DE3641027A1 - Method for locating sound emission sources and device for carrying out the method - Google Patents

Method for locating sound emission sources and device for carrying out the method

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DE3641027A1 DE19863641027 DE3641027A DE3641027A1 DE 3641027 A1 DE3641027 A1 DE 3641027A1 DE 19863641027 DE19863641027 DE 19863641027 DE 3641027 A DE3641027 A DE 3641027A DE 3641027 A1 DE3641027 A1 DE 3641027A1
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Abstract

In this method and device, delay-controlled array receivers (1 to 13) are used, the signals of which are delayed in delay units (61 to 72) in such a manner that the signals from a desired area become superimposed in an adder (17) whilst the remaining signals are suppressed. Located sound emission sources are displayed with the aid of a screen display unit (20), on which the direction of reception is indicated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung von Schallemissionsquellen bei der Schallemissionsprüfung von Bauteilen auf Schadensstellen, bei dem die Lage der Schallemissionsquelle aus an verschiedenen Meßstellen ankommenden Schallsignalen ermittelt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for locating Noise emission sources in the noise emission test of components on damaged areas where the location of the Sound emission source from at various measuring points incoming sound signals is determined and a Device for performing the method.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 30 33 990 bekannt und dient insbesondere dazu, im Rahmen der zerstörungsfreien Prüfverfahren eine Schallquelle zu lokalisieren, die von Rissen und Leckagen in druckbe­ lasteten Komponenten hervorgerufen wird. Bei dem be­ kannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden mehrere Mehrelementwandler verwendet, die aus jeweils vier Einzelelementen bestehen, die meist quadratisch angeordnet sind. Zur Ortung einer kontinuierlichen Quelle wird die Kreuzkorrelationsfunktion aller Einzel­ signale miteinander bestimmt. Die zu den Maxima der Kreuzkorrelationsfunktionen gehörenden Zeitwerte geben die Zeitunterschiede an, unter denen die Signale an den Einzelelementen ankommen. Aus den Zeitunterschieden läßt sich der Winkel zur Quelle berechnen. Voraus­ setzung hierzu ist es jedoch, daß sich die Signale sehr ähnlich sind und sie mit der gleichen Ausbreitungsge­ schwindigkeit an den Einzelelementen des Mehrelement­ wandlers ankommen. Die Geschwindigkeit braucht aber nicht bekannt zu sein. Durch einen zweiten Winkel, den ein weiterer Mehrelementwandler liefert, ist der Ort der Quelle bestimmbar.Such a method is known from DE-OS 30 33 990 known and is used in particular in the context of non-destructive test methods to a sound source localize those of cracks and leaks in pressure loaded components. With the be known methods and the known device used multiple multi-element converters, each from there are four individual elements, mostly square are arranged. To locate a continuous The cross-correlation function of all individual sources becomes signals determined together. The maxima of the Give time values belonging to cross-correlation functions the time differences under which the signals to the Individual elements arrive. From the time differences the angle to the source can be calculated. Advance However, it is that the signals are very different are similar and they have the same spreading ge speed on the individual elements of the multi-element arrive. But the speed needs not to be known. By a second angle, the another multi-element converter is the place the source can be determined.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es auf einfache Weise gestatten, die bei plastischer Verformung oder bei Leckagen an Druckbehältern auftretenden kontinuier­ lichen Signale zu vermessen.Based on this state of the art, the Er the task is based on a method and a To create device that is easy  allow that with plastic deformation or with Leakage in pressure vessels occurring continuously to measure signals.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Gruppe von entlang einer Fläche an den Meßstellen angeordneten Ultraschallwandlern zum Umwandeln der Schallsignale in elektrische Signale verwendet wird, die verstärkt und gefiltert werden, bevor sie jeweils über den einzelnen Ultraschallwandlern zugeordnete Verzögerungseinheiten, durch die die unterschiedlichen Laufzeiten zu den Ultraschallwandlern ausgeglichen werden, einem Summie­ rer zugeführt werden und auf einer Anzeigeeinrichtung für die verschiedenen Empfangsrichtungen dargestellt werden, denen in den Verzögerungseinheiten jeweils verschiedene Gruppen von Verzögerungszeiten entspre­ chen, die zur Rundumabtastung aller in der Ebene der Ultraschallwandler liegenden Richtungen sequentiell eingestellt werden.This task is initiated in a procedure mentioned kind in that a group of arranged along a surface at the measuring points Ultrasonic transducers for converting the sound signals into electrical signals that are used and amplified be filtered before each over the individual Delay units assigned to ultrasonic transducers, through which the different terms to the Ultrasonic transducers are compensated for, a summie rer are supplied and on a display device shown for the different reception directions be those in the delay units each correspond to different groups of delay times Chen, for the all-round scanning of all in the plane of Ultrasound transducers lie sequentially can be set.