DE1473622A1 - Verfahren und Einrichtung zur selbsttaetigen dreidimensionalen Darstellung der Lage einer Fehlerstelle in einem Pruefobjekt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur selbsttätigen dreidimensionalen Darstellung der Lage einer Fehlerstelle, beispielsweise eines Lunkers oder eines Einschlusses in einem Prüfobjekt, beispielsweise in einem zylindrischen Rohr oder in einem Blech oder Band aus homogenem festem Material mit ebenen und parallelen Oberflächen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine derartige Darstellung für den Fall eines zylindrischen Rohres, wobei die dreidimensionale Darstellung die Länge, die Dicke und den Umfang des Rohres wiedergeben soll.

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Das erfindungsgernässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt einer Ultraschall-Abtastung unterworfen wird und dass mittels des Prüfergebnisses unmittelbar die Aufzeichnung des Prüfergebnisses oder einer Funktion desselben in drei Dimensionen gesteuert wird.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch w gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung des Prüfergebnisses auf zwei

Karten erfolgt, auf denen je eine Koordinate der Länge des Prüfobjektes entspricht und dass auf der einen Karte die zweite Koordinate der Breite oder dem Umfang und auf der anderen Karte die zweite Koordinate der Dicke des Prüfobjektes entspricht.

Die Erfindung bezieht sich ausserdern auf eine Einrichtung zur selbsttätigen dreidimensionalen Darstellung der Lage einer Fehlerstelle in einem Prüfobjekt, wobei diese Einrichtung Mittel zur Ultraschall-Ab-' tastung des Prüfobjektes enthält und ferner Mittel zur unmittelbaren Steuerung

der Aufzeichnung des Prüfergebnisses oder einer Funktion desselben in drei Dimensionen.

Vorzugsweise sind in der betreffenden Einrichtung zwei Karten vorhanden, auf denen je eine Koordinate der Länge des Prüfobjektes entspricht, während auf der einen Karte die zweite Koordinate die Breite oder

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den Umfang des Prüfobjektes und auf der anderen Karte die zweite Koordinate die Dicke des Prüfobjektes bedeutet.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an~ hand der Zeichnung beschrieben, in welcher

Fig. 1 eine Darstellung der Ultraschall-Impulse ist,

wie sie von der Wand eines zylindrischen Rohres reflektiert werden und auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre erscheinen,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine drehbare Einheit zeigt, welche vier Ultraschall-Sonden enthält, welche in gleichen Abständen voneinander auf dem Umfang eines Rohres angeordnet sind und welche eine schraubenlinienförmige Abtastung bewirken,

Fig. 3A bis 3F die zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens dienenden Einrichtungen in Form von Blockschaltbildern enthalten,

Fig. 4 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Teiles der Einrichtung nach Fig. 3 enthält,

Fig. 4A die Lage der Ultraschall-Sonden auf dem Umfang eines Rohres zeigt,

Fig. 5 und 6 Wiedergaben von praktisch erhaltenen Aufzeichnungs-

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streifen zeigen, welche die Lage von Fehlerstellen in einer Rohrwand angeben, und ' .

Fig. 7 eine Darstellung enthält, nach welcher die Figuren . 3A Me 3F einander zuzuordnen sind.

Bei dem zu beschreibenden ÄusfBhrungsbeispiel ist das Prif·* objekt ein zylindrisches Stahlrohr und es sollen Fehler in der Dicke dieses Rohres selbsttätig auf einer Karte X dargestellt werden, deren. Breite proportional zu einer bekannten Dicke des Stahls (oder einer anderen Standardabmessung) und deren Länge proportional der Länge des Rohres ist« Die Lage des Fehlers innerhalb der Dicke des Rohres und innerhalb der Länge des Rohres wird zusammen mit einer bleibenden. Aufzeichnung der Rohrdicke erhalten.

