用于手导向超声检查检查对象的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9221483阅读:来源:国知局
固定装置,在该固定装置上可旋转移动地安设检查头,其中,固定装置包括旋转位移传感器,借助该旋转位移传感器确定检查头的位置和/或定向。由此,也可以以可靠的方式检测检查头在所有三个空间方向上的各定位以及检查头关于所有三个空间轴的定向。
[0019]在系统的另一个有利的结构方案中规定,检测装置包括图像检测装置,借助该图像检测装置可检测多个安设在检查头上的光学标记并且根据检测到的光学标记确定检查头的位置和定向。该光学标记可以是例如主动的标记,也就是说发射光线的,或被动的标记,反射环境光线或辅助照明的。通过光学标记的相应探测可以连续地确定检查头例如相对预设的坐标系统的三维定位和定向。
[0020]系统的另一个有利的实施形式规定,检测装置包括安设在检查头上的图像检测装置,借助图像检测装置检测多个安设在检查对象表面上的光学标记并且根据检测到的光学标记确定检查头的位置和定向。检测装置优选包括投影装置,借助该投影装置将光学标记以可预设的图案投影到检查对象表面上。该预设的图案可以是例如点、条纹、方格图案或类似物。在此有利的是图案的一种实施形式,该图案以预设的方式例如通过借助点形、点布置、波长等的编码而局部变化。由此,能够特别简单且可靠地确定检查头的定位和定向。
[0021]最后,在系统的另一个有利的结构方案中规定,检查头设计成垂直检查头、角度检查头或相控阵检查头。
【附图说明】
[0022]本发明的其他优点、特征和详情从优选实施例的下列说明中以及根据附图获得。前面在说明书中所述的特征和特征组合以及下列在【附图说明】中所述的和/或仅在附图中所示的特征和特征组合不仅可以以各给定的组合形式,而且还以其他的组合形式或单独地使用,只要不超出本发明的保护范围即可。附图中:
[0023]图1是用于超声检查检查对象的系统的示意性立体图,其中,用于检测检查头位置和定向的两个光学运动传感器布置在该系统上;
[0024]图2是用于超声检查检查对象的系统的备选实施形式的示意性立体图,其中,在臂上并且在T-形构造的检查头上方设有超声波接收器,在T-形构造的检查头上本身设有三个超声波接收器;
[0025]图3是用于超声检查检查对象另一个备选实施形式的立体图,其中,手导向的检查头布置在可偏转的固定装置上;
[0026]图4是用于超声检查检查对象的另一个实施形式的示意性立体图,其中,多个光学标记安设在检查头上并且提供布置在检查头上方的图像检测装置;以及
[0027]图5是用于超声检查检查对象的另一个实施形式的示意性立体图,其中,图像检测装置安设在检查头上,借助检查头可检测多个安设在检查对象表面上的光学标记。
[0028]在附图中,相同的元件或功能相同的元件具有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0029]图1以示意性的立体图示出整体以10标记的用于超声检查检查对象12的系统。该系统10包括沿检查对象表面14可运动的检查头16,借助该检查头16将超声波脉冲发送到检查对象12中并且可接收与已发送的超声波脉冲相应的回波信号。系统10还包括此处未示出的数据处理装置18,借助该数据处理装置18根据接收到的回波信号的幅值的叠加和平均可生成此处同样未示出的、检查对象12的检查区域的图像20。换言之,用于超声检查检查对象12的系统10设计用于,在超声检查检查对象12的范围内执行所谓的SAFT-分析(合成孔径聚焦技术)。
[0030]系统10还包括此处未进一步标记的检测装置,借助该检测装置在发送超声波信号时并且在接收相应的回波信号时可检测检查头16的各位置。借助数据处理装置18根据检查头16的各检测到的位置和定向可生成检查对象12的图像20。
