CH232929A - Procedure for material testing by means of ultrasonic radiation - Google Patents

Procedure for material testing by means of ultrasonic radiation

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CH232929A
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Reinhold Dr Claren
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Description

  

  



     Teilahren zur Werkstoffprüfung    mittels   Ultraschall-Durchstrahlung.   



   Die bereits Jahrzehnte alten Bestrebungen, Werkstücke auf dem Wege einer   Schall-    durchstrahlung, insbesondere auf dem Wege einer Durchstrahlung mit Ultraschall, einer zerstörungsfreien Werkstoffprüfung zu unterziehen, haben bisher deshalb noch nicht zu völlig befriedigenden   Resultaten führen kön-    nen, weil die Übergangswiderstände in den Grenzflächen sich noch nicht ausreichend beherrschen lassen.

   Dies gilt insbesondere für Untersuchungen mit sehr hohen Schallfrequenzen (Ultraschall), welche nicht durch die Luft, sondern ausschliesslich durch un  mittelbaren Kontakt-vom    Sender auf das Werkstück und vom Werkstück auf den Empfänger übertragen werden können, und bei denen die in diesen Grenzflächen entstehenden Übergangswiderstände sich nur unter ganz besonderen, in der Praxis schwer zu reproduzierenden Umständen einigermassen konstant halten lassen.

   Jede auf einer Schalldurchstrahlung aufgebaute   Werkstoff-    prüfung, welche zur Beurteilung des Werkstoffes die Amplitude der vom   Schallempfän-    ger aufgenommenen Schallenergie heranzieht, muss daher unsicher werden, weil die genannten Übergangswiderstände und alle ihre Schwankungen mit voller Höhe in das Beob  achtungsresultat eingehen.   



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Werkstoffprüfung mittels   Ultraschall-Durchstrahlung, welches sich    dadurch auszeichnet, dass eine Laufzeit des   Ultraschalles    innerhalb eines Werkstückes zwischen Sender und Empfänger bestimmt wird, welche sich hierbei in unmittelbarem   akustisehem-meehanischem Kontakt mit    dem Werkstück befinden. Da eine Laufzeit von   Schwankungen der Empfangsamplitude    offenbar vollkommen unabhängig ist, werden die oben genannten   Störungsquellen      grundsätz-      lich    ausgeschaltet, vorausgesetzt natürlich, dass die Empfangsamplitude ein zur Laufzeitbestimmung erforderliches Minimum nicht unterschreitet.

   Man wählt die Frequenz zweckmässigerweise so hoch wie möglich, am besten über eine Million Hertz, da mit   wach-    sender Frequenz die Geschwindigkeit des  Ultrasehalles einem von der Gestalt und Grösse des Werkstückes unabhängigen Grenzwert zustrebt.   Beim Vergleieh    der Laufzeit in Werkstücken gleicher Art kann man aber auch bei weniger hohen Frequenzen aus der Laufzeit auf die Beschaffenheit des   Werli-    stoffes schliessen. In allen Fällen soll es sich aber um Ultraschallfrequenzen handeln, auch wenn in folgendem der Kürze halber der Ausdruck äSchall" an Stelle von äUltraschall" verwendet wird.



   Die Schallaufzeit im innern eines   Jerk-    stüekes normaler Abmessungen ist   selbstver-      ständlich ausserordentlich kurz,    und zwar so kurz, dass sie sich mit Hilfe mechanischer Kurzzeitmesser im   allgemeinen nieht    bestimmen lassen wird. Es empfiehlt sich daher, zur Messung der   Schallaufzeit durch    das Werkstück eine Folge von periodischen Sehallimpulsen hindurehzusenden und dann das periodisch sich wiederholende Zeitintervall zwischen der   eIektrisclien Erzeugung des    einzelnen Schallimpulses und dem Eintreffen des elektrisch aufgenommenen Sehallimpulses auf der Empfangsseite festzustellen. Dies kann z.

   B. in   der Weise erfolgen, dass man    die Phasendifferenz zwischen der ausgesandten und der empfangenen Impulsfolge bei konstanter Impulsfrequenz einer Messung unterzieht. Noch einfacher gestalten sich die Verhältnisse, wenn man durch das Werkst ck eine Folge von periodischen   Sehallimpulse      hindurchsendet,    deren Impulsfrequenz dadurch von der Laufzeit des einzelnen Impulses innerhalb des Werkstückes abhängig gemacht wird, dass der auf den Sehallsender zurückgekoppelte Sehallempfänger beim Eintreffen jedes einzelnen Impulses den nächsten Impuls auslöst. Einem einzelnen Sendeimpuls können verschiedene   Empfangsimpulse    entsprechen, welche auf verschiedenen Wegen, z.   B.    infolge von Reflexionen zum Empfänger   gelangen können.

