[发明专利]用于探测材料不均匀性的方法

说明书

本发明涉及一种用于探测信号(6)中的标记(7)的方法(100)，所述标记表明工件(1)的材料(2)中的不均匀性(2a)，工件(1)以该信号对接收器(4)针对由来自发射器(3)的声波(5a)、电磁辐射(5b)和/或电离辐射(5c)形成的探寻辐射(5)进行应答或已经应答，其中，从所述信号(6)的一个分量(6a)中分析评价(120)所述标记(7)，所述分量在工件(1)和/或发射器(3)和/或接收器(4)旋转和/或摆转(110)一个角度时随该角度改变。本发明还涉及一种用于探测工件(1)的材料(2)中的不均匀性(2a)的装置，包括用于发射探寻辐射(5)的发射器(3)和用于接收信号(6)的接收器(4)，工件(1)以该信号应答了探寻辐射(5)，其中，设置有构造为用于实施本发明方法的器件。还涉及一种对应的计算机程序产品。

技术领域

本发明涉及一种用于探测工件中的不均匀性、尤其是非金属夹杂物的方法。

背景技术

金属构件的强度明显与材料的纯度相关。非金属夹杂物或其他缺陷部位是薄弱部位，在构件承受高应力时材料可能优先在这些部位上失效。因此，存在在产品中监视材料纯度的需求。

通过金相磨削的显微研究可以得知具有与所使用的显微镜的分辨率相应的地点分辨率的缺陷部位。因为需要相应地制作样品，所以这种研究相对耗时。

因此，使用超声浸没技术作为用于检查金属材料的常用方法。在此，由该材料组成的试样在耦合液体、例如水中用超声波照射。在至缺陷部位的边界面上，超声波被部分反射。这种检查方法的准标准在可在钢铁出版社得到的Stahl-Eisen-Prüfblatt SEP 1927中进行了描述。相应的检查装置例如由DE 40 36 005 A1，EP 1 475 633 A1，US 6 318 178B1和WO 2006 120 875 A1已知。

在申请人的试验中已经表明，即使小到用这种超声浸没技术识别时可以忽略的非金属夹杂物也可以显著降低材料强度并且导致构件失效。

发明内容

在本发明的框架中，开发了一种用于探测表明工件的材料中的不均匀性的标记的方法。根据信号对该标记进行评价分析，工件用该信号针对来自发射器的探寻辐射对接收器进行应答和/或已应答。探寻辐射尤其可以包括声波、电磁辐射和/或电离辐射。

完成时“已应答”应该理解为，为了进行分析评价，不仅可以考虑特为执行本方法所记录的“新鲜”测量数据，而且也可以通过本方法重新分析评价已经存在的测量数据。这尤其在工件例如因为工件在中间时间经受了破坏试验而不再可供用于记录进一步的测量数据时是有利的。

工件的概念不局限于特为材料检查而制的试样。工件也可以是构件或者是继续加工成构件的半成品。

根据本发明，根据信号的一个分量来分析评价所述标记，该分量在工件和/或发射器和/或接收器旋转和/或摆转时以角度随着角度改变。

对此尤其应该、但不仅仅理解为：从该信号首先分离出随角度变化的那个分量，随后根据该分量来分析评价所述标记。

这种分离例如可以在完全感测测量数据之后离线进行。但是为了进一步改善灵敏度例如也可以在记录数据期间以预给定的角频率ω进行快速的旋转或摆转，并且，例如通过锁定放大器优选探测以该角频率ω变化的信号。

已知，通过分析评价该与角度有关的信号分量，与根据迄今的现有技术相比能够明显更清晰地将由工件中的实际缺陷部位发出的信号与背景噪声和光探测分离。特别是在以超声浸没技术进行研究时可以显著提高灵敏度，使得可以可靠地识别明显更小的缺陷部位。