DD246843A1

DD246843A1 - METHOD AND APPARATUS FOR COUPLING CONTROL IN ULTRASONIC IMPULSE CHOKING

Info

Publication number: DD246843A1
Application number: DD28822086A
Authority: DD
Inventors: Dieter Schmidt; Guido Wurbs; Georg Kuka
Original assignee: Oberspree Kabelwerke Veb K
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1987-06-17

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die bei der Ultraschallpruefung von Halbzeugen mittels Impulsechoverfahren aus den an Materialfehlern erzeugten Echoimpulsen einschliesslich des Rueckwandechos automatisch die Amplitudenhoehe des Rueckwandechos ermitteln. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass alle hinter dem Pruefkopf als elektrische Impulsfolge auftretenden Echoimpulse, das sind Echos von Fehlern im Material und das Rueckwandecho, vom Sendeimpuls getrennt werden und dann die Gesamtamplitude des Signalanteils, dessen Frequenz bei der Resonanzfrequenz des Pruefkopfes liegt, bestimmt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird. Erfindungsgemaess koennen mehrere Pruefkoepfe mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen vorgesehen sein. Bei Vorhandensein eines gemeinsamen Sende-Empfangs-Wandlers koennen die Echoimpulse durch eine elektrische Torschaltung vom Sendeimpuls getrennt werden. Die erfolgte Ankopplung wird am Pruefkopf durch eine Lumineszenzdiode angezeigt. Damit ist es moeglich, durch die Verwendung mehrerer Pruefkoepfe mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen, gleichzeitig eine genauere Charakterisierung des Materials zu erzielen.The invention has for its object to provide a method and apparatus that automatically determine the amplitude of the Heckwandechos in the Ultraschallpruefung of semi-finished products by means of Impulsechoverfahren from the echo pulses generated at material errors, including the Rueckwandechos. The object is achieved in accordance with the invention in that all echo pulses occurring behind the test head as electrical pulse sequence, ie echoes of errors in the material and the back wall echo, are separated from the transmit pulse and then the total amplitude of the signal component whose frequency is at the resonant frequency of the test head is determined and compared with a predetermined value. According to the invention, several test heads with different resonance frequencies can be provided. If a common transmit-receive converter is present, the echo pulses can be separated from the transmit pulse by an electrical gate circuit. The coupling made is indicated on the test head by a light-emitting diode. This makes it possible to achieve a more precise characterization of the material by using several test heads with different resonance frequencies.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ankopplungskontrolle bei der Prüfung von Halbzeugen mittels Ultraschall-Impulsechoverfahren mit einem oder mehreren Prüfköpfen, insbesondere bei der Prüfung von zylindrischen Metallkörpern, die zur Herstellung von Kabelmänteln und -drähten verwendet werden.The invention relates to a method and a device for coupling control in the testing of semi-finished products by means of ultrasonic pulse echo method with one or more probes, in particular in the examination of cylindrical metal bodies, which are used for the production of cable sheaths and wires.

Characteristic of the known technical solutions

Jn der Ultraschallprüftechnik, insbesondere bei der Anwendung des Impulsechoverfahrens erfolgt die Kontrolle überwiegend über die Bewertung von Echosignalen, insbesondere des Rückwandechos nach seiner Amplitudenhöhe (Krautkrämer: „Werkstoffprüfung mit Ultraschall" Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 1966). Beim Auftreten von Fehlern kommt es abertrotz angekoppeltem Zustand zu einer Verringerung der Amplitudenhöhe des Rückwandechos, so daß eine erfahrene Kontrollperson den Ankopplungszustand beurteilen muß.In ultrasound testing, especially in the application of the pulse echo method, the control is predominantly carried out via the evaluation of echo signals, in particular of the back wall echo according to its amplitude level (Krautkrämer: "Material Testing with Ultrasound" Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 1966) Abbrotz it comes abrom the coupled state to a reduction in the amplitude height of the back wall echo, so that an experienced control person must assess the coupling state.