Gleichzeitig soll auf einer weiteren Karte Y, deren Breite proportional der Umfangskoordiüate das Rohres und dereü Länge proportional dir Länge dee Rohres ist, die Lage und die Form der Fehlereteile angezeigt werden· Es werden somit bleibende Aufzeichraingen der Läge üöd der dehnung der Fehlerstelle bezüglich aller Dimensionen erhalten.

tttfadert feste einzelne Schreibfedern werden in regelinftasigen Äbetftttäen;äh der Karte X angetoäcM Utkl sind der gaäze^ äb^ajrtenden ütid der zugehörigen Aufzeichnungseinriciitung zugeordnet. Die fcäbl

ORIGINAL INSPECTED

der verwendeten Schreibfedern oder Schreibstifte kann natürlich entsprechend der gewünschten Auflösung und Genauigkeit der Dickenmessung gewählt werden. Wenn hundert Schreibfedern, benutzt werden, entspricht die Feder O die Aussenflache des Rohres und die Feder 100 einem Zoll * Stahl. Die aus dem Inneren der Wand des Rohres reflektierten Impulse würden bei Darstellung auf dem Seht m einer Kathodenstrahlröhre das in Fig. 1 wieder gegebene Bild liefern, in welchem 10 den Sendeimpuls bedeutet, 11 den Impuls, welcher an der Grenzfläche des Wassers der Sonde und dem Stahl entsteht, und 12 bis 17 die Impulse sind, welche von mehrfachen Echos innerhalb der Rohrwand herrühren. Aufeinanderfolgende RefLektionen ergeben Impulse gleichen Abstandes. Als Beispiel sei der Zeitabstand zwischen den Impulsen 13 und 16 betrachtet. Eine erfindungsgemässe Einrichtung trennt zunächst die Impulse 13 und 16 von den anderen Impulsen ab und misst mittels eines elektronischen Zählers ihren gegen» seitigen Abstand. Dies geschieht in der Weise, dass man die Zählfrequenz so wählt, dass eine Zählung bis hindert einem Zoll Stahldicke entspricht. Eine Anzeige, welche eine Zählung unterhalb von hindert hervorruft, wird als eine proportionale Lage auf der Karte X dargestellt, da bei der Weiterleitung der Zahl an einen elektronischen Entkoder eine geeignete Feder erregt wird. Das rohrförmige Prüf objekt wird längs einer Schraubenlinie geringer Ganghöhe durch die Ultraschall-Sonden abgetastet und daher zeigt

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die Karte X nicht nur die Lage einer Fehlerstelle innerhalb der Dicke der Rohrwand« sondern auch die Lage der Fehlerstelle in der Längsrichtung des Rohres gemessen. Gleichzeitig wird die absolute Dicke des Rohres kontinuierlich dargestellt.

Gleichzeitig werden für die Karte Y ebenfalls hundert einzelne Schreibfedern oder Schreibstifte fest und in regelmässigen Abständen voneinander angeordnet, wobei die Schreibfedern Punkten entsprechen, die an hundert Stellen gleich gegenseitigen Abstandes am Umfang des Rohres liegen. Auf diese Weise wird die Breite der Aufzeichnungskarte Y proportional der Länge des Rohres gemacht. Mit elektronischen Mitteln wird eine Wandstärke des Rohres, die unterhalb einer vorbestimmten Toleranz liegt, die betreffende Schreibfeder erregen und die Karte markieren. Es wird also die Lage der Fehlerstelle in Bezug auf den Umfang des Rohres angegeben und da das Rohr längs einer Schraubenlinie geringer Ganghöhe abgetastet wird, weisen die aufeinanderfolgenden Angaben der betreffenden Federn die Lage, die Fläche und die Ausdehnung der Fehlerstelle in der Rohrwand aus, und zwar ebenso wie wenn das zylindrische Rohr in seiner Längsrichtung aufgeschlitzt und abgewickelt werden würde. Aus diesem Grunde wird die Karte Y und die zugehörige Aufzeichnungseinrichtung im folgenden als geographische Aufzeichnungseinrichtung bezeichnet.