   Zweckmässig Ist von    diesen Empfangsimpulsen   jeweilsnur    der zuerst eintreffende wirksam, um die   kiirzeste    Schallaufzeit zu bestimmen. Hierzu kann man z. B. in dem zuletzt erwähnten Fall zwischen das Eintreffen des ersten   Schall-    impulses auf der Empfangsseite und die Aus   lösung des nächsten Sendeimpulses jeweils    eine konstante Zeitspanne einschalten, die sich z. B. durch die   Einschwingzeit    eines s Senders oder durcll die Auflade-bezw. Entladezeit eines Kondensators festlegen lässt.



   Beispielsweise werden im folgenden Ausfiihrungsformen des   erfindungsgemässen Ver-    fahrens an Hand der Zeichnungen näher erlÏutert:
Fig.   1    zeigt ein Werkstüek W, welches im Innern eine Fehlerstelle L enthalten möge. Werden der   Schallsender      S1    und der   Schallempfänger mit    ihren Sehallübertrag derart auf die Oberfläche des Werkst ckes W aufgesetzt, da? ihre k rzeste Verbindung   die Fehlerstelle L (Lunker) nicht    schneidet, so wird man zwischen Sender und Empfänger eine bestimmte, von den   akusti-    schen Eigenschaften. des Werkstoffes und den Abmessungen des Werkstückes abhängige   Schallaufzeit    messen, die z.

   B. bei Massenartikeln für jedes einzelne Werkstück praktisch den gleichen Wert besitzt.   Treten Ab-    weichungen von diesem   Normalwert    auf, so können diese entweder auf fehlerhafte   Eigen-    schaften des Werkstoffes   (z.    B. eine unzurei  chenue      Härtung) zurückzuführen sein.    In die  sein    Fall wird sich stets   der gleiehe Wert fiir    die Schallaufzeit ergeben, wenn man Sender und EmpfÏnger an verschiedenen Stellen des Werkst ckes so aufsetzt, da? zwischen ihnen ein   gleieh    langer Weg für den Sehallstrahl besteht.

   Ein   abweichender Wert der Schall-      laufdauer    kann jedoeh auch dadurch   hervor-      germen    sein, dass sieh zwischen Sender und Empfänger ein Lunker L befindet. Bringt man Sender und EmpfÏnger beispielsweise in die mit S. und Eo bezeichnete Stellung zueinander.

   so   gellt der Schallstrahl, welcher    den   Empfänger.Eaufdemkürzesten    Wege vom Sender S2 aus erreichen k¯nnte, innerhalb der Fehlerstelle L durch Absorption verloren   und    der EmpfÏnger E2 wird erst wesentlich von einem an der untern Grenzfläche reflektierten   Schallstrahl    erreicht, der auf einem wesentlich verlängerten    Wege zum Empfänger gelangt und eine dem-    entsprechend verlängerte Laufzeit aufweist.



  Zeigt die   Durchprüfung    eines Werkstückes an einzelnen Stellen eine normale   Schallauf-    zeit, an andern hingegen eine wesentlich ver  längerte    Schallaufzeit, so ist dies also ein sicheres Zeichen für das Vorhandensein einer Fehlerstelle   (L).    Bei Massenartikeln kann dann das betreffende Werkstück   einfach aus-    geschieden werden.



   Handelt es sich hingegen um einzelne, besonders wertvolle und   korrekturfähige    Werkstücke (wie z. B. um die Prüfung von Schweissnähten), so kann man durch   Ab-    tasten des Werkstückes mit Sender und Empfänger die Fehlerstelle ohne weiteres lokalisieren. Soweit sich   beieinersolehenAb-      tastung    die Sehallwege innerhalb   des Werk-    stückes ändern, muss diese Änderung   natür-    lich in Rechnung gestellt werden.