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.Appropriate refinements and developments are Subject of subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gelangen die von einer Schallquelle in einen Festkörper emittierten Schallsignale entsprechend ihrer unterschiedlichen Laufwege zeitversetzt zu den Ultraschallwandlern einer laufzeitgesteuerten Gruppenempfängeranordnung. Die elektrischen Signale der Ultraschallwandler werden verstärkt, gefiltert und elektronischen Verzögerungs­ einheiten zugeführt. Anschließend werden die Einzel­ signale aufaddiert und einer Auswerte- und Anzeigeein­ richtung zugeführt. Jeder der möglichen Quellenpositio­ nen entspricht eine Kombination von Laufzeitunter­ schieden der Signale zu den Ultraschallwandlern. Diese Kombinationen lassen sich aus der Anordnung der Ultra­ schallwandler und der Ausbreitungsgeschwindigkeit vorausberechnen und mit Hilfe der Verzögerungseinheiten so korrigieren, daß die Signale vom gewählten Ortungs­ punkt zeitgleich an dem Summierer ankommen und so ein maximales Summensignal ergeben. Bestimmt man sich diese an den Verzögerungseinheiten einzustellenden Zeitkombi­ nationen für verschiedene Ortungspunkte und stellt diese nacheinander ein, so wird das Summensignal für die Kombination, die zu dem Ortspunkt gehört, an dem eine emittierende Quelle sitzt, maximal. Dabei ist die Höhe der Signalanhebung abhängig von der Struktur der Empfängeranordnung und der Anzahl der Empfängerele­ mente.In the method according to the invention a sound source emitted into a solid Sound signals according to their different Routes delayed to the ultrasonic transducers runtime controlled group receiver arrangement. The electrical signals from the ultrasonic transducers amplified, filtered and electronic delay units fed. Then the individual signals added up and an evaluation and display direction fed. Any of the possible source positions  NEN corresponds to a combination of runtime sub separated the signals to the ultrasonic transducers. These Combinations can be made from the arrangement of the Ultra sound converter and the speed of propagation calculate in advance and with the help of the delay units correct so that the signals from the chosen location arrive at the totalizer at the same time and thus enter result in maximum sum signal. If you determine this time combination to be set on the delay units nations for different location points and places one after the other, the sum signal for the combination that belongs to the location where an emitting source sits, maximum. Here is the The amount of signal boost depends on the structure of the Receiver arrangement and the number of receiver elements ment.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Doppelringarray aus einer flächigen Anordnung von Ultraschallwandlern vorgesehen. Die Zeitverzögerung erfolgt in analogen CCD-Bauelementen, die über einen Mehrkanalfrequenzsynthesizer mittels eines Mikrocompu­ ters gesteuert werden. Der Mikrocomputer steuert gleichzeitig die Auswerteeinheit. Sitzt die Quelle im Fernfeld des Ringarrays, so entspricht jedem Winkel einer Quellrichtung eine Kombination von Laufzeitunter­ schieden. Diese Kombinationen lassen sich aus den Positionen der Ultraschallwandler, den Winkeln und der Geschwindigkeit berechnen. Auf diese Weise läßt sich ein Winkelbereich von 360° abtasten oder durchscannen. Das Summensignal wird für denjenigen Winkel maximal, in dessen Richtung die Quelle sitzt. Die Signalauswerte­ einheit enthält bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Hochfrequenzgleichrichter und eine Bildschirmanzeigeeinheit. In dieser wird das gleichge­ richtete Signal auf einer Bildspeicherröhre unter dem zugehörigen Winkel als Grauwert dargestellt. Der Win­ kel, der die stärkste Schwärzung zeigt, ist der Winkel der Richtung der Quelle.In a preferred embodiment, is a Double ring array from a flat arrangement of Ultrasonic transducers provided. The time delay takes place in analog CCD components, which have a Multi-channel frequency synthesizer using a microcompu ters can be controlled. The microcomputer controls at the same time the evaluation unit. The source sits in the Far field of the ring array, so corresponds to every angle a source direction a combination of runtime sub divorced. These combinations can be derived from the Positions of the ultrasonic transducers, the angles and the Calculate speed. In this way scan or scan an angular range of 360 °. The sum signal is maximum for that angle, in whose direction the source sits. The signal evaluations unit contains in one embodiment the Invention a high frequency rectifier and  Display unit. This is the same directed signal on a picture tube under the associated angle is shown as a gray value. The win The angle that shows the strongest darkness is the angle the direction of the source.