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Wenn die Lage eines Lunkers in der Rohrwand zu einem inkohärenten Muster infolge von unregelmässiger Zerstreuung der Ultras chall-EnergJA innerhalb der Rohrwand führt, ist eine elektronische Einrichtung vorgesehen, um sicherzustellen, dass alle Fehlerstellen von der Aufzeichnung erfasst werden. Diese elektronische Einrichtung gibt an, dass keine absolute Messung der Dicke stattgefunden hat. In diesem Falle werden die ersten beiden Schreibfedern auf der Karte X erregt und liefern eine willkürliche Anzeige der Lage der Fehlerstelle, im Falle der sogenannte» geographischen Aufzeichnung, d. h. auf der Karte % werden die geeigneten^ Schreibfedern entsprechend der Lage der Fehlerstelle längs des Umfange As Rohres erregt.

Somit liefert die erfirtdungsgemässe Einrichtung ein Bild der Ausdehnung Äöar Fehlerstelle von der Auseenseite des Rohres auf der Karte If aus gesehen und lokalisiert die Fehlerstelle in der Richtung der Dicke der Rohrwand auf iler Karte X. Öle absolute Dicke der Rohrwand wird kontinuierlich angtaueigt und es wird daher auch jede Exzentrizität oder Schwankung in der Dicke der Rohrwand ebenfalls angegeben. Öä daß zu prüfende Rohr auf den Kartet £ und Y in zwei Dimenaioiien dargestellt wird, kann die Erfindung eb*a*a gut für die Prüfung eines biechföi-inigen, plattenförmigen oder streifeBftoniigen PrÜföbjektes benutzt werden.

In Fig. 2 sind vier Ultraschall-Strahlsonden A, B, C und D in gleichen gegenseitigen Abständen auf dem Umfang des Rohres 20 angebracht und drehen sich zusammen um die Längeachse dieses Rohre«, um dieses Rohr abzutasten. Dies bedeutet, dass das Rohr längs einer Schrauben» linie geringer Ganghöhe abgetastet wird und dass eine annehmbare Prüfgeschwindigkeit eingehalten wird« Das Rohr wird in seiner Längsrichtung W gegenüber den Prüfsonden A bis D bewegt, so dass also eine Schraubenlinienabtastung ge mass Fig. 2 stattfindet.

Entsprechend den Figuren 3A bis $ F, die zusammen ein Blockschaltbild der erfhdungsgemässen Einrichtung darstellen, ist die ganze Prüfeinrichtung (lediglich der leichteren Erklärung halber), in sieben Einheiten unterteilt. Diese Einheiten sind: Der Koordinator und der Hauptverstärker (Fig. 3A), die logische Einrichtung I (Fig. 3B), die logische Einrichtung Π (Fig. 3C), die logische Einrichtung ΠΙ (Fig. 3D), der ^ Dicken-Entkoder (Fig. 3E), welcher der Karte X zugeordnet iet und der geographische Entkoder (Fig. 3F), welcher der Karte Y zugeordnet ist.

Der Koordinator soll sicherstellen, dass die Sonden A bis D in zeitlicher Reihenfolge arbeiten und der Koordinator liefert aueserdem taktgebende Spannungen für den Rest der Schaltung. Ein Haupt oszillator 21, der mit 4 MHz arbeitet, speist die Zähler 22 und 23, welche ihrerseits mit den Gattern Al, Bl, Cl und Dl verbunden sind. Diese Gatter liefern