Nach einem weiteren Vorschlag (US-PS 2667780) wird mit einem zweiten Sende-Empfangs-Warrdler durch einen Kunststoffkörper desselben Prüfkopfes senkrecht in das Blech gelotet und eine Mehrfachechofolge erzeugt. Die Echohöhe oder die Länge der Echofolge kann als Signal überwacht werden, so daß man größere Bereiche des Bleches mit einem Prüfkopf erfassen kann. Dieses Verfahren wird auch bei Vorrichtungen mit mehreren Prüfköpfen, wie z.B. dem „Tatzelwurmsystem" (Kerntechnik 13 (1971) 2), verwendet. Der Mangel des erstgenannten Vorschlages besteht darin, daß diese Methode auf Bleche beschränkt ist und bei Materialfehlern der Ankopplungszustand selbst schwer charakterisierbar ist. Dieser Nachteil bleibt beim „Tatzelwurmsystem" erhalten und wird nur durch die Vielzahl eier Wandler bestärkt.According to another proposal (US-PS 2667780) is soldered with a second transceiver Warrdler by a plastic body of the same probe perpendicular to the sheet and generates a Mehrfachechofolge. The echo height or the length of the echo sequence can be monitored as a signal, so that you can detect larger areas of the sheet with a probe. This method is also used with multi-probe devices, e.g. The deficiency of the former suggestion is that this method is limited to metal sheets and, in the case of material defects, the coupling state itself is difficult to characterize, a disadvantage which is retained and will be experienced in the "Tatzelwurm system" only strengthened by the multitude of converters.

Auch das in der DE-PS 11 47779 beschriebene Verfahren zur Ultraschall-Werkstoffprüfung beruht auf der Bewertung des Rückwandechos. Auftretenden Amplitudenschwankungen dieses Signals, das durch an sich bekannte Torschaltungen ausgekoppelt wird, werden zur Verstärkung des Sendeimpulses über eine entsprechende Regelung genutzt. Diese Regelung erfolgt auch beim Auftreten von Amplitudenschwankungen, die durch Materialfehler hervorgerufen werden. Eine Bewertung von Fehlern wird durch eine zusätzliche Auswerteeinheit in verschiedenen Bereichen (durch weitere Bleche) vorgenommen. Der Mangel dieses Verfahrens beruht darauf, daß allein das Rückwandecho zur Ankopplungskontrolle verwendet wird. Dieser Mangel wird dabei durch eine relativ aufwendige Regelung des Sendeimpulses ausgeglichen, was besonders bei bewegten Prüfköpfen bzw. Prüfobjekten zur Anwendung kommt.The method described in DE-PS 11 47779 for ultrasonic material testing is based on the evaluation of the back wall echoes. Occurring amplitude fluctuations of this signal, which is coupled out by known gate circuits are used to amplify the transmission pulse via a corresponding control. This control also takes place when amplitude fluctuations caused by material errors occur. An evaluation of errors is made by an additional evaluation unit in different areas (by further sheets). The lack of this method is based on the fact that only the back wall echo is used for coupling control. This deficiency is compensated by a relatively complex control of the transmitted pulse, which is especially for moving probes or test objects used.

Object of the invention

Die Erfindung hat zum Ziel, den Ankopplungszustand eines oder mehrerer Prüfköpfe leicht und sicher zu überprüfen. Dabei soll es auch unerfahrenen Kontrollpersonen möglich sein, den Zustand „angekoppelt" eindeutig zu erfassen. Außerdem soll z. B. ein Mikrocomputer ohne großen, zusätzlichen Aufwand die Funktion der Kontrollperson übernehmen können.The invention aims to easily and safely check the coupling state of one or more probes. It should also be possible for inexperienced control persons to unambiguously record the status "coupled." In addition, for example, a microcomputer should be able to assume the function of the control person without great additional effort.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die bei der Ultraschallprüfung von Halbzeugen mittels Impulsechoverfahren aus den an Materialfehlern erzeugten Echoimpulsen einschließlich des ' Rückwandechos automatisch die Amplitudenhöhe des Rückwandechos ermitteln.The invention has for its object to provide a method and apparatus that automatically determine the amplitude of the back wall echo in the ultrasonic testing of semi-finished products by means of Impulsechoverfahren from the echo pulses generated at material errors including the 'back wall echo.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle hinter dem Prüfkopf als elektrische Impulsfolge autretenden Echoimpulse, das sind Echos von Fehlern im Material und das Rückwandecho, vom Sendeimpuls getrennt werden und dann die Gesamtamplitude des Signalanteils, dessen Frequenz bei der Resonanzfrequenz des Prüfkopfes liegt, bestimmt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird.The object is achieved in that all behind the probe as an electrical pulse train autretenden echo pulses, which are echoes of errors in the material and the back wall echo, are separated from the transmit pulse and then determines the total amplitude of the signal component whose frequency is at the resonant frequency of the probe and compared with a predetermined value.

