各個測量點MP的相關的采樣的回波-超聲信號存在于數據存儲器3中。裝置I還具有數據處理単元4，其對在數據存儲器中緩存的用于不同測量點MPi的回波-超聲信號進行分析。數據處理單元4依據在各個測量點MPi和待檢查點P之間的聲擴散方向對所接收的回波-超聲信號進行分析以便確定缺陷的方位。在此，依據所采集的在發出超聲波信號的時間點和接收由缺陷所反射的回波-超聲信號的時間點之間的信號傳播時間，對于每個測量點MPi計算在該測量點MPi和待檢查點P之間的距離d并且對時間上偏移地在不同的測量點MPi上接收的待檢查點P的回波-超聲信號進行相位正確地疊加以便用于其分析。在圖1示出的實施例中，數據處理単元4具有距離計算單元5，其對在各個測量點MP和待檢查點P之間的距離d進行計算。此外，數據處理単元4具有方向或方位計算單元6，其依據在各個測量點MP和部件B的待檢查點P之間的聲擴散方向來對所接收的從位于部件B內部的待檢查的點P反射到檢查點MPi的回波-超聲信號進行分析以便確定缺陷的方位。數據處理単元4還具有可選的信號變換單元7。該變換単元7針對緩存的回波-超聲信號分別計算包絡線。在ー種可能的實施方式中，通過變換単元7對緩存的回波-超聲信號進行整流和低通濾波。在另ー種替換的實施方式中，通過變換単元7對緩存的回波-超聲信號進行希爾伯特變換并生成摸。數據處理単元4還具有時間移位単元8、9，其實現了對提供份額的回波-超聲信號進行相位正確地疊加。在此，依據由距離計算単元5所計算的距離d來進行時間移位。通過求和電路或加法電路10來對從數據存儲器3中讀出的針對不同測量點的回波-超聲信號進行與方向有關的相位正確的疊加。可以例如通過利用對于所測定方向的正弦或余弦因子的加權來進行與方向有關的相位正確的疊加。隨后，可以通過數據處理単元4的低通濾波器11來對疊加并且加權后的信號進行平滑。數據處理単元4還具有分析単元12。該分析単元12依據聲擴散方向對回波-超聲信號的角度特性進行統計學分析。角度特性在此描述了信號幅度依賴于聲擴散方向的依賴關系。在ー種可能的實施方式中，分析單元12依據在部件B中存在的缺陷的測定的方位并且根據所存儲的部件B的幾何數據來計算各個部件B的可能的未來的故障概率。在另ー種可能的實施方式中，分析単元12在此對數據存儲器13進行訪問，在所述數據存儲器中存儲著待檢查部件B的幾何數據。在ー種可能的實施方式中，分析單元12依據存在于部件B中的缺陷的所測定的方位并且根據從數據存儲器13中讀出的部件的幾何數據來計算部件的未來的故障概率。在此，優選地，也考慮在部件B的運行中能夠對部件B產生作用的機械負載力。為了對部件B的缺陷進行定位，在ー種可能的實施中通過數據處理單元4輸出ニ維的平面方位角。此外，數據處理単元4可以輸出缺陷的三維的空間方位角。在另ー種可能的實施方式中可以對相位正確的回波疊加(Echo-Summen)的方向信息進行顏色編碼地顯
/Jn o為了確定缺陷的方位，可以計算平均值或中值。此外，可以計算標準偏差或方差作為對缺陷的方向效應的度量(MaP )。在此，平均值描述角度，而標準偏差或方差描述了角度范圍。在ー種可能的實施方式中，可以將在圖1中示出的數據處理單元4集成在機器中，并且對該機器的部件B進行監測以便測定在部件B內出現的缺陷的方位。圖2示出了用于對按照本發明的方法的最重要的步驟進行描述的流程圖，所述方法用于測定在機械部件B內存在的缺陷的方位。在第一步驟SI中，首先從不同的測量點MP出發為機械部件B施加超聲波信號。在此，通過至少ー個超聲波頭2生成超聲波信號，所述超聲波頭在測量點MP上分別向部件B發出超聲波信號。此外，通過超聲波頭在時間上推遲地分別對反射的回波-超聲信號進行接收。在另ー個步驟S2中，依據在各個測量點MP和部件的待檢查點P之間的聲擴散方向，對所接收的從位于部件B內部的待檢查的點P反射到測量點MP的回波-超聲信號進行分析以便確定缺陷的方位。在再一個步驟S3中，依據在發出超聲波信號的時間點和接收所反射的回波-超聲信號的時間點之間的所采集的信號傳播時間，針對每個測量點計算在測量點MP和待檢查點P之間的距離d。