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taktgebende Spannungen WFA, WFB, WFC und WFD, derenVorderfronten in A2, B2, C2 und D2 differenziert werden. Die differenzierten Spannungen stoseen dann die Sender A3, B3, C3 und D3 an. Eine verzögerte Spannung wird durch eine 2~Mikro8ekunden-Verzögerungseinrichtung 24 und eine Umkehrstufe 25 geliefert, um die unerwünschten Impulespitzen an den Ausgangsseiten der Gatter Al his Dl zu unterdrücken. Die Gatter A4, B4, C4 und D4 lassen nur die gewünschten Signale der Sonden A, B, C und D zu einem Hauptverstärker 26 hindurch und diese Gatter A4, B4, C4 und D4 werden durch die Spannungen WFA, WFB, WFC und WFD aufgetastet. Der Hauptverstärker 26 ist ein Glühkathodenverstärker, dessen Verstärkung und dessen Bandbreite den verwendeten Impulsen angepasst ist. Diese Impulse besitzen im allgemeinen eine Dauer von 0, 5 Mikrosekunden. Mittels einer Vorrichtung 27 werden die Spannungen WFA, WFB, WFC, WFD der Reihe nach ausgewählt, um einen Monitor 28 anzustossen, so dass ein Bedienungemann die Signale der Sonden A, B, C oder D über den Hauptverstärker 26 betrachten kann.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 26 gelangt an die logische Stufe I, in welcher Impulse von der Wand des Rohres die Zähler 31, 32 und 33 steuern. Mittels der Gatter 34, 35 und 36 werden die Impulee 11, 13 und 16 (Fig. 1) abgesondert. Die Signale der Gatter 34 bi* 36 laufen über die Umkehrstufen 37, 38 und 39. Nach dem Durchtritt durch diese

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ümkehrstufen stellt der Impuls 11 einen Flip-Flop FF 3 in dem Dickenentkoder zurück, während der Impuls 13 wie bei 44 und 45 dargestellt geteilt wird und der Impuls 16 wie bei 51, 52 und 53 dargestellt, geteilt wird. Der mit 44 bezeichnete Teil des Impulses 13 wird wiederum in drei mit 46, 47 und 48 bezeichnete Teile unterteilt, wobei der Teil 46 zu der Start klemme des Dickenentkoders geht, der Teil 47 in die logische Stufe II eingespeist wird und der Teil 48 dazu dient, den Monitor anzustossen, welcher die Spur liefert. Der Teil des Impulses 13 , der mit 45 bezeichnet ist, durchläuft eine Umkehrstufe 49 und gelangt dann an eine variable monostabile Vorrichtung 50. Der Teil des Impulses 16, der mit 51 bezeichnet ist, geht an die Stopklemme des Dicken-Entkoders, der Teil 52 passiert eine Umkehrstufe 54 und gelangt dann zu einer monostabilen Vorrichtung 42, während der Teil 53 in eine Rückstellvorrichtung 40 eintritt.

Der Zähler wird mittels der Rückstellvorrichtung 40, die in Fig. 3B dargestellt ist, vor spurenhaften Zählimpulsen geschützt. Diese Rückatellmöglichkeiten bestehen aus monostabilen Vorrichtungen 41 und 42. Der Impuls 16 passiert eine Verzögerungsleitung 43 von zwei Mikrosekunden Verzögerungedauer. Die Zähler 31, 32 und 33 werden also über den Flip-Flop FFl auf Null zurückgestellt.

Eine Verminderung der Dicke der Rohrwand führt zu einer Ver minderung dee Zeitintervalles zwischen den Impulsen 13 und 16 und diese

tnoono / noo

Verminderung des Zeitintervalles wird durch ein Gatter 55 angezeigt, dessen Auegangs signal einem bistabilen Flip-Flop FF2 zugeführt wird.

Der Impuls 13 erreicht das Gatter 55 über die Umkehrstufe 49 und über die variable monostabile Vorrichtung 50. Nach dem Durchtritt durch diese Vorrichtung 50 geht der Impuls 13 an das Gatter 55 und ein Teil desselben geht auch durch eine monostabile Vorrichtung 56 an einen Monitor 57.

Der Impuls 16 erreicht das Gatter 55 über eine Umkehrstufe 54 und über I

die monostabile Vorrichtung 42. Zwischen der Vorrichtung 42 und dem Gatter 55 wird ein Teil des Impulses 16 durch die Vorrichtung 57 überwacht.

Der bistabile Flip-Flop FF2 wird durch Impulse, welche im Sendeintervall ankommen, eingestellt und es wird daher, wenn das Auegangssignal des Gatters 55 fehlt, kein Ausgangssignal von dem bistabilen Flip-Flop FF2 erhalten. Bei einer Verminderung der Dicke der Rohrwand über diejenigen Grenzen hinaus, welche durch die variable monostabile Vorrichtung 50 definiert werden, tritt ein Auegangssignal an dem bistabilen I Flip-Flop FF 2 auf.

