GEKKOPortables Ultraschallprüfgerät für Phased Array, TOFD und konventionelle Prüfköpfe

B-Bilder

Sektor-Scan und Linear-ScanPhased-Array-Prüfköpfe enthalten mehrere piezoelektrische Elemente, die einzeln oder zeitverzögert angeregt werden können. Die Schallfelder von mehreren Elementen, die einen sogenannten virtuellen Prüfkopf bilden, werden überlagert. Das resultierende Schallfeld kann dann elektronisch verschoben (Linearscan) oder geschwenkt werden (Sektorscan). Es können Longitudinalwellen, Transversal-wellen und auch Oberfl ächenwellen und Kriechwellen erzeugt werden. Eine elektronische Fokussierung in defi nierbaren Tiefen oder Tiefenbereichen ermöglicht es, B-Bilder (Schnittbilder senkrecht zur Oberfl äche) mit hoher Aufl ösung anzuzeigen.

Sektorscan, erzeugt durch Schwenken des Schallfel-des, hier von -45° bis +45°

Linearscan, erzeugt duch elektronische Verschiebung des Schallfeldes innerhalb des Arrays

Im oben dargestellten Beispiel sind ein Sektorscan und ein Linearscan von einer Bohrlochreihe im ASTM-Kontrollkörper dargestellt. Der GEKKO unterstützt auch eine Kalibrierfunktion, mit der die Echoamplituden für alle Schallwege und Winkel auf die gleiche Höhe gesetzt werden können. Die laterale Ortsaufl ösung entspricht dem Durchmesser des fokussierten Schallfeldes. Sektor- und Linearscans sind die traditionellen B-Scan-Techniken. Eine neue Methode ist die TFM-Technik, mit der noch höhere Ortsaufl ösungen erzielt werden:

Die Total-Focusing-Methode ist einzigartig und vergleichbar mit Sampling-Phased-Array-Techniken. Dabei werden alle Wechselwirkun-gen zwischen allen Array-Elementen und allen Bildpunkten in einem defi nierten Prüfbereich integriert. Auf diese Weise werden B-Bilder mit einer extrem hohen Aufl ösung von 1 (!) Wellenlänge erzeugt, wenn ein Phased-Array-Prüfkopf mit 64 Elementen eingesetzt wird. Dabei wird eine Echtzeit-Darstellung mit bis zu 25 Bildern pro Sekunde erreicht.

Refl ektorgrößen werden mit Cursors vermessen. Das Beispiel zeigt ein TFM-B-Bild von einer Reihe von Bohrlöchern mit dem Durch-messer 1,5 mm. Als korrektes Ergebnis lässt sich die Refl ektorbreite 1,5 mm ablesen.

Total Focusing Method (TFM)

Kalibrierblock für Gruppenstrahler gemäß ASTM E 2491

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TFM-B-Bild Refl ektorgrößenbestimmung mit CursorsDefi nition eines Prüfbereichs als x-y-Gitter Testblock mit Quer-bohrungen

Prüfobjekt mit Flachbodenbohrungen, Prüfanordnung

Der GEKKO unterstützt auch die Prüfung auf gekrümmten Flächen. Das erlaubt zum Beispiel die Prüfung von Längsschweißnähten an Rohren. Die B- und C-Bilder stellen die Reflektoranzeigen lagerichtig dar.

Dreidimensionale Ultraschallbilder (3D-Tomografie)

3D-Prüfergebnis: A-Bild, B-Bild und C-Bild

3D - AbbildungMit mechanischer Verschiebung eines linearen Phased-Array-Prüfkopfes werden viele B-Bilder erzeugt, die dann einen dreidimensi-onalen Datensatz ergeben. Dieser Datensatz kann dargestellt werden als C-Bild (Draufsicht auf das Prüfobjekt). Durch Verschiebung des vertikalen Cursors im C-Bild wird das zughörige B-Bild angezeigt. Mit dem vertikalen Cursor im B-Bild wird das zugehörige A-Bild ausgewählt.

Im folgenden Beispiel wird ein ebenes Prüfobjekt mit einem planen linearen Gruppenstrahler und senkrechten Longitudinalwellen gescannt.

Einstellung der Ultraschallparameter und der Prüfkopfposition auf einem Rohr Prüfergebnis von einer Rohr-Längschweißnaht

Die Möglichkeit, das Schallfeld an der Rohrinnenwand zu „falten“, erleichtert die Einstellung zur korrekten Schallfeld-Abdeckung der Schweißnaht und die Interpretation von Anzeigen.