   Fig. 2 zeigt eine einfache Anordnung zur Messung von sehr kurzen Schallaufzeiten der in Frage kommenden Art. Der Anodenstrom der als hochfrequenter   Schwingungsgenerator    geschalteten Elektronenröhre   1,    deren Sehwin  gungskreis    2 unmittelbar auf den   piezoelek-    trischen   Schallsender    3 wirkt, wird von einer   Weehselspannungsquelle    4 mit rechteckigem Spannungsverlauf geliefert. Infolgedessen erzeugt der Sender   l-3    periodisch Impulse, welche aus getrennt aufeinanderfolgenden   Wellenzügen    bestehen, deren konstante Impulsfrequenz der Frequenz der Wechselspan  nungsquelle    4 entspricht.

   An der gleichen Spannungsquelle 4 liegen   Glühkathoden    und Anode   einer gittergesteuerten Gasentladungs-    röhre 5 mit lichtbogenartiger Entladung, deren Gitter vom Schallempfänger 6 über den aperiodischen Verstärker 7 in galvanischer   Ixopplung gesteuert    wird und so hoch   nega-    tiv vorgespannt ist, dass die Entladung innerhalb der Röhre 5 erst durch das Eintreffen eines vom Empfänger 6 aufgenommenen   Schallimpulses    gezündet wird. Nachhallimpulse sind unwirksam, weil die Röhre 5 nach Zündung durch den zuerst eintreffenden Impuls für die folgenden Impulse unempfindlich ist. Im   Anodenstromkreis    der Röhre 5 ist ein einfaches Galvanometer 8 vorgesehen.



   Die   gittergesteuerte Gasentladungsröhre    5 befindet sich hier in einer Schaltung, deren Wirkungsweise etwa der bekannten Hullschen   Phasenschaltung    entspricht. Bei einer solchen Phasenschaltung steht bekanntlich der mittlere, von einem ausreichend trägen Galvanometer (8) angezeigte Anodenstrom in unmittelbarer Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen den beiden Wechselströmen, die auf den   Anodenkreis    und auf den Gitterkreis der   gittergesteuerten    Gasentladungsröhre wirken. Da diese   Phasendiffe-    renz im vorliegenden Falle ausschliesslich durch die Laufzeit der vom Sender 3 auf denEmpfänger 6   übertragenen Schallimpulse    abhängt, kann man infolgedessen das Galvanometer 8 unmittelbar nach Schallaufzeiten eichen.

   Die Laufzeit ist an sich nicht eindeutig von der Phasendifferenz abhängig, da mehrere Impulse gleichzeitig unterwegs vom Sender zum Empfänger sein konnten. Da die Grössenordnung der Laufzeit praktisch stets bekannt sein wird, sind trotzdem keine   Feh-    ler in der Bestimmung der Laufzeit zu be  fürchten.   



   Für sehr hohe   Impulsfrequenzen      (insbe-    sondere zur Untersuchung sehr kleiner   Werk-    stücke) kann man sich häufig auch mit Vorteil einer   Braunschen    Röhre bedienen. Man überträgt hierbei die gleichgerichteten Eoch   frequenzschwingungen,welchedenSohall-    sender zur Abstrahlung eines   Schallimpulses    anregen, auf das eine   Plattenpaar    der Braunschen Röhre und lässt die ebenfalls   gleich-    gerichteten Schwingungen des   Empfangs-    impulses, welche zum Ausgleich der Schwankungen der Übergangswiderstände an   n den    Grenzflächen   a.

   ngenähert    auf konstante Amplitude verstärkt werden, auf das andere   Plattenpaar    wirken. Auf dem Leuchtschirm der Braunschen Röhre   erseheint    dann eine   Lissajoussche    Figur, aus der man die Phasendifferenz zwischen Sende-und   Empfangs-    impuls und damit die Laufzeit bestimmen kann. 



   Fig. 3 zeigt schliesslich eine Anordnung zur Erzeugung einer periodischen Folge von   Schallimpulsen,    deren Frequenz in unmittelbarer Abhängigkeit von der Laufzeit steht, welche der   Schallstrahl    benötigt, um den Weg vom Sender zum   Empfänger zurück-    zulegen. Die   Elektronenröhre    10 liegt in Reihe mit dem durch   Magnetostriktion ange-    triebenen Sehallsender 11 und einem Autotransformator 12, dessen   sekundäres Wiek-    lungsende über einen Kondensator 13 auf das Gitter der Röhre 10 zurückwirkt.