Es wurde weiter oben festgestellt, dass bei einer unregelmässigen Zerstreuung von Ultraschall-Energie infolge einer Fehlerstelle in der Rohrwand eine absolute Dickenmessung unöglich gemacht werden kann. Dieser Nachteil wird durch Einbau der logischen Stufe Π in die Schaltungsanordnung vermieden.

Die Spannung WFÄ von der Auegangsseite des Gatters Al wird in den Teil J der logischen Stufe Π eingespeist, wobei ein Teil über das Gatter Jl, eine Umkehrstufe J2 und eine monostabile Vorrichtung J3 geht, um ein Rückstellsignal für die drei Zähler J4, J5 und J8 zu bilden. Damit nur Impulse, die von der Sonde A herrühren, ausgewertet werden, wird das Gatter Jl nur für die Arbeitszeit der Sonde A durch die zugehörige Spannung WFÄ aufgetastet. Ein anderer Teil der Spannung geht über eine Differenzierstufe J7 und eine Umkehrstufe J8 an die Zahler J4, J6 und J6. Der Impuls 13, d. h. der Teil des Impulses 13, welcher mit 47 bezeichnet ist, und von der logischen Stufe I geliefert wird, wird auch in das Gatter Jl eingespeist. Wenn dieser Impuls vorliegt, werden die Zahler auf Null zurückgestellt und wenn der Impuls 13 zählt, so bleibt die im Zähler angezeigte Zahl erhalten. Wenn der Impuls 13 nacheinander für beispielsweise sieben Zählungen zählt, wird ein Ausgangssignal vom Gatter JQ erhalten. Die monostabile Vorrichtung JlO liefert beispielsweise ein Ausgangssignal von sieben Millisekunden Dauer, also eine solche Zeitspanne, um in den Zählern J4, J5 und J6 bis 7 zu zählen. Während der Arbeitszeit der monostabilen Vorrichtung JlO kann (oder kann nicht - je nach dem Vorhandensein oder dem Fehlen einer Fehlerstelle) eine weitere Zählung in den Zählern J4, J5 und J6 stattfinden. Das Ausgangssignal der Vorrichtung JlO gelangt an ein Gatter JIl, welchem ausserdem ein Teil der Spannung WFÄ zugeführt wird. Da das Auegangssignal der Vorrichtung J 10 während der Dauer

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des Arbeitcns der Sonden B, C und D aufrechterhalten bleibt« kann sich das Gatter JIl nur wahrend der Arbeitsdauer der Sonde A öffnen. Somit wird das Ausgangesignal, wenn überhaupt, vom Teil J, das einer Mischstufe 60 zugeführt wird, nur wahrend der Arbeitedauer der Sonde A auftreten.

Ee sind vier gleichartige Teile J, K_- L und M der logischen Stufe Π, welche den vier Sonden A₉ B₄ C und D entsprechen, vorhanden, welche um das Rohr 1 umlaufen. Gleichartige Teile der vier Teile J, K, L und M sind gleichartig bezeichnet. Der Impuls 13 wird an allen Gattern Jl₄Kl, Ll und Ml eingespeist und die Ausgangssignale von jedem der Gatter JIl, KIl, LIl und MIl gehen an eine Mischstufe 60, hinter welcher sie einen Verstärker 61 durchlaufen und an die beiden Schreibfedern 62 und 63 für die dem Dicken-Entkoder zugeordnete Karte X gelangen. Das Signal läuft vom Verstärker 61 an eine Mischstufe 64, welcher ebenfalls das Toleranzüberschreitungesignal (sofern vorhanden) von der bistabilen Vorrichtung FF2 der logischen Stufe I zugeführt wird. Die Zahl von aufeinanderfolgend·»- fehlenden Impulsen 13, die erforderlich ist, eine Fehlerstelle zu bilden, hängt von der Oberflächengeschwindigkeit der Abtastung des Rohre· ab.