Nachfolgend wird die Erfindung näher anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels er­ läutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with the aid of a the drawing shown embodiment purifies. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ringarray mit meh­ reren Ultraschallwandlern und Fig. 1 is a plan view of a ring array with several ultrasonic transducers and

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Ortung einer kontinuierlichen Schallemission gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Fig. 2 is a block diagram of a device for locating a continuous sound emission according to the inventive method.

In Fig. 1 erkennt man schematisch in einer Draufsicht von unten ein Doppelringarray 1 mit sechs Ultraschall­ wandlern 2, 3, 4, 5, 6, 7, die entlang einem Kreis mit einem Durchmesser von 60 mm äquidistant angeordnet sind sowie sechs weitere Ultraschallwandler 8, 9, 10, 11, 12, 13, die entlang einem zweiten Kreis mit einem Durchmesser von 100 mm, der den gleichen Mittelpunkt 14 wie der erste Kreis aufweist, aquidistant angeordnet sind. Der Winkelabstand zwischen dem Ultraschallwandler 7 und dem Ultraschallwandler 13 beträgt wie für die übrigen benachbarten Ultraschallwandler 3 bis 12 30°. Der Durchmesser eines Ultraschallwandlers 2 bis 14 beträgt bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiel 25,4 mm.In Fig. 1 can be seen schematically in a plan view from below a double ring array 1 with six ultrasonic transducers 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , which are arranged equidistantly along a circle with a diameter of 60 mm, and six further ultrasonic transducers 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , which are arranged aquidistantly along a second circle with a diameter of 100 mm, which has the same center 14 as the first circle. The angular distance between the ultrasonic transducer 7 and the ultrasonic transducer 13 is 3 to 12 30 °, as for the other neighboring ultrasonic transducers. The diameter of an ultrasonic transducer 2 to 14 is 25.4 mm in the embodiment shown in FIG. 1.

Die Ultraschallwandler 2 bis 13 stellen eine Schall­ emissionsempfangsanordnung dar, wobei in den einzelnen Ultraschallwandlern 2 bis 13 Ultraschallsignale in elektrische Signale umgewandelt werden. Die Ultra­ schallwandler 2 bis 13 enthalten ein Piezokristall und gestatten zusammen mit der in Fig. 2 dargestellten Ein­ richtung nach dem Aufsetzen auf die Oberfläche eines ebenen oder gekrümmten plattenförmigen Werkstückes das Orten einer Schallemissionsquelle, indem mit Hilfe der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen die­ jenige Richtung ermittelt wird, aus der der Schall eintrifft. Mit zwei Doppelringarrays an unterschied­ lichen Stellen ist es möglich, aus zwei Winkeln oder Richtungen den genauen Ort der Schallquelle zu be­ stimmen.The ultrasonic transducers 2 to 13 represent a sound emission receiving arrangement, with 2 to 13 ultrasonic signals being converted into electrical signals in the individual ultrasonic transducers. The ultrasonic transducers 2 to 13 contain a piezo crystal and, together with the device shown in FIG. 2, allow the location of a sound emission source after being placed on the surface of a flat or curved plate-shaped workpiece by using the one shown in FIGS. 1 and 2 Arrangements the direction from which the sound arrives is determined. With two double ring arrays at different locations, it is possible to determine the exact location of the sound source from two angles or directions.

