DE1910750C3 - Elektrische Schaltungsanordnung zum Einstellen einer Vielzahl gleichartiger Meßkanale einer Einrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung auf gleiche Empfindlichkeit - Google Patents
Elektrische Schaltungsanordnung zum Einstellen einer Vielzahl gleichartiger Meßkanale einer Einrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung auf gleiche EmpfindlichkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung zum Einstellen einer Vielzahl gleichartiger
Meßkanäle einer Einrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung auf gleiche Empfindlichkeit, wobei
jeder Meßkanal einen Meßfühler sowie ein die Empfindlichkeit des Meßkanal bestimmendes digitales
Dämpfungsglied aufweist, über die Meßfühler in jedem Meßkanal ein Prüfsignal erzeugt wird und eine digitale
Einstelleinrichtung die Meßkanäle der Reihe nach wirksam schaltet und das Dämpfungsglied des wirksam
geschalteten Meßkanals einstellt.
Bei mehrkanaligen Einrichtungen zur zerstörungsfreien Materialprüfung kommt es darauf an, daß die
einzelnen Kanäle gleiches Übertragungsverhalten zeigen. Aus diesem Grund sind in den einzelnen Kanälen
bekannter Prüfeinrichtungen regelbare Verstärkungsoder Dämpfungsglieder enthalten. Normalerweise werden
die Kanäle einzeln von Hand mit Hilfe eines Oszillographen oder Voltmeters geeicht. Die Kanäle
werden, bezogen auf ein dem Eingang der Kanäle zugeführtes Vergleichssignal auf eine vorbestimmte
Empfindlichkeit eingestellt. Der grundsätzliche Nachteil dieser Eichmethode ist der relativ große Zeitbedarf.
Zudem muß die eichende Person technisch vorgebildet sein, und schließlich ist der Eichvorgang mit einem von
Kanal zu Kanal bzw. Person zu Person unterschiedlichen Unsicherheitsfaktor behaftet.
Diese Probleme ergeben sich insbesondere bei der zerstörungsfreien Rißprüfung von Rohren. Hierbei
werden als Meßfühler normalerweise Prüfspulen benutzt, die auf magnetische Streuflüsse ansprechen. Zur
Eichung wird üblicherweise ein Rohrabschnitt benutzt, der mit einem standardisierten oder besonders dafür
eingefügten Fehler versehen ist, so daß jedem Meßfühler ein Eingangssignal bekannter Größe zugeführt
wird. Die Meßfühler rotieren relativ zum Rohr und erzeugen ein Fehlersignal pro Umdrehung. Die obere
Drehzahlgrenze ist durch die mechanischen Bedingungen gegeben und liegt relativ niedrig, so daß die
Einstellung sämtlicher Kanäle relativ zeitraubend ist Bespielsweise benötigt ein erfahrener Fachmann zum
Einstellen einer Prüfanordnung mit 20 oder 40 Kanälen
etwa eine Stunde oder mehr. Dieser Zeitbedarf ist für den normalen Betrieb bei der Rohrherstellung nicht
akzeptabel, da die Prüfanordnung üblicherweise in die im Takt betriebene Rohrfertigungsstraite eingeschaltet
ist Die Prüfanordnung soll die Rohre in ihrer Rohform auf Fehler prüfen, bevor sie endgültig bearbeitet
werden. Bei normalem Betrieb werden beispielsweise 30 oder mehr Meter pro Minute erzeugt Die während der
Eichung der Prüfanordnung anfallenden Rohrmengen können somit nicht gespeichert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zum Einstellen einer Vielzahl gleichartiger
Meßkanäle einer Einrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung anzugeben, mit deren Hilfe die
Meßkanäle rasch und selbsttätig auf gleiche Empfindlichkeit eingestellt werden können.
Ausgehend von der eingangs näher erläuterten Schaltungsanordnung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß jedem Dämpfungsglied ein elektronischer Speicher zugeordnet ist, dessen Inhalt
die Einstellung des Dämpfungsgliedes hält, daß der Ausgang des wirksam geschalteten Meßkanals mit dem
einen Eingang eines !Comparators der Einzeleinrichtung verbunden ist, dessen anderer Eingang an eine auf einen
vorbestimmten Empfindlichkeitswert einstellbare Bezugssignalquelle angeschlossen ist, daß der Komparator
bei voneinander abweichenden Signalen an seinen beiden Eingängen einen Zähler zum Zählen von
Taktimpulsen freigibt die dem Zähler aus einem Impulsgenerator zuführbar sind, daß der Zähler selektiv
mit dem Speicher des wirksam geschalteten Meßkanals verbunden ist und das Dämpfungsglied dieses Speichers
in Abhängigkeit seines Zählinhalts einstellt und daß der Komparator den Zähler sperrt, wenn die Signale an
seinen beiden Eingängen übereinstimmen und die Einstelleinrichtung daraufhin den nächsten Meßkanal
wirksam schaltet
Eine derartige Anordnung vergleicht der Reihe nach die in den einzigen Meßkanälen erfolgten Prüfsignale
mit dem Bezugssignal der Bezugssignalquelle und stellt entsprechend dem Vergleichsergebnis die digitalen
Dämpfungsglieder der einzelnen Meßkanäle ein. Die Geschwindigkeit, mit der die Einstellung erfolgt, wird
wesentlich durch die Taktfrequenz des Impulsgenerators bestimmt, die relativ hoch sein kann.
Einstellbare digitale Dämpfungsglieder sind bekannt So ist aus der US-PS 33 92 370 eine Schaltungsanordnung
bekannt, mit deren Hilfe seismische Signale von einem Schreiber aufgezeichnet werden können. Die
Anordnung weist mehrere der Reihe nach wirksam schaltbare Aufnahmekanäle auf, von denen jeder ein
digitales, steuerbares Dämpfungsglied enthält Die Dämpfungsglieder der einzelnen Kanäle werden von
einer digitalen Steuereinrichtung gesteuert, die den Dämpfungswert des Dämpfungsglieds entsprechend
einer vorgegebenen Dämpfungsfunktion in Abhängigkeit von der Zeit ändert Bei der bekannten Schaltungsanordnung
werden die einzeln ^, Kanäle jedoch nicht in
Abhängigkeit vom Eingangssignal des Kanals auf gleiche Empfindlichkeit eingestellt, sondern es werden
die Übertragungseigenschaften der Kanäle zeitabhängig verändert
Auf dem Gebiet der Magnetbandaufzeichnungstechnik ist eine einstellbare mehrkanalige Schwellwertschaltung
bekannt, mit deren Hilfe vom Magnetband wiedergegebene Markierungssignale von nicht vollständig
gelöschten Signalen unterschieden werden sollen.