待檢查點P的時間上偏移地在不同的測量點P上所接收的回波-超聲信號被相位正確地疊加以用于其分析。在再ー種可能的實施方式中，借助具有不同的聲波入射角(Einschallwinkel)的超聲波頭2對檢驗對象或部件進行一次或多次地掃描。在此，定義部件B的感興趣的區域并且確定分析柵格，所述分析柵格覆蓋部件B的感興趣的區域。在此，這樣精細分辨地提供所述柵格，使得不會遺漏任何缺陷。對于柵格點來說，不僅對所有提供份額的測量位置的回波-超聲信號進行相位正確地疊加，而且也通過在提供份額的測量點MP和待檢查點P之間的方向或方位考慮信號份額(Signalbeitrag)的幅度來計算缺陷的方位。在ー種可能的實施方式中，可以與通常的SAFT分析并行地對存在于機械部件B內的缺陷的方位進行按照本發明的測定。替換地，可以在通常的SAFT計算或分析之后實施按照本發明的方法。在ー種可能的實施方式中，在制造部件B之后實施按照本發明的方法。在按照本發明的方法的另ー種可能的實施方式中，在部件B的進行著的運行中實施所述方法以用于其監測。在可能的實施變形中，可以通過改變計算步驟的次序來實現數據處理単元4的計算時間優化。例如可以事先計算出復雜的超聲波信號。在另ー種可能的實施形式中，只有當相位正確地疊加了的回波-超聲信號的信號幅度超過了可調節的信號閾值的情況下，才對所接收的回波-超聲信號進行分析。此外，可以進行附加的信號后處理，例如通過對方向信息數據進行濾波和平滑。此外，可以依據所測定的方向將SAFT結果劃分或分解成徑向的、切向的和軸向的分量。在ー種可能的實施方式中，對不同測量點的信號份額進行向量的表述。在此，通過對整流了的超聲波信號進行相位正確的分析來確定測量點MP的份額。可以關于按照模的和，確定向量的以及按照份額的和以便描述方向(也就是向量和的方向)和方向效應(也就是向量和的摸)。所確定的SAFT結果和所確定的方位可以亮度編碼或顏色編碼地顯示在用于操作人員的顯示器上。在可能的實施方式中，可以在平面中考慮多個主方向2，或者在空間中考慮三個，其中，在各個待檢查點P中的主方向可以是不同的。在可能的實施方式中，對于姆個主方向分開地對超聲波信號進行相位正確地疊加。在此，可以在聲傳播方向和主方向之間對信號份額進行利用正弦或余弦因子的加權。在可能的實施方式中，這些主方向是彼此垂直的。在替換的實施方式中，這些主方向不是彼此垂直的。主方向的數目可以變化。在ー種可能的實施方式中，可以按照模和相位對不同主方向的結果進行換算。由按照本發明的方法所確定的計算結果可以用于將缺陷位置和缺陷方位輸入到檢驗的部件B的機械仿真中，以便例如對找到的缺陷進行分析并且對未來的故障概率進行計算。例如具有較小缺陷(該缺陷的方位對于使用或運行來說是不關鍵的)的部件B也可以允許用于較大的負載。借助按照本發明的方法，在同時對相臨近的缺陷進行較好地分離或分辨的情況下，描述缺陷的缺陷方位的特征。通過按照本發明的方法，通過降低超聲波信號的噪聲和發散性(Divergenz)來提供檢測靈敏度。所獲得的關于缺陷方位的信息可以連同在設計中所考慮的徑向的、切向的或軸向的壓力或力一起被考慮，從而可以更好地分析缺陷的容許度，特別是在部件B主要在一個特定的方向中經受負載時。以這種方式可以許可所制造的部件B，所述部件否則的話基于安全余量的原因必須被舍棄，盡管其是適合使用的。借助按照本發明的方法所檢驗的部件B可以在運行中經受較大的負載。按照本發明的方法也可以在所謂的浸入式檢測中的可能的實施方式中被使用。在可能的實施方式中，數據處理單元4具有輸入裝置或界面，通過其可以提供關于部件A的附加的信息。例如可以通過界面輸入部件材料的一個或多個材料常數。此外，可以通過該界面輸入超聲波信號在待檢查部件B中的傳播速度并且必要時將該速度存儲在相應的數據存儲器中。在另一種可能的實施方式中，數據處理單元4此外提供用于連接測量傳感器的接口，所述測量傳感器對在部件B運行時作用在部件上的負載力進行測量。