Die Vorrichtung zur Ortung kontinuierlicher Schall­ emission ist in Fig. 2 schematisch im Blockschaltbild dargestellt.The device for locating continuous sound emission is shown schematically in Fig. 2 in the block diagram.

Die Ultraschallwandler 2 bis 13 sind jeweils mit Ver­ stärkern 21 bis 32 verbunden, die die von den Ultra­ schallwandlern 2 bis 12 eingespeisten Signale mit einer Frequenz im Bereich zwischen 100 kHz und 2 MHz, ins­ besondere solche mit einer Frequenz von etwa 500 kHz verstärken. Die Ausgänge der Verstärker 21 bis 32 sind mit Filtern 41 bis 52 verbunden, die dazu dienen, das Signalrauschen zu begrenzen.The ultrasonic transducers 2 to 13 are each connected to amplifiers 21 to 32 , which amplify the signals fed by the ultrasonic transducers 2 to 12 with a frequency in the range between 100 kHz and 2 MHz, in particular those with a frequency of about 500 kHz. The outputs of the amplifiers 21 to 32 are connected to filters 41 to 52 , which serve to limit the signal noise.

Die Ausgänge der Filter 41 bis 52 speisen Verzögerungs­ einheiten 61 bis 72, die über jeweils zugeordnete Taktleitungen 81 bis 92 angesteuert sind. Die Verzö­ gerungseinheiten 61 bis 72 enthalten analoge Schiebe­ register oder CCD-Bauelemente, die über die Taktlei­ tungen 81 bis 92 mit Schiebetakten unterschiedlicher Frequenz angesteuert werden, so daß die Verzögerungs­ einheiten unterschiedlich lange Verzögerungen bewirken. Die auf den Taktleitungen 81 bis 92 eintreffenden Takt­ signale werden von einem Mehrkanalfrequenzsynthesizer 15 erzeugt, der seinerseits durch einen Mikrocomputer 16 angesteuert ist.The outputs of the filters 41 to 52 feed delay units 61 to 72 , which are controlled via associated clock lines 81 to 92 . The delay units 61 to 72 contain analog sliding registers or CCD components that are controlled via the clock lines 81 to 92 with shift clocks of different frequencies, so that the delay units cause different lengths of delay. The clock signals arriving on the clock lines 81 to 92 are generated by a multi-channel frequency synthesizer 15 , which in turn is controlled by a microcomputer 16 .

