DE1026554B

DE1026554B - Anordnung zur Pruefung von Walzgut mit Ultraschallimpulsen

Info

Publication number: DE1026554B
Application number: DES40700A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adolf Lutsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-09-03
Filing date: 1954-09-03
Publication date: 1958-03-20

Description

Anordnung zur Prüfung von Walzgut mit Ultraschallimpulsen Zusatz zur Patentanmeldung S 29470 IX /42k In der Patentanmeldung S 29470 lSb/421; ist eine Anordnung zur Prüfung von Walzgut mit Ultraschallimpulsen beschriel)en, hei der mehrere über das Walzgut verteilt angeordnete Ultraschallsender von nur einem Hochfrequenz-Impulsgenerator erregt werden.
Dabei sind den Ultraschallsendern Mittel zugeordnet, welche den Zeitpunkt, zu dem die elektrischen Impulse, die den empfangenen Ultraschallimpulsen entsprechen an der Einrichtung zur Auswertung der Empfangsimpulse eintreffen, derart verzögern, daß Empfangsimpulse, welche durch Sendeimpulse verschiedener Sender erzeugt sind, stets nacheinander die Auswerteeinrichtulig beeinflussen.
13ei der senkrechten Durchschallung des Walzgutes nach der Hauptpatentamneldung treffen auf die Ultraschallempfänger störende Ultraschallimpulse die voll Wellenzügen herrühren, welche in den inneren ßegrcnzungsfläcben des Walzgutes einfach oder mehrfach reflektiert wurden. Da diese Impulse vielfach etwa zum gleichen Zeitpunkt bei einem Ultraschallempfänger eintreffen wie der Wellenzug, der ohne Reflexion unmittelbar durch das Walzgut hindurchgetreten ist, wird die Auswertung der auf dem Bildschirm sichtbaren Empfangsimpulse erschwert. Es ist bei der Betrachtung des Bildschirmes nicht ohne weiteres erkennbar, welche Impulszacken bestimmten Orten auf der Oberfläche des Walzgutes zuzuordnen sind.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die von den Ultraschallsendern impulsweise ausgesandten Wellenzüge gegebenenfalls ihrer Reflektoren schräg auf die Oberfläche des Walzgutes treffen, indem vorzugsweise die Sendeflächen der Ultraschallsender in an sich bekannter Weise im Winkel zu der Oberfläche des Walzgutes stehen und <lie Empfangsflächel1 der Ultraschallempfänger zu den Sendeflächen der Sender parallel angeordnet sind.
Bei der Untersuchung von Walzgut mit Hilfe kontinuierlich erregter Ultraschallsender ist es bereits bekannt, Ultraschallsender und -empfänger schräg zur Oberfläche des Walzgutes anzuordnen, um stehende Wellen zwischen der Oberfläche des Walzgutes und der Oberfläche von Sender und Empfänger zu vermeiden. Das Walzgut wurde bei der bekannten Vorrichtung mit Hilfe eines Senders und eines Empfäl1gers zeilen- oder reihenweise abgetastet. Bei der neuen Anordnung wird jedoch mit Ultraschallimpulsen gearbeitet, so daß stehende Wellen nicht auftreten können. Die Schrägdurchschallung ist jedoch auch hier vorteilhaft, um die erwähnten Störungen durch Mehrfachreflexionen auszuschalten.
Bei der Schrägdurchschallung des Walzgutes fällt mit Sicherheit ein Teil der innerhalb des Walzgutes reflektierten und erst nach Reflexion aus dem Walz- gut hinaustretenden Impulse nicht auf die den Sendern zugeordneten Empfänger, da die Empfänger ihrer Natur nach nur eine kleine Ausdehnung besitzen, die innerhalb des Walzgutes mehrfach reflektierten und erst dann aus dem Walzgut austretenden Impulse jedoch einen weiten Bereich überstreichen.
Die Aufnahmeflächen der Ultraschallempfänger sind parallel zu den Sendeflächen der Ultraschallsender gerichtet. um zu gewährleisten, daß die Maxima der Empfangscbarakteristika in Richtung der auf sie treffenden Ultraschallimpulse liegen.
Die von dem Sender ausgesandten, in das Walzgut eindringenden und aus ihm hinaustretenden Ultraschallimpulse werden beim Eintritt in das Walzgut und beim Austritt aus dem Walzgut wie Schallwellen gebrochen. Dies hat zur Folge, daß die Austrittsrichtung eines Ultraschallimpulses aus dem Walzgut nicht in Fortsetzung seiner Eintrittsrichtung in das Walzgut liegt; vielmehr ist die Austrittsrichtung eines Ultraschallimpulses aus dem Walzgut seiner Eintrittsrichtung in das Walzgut nur parallel, da das Walzgut die Richtung des Schallimpulses parallel versetzt, wobei das Maß der Versetzung durch die Brechungsgesetze gegeben ist. Entsprechend werden in Ausbildung der Erfindung die Empfangsflächen der Ultraschall empfänger parallel gegenüber den ihnen zugeordneten Sendeflächen der Ultraschallsender derart versetzt, daß trotz der Brechung des Ultrascha11s im Walzgut die Mitten der Empfangsflächen der Ultraschallempfänger jeweils im Zentralstrahl der auf sie treffenden Schallbündel liegen.