在一種可能的實施方式中，數據存儲器3集成在數據處理單元4中并且通過接口來與一個或多個超聲波頭2相連接。可以通過與數據處理單元4的無線或有線連接的接口來對超聲波信號以及測量點MP的坐標進行接收。超聲波頭2可以例如通過數據網絡與數據處理單元4相連接。此外，可以將測量點MP的坐標以及相應的超聲波時間信號局部地寫入到數據存儲器3中。該局部的數據存儲器可以是便攜的數據載體。此外，數據處理單元4的不同單元可以集成在共同的計算單元中。由此可以通過一個或多個微處理器來實施例如方向計算單元6、距離計算單元5以及變換單元7。此外，在另一種可能的實施方式中，可以依據所測量的數據來對超聲波頭2例如在待檢查的檢驗物B的表面上的運動進行控制。如果借助超聲波頭2發現了例如部件B內的感興趣的位置，那么可以通過數據處理單元4將超聲波頭2有針對地運動至合適的測量點MPi,以便獲得針對所采集缺陷的缺陷方位的更多數據。在部件B中出現的缺陷首先是不想要的缺陷，例如裂縫等。在可能的實施方式中，在部件B中存在的缺陷也可以包含期望的缺口，例如空腔或鉆孔，其中，借助按照本發明的方法來檢驗缺陷的方位和尺寸是否符合預給定值或額定值。在其他可能的實施方式中，用以將超聲波信號由超聲波頭2發射到待檢查部件B內的頻率是可調節的。以這種方式可以以不同的超聲波頻率對不同的位置或缺陷進行檢查。
權利要求
1.一種用于對在機械的部件(B)中存在的缺陷的方位進行測定的方法，其具有如下步驟: (a)從不同的測量點(MP)出發為所述機械的部件(B)施加(SI)超聲波信號， 其中通過至少ー個超聲波頭(2)生成所述超聲波信號，所述超聲波頭在測量點(MP)上分別發送超聲波信號到所述部件(B)上，其中時間上推遲地由該超聲波頭(2)或另ー個超聲波頭來接收由此生成的回波-超聲信號； (b)根據在各個測量點(MP)和部件(B)的待檢查的點(P)之間的聲擴散方向來分析(S2)所接收的回波-超聲信號以便測定所述缺陷的方位，所述回波-超聲信號從位于部件(B)內部的待檢查的點(P)反射到所述測量點(MP)； (c)其中(S3)，根據所采集的在發送超聲波信號的時間點和接收所反射的回波-超聲信號的時間點之間的信號傳播時間來針對每個測量點(MP)計算所述測量點(MP)和所述待檢查的點(P)之間的距離(d)，并且對時間上偏移地在不同的測量點(MP)上接收的待檢查的點(P)的回波-超聲信號進行相位正確地疊加以便用于其分析。
2.按照權利要求1所述的方法，其中，在考慮超聲波頭的角度特性的情況下，對在不同的測量點上時間偏移地接收的回波-超聲信號進行相位正確地疊加。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其中，計算平均值或中值以便確定缺陷的方位。
4.按照權利要求1至3所述的方法，其中，計算對于缺陷的方向效應的度量、特別是標準偏差。
5.按照權利要求1所述的方法，其中，將在所述不同的測量點(MP)上由所述超聲波頭(2)所接收的不同的回波-超聲信號連同各個測量點(MP)的位置坐標一起緩存在存儲器(3)中以便進行分析。
6.按照權利要求2所述的方法，其中，對于緩存的回波-超聲信號確定包絡線。
7.按照權利要求6所述的方法，其中，對所述緩存的回波-超聲信號進行整流和低通濾波。
8.按照權利要求6所述的方法，其中，對所述緩存的回波-超聲信號進行希爾伯特變換并形成摸。
9.按照權利要求1所述的方法，其中，依據聲擴散方向對整流后的回波-超聲信號的角度特性進行統計學上的分析。
10.按照權利要求9所述的方法，其中，只有在相位正確地疊加的回波-超聲信號的信號幅值超過了可調節的閾值的情況下，才對所接收的回波-超聲信號進行分析。
11.按照權利要求1所述的方法，其中，特別地通過利用正弦或余弦因子的加權來對所述回波-超聲信號進行與方向有關的相位正確的疊加。
12.按照權利要求1至11中任一項所述的方法，其中，將缺陷的ニ維的平面方位角或三維的空間方位角輸出，作為缺陷的方位。