   Das Gitter   derRöhre lO    ist über   eine gittergesteuerte    Gasentladungsröhre 14 abgeleitet, die mit @ einem sehr hohen Widerstand 15 in Reihe liegt und dessen Steuerelektrode vom Empfänger 16 über den aperiodisehen Verstärke 17 gesteuert wird.



   Die R¯hre 10 liegt hierbei in einer Sehaltung zur Erzeugung von Relaxationsschwingungen, deren besondere Eigenart darin besteht, da. ss die einzelnen Impulse der   Relaxationsschwingung    aus je einem ge  dämpften      Wellenzug    einer   Hochfrequenz-    schwingung bestehen. Berücksichtigt man die Eigenkapazität der Spule des Transformators 12, so erkennt man nämlieh, dass die R¯hre 10 in einer   Rückkopplungssehaltung    liegt und daher anschwingen muss, sobald das   Gitterpotential    positiv genug ist. um einen Anodenstrom durchzulassen.

   Da jedoch eine   Gitterableitung    fehlt, solange die   Gas-      entladungsröhre    14   stromundurehlässig    ist, löscht sich diese Schwingung nach wenigen Amplituden von selbst aus, und zwar lädt sich das Gitter der Röhre 10 auf ein hohes negatives Potential auf, welches die Röhre bis auf weiteres drosselt. Sobald der   Schall-    empfänger 16 einen derartigen Impuls aufnimmt, steuert er über den Verstärker 17 das Gitter der Gasentladungsröhre 14 durch, so dass die Entladung innerhalb dieser Gasent  ladungsröhre    zündet und über den hohen Widerstand 15 den Gitterkondensator 13   m    entladen beginnt.

   Diese Entladung bedarf einer gewissen Zeitspanne, deren Grösse sich durch passende Wahl des Widerstandes 15 und der Kapazität des Kondensators 13 in sehr weiten Grenzen einstellen lässt. Nach Ablauf dieser Zeitspanne setzt dann der nächste   Schwingungsstoss    der Relaxationsschwingung ein und man erkennt, dass die Frequenz der eintretenden   Schallimpulse    bei dieser Anordnung in unmittelbarer   Abhän-      gigkeit    von der kürzesten Laufzeit steht, welche der   Schallstrahl    benötigt, um vom Sender 11 zum Empfänger 16 zu gelangen.



  Hierbei ist allerdings zu   berüeksiehtigen,    dass die auftretenden Frequenzen der Relaxations  seirwingung sich    wie t1 + a : t2 + a verhalten, wenn die Laufzeiten selbst sich   vie tu    :   t2    verhalten.

   denn durch den Einfluss des Wi  derstandes    15 wird eine feste,   unveränder-    liche Zeitspanne zwischen den Empfang des ersten   Sehallimpulses    durch den Empfänger 16 und das Einsetzen des nächsten Relaxa  tionsimpulses    eingeschaltet, deren Aufgabe es ist, St¯rungen durch   Nachhallerscheinun-    gen im Innern des   Werkstüekes    zu beseitigen und jeweils nur den zuerst am Empfänger eintreffenden   Sehallimpuls    zur Wirkung zu bringen.



   Ein besonderer Vorteil der dargestellten   Verwendung einer Relaxationsschaltung    besteht dann, dass bei einer   Relaxationsschwin-    gung bekanntlich innerhalb eines weiten Bereiches die durch jeden   Relaxationsimpuls    geförderte   Elektrizitätsmenge    den gleichen Wert besitzt, so dass man also mit Hilfe eines in den Anodenstromkreis der Röhre 10 ge   legten. ausreichend trägen Messinstrumentes    18 unmittelbar die Frequenz der eintretenden   Relaxationsschwingungsstösse    messen kann. Dieses   31essinstrument    18 kann auch im vorliegenden Fall unmittelbar nach Schallaufzeiten geeicht werden.



   Das erfindungsgemässe Verfahren kann vorteilhaft für die fortlaufende Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Stoffen, die während der Prüfung ihre Eigenschaften ändern, verwendet werden. Man kann es z. B. dazu benutzen, um Werkstoffe während ihrer Entstehung oder Vergütung zu untersuchen.



  Der besondere Vorteil dieser Anwendung besteht hierbei darin, dass das Verfahren die Prüfung unabhängig von den während der   Werkstaffbehandlung natürlich    besonders stark schwankenden Übergangswiderständen an den Grenzfläehen macht. Dies gilt insbesondere für thermische Behandlung des Werkstoffes.