Die Ansteuerung des Mehrkanalfrequenzsynthesizers 15 durch den Mikrocomputer 16 erfolgt so, daß in den Verzögerungseinheiten 61 bis 72 jeweils solche Ver­ zögerungen erzeugt werden, daß die unterschiedlichen Laufzeiten der von einer Schallquelle zu den einzelnen Ultraschallwandlern 2 bis 13 gelangenden Ultraschall­ signale ausgeglichen werden. Der Mehrkanalfrequenz­ synthesizer 15 wird dabei so angesteuert, daß sequen­ tiell für alle Richtungen zwischen 0° und 360° oder für eine vorgegebene Menge von verschiedenen Ortspunkten die erforderlichen Taktsignale zu den Verzögerungsein­ heiten 61 bis 72 geschickt werden, so daß die Signale vom jeweils gewählten Ortspunkt oder die Signale der jeweils gewählten Richtung zeitgleich an den Eingängen 101 bis 112 eines Summierers 17 ankommen. Das Summen­ signal am Ausgang 18 des Summierers 17 ist für eine Schallquelle, die in dem jeweils abgetasteten Ortspunkt oder in der jeweils abgetasteten Richtung liegt maxi­ mal, da sich die einer abgetasteten Richtung oder einem abgetasteten Ortspunkt zugeordneten Signale im Summie­ rer 17 konstruktiv überlagern, während für die übrigen Signale keine Signalanhebung erfolgt.The control of the multi-channel frequency synthesizer 15 by the microcomputer 16 is such that delays are generated in each of the delay units 61 to 72 such that the different transit times of the ultrasound signals coming from a sound source to the individual ultrasound transducers 2 to 13 are compensated. The multi-channel frequency synthesizer 15 is controlled so that sequentially for all directions between 0 ° and 360 ° or for a predetermined amount of different location points, the necessary clock signals are sent to the delay units 61 to 72 , so that the signals from the selected location point or the signals of the respectively selected direction arrive simultaneously at the inputs 101 to 112 of a summer 17 . The sum signal at the output 18 of the summer 17 is for a sound source, which lies in the respectively scanned location or in the respective direction scanned, since the signals assigned to a scanned direction or a scanned location point in the summer rer 17 overlap while there is no signal boost for the other signals.

Der Ausgang 18 des Summierers 17 ist über einen Hoch­ frequenzgleichrichter 19 an den Eingang einer Bild­ schirmanzeigeeinheit 20 angeschlossen. Auf der Bild­ schirmanzeigeeinheit 20 kann die Lage oder die Richtung einer Schallquelle in Polarkoordinaten dargestellt werden. Wenn beispielsweise nur ein Winkelbereich von 90° abgetastet werden soll, ist es möglich, die Dar­ stellung auf dem Bildschirm der Bildschirmanzeigeein­ heit 20 so zu gestalten, daß ausgehend von einer Ecke des Bildschirms ein Balken sichtbar ist, dessen Rich­ tung der Richtung zugeordnet ist, aus der die Schall­ emissionsquelle die Ultraschallwandler 2 bis 13 anregt.The output 18 of the summer 17 is connected via a high-frequency rectifier 19 to the input of a screen display unit 20 . The position or the direction of a sound source can be represented in polar coordinates on the screen display unit 20 . If, for example, only an angular range of 90 ° is to be scanned, it is possible to design the display on the screen of the screen display unit 20 such that a bar is visible from a corner of the screen, the direction of which is assigned to the direction, from which the sound emission source excites the ultrasonic transducers 2 to 13 .

Die Struktur der Ultraschallwandler 2 bis 13 ist an die zu empfangenden Ultraschallwellen nicht angepaßt. Die Ultraschallwandler 2 bis 13 haben eine an der Ober­ fläche isotrope Empfangscharakteristik und empfangen sowohl longitudinale als auch Schermoden. Die Fokussie­ rung auf bestimmte Punkte oder Bereiche des zu unter­ suchenden Teils erfolgt durch die Laufzeit- bzw. Pha­ senverzögerungen der empfangenen Signale in den Ver­ zögerungseinheiten 61 bis 72.The structure of the ultrasonic transducers 2 to 13 is not adapted to the ultrasonic waves to be received. The ultrasonic transducers 2 to 13 have an isotropic reception characteristic on the surface and receive both longitudinal and shear modes. The focus on certain points or areas of the part to be examined is effected by the delay or phase delays of the received signals in the delay units 61 to 72 .

