Visualization of the rail ultrasonic testing results

Visualisierung der Ergebnisse der Ultraschallprüfung von Schienen ist der Schlüssel für eine korrekte Beurteilung ihres Zustands

  • Einführung

Eines der Merkmale der Ultraschallprüfung (USP) einer Schiene im Vergleich zur USP anderer Objekte im Schienenverkehr ist ihre Mehrkanalbeschaffenheit mit einer Vielzahl von Schallschemata sowie die riesige Länge des Prüfobjekts.

Daraus ergibt sich die Komplexität der Wahrnehmung eines solchen Informationsvolumens durch den Bediener in Echtzeit – die Prüfung mit einzeiligen und zweizeiligen Wagen erfolgt in der Regel mit einer Geschwindigkeit von 3-4 km/h - des Gehens des Bedienerschritts.

  • Klassische Visualisierungsoptionen und das Problem ihrer Anwendung

Die klassische Ultraschallprüfoption zur Darstellung von Signalen - A-Scan (Abb. 1, a), auch in Anpassung an Mehrkanaltests - Multi-A-Scan (Abb. 1, b) eignet sich nur zur Überwachung kleiner Schienenabschnitte. Diese Ansichten ermöglichen es nicht, die Verteilung der Anzeigen entlang der Schiene zu sehen, sowie erfordern auch erhebliche Bedienerqualifikationen, da sie alles andere als visuell sind.

Signal display in one-channel А-Scan mode

а) A- Einkanalscan

Signal display in multi А-Scan mode

b) Multi-A-Scan

Abbildung 1—Anzeige von Signalen im A-Scan-Modus

 

Sie eignen sich jedoch sehr gut zum Einrichten und Kalibrieren des Fehlerdetektors. Die Funktion zum Halten des Signals auf dem Bildschirm, die wir dem Multi-A-Scan-Modus hinzugefügt haben, erleichtert die Wahrnehmung von Anzeigen auch bei Geschwindigkeiten von bis zu 4 km / h erheblich.

  • Traditionelle Lösung: Einkanal- und Zeile-B-Scans

Die Lösung für das Problem der Überprüfung der Inspektionsergebnisse entlang der Schiene ist die Verwendung von B-Scans (Abb. 2, a), häufig in Kombination mit A-Scans (Abb. 2 b). Diese Art der Anzeige ermöglicht es, sowohl den „Verlauf“ der Kontrolle über die letzten Meter der mit dem B-Scan zurückgelegten Strecke zu beobachten als auch die Dynamik der identifizierten Anzeigen im A-Scan zu spüren. Die Mehrkanalprüfung wird hier jedoch nicht berücksichtigt, da ein solches Bild nur für einen - den ausgewählten Sensor - angezeigt wird.

Signal display in one-channel B-Scan mode

а) B-Scan auf einem Kanal

Signal display in А-Scan+B-Scan mode

b) A-Scan + B-Skna auf einem Kanal

Abbildung 2 - Anzeige von Signalen im B-Scan-Modus

 

In dieser Hinsicht verwenden die meisten produzierenden Unternehmen in ihren Geräten den sogenannten Kleinbuchstaben anstelle des üblichen B-Scans (Abb. 3). Hier werden in jeder „Zeile“ B-Scans durch Kanäle kombiniert, die einem kontrollierten Bereich entsprechen. Für einen qualifizierten Bediener ist diese Ansicht - auch in Kombination mit A-Scan über einen ausgewählten Kanal oder Multi-A-Scan - recht praktisch, wenn auch immer noch nicht sehr visuell.

Signal display mode in the form of line B-Scan

Abbildung 3 — Signalanzeigemodus in Form eines Zeilen-B-Scans

 

Zeile 1 - zentraler Abschnitt der Schiene (Zum Beispiel: PEP 0°, 45°)
Zeile 2 - Mittelteil des Schienenkopfes (Beispiel: Sonde 70° FWD C, BWD C)
Zeile 3 - Arbeitsteil des Schienenkopfes (Beispiel: Sonden 70° FWD L (GF), BWD L (GF)
Zeile 4 - Nicht arbeitender Teil des Schienenkopfs (Beispiel: Sonde 70° FWD R (FF), BWD R (FF)

  • Maximale Intuitivität der Wahrnehmung: Natürliche Multi-B-Scans mit Visualisierung auf dem Schienenabschnitt

Um die Sichtbarkeit der Anzeige von Anzeigen in einem Mehrkanalmodus zu verbessern, haben wir zwei zusätzliche Modi entwickelt und in unsere Fehlerdetektoren implementiert: 1.Natural Multi B-Scan (Abb. 4 a); 2. Natürlicher Multi-B-Scan + Multiline-A-Scan (Abb. 4 b), bei dem Anzeigen von allen Kanälen gleichzeitig in ihrer natürlichen Tiefe auf dem B-Scan angezeigt werden und Signale im Multiline-A-Scan sichtbar gemacht werden können. In den nächsten Aktualisierungen wird auch die Visualisierung dieser Anzeigen auf dem Schienenabschnitt angezeigt (Abb. 5 b).

Signal display in Natural Multi B-Scan mode

а) Natürlicher Multi-B-Scan;

Signal display in Natural Multi B-Scan+MultiLine A-Scan mode

b) Natürlicher Multi-B-Scan + MultiLine-A-Scan

Abbildung 4 — Anzeige von Signalen im Natural Multi B-Scan-Modus
 
 
Signal display in Natural Multi B-scan modes

Abbildung 5 — Anzeige von Signalen im natürlichen Multi-B-Scan-Modus (Option 2)

 

Diese Art der Anzeige ist selbst für einen unerfahrenen Bediener so intuitiv wie möglich, wodurch der Prozentsatz der Fehler bei der Bewertung der erkannten Anzeigen erheblich reduziert und die Verkehrssicherheit auf den Eisenbahnen erhöht wird.

  • Mehr Spaß mit Schall

Unser Ohr kann Millionen von Klangmustern frei unterscheiden. Daher braucht der Bediener in wenigen Tagen buchstäblich nichts, um sich an die Klangcodierung von Anzeigen zu gewöhnen und auf deren Identifizierung zu reagieren, selbst wenn er sie visuell übersehen hat.

  • Kanalbedienfeld - schneller Sprung zur Bewertung

Wenn eine Anzeige von einem oder mehreren Kanälen erkannt wird, leuchtet das entsprechende Feld im Kanalfeld rot auf und zeigt an, welche Kanäle die Anzeige erkannt haben.

  • Die Erfahrung unserer Kunden

Die meisten unserer Kunden verwenden Natural Multi B-Scan oder B-Scan in Kleinbuchstaben mit Ton während der Prüfung. Wenn ein automatischer Fehleralarm ausgelöst wird, wechseln diese durch Drücken eines Tastenpaars für den ausgelösten Kanal zu B-Scan + A-Scan (Abb. 2), um die Anzeige und ihre Bewertung genauer zu untersuchen. Anschließend kehren sie zur Mehrkanalansicht zurück und setzen die Überwachung fort.

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