Jedem Lesekopf des Magnetbandgeräts ist hierbei ein eigener Schwellwertkanal zugeordnet, der das gelesene
Signal mit einem oberen und einem unteren Schwellwert vergleicht Die Bezugsspannungen dieser Schwellwerte
werden in sämtlichen Kanälen gleichzeitig kontinuierlich nachgeregelt, d. h. die Anordnung arbeitet
nicht sequentiell Es erfolgt keine Einstellung der Empfindlichkeit der Kanäle, womit sich auch die bei
mehrkanaligen Materialprüfanordnungen sich ergebenden Probleme nicht stellen.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert
werden, und zwar zeigt
F i g. 1: Ein schematisches Blockschaltbild einer
mehrkanaligen Einrichtung zur zerstörungsfreien Rohrprüfung, bei der die erfindungsgemäße Einstellschaltung
benutzt werden kann;
F i g. 2: ein schematisches elektrisches Schaltbild eines in der Einrichtung nach F i g. 1 verwendbares
Dämpfungsgliedes;
Fig.3: ein schematisches elektrisches Schaltbild eines zur Verwendung in dem Dämpfungsglied nach
F i g. 2 verwendbaren Schalters;
F i g. 4: ein schematisches elektrisches Blockschaltbild
eines Speichers zur Steuerung der Schalter von Dämpfungsgliedern nach F i g. 2;
Fig. 5: ein schematisches Blockschaltbild einer
selbsttätigen, bei Schaltungen nach Fig.2 und 4 verwendbaren Einstellschaltung;
Fig.-6: ein schematisches elektrisches Schaltbild
einer Kanaiauswahlanordnung der Einstellschaltung;
F i g 7: eine schematische Darstellung einer Regelanordnung
und einer manuellen Eicheinrichtung zur Verwendung in der selbsttätigen Einstellschaltung
gemäß der Erfindung.
Fig.8: eine Ausführungsform eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers
zjr Benutzung im Empfindlichkeitsregister gemäß F i g. 5.
In Fig. 1 ist eine zerstörungsfreie Rohr-Prüfeinrichtung
dargestellt, bei welcher die erfindungsgemäße selbsttätige Eich- oder Einstellschaltung verwendet
werden kann. Selbstverständlich kann die Einstellschaltung vorteilhaft auch bei anderen Typen von Materialprüfeinrichtungen
verwendet werden. Die in Fig. 1 gezeigte Prüfeinrichtung weist eine große Anzahl
Meßfühler 10 in Form von Prüfspulen auf, die auf magnetischen Streufluß ansprechen. Die Meßfühler sind
so angeordnet, daß sie ein Rohr 11 (Rohrabschnitt; Pipelinerohr abtasten können. In den Wänden des
Rohrs 10 verläuft ein magnetischer Fluß, der von einer magnetischen Quelle (Magnetflußgeber) mit Polschuhen
12 stammt. Fehler in der Rohrwandung lenken den Fluß aus der Rohrwandung heraus, so daß er von den
Meßfühlern 10 erfaßt werden kann. Dabei rotiert das Rohr 10 oder die Halterung der Magnetflußgeber und
Meßfühler. Außerdem wird das Rohr axiai vorwärts bewegt. Die Meßfühler 10 sind normalerweise linear
entlang von Fühlerschuhen 13 ausgerichtet Die Prüfspulen sind gegen Abrieb geschützt, wobei jedoch
sichergestellt ist, daß sich die Prüfspulen beim Abtasten der Rohrwandung in deren unmittelbaren Nähe
befinden. Ferner ist eine mechanische Anordnung zum Ausrichten vorgesehen. Die zerstörungsfreie Prüftechnik
hat sich bei der Überprüfung von Pipelines bzw. Rohren für Gas- und ölprodukte sehr wirksam
erwiesen.
Die in F i g. 1 gezeigte Prüfeinrichtung weist eine große Anzahl von Meßfühlern 10 auf, welche linear
entlang den Fühlerschuhen 13 angeordnet sind. Obwohl im vorliegenden Fall nur vier Meßfühler 10 gezeigt sind,
werden gewöhnlich zwanzig oder vierzig dieser Prüfspulen verwendet. Jeder der Meßfühler 10 ist
separat über einen Vorverstärker 14, ein separates variables Dämpfungsglied 15, das noch im Detail
beschrieben wird und einen weiteren Verstärker 16 mit einem Oder-Gatter 17 verbunden. Das Oder-Gatter 17
erzeugt ein Signal an seinem Ausgang 18, wenn einer der Meßfühler 10 einen Fehler, beispielsweise einen Riß
in der Rohrwandung erfaßt. Wenn zwei oder mehr Kanäle ein Eingangssignal für das Oder-Gatter 17
aufweisen.wird nur der größte Fehler angezeigt werden. Das Oder-Gatter 17 kann entweder mit positiven oder
negativen Signalen angesteuert werden. Hierzu muß es vom Bipolar-Typ sein und eine »Ganzwellen-ODER«-
Funktion erzeugen. Ein solches Oder-Gatter ist eine in der elektronischen Schaltungstechnik übliche Schalteinheit,
die hier im Detail nicht näher beschrieben werden muß.
Am Ausgang 18 des Oder-Gatters 17 erzeugte Fehlersignale werden einem Schwellwertdetektor 19
zugeführt, welcher auf einen ausgewählten Mindestspannungspegel eingestellt ist, der an seinem Eingang
vorliegen muß, damit die Prüfeinrichtung anspricht. Der Schwellwertdetektor 19 ist variabel und wird normalerweise
auf einen Pegel eingestellt, der etwas über dem Rauschpegel liegt. Insbesondere kann der einstellbare
Spannungspegel an dem Schwellwertdetektor 19 so gewählt werden, daß gerade solche Fehler noch
angezeigt werden, bei denen das zu prüfende Rohr ausgesondert werden muß. Der Schwellwertdetektor 19
kann beispielsweise als Komparator ausgebildet sein. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 19 wird
einem Indikator 20 zugeführt, welcher beispielsweise ein rotes Licht aufleuchten läßt, eine Klingel zum
Ansprechen bringt oder ähnliches. Gewöhnlich wird man die in F i g. 1 gezeigte Prüfeinrichtung mit einer
»Gut«- oder »Schlecht«-Anzeige versehen, welche angibt, ob das Rohr vor der endgültigen Bearbeitung
ausgesondert werden muß oder nicht. Das Rohr wird also durch die Prüfeinrichtung hindurchgeführt und muß
ausgesondert werden, wenn die rote Lampe aufleuchtet oder die Klingel anspricht Der Schwellwertdetektor 19
ist dabei auf einen Pegel einzustellen, der die Grenze zwischen zulässigen und unzulässigen Fehlern angibt.
Dabei ist ein Unsicherheitsfaktor durch subjektive Beurteilung von Bedienungspersonen ausgeschlossen.
Anstelle des »Gut-Schlecht«-Indikators kann an dem Ausgang des Oder-Gatters 17 oder des Schwellwertdetektors
19 eine Auswerteeinrichtung z. B. ein Magnetbandgerät oder ein Kartenschreiber angeschlossen sein,
welcher die Güte der durchgelaufenen Rohre folgeweise aufzeichnet Die Aufzeichnungs- bzw. Auswerteeinrichtung
kann auch zusätzlich zum Indikator vorgesehen sein, und zwar als Alarmgeber 20.
Die Kanäle sind gleichartig aufgebaut. Jedoch können Unterschiede in der Empfindlichkeit der Prüfspulen
bestehen und die Verstärkungswerte der Verstärker können voneinander abweichen, obwohl gleiche Bauteile
verwendet wurden. Die Bauteile weisen jedoch unterschiedliches Alterungsverhalten und einen abweichenden
Temperaturgang auf. Dementsprechend ergibt beispielsweise ein Fehler in der Wandung der Röhre am
Ausgang 18 des Oder-Gatters 17 bei dem einen Meßfühler 10 Volt und bei dem anderen Meßfühler nur
6VoIt wenn man den fehlerbehafteten Teil der Wandung an diesen Meßfühlern vorbeibewegt Wenn
der Schwellwertdetektor 19 auf 8 Volt eingestellt ist, dann würde der gleiche Fehler bei dem einen Meßfühler
zu einer Lichtanzeige führen und bei dem anderen nicht. Zur Standardisierung der Kanäle müssen bei der in
F i g. 1 dargestellten Prüfeinrichtung alle Dämpfungsglieder 15 manuell eingestellt werden, während sich ein
Rohr 11 mit einem bekannten Fehler in der Prüfeinrichtung
befindet Für diese Zwecke ist jedes Dämpfungsglied 15 als Potentiometer ausgebildet, wobei die
ίο Position des beweglichen Abgriffes die Amplitude des
Ausgangssignales des Vorverstärkers 14 in dem Kanal bestimmt Die Dämpfungsglieder oder7 Potentiometer
müßten nacheinander justiert werden, um am Schwellwertdetektor 19 gleiche Eingangssignale zu erhalten.
