TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Kegel-Phased-Array für die schnelle Ultraschallprüfung von längsgebohrten Eisenbahnradsatzwellen N2 - Durch die Verwendung von Ultraschall - Phased Arrays lässt sich in vielen Fällen sowohl die Prüfgeschwindigkeit als auch die Zuverlässigkeit der Prüfung erhöhen. Für die Prüfung von Eisenbahnradsatzwellen ist die Phased Arraytechnik schon verbreitet, jedoch vor allem für die Prüfung von Vollwellen. Die Prüfung von längsgebohrten Eisenbahnrad¬satzwellen erfolgt typischerweise mit einer Anzahl von konventionellen Prüfköpfen, die rotierend durch die Längsbohrung bewegt werden. Dabei werden weder die Achsen und Räder noch die Bremsscheiben demontiert. Ein neuer Ansatz für die Prüftechnik ist die Verwendung eines rotations-symmetrischen kegelförmigen Phased Arrays in Tauchtechnik. Die Abtastung in Umfangs-richtung erfolgt durch elektronische Rotation des Schallfeldes, was viel höhere Prüfge-schwindigkeiten ermöglicht und den mechanischen Aufwand des Prüfsystems erheblich reduziert. Nur die Bewegung des Sensorsystems in axialer Richtung innerhalb der Bohrung erfolgt mechanisch. Senkrecht zur Bauteilachse kann das Schallbündel durch die Phased Arraysteuerung in Umfangsrichtung exakt ausgerichtet und im Abstand der Prüfbereiche nahe der Außenoberfläche der Radsatzwelle fokussiert werden. Die Konstruktionsparameter des Kegelarrays wurden speziell optimiert zum Auffinden von rissartigen Querfehlern in und in der Nähe der äußeren Oberfläche von längsgebohrten Eisenbahnradsatzwellen von Hochgeschwindigkeitszügen. Die Fehlerfläche liegt dabei in der Querschnittsfläche des Bauteils. Im Beitrag werden der Prototyp des neuen Sensorsystems und erste Prüfergebnisse gezeigt. Die Arbeiten wurden durchgeführt im Rahmen des Europäischen Projektes “Whole Life Rail Axle Assessment and Improvement Using Ultrasonic Phased array and Corrosion Inspection Systems“ (RAAI). T2 - 10. Fachtagung ZfP im Eisenbahnwesen, 13. – 15. März 2018 CY - Wittenberge, Germany DA - 13.03.2018 KW - Eisenbahn KW - Ultraschallprüfung KW - Radsatzwellen KW - Phased Array KW - Kegelarray KW - Rotationsscanner PY - 2018 AN - OPUS4-44523 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Cone type Phased Array Design for High Speed Hollow Axle Inspection N2 - To increase inspection speed and inspection reliability the use of phased array system is a superior solution. Especially for shaft inspection phased array setups are commonly used. For hollow axle inspection typically a number conventional probes rotating through the axles drilling are applied, without demounting the axes and without dismantling the wheels and the brake discs. A new approach using a cone type array operated in immersion technique will allows to increase inspection speed and reduce the mechanical effort of the inspection system by rotating the sound field for the circumferential scan electronically. Only a linear movement of the probe is necessary to move the phased array cone forward and backwards inside the drilling. By applying additional focal laws the beam can be inclined exactly and be focused in the plane vertical to the specimen axis to concentrate the sound in the zones close to the external surface of the railway axle. The cone type phased array probe has been optimized to detect transversal flaws in and close to the outer surface of the hollow axle, whose surface lies in the radial-radial plane. The prototype probe system and its performance will be presented. T2 - ESIS TC24 Workshop: Integrity of Railway Structures CY - Wittenberge, Germany DA - 25.09.2017 KW - Hollow Axle Inspection KW - Ultrasound KW - UT KW - Phased Array KW - Cone Type Array PY - 2017 AN - OPUS4-42523 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - What is the benefit of the total focussing method and full matrix capture for ultrasonic imaging using the phased array technique N2 - In the last two decades automated ultrasonic inspection devices took over a lot of applications that prior have been carried out using manual inspection with the evaluation of A-scans only. In parallel phased array systems have been developed and brought to the market which offer detailed and fast control over the sound field. When applying automated inspection phased array systems for UT measurements imaging of the recorded data in combination with the probe positioning data is used for the evaluation of inspections. B-Scan, C-Scan and S-Scan images are typically used with this setup. For more sophisticated applications with linear arrays echo tomography and syntethic aperture focusing technique (SAFT) are well known methods and often applied for high resolution image reconstruction. Since channel count of phased array systems is constantly rising, matrix arrays with up to 256 elements entered the