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Menüs

Sehr einfache Parametrierung und Prüfdurchführung durch das „Look & Feel“-Design der Menüs

Menü HomeDie Parametersätze unter „Assistenten“ ermöglichen den Auf-bau spezieller Anwendungen, die dann unter „Anwendungen“ gespeichert werden. Prüfergebnisse werden unter „Prüfergeb-nisse“ abgelegt. Die Parametersätze in den Assistenten können nicht gelöscht und verändert werden, damit immer eine sichere Ausgangsbasis besteht.

Menü Ultraschall-Prüfparameter• Parametrierung für den gewählten B-Scan-Typ (Linear-Scan,

Sektor-Scan oder TFM-Scan) samt Prüfkopf-Position und Orientierung für die optimale Schallfeld-Abdeckung

• Auswahl von Datenerfassungsblenden, inklusive Typ, Positi-on und Schwellwert

• Amplituden-Kalibrierung für Phased Array TCG (laufzeitabhän-gige Verstärkung), ACG (winkelabhängige Verstärkung) und für Einschwinger-Prüfköpfe TCG und DAC (Bezugslinie)

Menü Prüfanordnung • für Prüfobjekte, • Prüfköpfe, Vorläufe und• Scanner mit Positions-Encodern Alle Parameter und Fotos können insgesamt oder individuell gespeichert und geladen werden.

Menü Konfiguration• Scan-Optionen: Auswahl des Scantyps (Zeitbasis oder

Encoder), Referenz-Punkte am Objekt, Prüfkopf und auch Prüfkopfgruppen, Scanlänge und Schrittweite

• Display-Optionen: Auswahl der Bildtypen (A-, B-, C-, D-Scan, TOFD-Bild), mit individueller Definition zur gewählten Num-mer von Prüfkopf, Salve und Blende

• Vorbereitung zu den Angaben im Prüfbericht

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Werkzeuge und Assistenten

Einfache Bedienung durch hilfreiche Werkzeuge und Assistenten

Objekt-Assistent für ebene Platten und Rohre, mit oder ohne Schweißnaht. Auch DXF-Dateien können importiert werden

Schweißnaht-Assistent mit 14 symmetrischen und 7 asymmetrischen Schweißnaht-Geometrien. Konfiguration individueller Geometrien.

Werkzeug für die Kalibrierung von Positions-Encodern Untermenü für die Messung und den Abgleich von Element-Empfindlichkeiten

Automatische Vermessung von Winkel und Höhe von Vorlaufkeilen Verstärkungskorrekturen TCG (Time Corrected Gain, laufzeitabhängig) und ACG (Angle Corrected Gain, winkelabhängig)

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Kombinationen

For Phased Array probes with wedge type 1814.13x For TOFD probes with wedge type 6148.xxx

Schweißnahtprüfung mit 2 x Phased Array und TOFD

Kombination mehrerer Encoder: Scannen größerer Flächen mit 2D-Mapping

Der GEKKO unterstützt mäandrische Flächen-Scans!Wenn Prüfobjekte breiter als die Scanbreite eines Array-Prüf-kopfes sind, dann kann die Fläche mäandrisch gescannt wer-den. Die einzelnen C-Bild-Streifen werden anschließend zu einem kompletten C-Bild zusammengesetzt.• Der mechanische Scan kann entweder motorisiert oder manuell

mit einem x-y-Scanner ausgeführt werden.• Die 2D-Abtastung von Flächen ist sinnvoll für die Volumen-

und Korrosions-Prüfung. Ein C-Bild zeigt Unregelmäßigkeiten im Volumen und ein D-Bild die Restwanddicke von korrodier-ten Objekten.

• Der GEKKO unterstützt bis zu drei Positions-Encoder.

Monoelement- TOFD Sektor-Scan Prüfköpfe

Linear-Scan Multi-Salve Matrix-Array TFM

Kombination verschiedener TechnikenDie verschiedenen Techniken können kombiniert werden, wobei mehrere Prüfköpfe und auch verschiedene Salven pro Prüfkopf definierbar sind.

Die Prüfköpfe können parallel betrieben werden. So ist es mög-lich, verschiedene Prüfaufgaben gleichzeitig durchzuführen. Für die Schweißnahtprüfung ist eine zweiseitige Phased-Array-Ein-schallung üblich. Oft wird dies mit dem Verfahren „Time-of-Flight Diffraction (TOFD)“ kombiniert, was eine genaue Bestimmung der Risstiefenausdehnung durch die Messung von Laufzeitunterschie-den ermöglicht. Wenn mehrere Prüfköpfe verwendet werden, wird ein Scansystem mit mehreren Prüfkopfhalterungen und einem Po-sitionsencoder benötigt. Solche Systeme gibt es für die manuelle und motorisierte Prüfung.