  



     Partial travel to material testing by means of ultrasonic radiation.



   The decades-old efforts to subject workpieces to a non-destructive material test by means of sound irradiation, in particular by means of irradiation with ultrasound, have so far not been able to lead to completely satisfactory results because the contact resistances in the interfaces can not yet be sufficiently mastered.

   This applies in particular to examinations with very high sound frequencies (ultrasound), which cannot be transmitted through the air, but exclusively through direct contact - from the transmitter to the workpiece and from the workpiece to the receiver, and in which the transition resistances arising in these interfaces can only be kept reasonably constant under very special circumstances that are difficult to reproduce in practice.

   Every material test based on sound transmission, which uses the amplitude of the sound energy absorbed by the sound receiver to assess the material, must therefore become uncertain because the specified transition resistances and all their fluctuations are included in the observation result in full.



   The present invention relates to a method for material testing by means of ultrasound irradiation, which is characterized in that a transit time of the ultrasound is determined within a workpiece between transmitter and receiver, which are in direct acoustic-mechanical contact with the workpiece. Since a transit time is obviously completely independent of fluctuations in the reception amplitude, the above-mentioned sources of interference are fundamentally switched off, provided, of course, that the reception amplitude does not fall below a minimum required for determining the transit time.

   The frequency is expediently selected as high as possible, preferably over a million Hertz, since with increasing frequency the speed of the ultrasound tends towards a limit value independent of the shape and size of the workpiece. When comparing the running time in workpieces of the same type, however, one can infer the nature of the material from the running time even with less high frequencies. In all cases, however, it should be about ultrasonic frequencies, even if in the following, for the sake of brevity, the expression "sound" is used instead of "ultrasound".



   The sound propagation time inside a jerk piece of normal dimensions is of course extremely short, namely so short that it can generally not be determined with the aid of mechanical short-time meters. It is therefore advisable to send a sequence of periodic sound impulses through the workpiece in order to measure the sound propagation time and then to determine the periodically repeating time interval between the electrical generation of the individual sound impulse and the arrival of the electrically recorded sound impulse on the receiving side. This can e.g.

   B. be done in such a way that the phase difference between the transmitted and received pulse train is subjected to a measurement at a constant pulse frequency. The situation is even simpler if a sequence of periodic Sehall impulses is sent through the workpiece, the pulse frequency of which is made dependent on the transit time of the individual impulse within the workpiece, so that the Sehall receiver coupled back to the Sehall transmitter sends the next one when each individual impulse arrives Impulse triggers. A single transmission pulse can correspond to different reception pulses, which are transmitted in different ways, e.g. B. can reach the recipient as a result of reflections.

   Of these received pulses, only the first one is effective in order to determine the shortest sound propagation time. For this you can z. B. in the last-mentioned case between the arrival of the first sound pulse on the receiving side and the off solution of the next transmission pulse each turn on a constant period of time, which z. B. by the settling time of a s transmitter or durcll the charging or. Can set the discharge time of a capacitor.



   For example, the following embodiments of the method according to the invention are explained in more detail with reference to the drawings:
Fig. 1 shows a workpiece W, which may contain a defect L in the interior. Are the sound transmitter S1 and the sound receiver with their sound transmission placed on the surface of the workpiece W in such a way that? If its shortest connection does not intersect the point of failure L (blowholes), a certain acoustic properties are created between the transmitter and the receiver. the material and the dimensions of the workpiece depending on the sound propagation time.

   B. has practically the same value for mass-produced articles for each individual workpiece. If there are deviations from this normal value, these can either be attributed to faulty properties of the material (eg insufficient hardening). In this case, the same value for the sound propagation time will always result if the transmitter and receiver are placed at different points on the workpiece in such a way that? between them there is an equally long path for the reverberant ray.

   A different value of the sound run time can, however, also result from the fact that there is a cavity L between the transmitter and the receiver. Bring the transmitter and receiver, for example, in the position marked with S. and Eo to each other.

   So the sound beam that could reach the receiver on the shortest path from the transmitter S2 is lost within the fault location L due to absorption and the receiver E2 is only reached by a sound beam reflected at the lower boundary surface, which is on a much longer path reaches the recipient and has a correspondingly longer term.