Eine Vorrichtung 65 zur Lieferung eines hörbaren Alarmzeichens beim Auftreten einer Fehlerstelle ist in die logische Stufe II eingebaut.

Diese Vorrichtung 65 enthält einen Doppeltonoszillator66, bei welchem der Ton von der Art der Fehlerstelle abhängt. Auch ein visuelles Alarm·· signal 67 ist vorgesehen.

Die Zähler 71 bis 77 in der logischen Stufe ΙΠ teilen den Umfang des Rohres in hundert Punkte unter sich gleichen Abstandes. Die Zähler werden von einem Abtastoszillator 70 gespeist, dessen Frequenz so gewählt

ist, dass hundert Impulse während einer Umlaufdauer entstehen. Die Zähler

werden auf Null zurückgestellt undjfewar entweder nachdem hundert Impulse eingetroffen sind oder durch ein Signal, welches bei jeder Umdrehung erzeugt wird. Dabei findet die Rückstellung jeweils dann statt, wenn das erwähnte Signal vor der Zählung bis fcundert auftritt bzw. dann, wenn die Zählung bis hundert vollendet ist bevor das erwähnte Signal erscheint. Die Karte Y kann also genau abgetastet werden. Die Zähler 71 bis 77 sind über die Stufen 78 an den geographischen Entkoder angeschlossen, wobei " jeweils zwei dieser Stufen jedem Zähler zugeordnet sind. Von dem Ausgang

O dee Zählers 71 verläuft eine Leitung 79 zu einer Verzögerungsvorrichtung

80 von zwei Mi kr öse künden Verzögerungsdauer, die mit einem Gatter

81 verbunden ist. Die Ausgangsgrösse des Gatters 81 wird einer monostabilen Vorrichtung 82 zugeführt und sodann geht ein Teil zu einem Gatter 83 und ein anderer Teil xu einer Anzeige stufe 84 und schliesslich ein dritter Teil an eine Mischstufe 85. Wenn die Frequenz des Abtastoszillators 70 genau

Λ Λ Λ Λ Λ / Λ

eingestellt ist, d. h. wenn diese Frequenz

^{X 10}° ^Hz
beträgt, fällt die Ausgangsgrösse der monostabilen Vorrichtung 82, die vom Gatter 81 erhalten wird, mit der Ausgangsgrösse einer monostabilen Vorrichtung 86, die von der umlaufenden Einheit über Kontakte 87 erhalten wird, zusammen. Die Ausgangsgrösse der Vorrichtung 86 wird ebenfalls geteilt, wobei ein Teil an das Gatter 83 geht, ein weiterer Teil an eine weitere Anzeigestufe 88 und ein dritter Teil an die Mischstufe 85. Die Ausgangsgrösse des Gatters 83 geht über eine monostabile Vorrichtung 89 und eine visuelle Anzeige des Signals wird durch die Anzeigestufe 90 bewirkt.

Der Dicken-Entkoder ist im wesentlichen ein schnell arbeitender Zähler, der aus den Zählern 91 bis 98 aufgebaut ist, die von einem Uhr-Impulsgenerator 98A gespeist werden. Der Generator wird durch die Impulse 13 und 16, die von der logischen Stufe I kommen, ein- und ausgeschaltet. Wenn die Frequenz des Generators 98A sorgfältig genug gewählt ist, so kann ein Zoll Stahldicke hundert Impulsen entsprechen und diese Frequenz ist gleich

100

t max ,

worin t max in Mikrosekunden diejenige Zeit ist, die zwischen den Impulsen

L 13 und 16 bei der maximalen Dicke der Rohrwand verstreicht. Diese Frequenz

/ncoo

ist etwa 3« 85 MHk. Die Zahler können bei jedem Sendeimpuls, der vom Hauptoazillator 21 im Koordinator zu einer Miechertufe 98 geht, auf Kuli zurückgestellt werden. Der Zähler ist durch den Flip-Flop FFf τοη der Sendezeit bis zum Zeitpunkt des Impulse· H gesperrt. Wenn der Im]HiIe fehlt« wird die Zahl 128 von einem Zähler 08*einem Flip-Flop FF3 fiber eine Miachstufe 99 zugeführt. Die Zahl 128 stellt den Zähler auf Null zurück und stellt ferner den monostabilen StartH3top-Flip-Flop FF4 auf seine Stopstellung zurück. Wenn eine erfolgreiche Zählung stattgefunden hai.