13.按照權利要求1至12中任一項所述的方法，其中，依據在部件(B)中存在的缺陷的所測定的方位并且根據所述部件(B)的所存儲的幾何數據，計算該部件(B)的未來的故障概率。
14.按照權利要求13所述的方法，其中，為了計算所述部件(B)的故障概率，考慮在運行中作用于該部件(B)上的負載力。
15.按照權利要求1所述的方法，其中，在對顯示的評估中考慮所測定的方位，以便采集正確的顯示參數。
16.一種用于對在機械的部件(B)內存在的缺陷的方位進行測定的裝置，其具有: -至少ー個超聲波頭(2)，其從不同的測量點(MP)出發為所述機械的部件(B)施加超聲波信號，其中由同一個或不同的超聲波頭(2)來接收回波-超聲信號，所述回波-超聲信號從位于所述部件(B)內部的待檢查的點(P)反射到所述測量點(MP);以及 -數據處理單元(4)，其依據在各個測量點(MP)和待檢查的點(P)之間的超聲波方向對所接收的回波-超聲信號進行分析以便確定所述缺陷的方位， -其中，依據在發送所述超聲波信號的時間點和接收由缺陷反射的回波-超聲信號的時間點之間的所采集的信號傳播時間，針對每個測量點(MP)計算在所述測量點(MP)和所述待檢查的點(P)之間的 距離(d)并且將該待檢查的點(P)的時間上偏移地在不同測量點(MP)上所接收的回波-超聲信號進行相位正確地疊加以用于其分析。
17.按照權利要求16所述的裝置，其中，通過至少ー個超聲波頭(2)生成所述超聲波信號，所述超聲波頭被可移動地布置在所述機械的部件(B)的表面上并且從測量點(MP)出發為該機械的部件(B)施加超聲波信號。
18.按照權利要求17所述的裝置，其中，通過具有多個超聲波頭(2)的陣列檢驗頭來生成所述超聲波信號。
19.按照權利要求16至18中任一項所述的裝置，其具有存儲器(3)，所述存儲器將在不同的測量點(MP)所接收的不同的回波-超聲信號連同各個測量點(MP)的位置坐標一起進行緩存以便用于進一歩的分析。
20.按照權利要求19所述的裝置，其中，通過變換単元(7)對在所述存儲器(3)中緩存的回波-超聲信號進行希爾伯特變換并形成摸。
21.按照權利要求19所述的裝置，其中，通過變換単元(7)對在所述存儲器(3)中緩存的回波-超聲信號進行整流和低通濾波。
22.按照權利要求16至20中任一項所述的裝置，其中，分析単元(12)對角度特性進行統計學上的分析，所述角度特性對相位正確地疊加的回波-超聲信號的信號幅度依賴于聲擴散方向的依賴關系進行描述。
23.按照權利要求22所述的裝置，其中，所述分析裝置(12)依據在所述部件(B)中存在的缺陷的測定的方位并且根據所存儲的該部件(B)的幾何數據來計算該部件(B)的未來的故障概率。
24.一種具有按照權利要求16-23所述的裝置的機器，其中，所述裝置(I)對所述機器的部件(B)進行監測以便對在所述部件(B)中出現的缺陷的方位進行測定。
全文摘要
本發明涉及用于測定機械部件(B)中存在的缺陷的方位的方法和裝置，具有至少一個超聲波頭(2)，其從不同的測量點(MP)出發為機械部件(B)施加超聲波信號，其中由相同的或另一個超聲波頭(2)接收從位于部件(B)內部的待檢查的點(P)反射到測量點(MP)的回波-超聲信號；并具有數據處理單元(4)，其根據在各個測量點(MP)和待檢查的點(P)之間的聲擴散方向分析所接收的回波-超聲信號以測定缺陷的方位，其中根據采集的在發送超聲波信號的時間點和接收由缺陷反射的回波-超聲信號的時間點之間的信號傳播時間針對每個測量點(MP)計算在測量點(MP)和待檢查的點(P)之間的距離(d)，并且將待檢查的點(P)的時間上偏移地在不同的測量點(MP)上接收的回波-超聲信號相位正確地疊加以用于其分析。
文檔編號G01N29/06GK103097884SQ201180044119
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月5日 優先權日2010年9月16日
發明者M·戈爾達默, W·海因里希, H·穆肖弗 申請人:西門子公司