[0031 ] 在图1所示的实施形式中,检测装置包括两个光学运动传感器22,24,这两个光学运动传感器22,24相互间隔地安设在检查头16的各侧面上。运动传感器22,24在此是二维运动传感器,该二维运动传感器例如按照光流测量原理工作,该光流测量原理例如从计算机鼠标中已知。在此,检查对象表面14的局部变化的光学特性用于进行运动探测。借助两个光学运动传感器22,24可以检测与参考点,例如在超声检查开始时检查头16的起点的各相对位置。通过使用两个光学运动传感器22,24除了在超声检查期间检查头16的二维位置检测外,也可以作为补充的自由度以围绕检查对象表面14的法线的各旋转运动的形式检测检查头的定向。
[0032]下列阐述用于超声检查检查对象12的方法。手动地,也就是说用手将检查头16沿检查对象表面14运动,其中,将超声波脉冲发送到检查对象12中。在此借助检查头16接收与已发送的超声波脉冲相应的各回波信号。在检查头16沿检查对象表面14运动期间,借助光学运动传感器22,24在发送各超声波信号和接收相应的回波信号时检测检查头的各位置和定向。
[0033]根据接收到的回波信号的幅值的叠加和平均,借助数据处理装置18生成检查对象有待检查的区域的图像20。在此根据借助超声检查来检查检查对象12的哪一部分,仅生成检查对象12的一部分区域或者整个检查对象12的图像20。
[0034]在生成检查对象12的图像20时考虑检测到的检查头16的各位置和定向。从测得的位置和定向和各时间参考中计算在每个超声波脉冲的时刻检查头16的当前位置和定向并且在所谓的SAFT-分析中用于确定重建的各体素和测量位置之间的距离。在此根据检查头16的检测到的位置和定向在发送超声波信号时确定检查头的有效孔径的中心位置并且在形成检查对象12的检查区域的图像时考虑检查头的有效孔径的中心位置。有效孔径在此是检查头16的用作有效发送和接收面的部分。各位置测量和检查头16的位置之间的空间错移量借助检测到的有关检查头定向的信息计算出。
[0035]检查对象12的图像20在此已在检查头16沿检查对象表面14的运动期间生成。因此已提早识别在检查对象12内部相应的缺陷部位、损坏处等并且借助已生成的图像20,例如在此处未示出显示器26上可视化。
[0036]存储在超声检查期间检测到的有关各位置和与之对应时刻的数据,从而这些信息或数据可供之后评估使用,例如作为证据,证明在超声检查时没有忽略在检查对象12上的相关的检查位置或可供借助之后的检查对象12的三维模型可视化使用。
[0037]超声检查还可以与此处所示的图示相反通过多个其他的检查头执行,从而是特别适合的,当检查对象12或检查对象12的有待检查的区域特别大的时候。检查头16或其他的检查头可以在此设计成垂直检查头、角度检查头或设计成相控阵检查头。
[0038]在图2中以立体图示出系统10的备选的实施形式。在此实施形式中,此处未进一步标记的检测装置包括三个超声波发送器28,三个超声波发送器28布置在本实施形式中T-形构造的检查头16上,其中,更准确的说,T-形部分安设在检查头16上,在该检查头16上设有超声波接收器28。此外,提供与检查头16分离地布置的超声波接收器30,借助超声波接收器30根据从超声波接收器28中发送的超声波脉冲确定检查头16的位置和定向。换句话说,位置和定向的检测即借助所谓的声学跟踪进行。根据运行时间测量(Laufzeitmessung)可以确定超声波接收器28和超声波接收器30之间的距离并且通过三角测量换算成空间中的三维位置和定向,由此可以以可靠的方式确定检查头16在其沿检查对象表面14运动时的各定位和定向。
[0039]用于超声检查检查对象12的系统10的另一个备选的实施形式在图3的立体图中示出。在本实施形式中,检测装置包括可偏转的固定装置32,该固定装置32设计成一种回转臂。在固定装置32上,使检查头16可转动地被阻止(abgebracht)在固定装置的端部处,其中,固定装置32包括多个此处未进一步标记的旋转位移传感器,借助该旋转位移传感器确定检查头16的位置和定向。检查头16可以在此相应于固定装置32现有的自由度沿检查对象表面14运动,其中,借助旋转位移传感器可以以可靠的方式检测检测头16的各定位和定向。
[0040]在图4中,以示意性立体图示出用于超声检测检查对象12的系统10的另一个实施形式。在本实施形式中,检测装置包括图像检测装置34,借助该图像检测装置3
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