market. Signal processing in the matrix domain became 3D. Since some years the Total Focusing Method (TFM) is an additional imaging tool for these type of application. It is based on the Full Matrix Capture (FMC) using the elements of phased array probes as separate transmitters and receivers. In this contribution we discuss the common ground of SAFT and TFM as well as the differences between these imaging tools. The combined use of automated inspection, matrix arrays and signal processing for high resolution measurements is a challenging task where a very long parameter list has to be taken into account. Under which conditions which elements of the full matrix should be taken for the reconstruction for best results? Based on examples taken from measured and simulated echo signals it will be shown how image resolution can be optimized in dependence of different parameters like the distance between transmitters and receivers and their directivity patterns, the depth of echo source and the specimen geometry. T2 - 19th World Conference on Non-Destructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.06.2016 KW - Ultrasonic testing KW - Ultrasonic imaging KW - Phased array KW - Total focussing method KW - Full matrix capture PY - 2016 UR - https://www.wcndt2016.com/programme AN - OPUS4-37051 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer A1 - Heckel, Thomas T1 - Simulation of sparse matrix array designs N2 - Matrix phased array probes become more and more prominent to be used in industrial applications. The main drawbacks, using probes incorporating a very large number of transducer elements, are the needs for an appropriate cabling and an ultrasonic device offering many parallel channels. Matrix arrays designed for extended functionality feature at least 64 or more elements. Typical arrangements are square matrices, e.g. 10 by 10 or 11 by 11 or rectangular matrices, e.g. 8 by 16 or 10 by 12 to fit a 128-channel phased array system. In some phased array systems, the number of simultaneous active elements is limited to a certain number, e.g. 32 or 64. Those setups do not allow to run the probe with all elements active which may cause a significant change in the directivity pattern of the resulting sound beam. When only a subset of elements is possible to use during a single acquisition, different strategies may be applied to collect enough data for rebuilding the missing information from the echo signal. Omission of certain elements may be one approach, overlay of subsequent shots with different active areas may be another one. This paper presents the influence of decreased number of active elements on the sound field and their distribution on the array. An example for 16 active elements out of 121 is given in Figure 1. The sound field divergence and its shape basically remain the same, while the sensitivity is reduced and the amplitudes of the speckle-like side lobes increase significantly. Solutions using subsets with different element activity patterns on matrix arrays and their advantages and disadvantages concerning the sound field are evaluated using semi-analytic simulation tools. Sound field criteria regarding the consequences for NDT test results and the system setup are discussed. T2 - QNDE 2017 CY - Provo, UT, USA DA - 17.07.2017 KW - Ultrasound KW - Sparse array KW - Simulation PY - 2017 AN - OPUS4-41149 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer A1 - Heckel, Thomas T1 - Schnelle Ultraschallprüfung von längsgebohrten Eisenbahnradsatzwellen mit Phased Array Rotationsscanner N2 - Im Rahmen des Europäischen Projektes RAAI* wird speziell für längsgebohrte Eisenbahnradsatzwellen von Hochgeschwindigkeitszügen eine Phased Array Technik angepasst, mit dem Ziel einer nahezu 100%igen Rissprüfung (Tiefe 2-3 mm) ohne die Demontage der Wellen und einer Prüfzeitreduzierung von 75%. Die Technik arbeitet mit einem Phased Array, bei dem die Schwingerelemente auf einem Kegelstumpf angeordnet sind. Für die Abtastung in Umfangsrichtung erlaubt das Phased Array die schnelle Rotation und zusätzlich das Fokussieren und Schwenken des Schallbündels. In Richtung der Achse wird das Prüfkopfsystem mechanisch bewegt. In vorangegangenen Projekten ist das Prinzip dieser Prüftechnik entwickelt und die Tauglichkeit gezeigt worden. Die jetzigen Arbeiten haben insbesondere die Optimierung der Sensortechnik an die o.g. Aufgabe zum Ziel. Wegen der ungewöhnlichen Geometrie des Arrays sind umfangreiche Simulationsrechnungen nötig, um die Auswirkung von zahlreichen Parametern auf die Schallfeldform und letztlich auf die Empfindlichkeit und die Ortsauflösung zu untersuchen und die Konstruktionsdaten zu bestimmen. Zur Validierung der Prüftechnik werden Tests an typischen Eisenbahnradsatz-wellen durchgeführt. Der Einsatz von unterstützenden Signalverarbeitungsalgorith-men