Die Einstellung des Winkels, unter dem die von den Ultraschallsendern ausgesandten Ultraschallimpulse auf die Oberfläche des Walzgutes auftreffen, erfolgt zweckmäßig derart, daß nur die von den Ultraschallsendern ausgehenden, das Walzgut ohne Reflexion durchsetzenden Ultraschallimpulse die Ultraschallempfänger treffen, die innerhalb des Walzgutes reflektierten Ultraschallimpulse jedoch gerade nicht. Dies ist der kleinste Winkel, bei dem die erfindungsgemäße Schrägdurchstrahlung voll wirksam ist, aber auch der günstigste Winkel, da der Weg der Ultraschallimpulse durch das Werkstück hierbei besonders klein ist und daher eine optimale Kleinheit des Prüffeldes und damit größte Genauigkeit der Prüfung erzielt wird.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Anordnung im Schnitt durch die Ultraschallsender und -empfänger (I.-I.) quer zur Laufrichtung des Walzgutes und in Laufrichtung des Walzgutes dargestellt.
Auf der einen Seite des Walzgutes 1 sind Ultraschallsender 2, 3, 4, 5, 6 angeordnet, die von einem gemeinsamen Impulssender 7 betrieben werden. Auf der anderen Seite des Walzgutes 1 sind jeweils den Ultraschallsendern 2, 3, 4, 5, 6 gegenüberliegende Ultraschallempfänger 8, 9, 10, 11, 12 angeordnet, die gemeinsam an einen Impulsverstärker 13 angeschlossen sind. Die Ultraschallsender sind gegenüber dem Walzgut 1 gestaffelt angeordnet, so daß die zu gleichen Zeitpunkten ausgehenden Ultraschallimpulse nacheinander auf die in einer Ebene liegenden Empfänger treffen. Das Walzgut ist schräg zwischen den Ultraschailsendern und Ultraschallempfängern hindurchgeführt, so daß die Richtung der das Walzgut durch setzenden Impulse 14 mit der Ebene des Walzgutes 15 einen Winkel 8 einschließen. Die Ultraschallempfänger 8 bis 12 sind gegenüber den Ultraschallsendern 2 bis 6, um der Strahlversetzung der Ultraschallimpulse im Walzgut Rechnung zu tragen, bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Anordnung so weit nach links verschoben, daß die Mitten ihrer Aufnahmeflächen jeweils im Zentralstrahl der auf sie treffenden Schallbündel liegen. Der Winkel 6 ist der kleinste Winkel, bei dem die innerhalb des Walzgutes reflektierten Impulse die Empfangsflächen der Ultraschallempfänger nicht treffen.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Anordnung zur Prüfung von Walzgut mit Ultraschallimpulsen mittels mehrerer über das Walzgut verteilt angeordneter und von nur einem Hochfrequenz-Impulsgenerator erregter Ultraschallsender, denen Mittel zugeordnet sind, welche den Zeitpunkt, zu dem die elektrischen Impulse, die den empfangenen Ultraschallimpulsen entsprechen, an der Einrichtung zur Auswertung der Empfangsimpulse eintreffen, derart verzögern, daß Empfangsimpulse, welche durch Sendeimpulse verschiedener Sender erzeugt sind, stets nacheinander die Auswerteeinrichtung beeinflussen, nach Patentanmeldung S 29470 IX/42k, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Ultraschallsendern impulsweise ausgesandten. Wellenzüge gegebenenfalls über Reflektoren schräg auf die Oberfläche des Walzgutes treffen, indem vorzugsweise die Sendeflächen der Ultraschallsender in an sich bekannter Weise im Winkel zu der Oberfläche des Walzgutes stehen und die Empfangsflächen der Ultraschallempfänger zu den Sendeflächen der Sender parallel angeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeflächen der Ultraschallsender parallel zu den Empfangsflächen der Ultraschallempfänger versetzt angeordnet sind, so daß trotz der Brechung des Ultraschalls im Walzgut die Mitten der Empfangsflächen der Ultraschallempfänger jeweils im Zentralstrahl der auf sie treffenden Ultraschallbündel liegen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen derartigen Winkel zwischen der insbesondere durch die Einstellung der Sendeflächen der Ultraschallsender bestimmten Richtung der auf die Oberfläche des Walzgutes auftreffenden Ultraschallimpulse und der Oberfläche des Walzgutes, daß nur die das Walzgut ohne Reflexion durchsetzenden Ultraschallimpulse die Ultraschallempfänger treffen, die innerhalb des Walzgutes reflektierten Ultraschallimpulse jedoch gerade nicht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften. Nr. 882 150, 885 490.