缺陷定位

Phased-Array-Geräte, genau wie Qualitätsgeräte für konventionellen Ultraschall, bieten Softwarehilfen zur Positionsbestimmung von Defekten und anderen Reflektoren. Diese Geräte lokalisieren üblicherweise die horizontale Position des Reflektors bezogen auf den Sensor, seine Tiefe bezogen auf die Werkstoffoberfläche und den Laufweg zwischen Schallaustrittspunkt und Reflektor. Dazu sollte das Gerät gegebenenfalls den Sprungabstand feststellen können, in dem sich der Reflektor befindet.

Als erstes muss daran erinnert werden, dass der Schallaustrittspunkt (der Punkt in dem das Zentrum des Schallbündels aus dem Vorlaufkeil austritt) bei Prüfköpfen für konventionellen Ultraschall fest ist bei Phased-Array-Vorlaufkeilen beweglich. Beim Linien-Scan bewegt sich der Schallautrittspunkt schrittweise in Längsrichtung des Sensors. Beim Sektor-Scan mit Schrägeinschallung treten verschiedene Winkelkomponenten an verschiedenen Stellen aus dem Vorlaufkeil aus.



Die folgenden Bildschirme zeigen die Positionsinformation von zwei Reflektoren in zwei Ecken in einem Stahlblech an: ein Reflektor vom ersten Sprungabstandssignal aus der unteren Ecke und ein Reflektor vom zweiten Sprungabstandssignal aus der oberen Ecke, erkannt durch einen Sensor an entsprechender Position.

Bei Prüfköpfen für konventionellen Ultraschall ist der Schallaustrittspunkt des Vorlaufkeils normalerweise der Bezugspunkt für die Berechnung von Tiefe und Abstand. In diesem Beispiel zeigt die obere Linie in der ersten Anzeige, dass der untere Reflektor 25 mm vor den Schallaustrittspunkt in einer Tiefe von 25 mm liegt und dass der gemessene Schallweg vom Schallaustrittspunkt zum Reflektor 35,35 mm beträgt. Die zweite Anzeige zeigt an, dass der obere Reflektor 50 mm vor dem Schallaustrittspunkt auf der Oberfläche (Tiefe = Null) liegt und dass der gemessene Schallweg vom Schallaustrittspunkt zum Reflektor 70,71 mm beträgt. Der erste und der zweite Sprungabstand werden durch die Messfelder 1L1 und 1L2 (= Blende 1 Sprungabstand 1 und Blende 1 Sprungabstand 2) in der unteren rechten Ecke auf dem Bildschirm unterschieden.

Indikation bei erstem Sprungabstand von der unteren Ecke.

Indikation bei zweitem Sprungabstand von der oberen Ecke.

Da der Schallaustrittspunkt eines Phased-Array-Sensors variiert, wird üblicherweise als Bezugspunkt für die Position des Defekts die Vorderkante des Sensors statt dem Schallaustrittspunkt genommen. Folgende Dimensionen können dann von den Schallbündelinformationen abgeleitet werden:

DA = Tiefe des Reflektors in Blende A
PA = vordere Position des Reflektors bezogen auf die Vorlaufkeilspitze (deutsch: vPa A = verkürzter Projektionsabstand)
RA = Abstand zwischen dem Bezugspunkt des Vorlaufkeils und dem Reflektor
SA = Laufweg bis zum Reflektor

Bei dieser Darstellungsweise wird der Übergang vom Bereich des ersten zum Bereich des zweiten und vom Bereich des zweiten zum Bereich des dritten Sprungabstands mit gestrichelten horizontalen Linien angegeben. Im folgendem Beispiel erscheint der Reflektor der unteren Ecke am Übergang zwischen erstem und zweitem Sprungabstand und der Reflektor der oberen Ecke am Übergang zwischen zweitem und drittem Sprungabstand. Dazu geben die Positionsmessfelder oben am Bildschirm die Lage des Reflektors an.

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