so entkodieren einhundert siebenwegige Gatter 100 die Ausgangsgrößen

BAD ORIGINAL.

der Zählerkette 91 bis 97 in das dezimale Aequivalent, welches sodann

fiber einen Verstärker 101 an die betreffende Schreibfeder des Dickenauf- j

Zeichners geht. Auf dem Regietrierpapier sind Eichmarken im Abstand τοη Jeweils einigen Zoll angebracht, wobei die Abstände dieser Eichmarken

jeweils 2, 5 mm (O₄ 1 Zoll) Stahldicke entsprechen und die Schreibfedern sind an der Karte X in Abständen entsprechend 0, 01 Zoll Stahldicke vorgesehen,

Die geographische Aufzeichnungeeinrichtung enthält einhundert achtwegige Gatter 102, wobei sieben Kanäle jedes Gatters dazu benutzt werden, die Auegänge der Zähler 71 bis 77 in der logischen Stufe Ht zu entkodieren und der achte Kanal mit dem Toleranzüberschreitungssignal von der logischen Stufe I über die logische Stufe Π gespeist wird.

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Beispielshdber «ei angenommen, dass der Abtastzahler (Zähler 71 bis 77 in der logischen Stufe m) auf Null stehen möge und dass eine Fehlerstelle getroffen wird, und somit der achte Kanal des Entkoders geöffnet wird. Es erscheint sodann ein Signal an dem Ausgang ' O des hundertwegigen Entkoders 102. Wenn man weiterhin annimmt, dass die betreffende Fehlerstelle durch die Sonde A getroffen wurde, so ist die Spannung "A" (WFA vom Koordinator) am Gatter 103 (Fig. 4) vorhanden und es wird somit eine Ausgangs grös se an dem Gatter 103 auftreten, welche der Schreibfeder O zugeleitet wird. Die nächste erregte Sonde ist die Sonde B* welche jedoch eine Millisekunde später erregt wird. Wenn man annimmt, dass von dieser Sonde keine Fehlerstelle getroffen wird, so bleibt der achte Kanal des Entkoders verriegelt und an dem Gatter 104 des Entkoders tritt keine Ausgangsgrösse auf. Sodann wird die Sonde C erregt und zwar zwei Millisekunden nach der Sonde A und zu diesem Zeitpunkt ist der Abtastzähler, welcher mit einer sehr viel kleineren Geschwindigkeit läuft, seinen Zählerstand noch nicht verändert, sondern sieht noch bei Null. Die Sonde C trifft eine Fehlerstelle und es erscheint daher an der , Ausgangsstelle C des hundertwegigen Entkoders 102 eine Ausgangsgrösse genau wie für'die Sonde A. Jedoch ist die Spannung C (WFC des Koordinators) am Gatter 105 vorhanden und die Ausgangeeeite des Gatters 105 ist mit der Feder 50 der Aufzeichnungseinrichtung verbunden. Somit erscheinen zwei

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Fehlerstellen, welche um 180 Grad längs des Umfangs des Rohres gegeneinander vereetzt sind, mit einem proportionalen Abstand auf der Karte Y (Fig. 4A). Wenn man annimmt, dass die Sonde D, welche als letzte Sonde vor dem Beginn eines neuen Zyklus arbeitet, keinen Fehler feststellt, tritt an der Ausgangsseite des Gatters 106 des Entkoders keine Ausgangagrösse auf. Wenn eine Fehlerstelle vorhanden war, würde die Spannung D ^ (WFD des Koordinators) das Signal über das Gatter 106 der Feder 75 zugeleitet haben.