Die wichtigsten Anwendungsbereiche liegen in der Ortung kontinuierlicher Schallemissionen, z.B. Leckagen oder verformungsinduzierte Emissionen. Weiterhin ist es mög­ lich, die beschriebene Anordnung bei der Überlagerung von Burst-Emissionen und kontinuierlichen Emissionen bzw. kontinuierlichen Störgeräuschen einzusetzen. Die Anordnung gestattet auch die Ortung von Burst-Emissio­ nen mit so hohen Datenraten, daß die Messung der Lauf­ zeitdifferenzen (Triangulationsverfahren) nicht mehr möglich ist, z.B. Schallemission an faserverstärkten Polymeren, die Schwerpunkt der industriellen Anwendung der Schallemission sind.The most important areas of application are in location continuous noise emissions, e.g. Leaks or deformation-induced emissions. It is still possible Lich, the arrangement described in the overlay of burst emissions and continuous emissions or continuous noise. The The arrangement also allows the location of burst emissio NEN with such high data rates that the measurement of the run time differences (triangulation method) no longer is possible, e.g. Sound emission on fiber-reinforced Polymers, the main focus of industrial application the noise emission.

Claims (10)

1. Verfahren zur Ortung von Schallemissionsquellen bei der Schallemissionsprüfung von Bauteilen auf Schadensstellen, bei dem die Lage der Schall­ emissionsquelle aus an verschiedenen Meßstellen ankommenden Schallsignalen ermittelt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von entlang einer Fläche an den Meßstellen ange­ ordneten Ultraschallwandlern zum Umwandeln der Schallsignale in elektrische Signale verwendet wird, die verstärkt und gefiltert werden, bevor sie jeweils über den einzelnen Ultraschallwandlern zugeordnete Verzögerungseinheiten, durch die die unterschiedlichen Laufzeiten zu den Ultraschall­ wandlern ausgeglichen werden, einem Summierer zugeführt werden und auf einer Anzeigeeinrichtung für die verschiedenen Empfangsrichtungen darge­ stellt werden, denen in den Verzögerungseinheiten jeweils verschiedene Gruppen von Verzögerungs­ zeiten entsprechen, die zur Rundumabtastung aller in der Ebene der Ultraschallwandler liegenden Richtungen sequentiell eingestellt werden.1. A method for locating sound emission sources in the sound emission test of components for damage, in which the location of the sound emission source is determined from incoming sound signals at different measuring points, characterized in that a group of ultrasound transducers arranged along a surface at the measuring points for conversion the sound signals are used in electrical signals, which are amplified and filtered before they are each assigned to the individual ultrasonic transducers delay units through which the different transit times to the ultrasonic transducers are compensated, fed to a summer and on a display device for the different reception directions Darge are, which correspond to different groups of delay times in the delay units, which are set sequentially for all-round scanning of all directions lying in the plane of the ultrasonic transducers. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ultraschallwandler der Ultraschallwandlergruppe entlang zweier konzen­ trischer Kreislinien angeordnet werden.2. The method according to claim 1, characterized records that the ultrasonic transducer Ultrasonic transducer group along two concents tric circular lines can be arranged. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ultraschallwand­ lergruppen zur gleichzeitigen Bestimmung zweier Richtungen verwendet werden, deren Schnittpunkt dem Ort der Schallemissionsquelle zugeordnet ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized that two ultrasound wall ler groups for the simultaneous determination of two Directions are used whose intersection is assigned to the location of the sound emission source. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie über mehrere auf die Oberfläche der zu prüfenden Komponente aufsetzbare Ultraschallwandler (2 bis 13) verfügt, die in Gestalt eines Doppelringes (1) angeordnet sind und jeweils über einen Verstärker (21 bis 32), einen Filter (41 bis 52) und eine Verzögerungseinheit (61 bis 72) an eine Summierschaltung (17) ange­ schlossen sind, deren Ausgangssignal (18) über eine Gleichrichterschaltung (19) die Helligkeits­ steuerung einer Bildschirmanzeigeeinheit (20) speist.4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has a plurality of ultrasound transducers ( 2 to 13 ) which can be placed on the surface of the component to be tested and which are arranged in the form of a double ring ( 1 ) and each via an amplifier ( 21 to 32 ), a filter ( 41 to 52 ) and a delay unit ( 61 to 72 ) are connected to a summing circuit ( 17 ), the output signal ( 18 ) via a rectifier circuit ( 19 ) controlling the brightness of one Screen display unit ( 20 ) feeds. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verzögerungseinheiten (61 bis 72) an eine Steuereinheit (15) zum Ein­ stellen der Verzögerungszeiten angeschlossen sind, durch die für jede Abtastrichtung eine vorherbe­ stimmte Kombination von Verzögerungszeiten ein­ stellbar ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the delay units ( 61 to 72 ) to a control unit ( 15 ) for setting the delay times are connected, through which a predetermined combination of delay times can be set for each scanning direction. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verzögerungseinheiten (61 bis 72) CCD-Elemente enthalten und die Steuer­ einheit ein Mehrkanalfrequenzsynthesizer (15) ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the delay units ( 61 to 72 ) contain CCD elements and the control unit is a multi-channel frequency synthesizer ( 15 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mehrkanalfrequenz­ synthesizer (15) sowie die Bildschirmanzeigeein­ heit (20) an einen Mikrocomputer (16) angeschlos­ sen sind, der für jede der sequentiell aufeinan­ derfolgenden Abtastrichtungen die Steuersignale für den Mehrkanalfrequenzsynthesizer (15) und die Bildschirmanzeigeeinheit (20) liefert.7. The device according to claim 6, characterized in that the multi-channel frequency synthesizer ( 15 ) and the screen display unit ( 20 ) to a microcomputer ( 16 ) are ruled out, the control signals for the multi-channel frequency synthesizer ( 15 ) and the screen display unit ( 20 ) provides. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bildschirmeinheit (20) einen Bildschirm aufweist, auf dem ein Kreis­ sektor darstellbar ist, dessen Mittelpunkt der Lage der Ultraschallwandler zugeordnet ist und auf dem die Empfangsrichtungen in der Art einer Polar­ koordinatendarstellung durch Helligkeitsmodulation des Abtaststrahls des Bildschirms darstellbar sind.8. The device according to claim 7, characterized in that the screen unit ( 20 ) has a screen on which a circle sector can be represented, the center of which is assigned to the position of the ultrasonic transducer and on which the receiving directions in the manner of a polar coordinate display by brightness modulation of the scanning beam of the screen can be displayed. 9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultra­ schallwandler (2 bis 13) Prüfköpfe sind, die an ihrer Oberfläche eine isotrope Empfangscharak­ teristik aufweisen.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic transducers ( 2 to 13 ) are probes which have an isotropic receiving characteristic on their surface. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ultraschallwandler (2 bis 13) Prüfköpfe sind, die sowohl longitudinale Moden als auch Schermoden empfangen.10. The device according to claim 9, characterized in that the ultrasonic transducers ( 2 to 13 ) are probes that receive both longitudinal modes and shear modes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991010905A1 (en) * 1990-01-22 1991-07-25 Nordco Limited Areal sound intensity receiver

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4446740A (en) * 1982-03-09 1984-05-08 Sri International Frequency controlled hybrid ultrasonic imaging arrays
US4472973A (en) * 1981-06-22 1984-09-25 Hitachi, Ltd. Ultrasonic flaw detecting apparatus of electronically scanning type
US4484477A (en) * 1982-09-29 1984-11-27 S R I International Variable delay memory system
US4531411A (en) * 1983-10-25 1985-07-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Acoustic emission linear pulse holography

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4472973A (en) * 1981-06-22 1984-09-25 Hitachi, Ltd. Ultrasonic flaw detecting apparatus of electronically scanning type
US4446740A (en) * 1982-03-09 1984-05-08 Sri International Frequency controlled hybrid ultrasonic imaging arrays
US4484477A (en) * 1982-09-29 1984-11-27 S R I International Variable delay memory system
US4531411A (en) * 1983-10-25 1985-07-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Acoustic emission linear pulse holography

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: Materialprüfung, Bd. 28, Nr. 1/2, S. 25-28 *
US-Z.: Ultrasonics, March 1978, S. 65-68 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991010905A1 (en) * 1990-01-22 1991-07-25 Nordco Limited Areal sound intensity receiver

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