  If the inspection of a workpiece shows a normal sound propagation time at individual points, but a significantly longer sound propagation time at others, this is a sure sign of the presence of a fault location (L). In the case of mass-produced articles, the workpiece in question can then simply be rejected.



   If, on the other hand, it is a question of individual, particularly valuable and correctable workpieces (such as testing weld seams), the fault location can be easily localized by scanning the workpiece with the transmitter and receiver. Insofar as the visual paths within the workpiece change during scanning, this change must of course be invoiced.



   Fig. 2 shows a simple arrangement for measuring very short sound propagation times of the type in question. The anode current of the electron tube 1, which is connected as a high-frequency oscillation generator and whose oscillation circuit 2 acts directly on the piezoelectric sound transmitter 3, is supplied by an alternating voltage source 4 with a rectangular Voltage curve delivered. As a result, the transmitter l-3 periodically generates pulses which consist of separate, successive wave trains, the constant pulse frequency of which corresponds to the frequency of the voltage source 4 AC voltage.

   At the same voltage source 4 there are hot cathodes and anode of a grid-controlled gas discharge tube 5 with an arc-like discharge, the grid of which is controlled by the sound receiver 6 via the aperiodic amplifier 7 in galvanic coupling and is so highly negative that the discharge within the tube 5 is only ignited by the arrival of a sound pulse picked up by the receiver 6. Reverberation pulses are ineffective because the tube 5 is insensitive to the following pulses after ignition by the first pulse. A simple galvanometer 8 is provided in the anode circuit of the tube 5.



   The grid-controlled gas discharge tube 5 is located here in a circuit whose mode of operation corresponds approximately to the known Hull phase circuit. With such a phase circuit, the mean anode current indicated by a sufficiently inert galvanometer (8) is directly dependent on the phase difference between the two alternating currents that act on the anode circuit and the grid circuit of the grid-controlled gas discharge tube. Since this phase difference in the present case depends exclusively on the transit time of the sound pulses transmitted from the transmitter 3 to the receiver 6, the galvanometer 8 can consequently be calibrated immediately after the acoustic transit times.

   The transit time is not clearly dependent on the phase difference, as several pulses could travel from the transmitter to the receiver at the same time. Since the order of magnitude of the running time will practically always be known, there is no reason to fear errors in determining the running time.



   For very high pulse frequencies (especially for examining very small workpieces) it is often advantageous to use a Braun tube. The rectified high-frequency oscillations, which stimulate the echo transmitter to emit a sound pulse, are transmitted to the one pair of plates of the Braun tube, and the oscillations of the received impulse, which are also rectified, which compensate for the fluctuations in the contact resistance at the interfaces a.

   n be amplified to an approximate constant amplitude, act on the other pair of plates. A Lissajous figure then appears on the luminescent screen of the Braun tube, from which the phase difference between the transmitted and received pulse and thus the transit time can be determined.



   Finally, FIG. 3 shows an arrangement for generating a periodic sequence of sound pulses, the frequency of which is directly dependent on the transit time which the sound beam needs to cover the path from the transmitter to the receiver. The electron tube 10 is in series with the magnetostriction-driven Sehallsender 11 and an autotransformer 12, the secondary oscillation end of which acts back on the grid of the tube 10 via a capacitor 13.

   The grid of the tube 10 is discharged via a grid-controlled gas discharge tube 14 which is connected in series with a very high resistance 15 and whose control electrode is controlled by the receiver 16 via the aperiodic amplifier 17.



   The tube 10 is in a position to generate relaxation vibrations, the special characteristic of which is that there is. ss the individual impulses of the relaxation oscillation each consist of a damped wave train of a high frequency oscillation. If the self-capacitance of the coil of the transformer 12 is taken into account, it can be seen that the tube 10 is in a feedback circuit and must therefore start to oscillate as soon as the grid potential is positive enough. to let an anode current through.

   However, since there is no grid discharge as long as the gas discharge tube 14 does not leak current, this oscillation is canceled by itself after a few amplitudes, and the grid of the tube 10 charges to a high negative potential, which throttles the tube for the time being. As soon as the sound receiver 16 picks up such a pulse, it controls the grid of the gas discharge tube 14 via the amplifier 17 so that the discharge ignites within this gas discharge tube and the grid capacitor 13 m begins to discharge via the high resistance 15.