Erfindungsgemäß können mehrere Prüfköpfe mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen vorgesehen sein. Bei Vorhandensein eines gemeinsamen Sende-Empfangs-Wandlers können die Echoimpulse durch eine elektrische Torschaltung vom Sendeimpuls getrennt werden. Die erfolgte Ankopplung wird am Prüfkopf durch eine Lumineszenzdiode angezeigt. Damit ist es möglich, durch die Verwendung mehrerer Prüfköpfe mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen, gleichzeitig eine genauere Charakterisierung des Materials zu erzielen.According to the invention, a plurality of probes with different resonance frequencies can be provided. In the presence of a common transmit-receive converter, the echo pulses can be separated by an electrical gate circuit from the transmit pulse. The coupling carried out is indicated on the test head by a light-emitting diode. This makes it possible, by using multiple probes with different resonance frequencies, at the same time to achieve a more accurate characterization of the material.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.The invention will be explained below using an exemplary embodiment.

In der Kabelindustrie werden die für die Fertigung von elektrischen Leitern eingesetzten Halbzeuge, wie z.B. AIu mi η ium, mit dem Ultraschall-Impulsverfahren auf Gußfehler und andere das Endprodukt beeinflussende Einschlüsse geprüft.In the cable industry, the semi-finished products used for the production of electrical conductors, such as e.g. AIu mi η ium, tested with the ultrasonic pulse method for casting defects and other end product affecting inclusions.

Über ein geeignetes Koppelmedium wird das Ultraschallsignal vom Prüfkopf in den Prüfling übertragen. Ist das Material am Ort der Prüfung fehlerfrei, genügt im allgemeinen das Rückwandecho für die Bewertung der Ankopplung. Treten jedoch Fehler, wieVia a suitable coupling medium, the ultrasound signal is transmitted from the test head to the test object. If the material is faultless at the place of the test, the back wall echo is generally sufficient for evaluating the coupling. However, mistakes occur, such as

z. B. Kernrisse auf, ist dieses Signal allein ungeeignet. Um auch in diesen Fällen eine automatische Kontrolle der Ankopplung zu ermöglich, werden alle Echoimpulse außer dem Sendeimpuis für die Bewertung herangezogen. Durch eine Blende, die denz. B. core cracks, this signal alone is unsuitable. In order to enable automatic control of the coupling even in these cases, all echo pulses except for the transmission pulse are used for the evaluation. Through a panel that the

gesamten Bereich erfaßt, werden diese bei der Resonanzfrequenz des jeweiligen Prüfkopfes bezüglich ihrer Amplitu.deWhole area detected, these are at the resonant frequency of the respective probe with respect to their Amplitu.de

aufintegriert, so daß ein Signal entsteht, das annähernd dem eines fehlerfreien Prüflings entspricht. Der Wert, mit dem dieintegrated, so that a signal is produced, which corresponds approximately to that of a defect-free specimen. The value with which the

Amplitude verglichen wird, wird der jeweiligen Struktur des Materials angepaßt.Amplitude is matched to the respective structure of the material.

Durch die Verwendung mehrerer Prüfköpfe mit unterschiedlicher Resonanzfrequenz lassen sich darüber hinaus gleichzeitigIn addition, by using multiple probes with different resonant frequency can be simultaneously

verschiedene Aussagen zur Struktur des Materials gewinnen, die seine genauere Charakterisierung ermöglichen. Die Trennung der Echoimpulse vom Sendeimpulse erfolgt durch eine elektronische Torschaltung. Die Anzeige kann dabei über einegain different statements about the structure of the material, which allow its more accurate characterization. The separation of the echo pulses from the transmitted pulses is performed by an electronic gate. The display can be via a

Lumineszenzdiode am jeweiligen Prüfkopf angezeigt werden.Luminescence diode are displayed on the respective probe.

Claims

1- 248 843

Invention claim:

A method for coupling control in ultrasonic echo method using separate transmit and receive transducers or a common transceiver and a gate circuit in which the back wall echo is evaluated, characterized in that the amplitude of the entire echo sequence in the range of the resonant frequency of Test head determined and compared with a predetermined value.

2. Apparatus for carrying out the method according to item 1, characterized in that a plurality of probes are provided with different resonant frequency.

3. Device according to item 2, characterized in that an electronic gate circuit is arranged for the separation of the echo pulses from the transmission pulse in the presence of a common transmitting E ^ mpfangs converter.

4. Apparatus according to item 1 and 2, characterized in that a light-emitting diode is arranged to indicate the coupled state on the test head.