Erweiterte Modelle für die ZfP zur Ermittlung der Auffindwahrscheinlichkeit (POD) von Oberflächen- und Volumenfehlern

Die Charakterisierung der Nachweiseigenschaften zerstörungsfreier Prüfverfahren anhand des Konzeptes der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (englisch: Probability of Detection, POD) erfährt derzeit wachsendes Interesse, nicht nur bei Anwendungen in sicherheitsrelevanten Bereichen. Mit dem vom US-Department of Defense herausgegebenen Handbuch MIL-HDBK-1823 und der dazugehörigen Berechnungssoftware (mh1823) liegt ein international akzeptierter Standard zur Durchführung von POD-Analysen vor. Bei dessen Anwendung zur Berechnung von POD-Kurven muss allerdings zweierlei beachtet werden: zum einen wird bei der â versus a-Analyse von einem linearen Verlauf zwischen der Amplitude des Fehlersignals und der Fehlergröße ausgegangen; zum anderen wird von einer im gesamten Messdatenbereich - also für a lle betrachteten Fehlergrößen - konstanten Streuung/Varianz der Messwerte ausgegangen. Da experimentelle Ergebnisse von ZfP-Verfahren bei der â versus a-Analyse in der Regel von diesen Annahmen abweichen, haben wir eine Erweiterung der in der mh1823-Software verwendeten POD-Modelle vorgenommen. Dies betrifft die Berücksichtigung normal-verteilter Messwerte unterschiedlicher Streuung/Varianz sowie nicht-linearer Verläufe der Amplitude-versus-Fehlergröße-Abhängigkeiten. Anhand von Beispielen aus dem Bereich der optischen Oberflächeninspektion und der Ultraschallprüfung schwerprüfbarer Werkstoffe untersuchen wir den Einfluss dieser Erweiterungen auf den charakteristischen POD-Kennwert a90/95. Des Weiteren untersuchen wir den Zusammenhang zwischen dem Fehlerdetektions-Schwellwert (z.B. 6 dB über Rauschen), der resultierenden POD-Kurve sowie der Wahrscheinlichkeit für Fehlanzeigen (englisch: Probability of False Indication, PFI).