   This discharge requires a certain period of time, the size of which can be adjusted within very wide limits by a suitable choice of the resistor 15 and the capacitance of the capacitor 13. After this period of time, the next pulsation of the relaxation oscillation begins and it can be seen that the frequency of the sound impulses in this arrangement is directly dependent on the shortest transit time that the sound beam needs to get from the transmitter 11 to the receiver 16 .



  Here, however, it must be taken into account that the frequencies of the relaxation oscillation that occur behave like t1 + a: t2 + a if the transit times themselves behave like tu: t2.

   because through the influence of the resistance 15, a fixed, unchangeable period of time between the receipt of the first visual pulse by the receiver 16 and the onset of the next relaxation pulse is switched on, the task of which is to prevent disturbances caused by reverberation phenomena inside the To remove workpieces and only to bring the first visual pulse to the receiver into effect.



   A particular advantage of the illustrated use of a relaxation circuit is that in the case of a relaxation oscillation, as is known, the amount of electricity conveyed by each relaxation pulse has the same value within a wide range, so that it is placed in the anode circuit of the tube 10 with the aid of a. Sufficiently inert measuring instrument 18 can directly measure the frequency of the occurring relaxation oscillation shocks. This measuring instrument 18 can also be calibrated in the present case immediately after sound travel times.



   The method according to the invention can advantageously be used for the continuous testing of the mechanical properties of substances which change their properties during the test. You can z. B. can be used to examine materials during their creation or remuneration.



  The particular advantage of this application is that the method makes the test independent of the transition resistances at the interfaces, which naturally fluctuate particularly strongly during the material treatment. This applies in particular to thermal treatment of the material.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Werkstoffprüfung mittels Ultraschall-Durchstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Laufzeit des Ultraschalles innerhalb eines Werkstückes (W) zwischen Sender (S) und Empfänger (E) bestimmt wird, welche sich hierbei in unmittelbarem akustischem-mechanischem Kontakt mit dem Werkstücke (F) befinden. PATENT CLAIM: Method for material testing by means of ultrasound irradiation, characterized in that a transit time of the ultrasound within a workpiece (W) between transmitter (S) and receiver (E) is determined, which is in direct acoustic-mechanical contact with the workpiece (F). are located. UNTEBANSPRUOHE : 1. Verfahren nach Patentansprueh, dar durch gekennzeichnet, dass eine Folge von periodischen Scha. llimpulsen durch das Werk- stück hindurchgesandt und das sich periodisch wiederholende Zeitintervall zwischen der elektrischen Erzeugung des einzelnen Schall- impulses und dem Eintreffen dieses elektrisah aufgenommenen Schallimpulses auf der Empfangsseite festgestellt wird. SUBSCRIBED: 1. Method according to patent claim, characterized in that a sequence of periodic Scha. III pulses are sent through the workpiece and the periodically repeating time interval between the electrical generation of the individual sound pulse and the arrival of this electrically recorded sound pulse on the receiving side is determined. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung zwischen der die Schallimpulse erzeugenden elektrischen Impulsfolge und der im elektroakustischen Empfänger entstehenden Folge von elektrischen Empfangsimpulsen bei konstanter Impulsfrequenz bestimmt wird (Fig. 2). 2. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that the phase shift between the electrical pulse sequence generating the sound pulses and the sequence of electrical reception pulses generated in the electroacoustic receiver is determined at a constant pulse frequency (Fig. 2). 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsfrequenz von der kürzesten Laufdauer des einzelnen Impulses abhängt (Fig. 3). 3. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that the pulse frequency depends on the shortest duration of the individual pulse (Fig. 3). 4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ssvon den eintreffenden Sehallimpulsen, welche einem einzelnen Sendeimpuls entsprechen, jeweils nur der zuerst eintreffende wirksam ist, um lediglich die kürzeste Schall- laufzeit zu bestimmen (Fig. 2 und 3). 4. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that ss of the incoming Sehall impulses, which correspond to a single transmission pulse, only the first one is effective in order to determine only the shortest sound propagation time (Fig. 2 and 3).
CH232929D 1942-04-16 1942-04-16 Procedure for material testing by means of ultrasonic radiation CH232929A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2549891A (en) * 1945-12-21 1951-04-24 Sperry Prod Inc Supersonic testing
US2618968A (en) * 1946-05-06 1952-11-25 Robert A Mcconnell Supersonic testing apparatus
DE1022077B (en) * 1954-08-07 1958-01-02 Heyligenstaedt & Co Control device for post-forming machine tools, especially milling machines

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