Dabei müssen alle Kanäle bis auf einen gesperrt werden,
, so daß dieser eine zu eichende Kanal ein Ausgangssignal 18 erzeugt, das an einem Oszillographen oder
Meßinstrument beobachtet werden kann. Das Potentiometer 15 ist dabei so lange zu verstellen, bis die Anzeige
den gewünschten Wert erreicht Danach müßte der geeichte Kanal abgetrennt werden und ein anderer
Kanal dem Eichvorgang unterzogen werden. Dieser Eichvorgang ist sehr zeitraubend und bedingt Fehler
infolge der subjektiven Ungenauigkeiten, weichen die eichende Person bei der Beobachtung des Ausgangssignals
unterliegt, es sei denn, es werden Meßgeräte, wie beispielsweise digitale Voltmeter verwendet'-Die für die
Eichung erforderliche Zeit bringt hohe Arbeitsausfallkosten mit sich, insbesondere dann, wenn ein Vierzig-Kanal-System
verwendet wird. Die durch den Eichvorgang auftretenden Verzögerungen bei der Herstellung
der Rohre können möglicherweise nicht akzeptierbare Kosten mit sich bringen.
Besser ist deshalb eine automatisierte Vielkanal-Eichschaltung der Erfindung, mit einem Digilal-Dämpfungsglied 15 nach Fig.2. Jeder Kanal enthält eines dieser Dämpfungsglieder, welches jeweils zwischen den Ausgang des Vorverstärkers 14 und den Eingang des Verstärkers 16 geschaltet ist Das Dämpfungsglied 15 enthält eine Eingangsleitung 21, die mit dem Ausgang des Vorverstärkers 14 verbunden ist und eine Vielzahl von Schalter 22, deren Eingang mit der gemeinsamen Eingangsleitung 21 durch parallel liegende Leitungen 23 verbunden ist Ein Kontakt oder der Ausgangskontakt jeder der Schalter 22 ist über eine Leitung 24 mit Masse oder einem Bezugspotential verbunden, welches negativ sein kann. Der Ausgang jedes Schalters 22 ist über eine Leitung 25 und einem der Widerstände 26 bis 29 oder der Widerstände 30 bis 33 mit Ausgangsleitungen 34
Besser ist deshalb eine automatisierte Vielkanal-Eichschaltung der Erfindung, mit einem Digilal-Dämpfungsglied 15 nach Fig.2. Jeder Kanal enthält eines dieser Dämpfungsglieder, welches jeweils zwischen den Ausgang des Vorverstärkers 14 und den Eingang des Verstärkers 16 geschaltet ist Das Dämpfungsglied 15 enthält eine Eingangsleitung 21, die mit dem Ausgang des Vorverstärkers 14 verbunden ist und eine Vielzahl von Schalter 22, deren Eingang mit der gemeinsamen Eingangsleitung 21 durch parallel liegende Leitungen 23 verbunden ist Ein Kontakt oder der Ausgangskontakt jeder der Schalter 22 ist über eine Leitung 24 mit Masse oder einem Bezugspotential verbunden, welches negativ sein kann. Der Ausgang jedes Schalters 22 ist über eine Leitung 25 und einem der Widerstände 26 bis 29 oder der Widerstände 30 bis 33 mit Ausgangsleitungen 34
so oder 35 verbunden. Die Widerstandswerte der Widerstände
26 bis 29 entsprechen einem Widerstandsverhältnis R, R/2, RI4 und K/S, wie es aus F i g. 2 ersichtlich ist
Die Widerstandswerte der Widerstände 30 bis 33 sind in gleicher Weise gewichtet Die Widerstände 26 bis 29
bilden in Verbindung mit ihren Schaltern 22 die »Einer«-Sätze, während die Widerstände 30 bis 33 mit
ihren Schaltern die »Zehner-Sätze« bilden. Die Widerstände 26 und 30 haben den gleichen Wert R. Zwischen
die Ausgangsleitung 34 und die Ausgangsleitung 35 ist ein Widerstand 36 geschaltet, der die beiden Wider-'
Standssätze voneinander entkoppelt Der Wert des Widerstandes 36 beträgt 43 kii, wenn die Widerstände
26 und 30 einen Widerstandswert von 8 kD. haben. Die
Ausgangsleitung 35 ist mit dem Eingang des Verstärkers 16 verbunden.
Beim Betrieb des Dämpfungsglieds nach F i g. 2 hängt der dem Eingang des Verstärkers 16 zugeführte Teil des
Ausgangssignals des Vorverstärkers 14, von den
Positionen der Schalter 22 ab. Befinden sich die »Schaltarme« aller Schalter in der unteren Position, so
werden die Widerstände 26 bis 33 mit Masse oder dem negativen Bezugspotential verbunden. Dadurch ist die
Dämpfung 100%, das entspricht einem Übertragungsfaktor von Null. Wenn sich dagegen die »Schaltarme«
aller Schalter in ihrer oberen Position befinden, so ist die Dämpfung gleich Null und der Übertragungsfaktor
beträgt 100%. Dazwischen sind alle Variationen möglich, und zwar in Abstufungen von einem Prozent.
Da jedoch dieses System als Binär-Code-Dezimal-Anordnung
arbeitet, bei der die Widerstände 26 bis 29 ein, zwei, vier und acht Übertragungseinheiten und die
Widerstände 30 bis 33 zehn, zwanzig, vierzig und achtzig* Übertragungseinheiten entsprechen, sind niemals alle
acht Schalter 22 zur gleichen Zeit geschlossen. Bei der
maximalen Übertragung von 99% sind die »Schaltarme« der mit den Widerständen 26, 29, 30 und 33
verbundenen Schalter in ihrer oberen Position. Aus diesem Grunde ist in den Verstärkerstufen eine
zusätzliche Verstärkung von 1,6 vorgesehen, die der Tatsache Rechnung trägt, daß die Prüfeinrichtung auf
einer Dezimal- oder Zehnerbasis arbeitet, anstatt binär, wobei 16 Einheiten bei einer Vier-Bit-Anordnung
vorliegen.
Ist bei dem in F i g. 2 gezeigten Dämpfungsglied beispielsweise ein Übertragungsfaktor von 56% gewünscht,
so müssen sich die »Schaltarme« der mit den Widerständen 30 und 32 verbundenen Schalter 22 in
ihrer oberen Position befinden, so daß sich zunächst vier plus zehn ergibt; außerdem müssen die Schaltarme der
mit den Widerständen 27 und 28 verbundenen Schalter in ihrer unteren Position befinden, damit sich hier vier
plus zwei ergibt, so daß der Gesamtwert sechsundfünfzig wird. Berücksichtigt man, daß der Faktor 1,6 dem
Wert 100% entspricht und berechnet man den Einfluß der Widerstände in der Spannungsteileranordnung, so
erhält man, wie gewünscht, 56% für den Übertragungsfaktor.
Die Widerstandswerte der im Dämpfungsglied nach F i g. 2 verwendeten Widerstände sind so gewählt, daß
Rückwirkungen des Dämpfungsglieds auf den Ausgang des Vorverstärkers 14 oder auf den Eingang des
Verstärkers 16 vernachlässigbar sind. Gewöhnlich hat der Vorverstärker 14 eine niedrige Ausgangsimpedanz,
während der Eingang des Verstärkers 16 eine hohe Eingangsimpedanz aufweist Beispielsweise kann die
Ausgangsimpedanz des Vorverstärkers 14 einen geringen Bruchteil von einem Ohm betragen, während die
Eingangsimpedanz des Verstärkers 16 lOOkOhm weit überschreiten kann. Wenn die Widerstände 28 und 30 in
diesem Falle einen Widerstandswert von 8 kOhm und die anderen Widerstände entsprechend den angezeigten
Verhältnissen geringere Widerstandswerte haben, so präsentiert sich die Impedanz der Spannungsteileran-,
Ordnung in einer Größe von wenigen 100 Ohm in Serie oder parallel zur Masse. Änderungen dieser Impedanz,
wie sie beispielsweise durch Schaltvorgänge zur Variation der übertragung durchgeführt werden
können, haben nur einen geringen Einfluß, da diese Impedanz stets noch zwei Größenordnungen größer ist
als die Ausgangsimpedanz des Vorverstärkers 14 oder zwei Größenordnungen geringer ist als die Eingangsimpedanz
des Verstärkers 16. Es ist wesentlich, daß die Impedanz des Dämpfungsgliedes 15 sehr viel größer ist
als die Ausgangsimpedanz des Vorverstärkers 14 und sehr viel kleiner ist als die Eingangsimpedanz des
Vorverstärkers 16, und zwar ungeachtet der Positionen der Schaltarme der Schalter 22.
In F i g. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Schalters 22 dargestellt. Jeder Schalter 22 besteht aus
einem Paar komplementärer Transistoren, von denen der Transistor 40 jeweils ein N/W-Transistor und der
Transistor 41 jeweils ein iWP-Transistor ist. Die Emitter der beiden Transistoren sind miteinander verbunden,
und die Ausgangsleitung 25 führt über den Widerstand 26 zu der Ausgangsleitung 34. Die Basisanschlüsse sind
ebenfalls miteinander verbunden und an die Eingangsleitung 42 angeschlossen, an welche entweder eine
negative oder positive Spannung gelegt wird, wie später noch erklärt wird. Der Kollektor des Transistors 40 ist
über die Leitung 23 mit der Eingangssammelleitung 21 verbunden, während der Kollektor des /WP-Transistors
über die Leitung 24 mit dem negativen Bezugspotential oder Masse verbunden ist. Wenn bei dieser Anordnung
die Eingangsleitung 42 negativ ist, so ist der Transistor 40 geschlossen und der Transistor 41 offen. Dadurch
liegt die Leitung 25 über die Emitter- und Kollektorelektroden des Transistors 41 an Masse. Das entspricht dem
Zustand, in dem der Schaltarm des Schalters 22 sich in seiner unteren Position befindet, wie in F i g. 2 gezeigt
ist. Wenn die Eingangsleitung 42 mit einer positiven Spannung beaufschlagt ist, so ist der Transistor 41
geschlossen und der Transistor 40 ist leitend, da seine Basis in Bezug auf seinen Emitter positiv ist. In diesem
Falle ist die Leitung 25 über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 40 mit der Eingangsleitung 21
verbunden. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 40 hat nur eine sehr kleine Impedanz, die man im
wesentlichen als Null ansehen kann. Ein derartiges komplementäres Transistor-Paar, wie es in Fig.3
gezeigt ist, ist für jeden Schalter 22 in F i g. 2 verwendet. Die Schalter 22 können durch separate Eingangsleitungen
42 individuell aufgerufen werden.
Die Anordnung zum selektiven Betrieb der Schalter 22 in dem Dämpfungsglied nach Fig.2 ist in Fig.4
dargestellt. Jeder Schalter 22 für die »Einer«- und »Zehnerw-Gruppen ist an seinem Eingang 42 entweder
mit einer negativen oder einer positiven Spannung beaufschlagt. Die negative oder positive Spannung
stammt von einem von acht Verstärkern 43, welche individuell von zwei Gruppen mit je vier Flip-Flops 44
gesteuert werden. Die Verstärker 43 sind Verstärker mit lediglich zwei Transistorstufen und jeder Verstärker 43
hat eine Ausgangsstufe, die zwischen das positive und negative Bezugspotential geschaltet ist, so daß diese
Stufe an ihrem Ausgang entweder eine positive oder negative Spannung abgibt, welche den in Fig.3
gezeigten Schaitcrcinheitcn zugeführt wird. Die FHp-Flops
44 sind herkömmlich ausgebildet und erzeugen an ihrem Ausgang 45 eine negative Spannung, wenn sie
sich im Null-Zustand befinden oder eine positive Spannung, wenn sie sich im Eins-Zustand befinden.
Diese Spannung wird jeweils dem entsprechenden Verstärker 43 zugeführt Die Flip-Flops 44 können nur
dann schalten, wenn an einem Eingang 46 jedes der Flip-Flops eine Führungsspannung liegt Für jeden
Kanal werden alle Eingänge 46 gemeinsam über eine Führungssammelleitung 47 angesteuert, welche in einer
Form mit Signalen beaufschlagt wird, die später noch näher beschrieben wird. Die Flip-Flops 44 werden durch
eine Kommandospannung in einen gegebenen Zustand versetzt welche den Eingängen 48 über Eingangsleitungen
49 zugeführt wird. Die Eingangsleitungen 49 werden von einem Zähler oder manuell von einem binär
kodierten Dezimalschalter gesteuert Wenn eine Null
auf einer der Leitungen 49 erscheint, wird ein entsprechendes Flip-Flop in die Null-Position gesetzt.
Erscheint auf einer der Leitungen 49 eine Eins, so wird das entsprechende Flip-Flop in den Eins-Zustand
gesetzt, vorausgesetzt ist aber, daß die Führungssammelleitung 47 entsprechend beaufschlagt ist. Die
Flip-Flops 44 dienen als Speicher, da sie in dem Zustand verbleiben, in welchen sie zuvor gesetzt wurden. Sie
verbleiben in diesem Zustand so lange, bis sie wieder aufgerufen und zurückgesetzt werden. Die Zustände der
Speicher-Flip-Flops 44 können durch Indikatoren 50 kontrolliert werden, welche über Und-Gatter 51 und
Leitungen 52 mit den entsprechenden Ausgangsleitungen 45 der Flip-Flops 44 verbunden sind. Die in den
Leitungen 45 auftretenden Spannungen werden den Indikatoren 50 über die Und-Gatter 51 nur dann
zugeführt, wenn die zweiten Eingänge der Und-Gatter 51 über Adressensammelleitungen 53 beaufschlagt sind.
Es sollte an dieser Stelle bemerkt werden, daß die Indikatoren 50 für alle Kanäle gemeinsam zur
Verfügung stehen. Die Indikatoren 50 können beispielsweise Lampen enthalten, die von geeigneten Verstärkern
gespeist werden; es können aber auch binär kodierte Dezimal-zu-Dezimal-Konverter verwendet
werden, so daß Dezimaltyp-Röhren wie beispielsweise »Nixie«-Röhren oder andere Indikatoren eingesetzt
werden können.
In Fig.4 wird die Führungssammelleitung 47 nur dann in einem gegebenen Kanal beaufschlagt, wenn
auch beide Eingänge eines Und-Gatters 55 beaufschlagt sind. Ein Eingang 56 des Und-Gatters 55 wird von einer
Adressenleitung 57 beaufschlagt. Diese Leitung ist außerdem mit der Leitung 53 verbunden, die zu den
Indikatoren 50 führt. Die Adressenleitung 57 wird für einen gegebenen Kanal nur dann mit einer Spannung
beaufschlagt, wenn die Empfindlichkeit dieses Kanales einjustiert worden ist. Wenn die Leitung 57 mit dieser
Spannung beaufschlagt wird, so ist der entsprechende Zustand der Flip-Flops 44 unmittelbar an den
Indikatoren 50 zu erkennen. Der Zustand der Flip-Flops 44 kann jedoch so lange nicht geändert werden, bis der
andere Eingang 58 des Und-Gatters 55 beaufschlagt ist. Auf diese Weise wird die in den Flip-Flops 44
gespeicherte Information stabil gehalten und so lange weitergespeichert, bis sowohl die Adressenleitung 57
und die Führungsleitung 58 für einen gegebenen Kanal beaufschlagt sind. Es soll hier bemerkt werden, daß die
Schaltung nach F i g. 4 für jeden Kanal gleich aussieht und daß die Führungsleitung 58 für alle zwanzig oder
vierzig Kanäle gemeinsam ist. Die Adressenleitung 57 muß jedoch jedem einzelnen Kanal individuell zugeordnet
sein.
Die Speicheranordnung nach Fig.4 enthält zwei
Gruppen von vier Flip-Flops 44. Die eine Gruppe ist den »Einem« und die andere den »Zehnern« zugeordnet
Die vorliegende Schaltung arbeitet mit Prozent-Genauigkeit, d. h. die Verstärkung irgendeines Pegels kann
zwischenNull und neunundneunzig in Abstufungen von einem Prozent festgelegt werden. Sollen weitere
Abstufungen in Form von Zehnteln eines Prozents oder Hundertsteln eines Prozents vorgesehen werden, so
müssen eine oder zwei weitere Gruppen von Flip-Flops und entsprechende Dämpfungsglieder und Schalter
verwendet werden. In diesem Falle wäre die Dezimalanzeige-Genauigkeit vierstellig anstatt wie im vorliegenden
Fall zweiteilig.
In Fig.5 ist eine Schaltung zur automatischen und
folgeweisen Abtastung der Kanäle und zur Einstellung der Flip-Flops dargestellt, die die Verstärkungswerte
speichern. Diese Schaltung enthält einen Komparator 60, dessen einer Eingang mit einer variablen Bezugsspannungsquelle
61 und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des ODER-Gatters 17 aus Fig. 1 verbunden ist. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters
17 wird über eine Leitung 62 einer Abtast- und Halteschaltung 63 zugeführt, deren Ausgang 64 mit dem
Komparator 60 verbunden ist. Die auf der Leitung 62
ίο liegende Spannung besteht aus Impulsen, die jeweils zu
dem Zeitpunkt erscheinen, wenn sich der Fehler an einem der in Bezug auf das Rohr rotierenden Meßfühler
vorbeibewegt. Die Schaltung 63 erzeugt eine Ausgangsspannung auf der Leitung 64, die gleich dem
Spitzenwert der Fehlerimpulse ist; diese Spannung wird für eine sehr kurze Zeit gespeichert. Diese Spannung
ändert sich, da sich die Amplitude der Fehlerimpulse ändert. Am anderen Eingang des Komparators 60 kann
ein Potentiometer liegen, das mit einer Vergleichsspannungsquelle verbunden ist, um eine variable Vergleichsspannung 61 zu erzeugen. Der Komparator 60 erzeugt
eine positive Ausgangsspannung, solange die Vergleichsspannung 61 größer als die Spannung an dem mit
der Leitung 64 verbundenen Eingang ist. Wenn aber die Spannung an diesem Eingang den Wert der Vergleichsspannung übersteigt, erscheint am Ausgang 65 des
Komparators 60 eine niedrige oder negative Spannung. Das Ausgangssignal des Komparators 60 steuert einen
die Empfindlichkeit festlegenden Zähler und ein Adressenregister, wie nachfolgend erklärt wird.
In F i g. 5 ist ein nachstehend als Empfindlichkeitsregister 70 bezeichneter Zähler dargestellt, der den Zustand
der Flip-Flops 44 in jedem der Kanäle der Reihe nach festsetzt. Das Empfindlichkeitsregister 70 weist zwei
Gruppen von je vier bistabilen Flip-Flops 71 auf, deren Ausgänge 72 über Eingangsleitungen 49 mit den
Flip-Flops 44 verbunden sind. Es soll hier bemerkt werden, daß die Ausgänge 72 Sammelleitungen sein, die
gleichzeitig mit allen Kanälen verbunden werden. Da jedoch nur immer ein Kanal zu einem Zeitpunkt
eingeschaltet ist, spricht nur dieser eine Kanal auf die Ausgangssignale auf den Leitungen 49 oder 72 an. Die
zu dem Empfindlichkeitsregister 70 gehörenden Flip-Flops 71 werden so verbunden, daß eine binär kodierte
Dezimalzählweise vorliegt. Die ersten vier Flip-Flops
entsprechen einem, zwei, vier und acht Bits bei den" Einerstellen, während die zweiten vier Stufen zehn,
zwanzig, vierzig und achtzig Bits bei den Zehnerstellen entsprechen. Tatsächlich werden diese Flip-Flops
untereinander in einer Weise verbunden, die von der dargestellten abweicht, da jede Vierergruppe »innerliche
bis sechzehn zählt und nicht bis zehn; das aber gehört zur herkömmlichen Technik. Bei jedem an einem
Eingang 73 zugeführten Impuls erhöht das Empfindlichkeitsregister 70 um eine Dezimalstelle, während die in
den Flip-Flop-Reihen 71 registrierte Dezimalzahl zu jeder Zeit in binär kodierter Dezimalform auf den
Leitungen 49 vorliegt. Dem Eingang 73 werden von einem Taktimpuls-Generator 74 über eine Leitung 75 so
lange Impulse zugeführt, wie ein UND-Gatter 76 durch eine auf der Ausgangsleitung 65 des Komparators 60
erscheinende Spannung offengehalten wird. Solange die getastete Spannung geringer als die Vergleichsspannung
61 ist, passieren die Taktimpulse das UND-Gatter 76 und steuern das Register 70. Die Widerholungsfrequenz
der Taktimpulse des Generators 74 muß nicht größer sein als die Zahl der Umdrehungen der
Meßfühler in Bezug auf das Rohr, da es nicht notwendig
ist, das Empfindlichkeitsregister 70 um eine Stufe zu erhöhen, wenn die angezeigte Spannung sich nicht
geändert hat. Für jeden aufgerufenen Kanal zählt das Empfindlichkeitsregister 70 bei jeder Empfindlichkeitsänderung weiter; aus diesem Grunde liegt bei jedem
Weiterzählen eine Führungsspannung vor. Sobald die Fehlerimpulse oder die dem Eingang 64 des Komparators
60 zugeführte Spannung die Vergleichsspannung erreicht, fällt die Spannung auf der Leitung 65 am
Komparatorausgang ab und das UND-Gatter 76 wird geschlossen. Dadurch erscheinen keine Taktimpulse
mehr am Eingang 73. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt ein in dieser Situation kontinuierlich vorliegendes Führungssignal,
daß die in dem Register 70 vorliegende Zahl in die Flip-Flops 44 eines der Kanäle eingelesen wird.
Das Empfindlichkeitsregister 70 wird nach dem Erscheinen der in die negative Richtung gehenden
Spannung auf der Leitung 63 zurückgesetzt. Diese Spannung wird einem Eingang 77 einer Verzögerungseinheit 78 zugeführt. Nachdem die Spannung in der
Verzögerungseinheit 78 verzögert worden ist, wird sie einer Leitung 79 zugeführt, und gelangt damit an die
Eingänge von allen Flip-Flop-Schaltungen 71. Wenn der Fehlersignalpegel den gewünschten Wert erreicht hat.
so daß das Komparator-Ausgangssignal sich entsprechend ändert, dann bleiben die Speicher-Flip-Flops 44 in
diesem speziellen Kanal in dem Zustand, in dem dieser Pegel erzeugt wird. Nach einer durch die Verzögerungv
einheit 78 bewirkten, kurzen Verzögerung werden alle Flip-Flops 71 des Empfindlichkeitsregisters 70 in den
Null-Zustand zurückgesetzt. Darauf kann der nächste Kanal aufgerufen und seine Empfindlichkeit digital
einjuaiert werden.
Die einzelnen Kanäle können in der in Fig. 5
gezeigten Schaltung selektiv von einem Adresseraregister 80 aufgerufen werden, welches aus einer Vielzahl
von numerischen Registerstufen 81 in Form und von bistabilen Flip-Flops besteht. Für jeden Kanal kann eine
Stufe 81 vorgesehen sein oder die Flip-Flops können in binärer Folge oder binär kodierter Dezimalfolge
angeordnet sein. Ferner kann eine Dekoderschaltung vorgesehen sein, die zur Erzeugung eines Ausgangssignals
dient, mit dem individuell nur einer der Kanäle zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet wird. Die
Ausgänge 82 der Stufen 81 sind separat mit den Adresseneingängen 57 für jeden der Kanäle verbunden.
Nur einer der Ausgänge 82 hat zu einem Zeitpunkt eine positive Spannung, die übrigen Ausgange 82 liegen auf
Null. Ein Eingang 83 des Adressenregisters 80 spricht an, wenn sich das von dem Ausgang 65 des
Komparators 60 kommende Ausgangssignal nach negativen Werten hin ändert Wenn daher der
Ausgangspegel den Bezugswert für einen gegebenen Kanal erreicht, und sich das Komparatorausgangssignal
umschaltet dann wird das Adressenregister 80 weiter gepulst und in die nächste Stufe geschoben. Dadurch
wird der nächste Kanal aufgerufen. Die Adressenleitung für diesen nächsten Kanal bleibt so lange beaufschlagt
bis die Empfindlichkeit auf den genauen Wert ein justiert worden ist, so daß sich das Komparator-Ausgangssignal
wieder ändert Das Adressenregister 80 wird auf Null zurückgesetzt, indem jeder der Stufen 81 ein entsprechendes
Rücksetzsignal von einer Rücksetzleitung 84 zugeführt wird. Diese Rücksetzleitung 84 kann von dem
Ausgang der letzten Zählstufe des Adressenregisters 80 beaufschlagt werden. Das erfoigt nachdem der letzte
Kanal auf die gewünschte Empfindlichkeit einjustiert worden ist. Selbstverständlich kann die Rücksetzleitung
84 auch manuell beaufschlagt werden. In jedem Falle wird das Adressenregister 80 zurückgesetzt, nachdem
die Empfindlichkeit aller Kanäle auf den entsprechenden Wert einjustiert worden ist.
Fig.6 zeigt eine Schaltung, mit deren Hilfe jeweils
ein einziger der Kanäle zum Einjustieren der Empfindlichkeit ausgewählt werden kann. Bei der Überwachung
des Ausgangs des ODER-Gatters 17 darf, wie es im Zusammenhang mit Fig.5 erläutert wurde, nur einer
der Kanäle in Betrieb sein. Dazu ist in der Eingangsstufe des Vorverstärkers 14 jedes Kanales ein Feld-Effekt-Transistor
86 vorgesehen. Wenn der entsprechende Kanal in Betrieb ist, hat der Feld-Effekt-Transistor 86
eine sehr hohe Eingangsimpedanz gegenüber Masse; wenn der betreffende Kanal außer Betrieb gesetzt
werden soii, wird der Feld-Effekt-Transistor So
kurzgeschlossen. Die Source- und Drainelektrode des Feld-Effekt-Transistors 86 ist zwischen einen Punkt 87
und Masse oder ein Bezugspotential geschaltet. Der Punkt 87 kann der Verbindungspunkt von zwei in Serie
geschalteten Eingangswiderständen für den Operationsverstärker 14 sein. Der Meßfühler 10 ist mit diesem
Eingang verbunden, gegebenenfalls über einen Vorverstärker. Wenn der Gate-Elektrode 88 des Feld-Effekt-Transistors
86 eine positive Spannung zugeführt wird, erscheint zwischen der Source- und Drainelektrode eine
sehr hohe Impedanz. Wenn dagegen zwischen der Gate-Elektrode 88 und dem Bezugspotential oder
Masse nur eine niedrige Spannung liegt (beispielsweise wenn der Transistor 89 leitend ist), so erhält der
Verbindungspunkt 87 nahezu Massepotential, und der betreffende Kanal wird in diesem Fall außer Betrieb
gesetzt. Am Ausgang eines Kanales, dessen Feld-Effekt-Transistor sich in leitendem Zustand befindet, tritt kein
Ausgangssignal auf, d. h. der Schwellwertdetektor 19
oder der Eingang des Komparators 60 werden in diesem Falle von dem betreffenden Kanal nicht beaufschlagt.
Der Transistor 89 ist normalerweise leitend, da zwischen seine Basis und den positiven Betriebs-Spannungs-Anschluß
ein Widerstand 90 geschaltet ist. An seinem Eingang befindet sich ein ODER-Gatter. das aus
einem Paar Dioden 91 und 92 besteht. Der Eingang einer der beiden Dioden ist mit den individuellen
Adressenleitungen 57, d. h. mit den Ausgängen 82 der Stufen des Adressenregisters 80 verbunden. Der
Eingang 93 der anderen Diode 92 des ODER-Gatters ist mit einer allgemeinen Adressenleitung verbunden,
weiche für alle Kanäle gemeinsam ist. Wenn entweder die Leitung 57 oder die Leitung 93 in F i g. 6 eine
negative oder niedrigere Spannung führt, so wird die entsprechende der beiden Dioden 91 oder 92 leitend.
Dadurch entsteht ein Spannungsabfall über dem Widerstand 90, durch den der Transistor 89 nicht leitend
wird. Wenn der Transistor 89 nicht leitend ist. steigt die Gate-Spannung des Feld-Effekt-Transistors 86 an. so
daß der Feld-Effekt-Transistor 86 nicht leitend wird und zwischen dem Verbindungspunkt 87 und Masse eine
hohe Impedanz erscheint. In diesem Fall ist der entsprechende Kanal in Betriebszustand. Während der
Periode, in der die Empfindlichkeit des Kanales einjustiert wird, liegt an dem Eingang 93 der in F i g. 6
dargestellten Schaltung der übrigen Kanäle eine positive Spannung, so daß nur der aufgerufene Kanal in
Betrieb ist Dabei wird allen Eingängen 57 aller Stufen in dem Adressenregister 80 mit Ausnahme einer einzigen
eine niedrige oder negative Spannung zugeführt Dieser eine Kanal ist der aufgerufene Kanal. Bei diesem
aufgerufenen Kanal erscheint am Eingang 57 eine
negative Spannung, so daß der Transistor 89 nicht leitend ist und der Feld-Effekt-Transistor 86 zwischen
Masse und dem Punkt 87 eine hohe Impedanz zeigt Dadurch ist der Kanal in Betrieb. Alle Ausgangssignale
82 der Stufen des Adressenregisters 80 sind aus diesem Grunde positiv mit Ausnahme eines einzigen Signales,
das negativ ist. Dieses Signal gehört zu dem aufgerufenen Kanal. Selbstverständlich kann das
ODER-Gatter so ausgelegt werden, daß es auf die umgekehrte Polarität anspricht.
Das in F i g. 5 dargestellte Empfindlichkeitsregister 70 wird nach jedem Zyklus auf Null zurückgesetzt, d.h.
nachdem die Empfindlichkeit des betreffenden Kanales eingestellt ist, beginnt ein neuer Zyklus mit der
Verstärkung Null. Die Verstärkung nimmt Werte zwischen eines und neunundneunzig an; sie wird jedoch
normalerweise im mittleren Bereich liegen. Aus diesem Grunde kann alternativ ein sogenannter »Vorwärts-Rückwärts«-Zähler
anstelle des einfachen Registers nach F i g. 5 verwendet werden. Der »Vorwärts-Rückwärts«-Zähler,
wie er in F i g. 8 dargestellt ist, würde auf dem Pegel des letzten Kanales stehenbleiben; er braucht
nicht auf Null zurückgesetzt werden. Von diesem Punkt aus würde er nach oben oder nach unten zu dem
gewünschten Empfindlichkeitspegel zählen und nicht, wie das in Fig.6 gezeigte Register bei Null starten.
Dadurch würde Zeit gespart werden, da der Zähler nicht schneller zählen kann, als sich die Prüfanordnung dreht.
Die Umdrehungszahl der Prüfanordnung liegt z. B. bei hundert Umdrehungen pro Minute. In diesem Fall
würde eine halbe Minute oder mehr erforderlich sein, um die Empfindlichkeit eines Kanales einzustellen.
Wenn die Empfindlichkeit des ersten Kanales auf einen Pegel von beispielsweise 56 eingestellt worden ist, so ist
es wahrscheinlich, daß der Pegel des zweiten und der folgenden Kanäle dichter bei dem Pegel 56 als bei dem
Pegel Null liegt. Die Abweichungen betragen normalerweise nur wenige Prozent. Obwohl das System mit
Rücksicht auf eine sehr einfache Anordnung erklärt wurde, versteht es sich, daß vorzugsweise ein »Vorwärts-RückwärtSö-Zähler
verwendet wird, um Zeit bei der Eichung zu sparen. Wie man in Fig.8 erkennt, ist
die Verzögerungseinheit 78 durch einen Inverter 78' ersetzt worden, welcher den Eingang eines mit zwei
Eingängen versehenen UND-Gatters 112 speist. Der andere Eingang des UND-Gatters 112 wird mit
Taktimpulsen beaufschlagt.
In Fig. 7 ist eine Anordnung zur manuellen Einstellung gezeigt, welche bei einer Schaltung verwei.·
det werden kann, wie es bisher beschrieben und dargestellt wurde. Für die Funktionen des Adressenregisters
80 ist ein erster Satz von Drehschaltern 95 und 96 vorgesehen. Diese werden individuell durch zwei
Trommelrad-Drehknöpfe 97 und 98 konventioneller Ausführung betätigt. Die Drehkontakte der Drehschalter
95 und 96 werden durch die Trornmelrad-Drehknöpfe 97 und 98 individuell in ausgewählte Positionen
gesetzt, so daß jeweils einer der Gegenkontakte kontaktiert wird. Alle Gegenkontakte sind mit einer
Dekodier-Anordnung 99 verbunden, welche die durch die Drehschalter erzeugte Dezimalinformation in eine
Kode-Form umwandelt, die dazu verwendet wird, eine und nur eine der Adressenleitungen 57 zu beaufschlagen.
Die Ausgangsleitungen der Kode-Anordnung 99 entsprechen den Ausgangsleitungen 82 der Stufen des
Adressenregisters 80. Eine der Adressenleitungen 57 für die Kanäle wird nicht beaufschlagt, bis ein Adressenschalter
100 gedrückt wird. Dadurch wird den Drehschaltern 95, 95 das Betriebsspannungspotential
zugeführt. Weiterhin ist ein zweites Paar von Drehschaltern 101 und 102 vorgesehen, die durch Trommelrad-Drehknöpfe
103 und 104 betätigt werden können. Diese beiden Drehschalter 101 und 102 übernehmen die
Funktion des Empfindlichkeitsregisters 70, ferner ist ein Kode-Konverter 105 vorgesehen, der aus entsprechenden
Dioden und Schaltverbindungen besteht und die Dezimal-Digital-Information der Drehschalter 101,102
in eine binär kodierte Dezimalform umwandelt, welche den Flip-Flops 44 in Fig.4 über die Leitungen 49
zugeführt wird. Die Drehschalter 101 und 102 werden in analoger Weise so lange nicht mit dem Betriebsspannungs-Potential
beaufschlagt, wie der Adressenschalter nicht gedrückt ist. Der zu justierende Kanal ist
daher mil den Trommelrad-Drehknöpfen 97 und 98 auszuwählen. Dann muß der Adressen-Schalter 100
gedrückt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Adressenleitung 57 des aufgerufenen Kanales eine
Spannung zugeführt, so daß
1. der Feld-Effekt-Transistor in der Eingangsstufe des
Verstärkers 14 dieses Kanales eine hohe Impedanz infolge der Wirkung der in F i g. 6 gezeigten
Schaltung aufweist, während die Feld-Effekt-Transistoren
der übrigen Kanäle an ihren Eingängen eine niedrige Impedanz aufweisen, und damit den
Verstärker 14 entsprechend kurzschließen und daß
2. die Gatter 51 in einem solchen Zustand sind, daß der Betriebszustand der Speicher-Flip-Flops 44 für
diesen Kanal mit den in Fig. 7 als binär kodierte Dezimalanzeigeröhren dargestellten Indikatoren
50 ausgelesen und von diesen angezeigt werden kann. Auf den Anzeigelampen 50 erscheint daher
die Empfindlichkeit, auf welche der ausgewählte Kanal anfangs gesetzt wurde. Danach müßten die
Trommelrad-Drehschalter auf die gewünschte Empfindlichkeit eingestellt werden, während die
Ausgangsimpulse dieses Kanales auf einem geeigneten Eichinstrument oder mit einem Oszillographen
107 beobachtet werden. Die Empfindlichkeit dieses Kanales würde sich jedoch tatsächlich so
lange nicht ändern, bis der Knopf 106 gedrückt ist. Erst dann wird dem Eingang 58 aller anderen
Kanäle zu dem gleichen Zeitpunkt eine Spannung zugeführt. Aber nur einem der Kanäle wird eine
Adressenspannung zugeführt. Diese Adressenspannung wird der Eingangsleitung 57 und damit dem
Eingang 56 des Gatters 55 zugeführt. Dadurch ändern nur die Flip-Flops 44 dieses aufgerufenen
Kanals ihren Zustand. Nachdem der Knopf 106 gedrückt worden ist, wird der mit den Trommelrad-Drehschaltern
103, 104 ausgewählte Empfindlich-
• keitswert in die Flip-Flops 44 eingeführt. Dabei kann die Fehlerimpulsamplitude für diesen neuen
Empfindlichkeitswert beobachtet werden. Anstelle des in F i g. 7 dargestellten Oszillographen kann
auch ein digitales Voltmeter verwendet werden. In Fig. 7 ist ein Schalter 108 dargestellt, mit dem
ausgewählt werden kann, ob die Eichung manuell vorgenommen werden soll oder ob das in F i g. 5
dargestellte automatische Eichsystem in Funktion treten soll. Mit diesem Schalter kann außerdem, wie
in F i g. 6 dargestellt, die allgemeine Adressenleitung 93 beaufschlagt werden, so daß alle Kanäle in
Betrieb sind.
Wenn das System gemäß dem beschriebenen automatischen Eichmodus in Betrieb ist, so ist es
bemerkenswert, daß die Führungsspannung auf der
Leitung 58 bleibt und den Speicher-Flip-Fiop in allen
Kanälen zugeleitet ist, wenn der Schalter 108 in der automatischen Position steht und wenn der Knopf 106
gedrückt ist Der Schalter 108 würde in der Stellung »Automatisches Eichen« den Schalter 106 verriegeln, so
daß die Führungsbedingungen aufrecht erhalten blieben, bis der Schaker 108 in die Position »Betrieb«
gestellt werden würde. Für den betreffenden Kanal, der durch das Ausgangssignal des Adressenregisters aufgerufen
worden ist, wird die in dem Emprindliehkeitsregister
erscheinende Zahl dann stets in die Flip-Flops 44 eingelesen, so daß dieser Kanal immer die von der Zahl
in dem Empfindlichkeitsregister vorgeschriebene Empfindlichkeit hätte.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die automatische Eicheinrichtung auf sämtliche Kanäle
nacheinander einwirkt, derart, daß jeder Kanal nach der Eichung die ausgewählte Verstärkung aufweist. Manuel-
10
15 Ie Justierungen oder Auswertungen sind nicht erforderlich;
zeitraubende Abstimmungen an einem Knopf oder einem Potentiometer entfallen. Die Bedienungsperson
muß lediglich einen Schalter betätigen und einen Knopf drücken und darauf einige Minuten warten, in denen das
System alle Kanäle eicht.
Die Einrichtung wurde bisher unter Bezugnahme auf ein Inspektionssystem für Rohre beschrieben, die zum
Leiten von Gas oder Öl verwendet werden sollen. Die vorliegende automatische Eicheinrichtung kann jedoch
selbstverständlich auch in jeder anderen zerstörungsfreien Materialprüfanordnung verwendet werden, bsi
der eine große Anzahl von Kanälen geeicht werden soll. Obwohl die Einrichtung im Zusammenhang mit binär
kodierten Dezimalregistern beschrieben wurde, können auch andere Kodier-Formen, die für den speziellen
Zweck geeignet sind, verwendet werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Elektrische Schaltungsanordnung zum Einstellen einer Vielzahl gleichartiger Meßkanäle einer
Einrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung auf gleiche Empfindlichkeit, wobei jeder Meßkanal
einen Meßfühler sowie ein die Empfindlichkeit des Meßkanals bestimmendes digitales Dämpfungsglied
aufweist, über die Meßfühler in jedem Meßkanal ein Prüfsignal erzeugt wird und eine digitale E;nstelleinrichtung
die Meßkanäle der Reihe nach wirksam schaltet und das Dämpfungsglied des wirksam
geschalteten Meßkanals einstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Dämpfungsglied (15) ein elektronischer Speicher (44) zugeordnet ist, dessen Inhalt die Einstellung des Dämpfungsglieds
(15) hält, daß der Ausgang des wirksam geschalteten Meßkanals (10,14—16) mit dem einen Eingang eines
Komparators (60) der Einstelleinrichtung (60, 63, 70,
80) verbunden ist, dessen anderer Eingang an eine auf einen vorbestimmten Empfindlichkeitswert einstellbare
Bezugssignale (61) angeschlossen ist, daß der Komparator (60) bei voneinander abweichenden
Signalen an seinen beiden Eingängen einen Zähler (70) zum Zählen von Taktimpulsen freigibt, die dem
Zähler (70) aus einem Impulsgenerator (74) zuführbar sind, daß der Zähler (70) selektiv mit dem
Speicher (44) des wirksam geschalteten Meßkanals (10, 14—16) verbunden ist und das Dämpfungsglied
(15) dieses Speichers (44) in Abhängigkeit seines Zählinhalts einstellt und daß der Komparator (60)
den Zähler (70) sperrt, wenn die Signale an seinen beiden Eingängen übereinstimmen und die Einstelleinrichtung
(60, 63, 70, 80) daraufhin den nächsten Meßkanal (10,14—16) wirksam schaltet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Komparators
(60) an den einen Eingang eines UND-Gatter (76) mit zwei Eingängen angeschlossen ist, dessen
anderer Eingang mit dem Impulsgenerator (74) verbunden ist und daß der Ausgang des UND-Gat-
■ ters (76) mit dem Zähleingang des Zählers (70) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des
Komparators (60) ein sämtlichen Meßkanälen (14, 15,16) gemeinsames Adressenregister (80) eingangsseitig
angeschlossen ist, dessen Registerinhalt den wirksamgeschalteten Meßkanal (14,15,16) bezeichnet
und welches auf ein die Übereinstimmung der so miteinander verglichenen Signale anzeigendes Signal
des Komparators (60) hin ein den nächsten Meßkanal (14, 15, 16) wirksam schaltenden Adressensignal
abgibt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler
(70) durch einen in nur einer Richtung zählenden
Zähler gebildet ist, der mit jeder Wirksamschaltung eines Meßkanals (14,15,16) in eine Ausgangszählerstellung
gesteuert ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler
(70) durch einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler gebildet ist, der in der einen Zählrichtung zählt, wenn das
Ausgangssignal des Komparators (60) anzeigt, daß die Ausgangsspannung des gerade wirksam geschalteten
Meßkanals (14, 15, 16) größer ist als die vorgegebene Bezugsspannung und der in der
anderen Zählrichtung zählt, wenn das Ausgangssignal des Komparators (60) anzeigt, daß die
Ausgangsspannung des gerade wirksam geschalteten Meßkanals (14, 15, 16) kleiner ist als d?e
vorgegebene Bezugsspannung.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem
Speicher (44) jedes Meßkanals (14,15,16) eine Reihe von Schaltern (22) verbunden sind, durch deren
Betätigung eine entsprechende Anzahl von Widerständen (26 bis 33) zwischen der Eingangsseite und
der Ausgangsseite einer in dem Meßkanal (14, 15, 16) liegenden Verstärkungs-/Dämpfungsschaltung
(14,15,16) wirksam schaltbar ist
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (26 bis 33)
Widerstandswerte entsprechend dem Gewicht von zu einem vorgegebenen Code gehörenden Codeelementen
besitzen.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (26
bis 33) aurch Betätigung der Schalter (22) einander parallelschaltbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691910750 DE1910750C3 (de) | 1969-03-03 | 1969-03-03 | Elektrische Schaltungsanordnung zum Einstellen einer Vielzahl gleichartiger Meßkanale einer Einrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung auf gleiche Empfindlichkeit |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19691910750 DE1910750C3 (de) | 1969-03-03 | 1969-03-03 | Elektrische Schaltungsanordnung zum Einstellen einer Vielzahl gleichartiger Meßkanale einer Einrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung auf gleiche Empfindlichkeit |
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DE1910750C3 true DE1910750C3 (de) | 1980-06-26 |
Family
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE1910750C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3008924C2 (de) * | 1980-03-08 | 1983-03-24 | Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln | Verfahren zur Messung von Fehlern in Rohren und Stangen |
-
1969
- 1969-03-03 DE DE19691910750 patent/DE1910750C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1910750A1 (de) | 1970-09-17 |
DE1910750B2 (de) | 1979-10-11 |
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