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Scanner für die manuelle Prüfung von ebenen Stumpfnähten und Rundnähten an Rohren mit Positions-Encoder, magnetischen Rädern und Prüfkopfhalter für zwei Gruppenstrahler und TOFD-Prüfköpfe

Doppeltkardanische Prüfkopfhalter

Für Phased-Array-Prüfköpfe mit Vorlaufkeil Typ 1814.13x

Für TOFD-Prüfköpfemit Vorlaufkeil Typ 6148.xxx

Matrix-Arrays, Erstellung von Prüfberichten

Nach der Prüfung werden die Ergebnisse in einem Prüfbericht dargestellt. Folgende Anga-ben können für den Bericht ausgewählt werden (zusätzliche Eingabefelder sind defi nierbar):

• Zeit und Ort der Prüfung• Prüfer• Prüfobjektangaben• Prüfkopfparameter• Scannerparameter• Ultraschallparameter• Blendenparameter• TCG und Empfi ndlichkeitseinstellungen

Nach der Analyse von Prüfergebnissen wird der Prüfbericht erstellt – mit einer Tabelle zu den Anzeigen und, wenn gewünscht, auch mit Bildern von den Fehleranzeigen. Die Para-meter ohne Prüfergebnis oder nur mit einem Beispiel zur Ergebnisdarstellung sind in die-ser Form auch direkt als Prüfanweisung ver-wendbar. Die Prüfanweisung und der Prüfbe-richt werden als PDF exportiert und können auf einem USB-Stick gespeichert werden.

Software „GekkoView“ für externen PC:Die im Lieferumfang enthaltene Software „GekkoView“ ermöglicht den Export von Prüf-Ergebnissen auf einen externen PC. So kann der Prüfer seine Prüfung fortsetzen, während ein anderer die Datenanalyse durch-führt und den Prüfbericht erstellt.

Matrix-Arrays

Mit seinen 64 parallelen Kanälen unterstützt der GEKKO Mat-rix-Arrays mit 8 x 8 Elementen. Damit können Sektorscans mit defi nierbaren seitlichen Schwenkwinkeln generiert werden. So kann zum Beispiel eine Schweißnaht auf Längs- und Schräg-fehler gleichzeitig geprüft werden. Im Prüfbeispiel sind sechs Sektorscans von -45° bis +45° dargestellt - mit einer Anzeige im Sektorscan für den seitlichen Schwenkwinkel -45°.

Prüfanweisung und Prüfbericht

Sektor-Scans für sechs seitliche Schwenkwinkel

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KARL DEUTSCH Prüf- und Messgerätebau GmbH + Co KG

Otto-Hausmann-Ring 101 · 42115 Wuppertal · Deutschland

Telefon (+49-202) 7192-0 · Fax (+49-202) 71 49 32

info@karldeutsch.de · www.karldeutsch.de

DIN EN ISO9001

zertif iziert

Technische Daten

Abmessungen 408 mm x 284 mm x 130 mm

Gewicht 7,5 kg (inklusive 2 Batterien)

Stromversorgung 2 Li-Ionen-Batterien (einzeln austauschbar bei laufendem Betrieb)

Batterie-Laufzeit mindestens 3 Stunden 15 Minuten

Interner Speicher SSD 128 GB

Anschlüsse Stromversorgung 230 V1 x IPEX-Buchse für Phased-Array-Prüfköpfe, 64 Kanäle4 x Lemo 00-Buchsen für Einschwinger-, SE- und TOFD-Prüfköpfe3 Encoder-Eingäge1 externer Analogeingang für flexible Array-Prüfköpfe1 VGA-Ausgang3 x USB2

Bildschirm 10,4“-Diagonale, Touchscreen1024 x 768 Pixel-AuflösungHelligkeit 400 cd / m2

Sender negativer Rechteckpuls, Pulsbreite 30 ns bis 1250 ns10 bis 100 Volt für Phased-Array-Prüfköpfe10 bis 200 Volt für Einschwinger-PrüfköpfeImpulsfolgefrequenz 10 Hz bis 10 kHz

Maximale Anzahl Focal Laws 1200

Digititalisierungstiefe bis 65.000 Punkte

Digitalisierungsfrequenz 10 MHz bis 100 MHz

Signal-Mittelung bis 64-fach

Verstärkung analog 0 bis 46 dBdigital -40 dB bis +40 dB

Eingangsimpedanz 50 Ω

3-dB-Bandbreite 0,55 bis 14,3 MHz für Phased Array0,60 bis 25 MHz für konventionelle Ultraschallprüfung

Übersprechdämpfung zwischen den Kanälen > 50 dB für exzellenten Signal-Rausch-Abstand

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