Fig. 5 und 6 stellen Registrierungen auf der Karte X eines Dicken-Entkoders dar. In Fig. 5 treten grosse Schwankungen der Dicke der Rohrwand in der Mitte des Rohres auf. Da die Länge der Karte X proportional der axialen Länge der Schraubenlinie ist, welche die umlaufende Abtasteinrichtung um die Rohrachee beschreibt, ist der Längsmaßstab erheblich komprimiert. Diese Kompression ist erwünscht, um die Art des Wandquerschnitts hervorzuheben und die Längenabmessung und die Unifangsabmessung werden durch die geographische Aufzeichnungs einrichtung genau abgebildet. Fig. 6 zeigt ein Beispiel von Fehlern, wie sie am Ende dee Rohres auftreten.

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Claims (7)

1. 2999-63

   Dr. Sd/Schä _ 1 Λ 7 ? fi

   Patentansprüche

   Verfahren zur selbsttätigen dreidimensionalen Darstellung der Lage einer Fehlerstelle in einem Prüf objekt, beispielsweise in einem zylindrischen Rohr oder in einem Blech oder Band aus homogenem festem Material mit ebenen und parallelen Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt einer Ultraschall-Abtastung unterworfen wird und dass mittels des Prüfergebnisses unmittelbar die Aufzeichnung des Prttfergebnisses oder einer Funktion desselben in drei Dimensionen gestuert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung des Prüfergebnisses auf zwei Karten erfolgt, auf denen je eine Koordinate der Länge des Prüfobjektes entspricht und dass auf der einen Karte die zweite Koordinate der Breite oder dem Umfang und auf der anderen Karte die zweite Koordinate der Dicke des Prüfobjekts entspricht.
3. 3. Einrichtung zurAusübung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung zur Ultraschall-Abtastung des Prüfobjekts, dadurch

   gekennzeichnet, dass mittels dee Prüfergebnlesee unmittelbar die Aufzeichnung des Prüfergebnisses oder einer Funktion desselben in drei Dimensionen gesteuert wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwei Karten, auf denen je eine Koordinate der Länge de* Prüf Objektes entspricht, während auf der einen Karte die zweite Koordinate der Brttite oder dem Umfang und auf der anderen Karte die zweite Koordinate der Dicke des Prüfobjektes entspricht.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt ein zylindrisches Rohr ist und die Einrichtung zur Ultraschall-Abtastung aus einer Mehrzahl von Sonden besteht, die sich gegenüber dem Prüfobjekt längs einer Schraubenlinie geringer Ganghöhe bewegen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur unhaittelbaren Steuerung der Aufzeichnung des Prüfergebnisses oder einer Funktion desselben einen Koordinator enthält, welcher

   a) Mittel zur aufeinanderfolgenden Einschaltung der Sonden bei ihrem Umlauf um das Rohr und Mittel zur Lieferung von taktgebenden Spannungen enthält,

   b) φ inen Hauptverstärker enthält,

   c) eine erste logische Stufe zur Abtrennung von Impulsen enthält, welche von den Sonden gelifert werden und das Zeitintervall zwischen ihnen messen,

   d) eine zweite logische Stufe zur Bewerkstelligung einer absoluten Messung der Dicke der Rohrwand enthält,

   e) eine dritte logische Stufe zur Teilung des Umfange des Rohres in eine Mehrzahl von gleichgrossen Teilen enthält,

   f) einen Dicken«Entkoder in Form eines schnell arbeitenden Zählers enthält, der einer Mehrzahl von Schreibfedern zugeordnet ist, die ihrerseits in gleichen Abständen längs der zweiten Karte angeordnet sind und bei ihrer Erregung die Karte an der richtigen Stelle markieren,

   g) einen geographischen Entkoder enthält, welcher einer Mehr·· zahl von Schreibfedern zugeordnet ist, die ihrer seits in gleichen Abständen längs der einen Karte angebracht sind, und

   h) eine solche Anordnung der beiden Entkoder aufweist, dass die betreffende Karte markiert wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptverstärker ein Glühkathodenverstärker ist.

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