bei der Auswertung der Prüfergebnisse zur sichereren Fehlererkennung ist u.a. wegen des möglichen geringen Messpunktabstandes für diese Prüftechnik besonders vielversprechend. Der Stand der Entwicklung wird gezeigt. T2 - DGZfP Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Phased array KW - Radsatzwellen KW - Ultraschall KW - Kegelarray KW - Eisenbahnradsatz KW - Innenprüfung KW - ZfP KW - Bahn KW - Kegel KW - Innenbohrung KW - Prüfung PY - 2017 AN - OPUS4-41154 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erhard, Anton A1 - Wüstenberg, Hermann A1 - Boehm, Rainer T1 - Sound Field Distribution Influenced by Anisotropic Materials T2 - ASNT Fall Conference CY - Long Beach, CA, USA DA - 1993-11-08 PY - 1993 AN - OPUS4-18851 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erhard, Anton A1 - Seidel, Alexandra A1 - Boehm, Rainer A1 - Wüstenberg, Hermann A1 - Bidois, H T1 - Zum Einfluss von Prüfkopfschallfeldern auf die Fehlernachweisbarkeit in Plattierungen T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Timmendorfer Strand, Germany DA - 1994-05-09 PY - 1994 AN - OPUS4-18852 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Erhard, Anton A1 - Boehm, Rainer A1 - Wüstenberg, Hermann A1 - Brekow, Gerhard A1 - Thomas, Hans-Martin T1 - Redundant Defect Detection and Evaluation with NDT-Techniques T2 - EPRI, Vessel and Internal Inspection Conference CY - San Antonio, TX, USA DA - 1994-07-11 PY - 1994 AN - OPUS4-18854 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - SAFT für die Rissflächenanalyse - Vergleich von Modellrechnungen und Gruppenstrahlermessungen T2 - Jahrestagung der DGZfP 2009 CY - Münster, Germany DA - 2009-05-18 PY - 2009 AN - OPUS4-19806 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - SAFT for crack surface analysis - comparison of modelling and phased array measurments T2 - 5th International Workshop Non-Destructive Testing in Progress CY - Prague, Czech Republic DA - 2009-10-12 PY - 2009 AN - OPUS4-20153 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Prüfköpfe ausmessen und simulieren, Schallfeldermodellierung T2 - DGZfP-Ultraschalltechnik-Kurs (Z-UT) der DGZfP CY - Berlin, Germany DA - 2003-07-09 PY - 2003 AN - OPUS4-4535 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Stand der Modellierungstechnik von Eisenbahnrädern mit Gruppenstrahlern T2 - Projektsitzung SUPRA CY - Erlangen, Germany DA - 2003-09-25 PY - 2003 AN - OPUS4-4536 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Modellierungstechnik für die Ultrachallprüfung von Rad, Schiene und Achswellen T2 - Seminar mit dem IZFP Saarbrücken CY - Berlin, Germany DA - 2003-11-14 PY - 2003 AN - OPUS4-4537 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Einfluss fokussierter Schallfelder auf das Reflexionsverhalten von Testfehlern T2 - DGZfP-Jahrestagung 2003: Zerstörungsfreie Materialprüfung - ZfP in Anwendung, Entwicklung und Forschung CY - Mainz, Germany DA - 2003-05-26 PY - 2003 AN - OPUS4-2903 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Dreidimensionale Berechnung von Schallfeldern unter dem Einfluss zylindrischer Bauteilkrümmungen für fokussierende Prüfköpfe und Gruppenstrahler T2 - DGZfP-Jahrestagung 2002: ZfP in Anwendung, Entwicklung und Forschung CY - Weimar, Germany DA - 2002-05-06 PY - 2002 AN - OPUS4-2904 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Phased array rotation scanner probe system for ultrasonic testing of sleeve shafts T2 - 9th European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT) CY - Berlin, Germany DA - 2006-09-25 PY - 2006 AN - OPUS4-12634 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Anwendung von Modellen zur Echohöhenbewertung von Prüfköpfen mit ungewöhnlicher Schwingergeometrie T2 - DGZfP-Jahrestagung 2005 CY - Rostock, Germany DA - 2005-05-02 PY - 2005 AN - OPUS4-11610 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Praxisnahe Modellierung für die ZfP mit Ultraschall anschaulich dargestellt T2 - DGZfP-Arbeitskreis CY - Hamburg, Germany DA - 2007-03-14 PY - 2007 AN - OPUS4-16372 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Ultraschalluntersuchungen an einem Turbinenradscheibentestkörper mit Sägezahn-Arrays T2 - Jahrestagung der DGZfP 2011 CY - Bremen, Germany DA - 2011-05-29 PY - 2011 AN - OPUS4-23910 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Multi-Parameter POD in industriellen Anwendungen T2 - Seminar des Fachausschusses Ultraschallprüfung der DGZfP CY - Offenbach am Main, Germany DA - 2011-11-09 PY - 2011 AN - OPUS4-25217 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Boehm, Rainer T1 - Matrixarrays zur bildgebenden Ultraschallprüfung am Beispiel 6 mm dicker CFK-Platten T2 - DACH - Tagung in Graz, Sept. 2012 CY - Graz, Austria DA - 2012-09-17 PY - 2012 AN - OPUS4-26767 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -