DE1815223C

DE1815223C - Equipment for material testing with ultrasound

Info

Publication number: DE1815223C
Authority: DE
Inventors: Kilian H. Dipl.-Ing. Norwalk Conn. Brech (V.St.A.)
Original assignee: Branson Instruments, Inc., Stamford, Conn. (V.StA.)
Publication date: 1972-09-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Werkstoffprüfung mit Ultraschall, bei der ein Impulsgenerator periodisch Ultraschallimpulssignale an einen Schwinger abgibt, der ein Ultraschallsignal in den Prüfling abstrahlt und ein Fehlerecho empfängt, welches Veränderungen der von dem Ultraschallsignal angetroffenen akustischen Impedanz anzeigt, wobei das ven dem Fehlerecho abgeleitete Signal einem Verstärker zugeführt wird, der ein Ausgangssignal an eine Einrichtung zur bildlichen Darstellung abgibt.The invention relates to a device for material testing with ultrasound, in which a pulse generator periodically emits ultrasonic pulse signals to a transducer, which transmits an ultrasonic signal to the DUT emits and receives an error echo, which Indicates changes in the acoustic impedance encountered by the ultrasonic signal, wherein the ven the error echo derived signal is fed to an amplifier which has an output signal a device for pictorial representation emits.

Einrichtungen zur Werkstoffprüfung mit Ultraschall sind unter anderem aus folgenden Veröffentlichungen bekannt:Devices for material testing with ultrasound are among others from the following publications known:

USA.-Patcntschrift 2 280226,U.S. Patent 2 280226,

»Ultrasonic Engineering« von J. R. Frederick, John Wiley & Sons, New York, 1965, Kapitel 7,"Ultrasonic Engineering" by J. R. Frederick, John Wiley & Sons, New York, 1965, chapter 7,

»Sonics« von T. F. Hueter und R. H. Bolt, John Wiley & Sons, 1955, S. 385 und 386,»Sonics« by T. F. Hueter and R. H. Bolt, John Wiley & Sons, 1955, pp. 385 and 386,

»Werkstoffprüfung mit Ultraschall« von J. K rautk ram er, Springer Verlag, 1966."Material testing with ultrasound" by J. K rautk ram er, Springer Verlag, 1966.

Die grundlegende Technik der Werkstoffprüfung mit Echoimpulsen besteht in der Verwendung einer Einrichtung, die einen Impulsgenerator, einen Videoverstarker, einen Ultraschallschwinger und eine Kathodenstrahlröhre mit zugehöriger Ablenkschaltung aufweist. Der Impulsgenerator gibt periodisch einen Ultraschallimpuls nt den Schwinger ab, der eine Seite des Prüflings berührt. Der Schwinger wandelt das an ihn abgegebene eic .trische Signal in ein akusiisches Signal um, das in den Prüfling übertragen wird und sich darin fortpflanzt. Bei einer akustischen Unstetigkeit tritt eine Reflexion und ein Fehlerecho auf, das von dem Schwinger abgetastet und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Es wird dann von dem Videoverstärker verstärkt und an der Kathodenstrahlröhre über einer Zeitbasis abgebildet. Die an der Kathodenstrahlröhre angezeigte Verzögerung des Fehlerechos nach Aussendung des Signalimpulses ergibt einen Meßwert für die Lage der Fehlstelle bezüglich der Eintrittsfläche in den Prüfling. Die Amplitude des Fehlerechos zeigt die Größe oder Form der Fehlstelle an. Diese Darstellung des Echos ist als Α-Abtastung bekannt.The basic technique of pulsing materials testing is to use a device that includes a pulse generator, video amplifier, ultrasonic transducer, and cathode ray tube and deflection circuitry. The pulse generator periodically outputs an ultrasonic pulse nt from the vibrator which contacts one side of the specimen. The transducer converts the electrical signal sent to it into an acoustic signal, which is transmitted to the test object and propagated in it. In the case of an acoustic discontinuity, a reflection and an error echo occur, which are scanned by the oscillator and converted into an electrical signal. It is then amplified by the video amplifier and imaged on the cathode ray tube over a time base. The delay in the error echo displayed on the cathode ray tube after the signal pulse has been emitted gives a measured value for the position of the defect in relation to the entry surface into the test object. The amplitude of the flaw echo indicates the size or shape of the flaw. This representation of the echo is known as Α scanning.

Bei der gewöhnlichen Prüfung de Werkstoffe auf Fehlstellen stellt der Bedienungsmann mit Hilfe von Steuereinrichtungen den Verstärkungsfaktor an der Einrichtung so ein, daß eine bestimmte Amplitude des Fehlerechos auftritt, wenn der Schwinger auf eine Eichprobe aufgesetzt ist, die eine ausgewählte Bezugsfchlstelle aufweist. Wenn die gewünschte Ampliludenanzeige erreicht ist, beispielsweise eine Ablenkung von 2,5 cm, erhöht der Bedienungsmann den Verstärkungsfaktor des Gerätes dadurch, daß er gewöhnlich in dem Empfängerschaltkreis des Gerätes angeordnete Dämpfungsglicder mit verschiedenen Werten ausschaltet. Wenn z. B. ein Dämpfungsglied mit 14 db ausgeschaltet wird und keine weiteren Einstellungen vorgenommen werden, so zeigt das Impulsechogerät nunmehr eine Echosignalamplitude an, die bei derselben Fehlstelle, auf die das Instrument ursprünglich eingestellt worden ist, um 14 db größer ist. Dies bedeutet,-daß das Gerät hinreichend empfindlich ist, um Fehlstellen aufzufinden, die wesentlich kleiner als die Eichfehlstelle sind. Dadurch werden auch kleinere Fehlstellen nicht übersthen, wenn ein Prüfling getestet wird.During the usual inspection of the materials for defects, the operator uses Control devices the gain on the device so that a certain amplitude of the error echo occurs when the transducer is placed on a calibration sample that is a selected one Has reference interface. When the desired amplitude display is reached, for example a deflection of 2.5 cm, the operator increases the Gain factor of the device in that it is usually in the receiver circuit of the device switches off arranged attenuators with different values. If z. B. an attenuator is switched off with 14 db and no further settings are made, this shows Impulse echo device now shows an echo signal amplitude that occurs in the same defect as the instrument originally set to be 14 db larger. This means -that the device is sufficient is sensitive to find flaws that are much smaller than the calibration flaw. Through this will not survive even smaller imperfections, when a device under test is tested.

Wsnn der Bedienende eine Fehlstelle in dem Prüfling entdeckt, vermindert er den Verstärkungsgrad um 14 db durch Einschalten des vorher ausgeschalteten Dämpfungsgliedes. Dann vergleicht er die Amplitude des unbekannten Fehlers mit der Amplitude, für die das Gerät ursprünglich geeicht wvrde. Um solch einen Vergleich durchzuführen, muß die Prüfung an dem Prüfling unterbrochen werden, sobald die Fehlstelle entdeckt wird, worauf in den Schaltkreis das richtige Dämpfungsglied eingeschaltet und der Vergleich der Fehlstellen durchgeführt wird. ^lVenn währenddessen der Schwinger unabsichtlich bewegt wurde, muß der Prüfvorgang noch einmal durchgeführt werden. Möglicherweise muß auf eine Eichprobe oder mehrere Eichproben zurückgegriffen werden, um die Größe der Fehlstelle abzuschätzen. Die oben beschriebene Prüfung ist umständlich.If the operator discovers a defect in the test item, he reduces the gain by 14 db by switching on the attenuator that was previously switched off. Then it compares the amplitude of the unknown error with the amplitude for which the device was originally calibrated. In order to carry out such a comparison, the test on the test item must be interrupted as soon as the defect is discovered, whereupon the correct attenuator is switched on in the circuit and the comparison of the defects is carried out. ^l If the transducer was unintentionally moved during this time, the test must be carried out again. A calibration sample or several calibration samples may have to be used to estimate the size of the defect. The test described above is cumbersome.

Bei einem weiteren Ultraschall-Werkstoffprüfgerät ist es außerdem bekannt (USA.-Patentschrift 3 041872), seine Ansprechempfindlichkeit konstant zu halten, auch wenn sich beispielsweise die Ankopplungseigenschaften zwischen dem Ultraschallwandler und dem Werkstück ändern. Zu diesem Zweck wird das Rückwandecho des Werkstückes auf eine konstante Amplitude eingeregelt. Dazu ist ein Rückkopplungszweig vorgesehen, der mit dem Signalverstärker verbunden ist, dessen Verstärkungsfaktor automatisch gesteuert wird. Dabei erfolgt jedoch die Fehleranzeige in der bisher üblichen Weise mittels einer entsprechenden db-Anpassung.It is also known from a further ultrasonic material testing device (USA patent specification 3 041872) to keep its response sensitivity constant, even if, for example, the coupling properties change between the ultrasonic transducer and the workpiece. For this purpose, the back wall echo of the workpiece is on adjusted to a constant amplitude. For this purpose, a feedback branch is provided that connects to the signal amplifier whose gain is automatically controlled. However, this takes place Error display in the usual way by means of a corresponding db adjustment.

Bei einer Einrichtung zur lichtelektrischen Abtastung von Oberflächen (USA.-Patentschrift 2 803 755) ist es ferner bekannt, den Verstärkungsfaktor der Signalverstärker über eine Rückkopplung so zu steuern, daß die Amplitude des einen bestimmten Standardwert anzeigenden Signals auf einen konstanten Wert gebracht wird. Das als Fehlersignal bezeichnete Signal bei der Abweichung von dem bestimmten Standardwert beruht jedoch nicht auf einer Fehlstelle des Werkstücks.In a device for photoelectric scanning of surfaces (USA.Patent 2 803 755) it is also known to adjust the gain factor of the signal amplifier via feedback to control so that the amplitude of the signal indicating a certain standard value to a constant Value is brought. The signal referred to as the error signal in the event of a deviation from the specific one However, the default value is not based on a defect in the workpiece.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, die Einrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß der Meßvorgang vereinfacht wird, indem der Amplitudenvergleich mittels der Eichfehlstellen entfällt und selbsttätig vorgenommen wird. Der Meßvorgang soll also ohne Unterbrechung ablaufen. In contrast, it is the object of the invention, the device of the type described so train that the measuring process is simplified by the amplitude comparison by means of the calibration errors is not applicable and is carried out automatically. The measuring process should therefore run without interruption.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Verstärker über einen Rückkopplungszweig ein durch eine Fehlstelle im Werkstück verursachtes Rückkopplungssignal zugeführt wird, durch das die Amplitude des Ausgangssignals des Verstärkers für eine beliebig große Fehlstelle konstant gehalten wird, und daß ein der Amplitude des Rückkopplungssignals proportionaler Wert in einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.This object is achieved according to the invention in that the amplifier receives a feedback path caused by a defect in the workpiece Feedback signal is supplied, through which the amplitude of the output signal of the amplifier is kept constant for an arbitrarily large defect, and that one of the amplitude of the feedback signal proportional value is displayed in a display device.

Die Anzeige erfolgt also kontinuierlich, so daß die oben beschriebenen Schaltvorgänge mit den Dämpfungsgliedern entfallen. Durch diese Einrichtung wird der Prüfvorgang stark vereinfacht und die Möglichkeit einer falschen Abschätzung der Größe einer Fehlstelle beachtlich vermindert. Die erfindungsgemäße Einrichtung hat einen wesentlich größeren Arbeitsbereich, so daß Fehlstellen, deren Größe in einem großen Bereich variieren, ohne neuerliche Einstellung des Verstärkungsgrades des Verstärkers abgetastet werden können. Weitere Vorteile liegen darin, daß die Amplitude des Echosignals konstant gehalten wird und die Abweichung von einer Eich fchlstellc selbsttätig angezeigt wird.The display is therefore continuous, so that the switching operations described above with the attenuators omitted. This facility greatly simplifies the testing process and the possibility an incorrect estimate of the size of a flaw is considerably reduced. The inventive Facility has a much larger work area, so that defects, the size of in vary over a wide range without having to readjust the gain of the amplifier can be scanned. Further advantages are that the amplitude of the echo signal is constant is held and the deviation from a calibration is automatically displayed.

I 815I 815

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims.

Die Erfindung wird nun durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail by means of an exemplary embodiment with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eiu Blockdiagramm der Einrichtung zur Werkstoffprüfung mit Ultraschall undFig. 1 eiu block diagram of the device for Material testing with ultrasound and

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer durch eine Fehlstelle erzeugten ßildkurve auf einer Kathodenstrahlröhre. F i g. 2 shows a schematic representation of an image curve generated by a defect on a cathode ray tube.

In F i g. 1 ist ein zur Synchronisierung dienender Taktgeber 10 gezeigt, der an einen Impulsgenerator 12 angeschaltet ist und den Impulsgenerator zur periodischen Abgabe eines Impulszuges im Ultraschallfrequenzbereich erregt. Der Impulszug wird auf einen piezoelektrischen Schwinger 14 gegeben, der mit der Oberfläche eines Werkstückes gekoppelt ist, das durch die Ultraschallenergie geprüft verden soll. Beim Fortpflanzen der Ultraschallenergie im Werkstück tritt an einer akustischen Unstetigkeit eine Reflexion und ein Fehlerecho auf, das von dem Schwinger 14 abgetastet und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Das aus dem Fehlerecho abgeleitete elektrische Signal wird dann über ein einstellbares Dampfungsglied 16, beispielsweise ein Potentiometer, an einen entfernt liegenden Videoverstärker 18 gegeben, dessen Verstärkungsgrad geregelt wird. Der Verstärker 18 verstärkt das echoabhängige Signal und gibt ein Signal an die vertikalen Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre 20 ab, wo das echoabhängige Signal als vertikaler Zacken erscheint, wie es beispielsweise bei 56 in F i g. 2 gezeigt ist.In Fig. 1 shows a clock generator 10 serving for synchronization, which is connected to a pulse generator 12 is switched on and the pulse generator for the periodic output of a pulse train in the ultrasonic frequency range excited. The pulse train is given to a piezoelectric oscillator 14, the is coupled to the surface of a workpiece that is to be checked by the ultrasonic energy. When the ultrasonic energy is propagated in the workpiece, an acoustic discontinuity occurs Reflection and an error echo that is scanned by the transducer 14 and converted into an electrical signal is converted. The electrical signal derived from the error echo is then an adjustable Attenuator 16, for example a potentiometer, to a remote video amplifier 18 given, the gain of which is regulated. The amplifier 18 amplifies the echo-dependent signal and outputs a signal to the vertical baffles of a cathode ray tube 20, where the echo-dependent signal appears as a vertical spike, as it is for example at 56 in FIG. 2 is shown.

Die Schaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist so ausgelegt, daß die Amplitude des sichtbar wiedergesehenen Echosignals 56 im wesentlichen konstant ist. Um dies zu erreichen, gelangt das Ausgangssignal des Verstärkers 18 als erstes Eingangssignal an ein Gatter 22, das am zweiten Eingang ein Signal empfängt, welches in einer zeitabhängigen Torstufe 34 erzeugt wird. Die Torstufe 34 besteht im wesentlichen aus zwei Univibratoren 36 und 38, die jeweils eine Einstellung 37 und 39 zum Öffnen und zum Schließen der Torstufe aufweisen. So werden die in dem ausgeblendeten Zeitintervall auftretenden Echosignale weitergegeben, während alle anderen Signale nicht übertragen werden. Auf diese Weise wird die Prüfzone Ln dem Werkstück ausgewählt. Das Gatter 22 gibt nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn das Echosignal 56 (F i g. 2) in das Zeitintervall fällt, in dem ü;e Torstufe 34 geöffnet ist. Der Einschalt-Zeitpunkt 52 der Torstufe wird durch die Einstellung 37 des Univibrators 36 und der Abschaltzeitpunkt 54 der Torstufe durch die Einstellung 29 des Univibrators 38 gesteuert.The circuit of the device according to the invention is designed so that the amplitude of the visibly seen echo signal 56 is essentially constant. In order to achieve this, the output signal of the amplifier 18 arrives as a first input signal to a gate 22 which receives a signal at the second input which is generated in a time-dependent gate stage 34. The door step 34 consists essentially of two univibrators 36 and 38, each of which has a setting 37 and 39 for opening and closing the door step. The echo signals occurring in the masked out time interval are passed on, while all other signals are not transmitted. In this way, the inspection zone Ln on the workpiece is selected. The gate 22 emits an output signal only when the echo signal 56 (FIG. 2) falls within the time interval in which the gate stage 34 is open. The switch-on time 52 of the gate stage is controlled by the setting 37 of the univibrator 36 and the switch-off time 54 of the gate stage is controlled by the setting 29 of the univibrator 38.

Der Ausgang des Gatters 22 ist an einen Vergleieher 24 angeschaltet, der von einer Stromquelle 26 ein Bezugssignal erhält, welches zur Einstellung der minimalen Amplitude des Echosignals dient. Durch diese Maßnahme werden nur solche Echosignale übertragen, die das eingestellte Niveau überschreiten. Wenn die Amplitude des von dem Verstärker 18 kommenden Signals die Amplitude des Bezugssignals übersteigt, gibt der Vergleicher 24 einen Ausgangsimpuls ab, der in dem Impulsgenerator 28 einen Ausgangsimpuls erzeugt, der einem üblichen Integrator, beispielsweise einem ÄC-Kreis, zugeführt wird, um das Zeitintegral des echoabhängigen Signals zu bilden. Die Ladung des Kondensators wird als Rückkopplungssignal dem Verstärker 18 zugeführt, um den Verstärkungsgrad des Verstärkers zu steuern. Dieser Rückkopplung zweig an dem Verstärker 18 dient dazu, die Amplitude des angezeigten f.ciics'gnals konstant zu halten. Eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise das Meßgerät 32, ist mit dem Integrator 30 verbunden und zeigt die Amplitude des Rückkopplungssignals an. Vorzugsweise wird das Meßgerät in Einheiten von Dezibel geeicht, so daß die Größe der Fehlstellen angezeigt wird, die das Fehlerecho verursachen. Ein Sägezahngenerator 40 liegt zwischen dem Taktgeber 10 und den horizontalen Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 20 und sorgt auf bekannte Weise für die Zeitablenkung. Der Abstand zwischen dem ursprünglichen Signalimpuls 50 und dem Echosignal 56 ist ein Maß für die Lage der Fehlstelle bezüglich der Oberfl < he des Werkstückes, an der der Schwinger 14 sitzt.The output of the gate 22 is connected to a comparator 24, which is supplied by a current source 26 receives a reference signal which is used to set the minimum amplitude of the echo signal. Through this measure only those echo signals are transmitted that exceed the set level. If the amplitude of the signal coming from the amplifier 18 is the amplitude of the reference signal exceeds, the comparator 24 emits an output pulse, which in the pulse generator 28 is an output pulse generated, which is fed to a conventional integrator, for example an ÄC circuit to form the time integral of the echo-dependent signal. The charge on the capacitor is called the feedback signal to the amplifier 18 to control the gain of the amplifier. This feedback branch to the amplifier 18 is used to measure the amplitude of the displayed f.ciics'gnals to keep constant. A display device such as meter 32 is associated with the integrator 30 and indicates the amplitude of the feedback signal. Preferably the measuring device calibrated in units of decibels, so that the size of the flaws is indicated, which the flaw echo cause. A sawtooth generator 40 is located between the clock 10 and the horizontal Deflection plates of the cathode ray tube 20 and provides the time deflection in a known manner. The distance between the original signal pulse 50 and the echo signal 56 is a measure of the position of the Defect in relation to the surface of the workpiece on which the oscillator 14 is seated.

Bei einer bevorzugten Betriebsweise wird der Schwinger 14 auf einen Standardtestblock aufgesetzt, der eine oder mehrere Fehlstellen bekannter Ausdeh.iung hat. Das Meßgerät 32 hat eine in der Mitte angeordnete Nullstellung und ist bezüglich der Mittellage in positiven und negativen Dezibel-Einheiten geeicht. Mit der bekannten Fehlstelle wird die l.instellung der Empfindlichkeit des Echosignals durch eine Steuereinrichtung vorgenommen, die Bestandteil der Bezugs-Stromquelle 26 ist. Das Dämpfungsglied 16 wird so eingestellt, daß der Zeiger des Meßgerätes 32 in seiner Mittellage steht. Wenn ein Prüfling geprüft wird und Fehlstellen entdeckt werden, gibt das Meßgerät 32 entweder positive oder negative Dezibel-Einheiten an, so daß die relative Größe und Abweichung der Unstetigkeit von der geerhtcn Einstellung angezeigt wird. Fehlstellen, die kleiner als eine bestimmte Größe sind, werden von der Messung durch die Einstellung de: Signalniveaus durch die Bezugsstromquelle 26 ausgeschlossen.In a preferred mode of operation, the transducer 14 is placed on a standard test block, which has one or more imperfections of known extent. The meter 32 has one in the center arranged zero position and is in positive and negative decibel units with respect to the central position calibrated. With the known flaw, the first setting the sensitivity of the echo signal made by a control device, the component the reference power source 26 is. The attenuator 16 is adjusted so that the pointer of the measuring device 32 stands in its central position. When a test item is tested and defects are discovered, the meter 32 indicates either positive or negative decibel units so that the relative magnitude and Deviation of the discontinuity from the correct setting is shown. Defects that are smaller than a certain size are determined by the measurement by setting de: signal levels through the reference current source 26 excluded.

Offenbar müssen keine weiteren Einsiellungen vorgenommen werden, und die Ablesung an dem Meßgerät 32 kann kontinuierlich vorgenommen werden, während das Echosignal 56 an der Kathodenstrahlröhre angezeigt wird. Da die Amplitude des Echosignals 56 konstant bleibt, besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür, daß der Bedienungsmann eine Fehlstelle übersieht, so daß die Zuverlässigkeit des Meßvorganges stark verbessert wird. D-> die Einrichtungen für die Dämpfung entfallen, die bei bekannten Verfahren während des Meßvorganges betätigt werden müssen, wird eine große Vereinfachung und daher eine einfachere Bedienung erzielt. Apparently, no further remedies need to be made and the reading on meter 32 can be taken continuously, while the echo signal 56 is displayed on the cathode ray tube. Since the amplitude of the Echo signal 56 remains constant, there is only a low probability that the operator will miss a flaw, so that the reliability the measuring process is greatly improved. D-> the devices for the damping are omitted, those in known methods during the measuring process must be operated, a great simplification and therefore easier operation is achieved.

Die oben beschriebene Rückkopplung führt zu einer beachtlichen Vergrößerung des Arbeitsbereiches. Bei bekannten Schaltungen wird der volle dynamische Meßbereich wesentlich durch die Sättigungsbedingung des Verstärkers 18 eingeschränkt, und der übliche mittlere Meßbereich umfaßt ungefähr 35 db. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann deMeßbereich auf 80 bis 100 db ausgedehnt werden.The feedback described above leads to a considerable increase in the working area. In known circuits, the full dynamic measuring range is substantially limited by the saturation condition of the amplifier 18, and the common mean measurement range is approximately 35 db. With the device according to the invention, the measuring range can be extended to 80 to 100 db.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Meßeinrichtung vorgesehen, die die Tiefe der Fehlstelle unter der Wcrkstolfobcrfläche anzeigt. Zu diesem Zweck ist ein bistnbilcr Multivibrator 60 an den Ausgang des Taktgebers 10 und an den Ausgang des Gatters 22 angeschaltet und erhält auf diese Weise ein Start- bzw. Stopsignal. Der Multivibrator 60 wird daher während eines Zeit-According to a further advantageous embodiment of the invention, a measuring device is provided, which is the depth of the defect under the surface of the workpiece indicates. For this purpose a bistable multivibrator 60 is connected to the output of the clock 10 and connected to the output of the gate 22 and receives a start or stop signal in this way. The multivibrator 60 is therefore during a time

Intervalls betätigt, das gleich dem Intervall zwischen der Abstrahlung des Signalimpulses und dem Empfang des cchoabhängigen Ausgangssignals von dem Verstärkerle ist. Das Meßgerät62 wandelt dieses Zeitintervall in eine Meßanzeige um. Das Meßgerät s weist einen Schaltkreis zur Aufladung eines Kondensators, einen Spitzendetektor und ein Gerät zur Ablesung des Spitzenwertes auf, das die elektrische Ladung des Kondensators anzeigt. Dieses Meßgerät bildet eine zusätzliche vorteilhafte Maßnahme, da der Zeitunterschied zwischen den Signalen 50 und 56, die ruf der Kathodenstrahlröhre erscheinen, direkt als Zahlenwcrt ablesbar ist.Interval actuated, which is equal to the interval between the emission of the signal pulse and the reception of the ccho-dependent output signal from the Amplifierle is. The meter 62 converts this time interval into a measurement display. The measuring device s comprises a circuit for charging a capacitor, a peak detector and a device Reading of the peak value, which shows the electrical charge on the capacitor. This meter forms an additional advantageous measure, since the time difference between signals 50 and 56, the calls of the cathode ray tube appear, can be read directly as a number.

Claims

Patent claims:

1. Einrichtung zur Werkstoffprüfung mit Ultraschall, bei der ein Impulsgenerator periodisch Ultraschallimpulssignale an einen Schwinger abgibt, der ein Ultraschallsignal in den Prüfling abstrahlt und ein Fehlerecho empfängt, welches so Veränderungen der von dem Ultraschallsignal angetroffenen akustischen Impedanz anzeigt, wobei das von dem Fehlerccho abgeleitete Signal einem Verstärker zugeführt wird, der ein Ausgangssignal an eine Einrichtung zur bildlichen Darstellung abgibt, dadurchgekennzeichnet, daß dem Verstärker(18) über einen Rückkopplungszwcig (24, 28, 30) ein durch eine Fehlstelle im Werkstück verursachtes Rückkopplungssignal zugeführt wird, durch das die Amplitude des Ausgangssignals des Verstärkers (18) für eine beliebig große Fehlstelle konstant gehalten wird, und daß ein der Amplitude des Rückkopplungssignals proportionaler Wert in einer Anzeigeeinrichtung (32) angezeigt wird.1. Device for material testing with ultrasound, in which a pulse generator periodically Emits ultrasonic pulse signals to an oscillator, which emits an ultrasonic signal into the test object and receives an error echo, which so Indicates changes in the acoustic impedance encountered by the ultrasonic signal, the signal derived from the error echo is fed to an amplifier which sends an output signal to a device for imaging Outputs representation, characterized in that the amplifier (18) via a feedback path (24, 28, 30) is supplied with a feedback signal caused by a flaw in the workpiece, through which the amplitude the output signal of the amplifier (18) is kept constant for an arbitrarily large defect, and that a value proportional to the amplitude of the feedback signal is displayed in a display device (32).

2. Einrichtung nach* Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (32) ein Zcigcrmcßgcrät ist.2. Device according to * claim 1, characterized in that the display device (32) is a cigarette maker.

3. Einrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Zeigermeßgerät (32) in Einheiten von Dezibel geeicht ist.3. Device according to claim 2, characterized in that the pointer measuring device (32) in Units of decibels is calibrated.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungszwcig folgende Baugruppen aufwc'st: einen Vergleichcr (24), dem ein Ausgangssignal des Verstärkers (18) und ein Bezugssignal züge4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Rückkopplungszwcig aufc'st the following assemblies: a comparator (24) to which an output signal of the amplifier (18) and a reference signal are drawn führt wird und der ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn die Amplitude des von dem Ausgangssignal des Verstärkers (18) abhängigen Signals die Amplitude des Bezugssignals übersteigt; einen Impulsgenerator (28), dem das Ausgangssignal des Vergleichers (24) zugeführt wird und der bei Empfang dieses Signals ein Impulssignal abgibt; einen Integrator (30), der mit dem Impulsgenerator (28) gekoppelt ist, das Zeitintcgra! des Impulssignals bildet und das Rückkopplungssignal an den Verstärker (18) zur Steuerung des Verstärkungsgrades abgibt; und ein dem Rückkopplungszweig vorgeschaltetes Gatter (22) zum Ausblenden des Echosignals während eines eingestellten Zeitintervalls.and which only has an output signal generated when the amplitude of the signal dependent on the output signal of the amplifier (18) exceeds the amplitude of the reference signal; a pulse generator (28) to which the output signal of the comparator (24) is fed and which emits a pulse signal when this signal is received; an integrator (30) which is coupled to the pulse generator (28), the Zeitintcgra! of the pulse signal and the feedback signal to the amplifier (18) for controlling the Degree of amplification emits; and a gate (22) connected upstream of the feedback branch for Suppression of the echo signal during a set time interval.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal einstellbar ist.5. Device according to claim 4, characterized in that the reference signal is adjustable.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine zeitabhängige Torstufe (34), die auf die Erzeugung des Ultraschall-Impulssignals anspricht und zur Einstellung des Zeitintervalls dient, während dem das Auftreten eine* Echosignals von der Einrichtung (20, 40) angezeigt wird.6. Device according to claim 4 or 5, characterized by a time-dependent gate step (34), which responds to the generation of the ultrasonic pulse signal and for setting the Time interval is used during which the occurrence of an * echo signal from the device (20, 40) is shown.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel (37, 39) zur Längeneinstellung des Zeilintervalls.7. Device according to claim 6, characterized by means (37, 39) for length adjustment of the line interval.

8. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeigermeßgeräl (32) je einen an eine mittlere Nullstellung anschließenden Meßbereich aufweist.8. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the Zeigermeßgeräl (32) each has a measuring range adjoining a mean zero position.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsglied (16) zur Einstellung der Amplitude des echoabhängigen, von dem Schwinger (14) übertragenen Signals vorgesehen ist.9. Device according to one of claims I to 8, characterized in that an attenuator (16) for adjusting the amplitude of the echo-dependent signal transmitted by the oscillator (14) is provided.

10. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer Anzeigeschaltung (60, 62) ein erstes Signal zugeführt wird, wenn der Schwinger (14) ein Ultraschallsignal in den Prüfling abstrahlt, und ein zweites, vom Ausgangssignal der Torstufe (22) abhängiges Signal zugeführt wird und daß die Anzeigeschaltung (60, 62) an einem weiteren Meßgerät (62) einer Wert anzeigt, der von dem Zeitintervall zwischen dem ersten und dem zweiten Signal abhängig ist.10. Device according to claim 4, characterized in that a display circuit (60, 62) a first signal is supplied when the transducer (14) emits an ultrasonic signal into the test object, and a second signal dependent on the output signal of the gate stage (22) is supplied and that the display circuit (60, 62) on a further measuring device (62) indicates a value that depends on the time interval between the first and second signal is dependent.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings