DE19640859A1 - Method of non-destructive determination of material condition in components - Google Patents

Method of non-destructive determination of material condition in components

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Abstract

The method involves stimulating a vibration at a first measurement point on the object (1)surface using an ultrasonic transmitter transducer (11), measuring vibrations at a second measurement point using an ultrasonic receiver transducer (14) and comparing with the stimulated vibration to detect a difference characteristic of the material's state. The vibrations are stimulated with a different frequency in several successive test cycles so as to change the depth of penetration of the vibrations for each test cycle. The ultrasonic receiver transducer detects the vibrations for each frequency.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien Feststellung des Werkstoffzustands in Bauteilen, insbesondere zur Feststellung von Zeitstandschädigungen, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for non-destructive Determination of the material condition in components, in particular to determine creep damage, with the features according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for Execution of the procedure.

Bei technischen Gegenständen, z. B. Kesseln, Druckbehältern, Rohrleitungen, Armaturen und dgl., die über längere Zeiträume Beanspruchungen z. B. thermischer und/oder mechanischer Art ausgesetzt sind, verändern sich vielfach die mechanisch-technologischen Kennwerte des Werkstoffes, aus dem die Bauteile bestehen. Bauteile in Kraftwerken und verfahrenstechnischen Anlagen unterliegen häufig einer langzeitigen mechanischen Beanspruchung bei erhöhter Temperatur. Unter diesen Einsatzbedingungen erfährt der Werkstoff im Lauf der Zeit charakteristische Veränderungen bis hin zu Schädigungen (Zeitstandschädigungen) des Gefüges. Die Zeitstandschädigung äußert sich zunächst in Form von einzelnen Poren auf den Korngrenzen, die sich im Laufe des weiteren Betriebs zu Porenketten und Rissen zusammenlagern. Schreitet diese Zeitstandschädigung unbeachtet fort, so kann ein plötzlich und unerwartet auftretendes Versagen des Bauteils eintreten. Zur Vermeidung von Schadens fällen ist daher in vorgeschriebenen Intervallen eine Überprüfung des Werkstoffzustandes nötig.For technical objects, e.g. B. boilers, pressure vessels, Pipes, fittings and the like, which last longer Periods of stress e.g. B. thermal and / or exposed to mechanical nature change many times the mechanical-technological characteristics of the material, of which the components consist. Components in power plants and process plants are often subject to one long-term mechanical stress with increased Temperature. Under these operating conditions, the Material changes characteristic over time up to damage (creep damage) of the Structure. The creep damage is initially expressed in Form of individual pores on the grain boundaries, which are in the Continued operation to pore chains and cracks store together. Does this creep damage progress disregarded, one can suddenly and unexpectedly  occurring component failure. For Avoiding damage is therefore mandatory Intervals a check of the material condition is necessary.

Die zerstörungsfreie Prüfung zeitstandbeanspruchter Bauteile erfolgt heute durch die ambulante Metallographie nach DIN 54150. Bei dieser Methode wird mit Hilfe einer speziellen Folie ein Negativabdruck des Gefüges an einer zu untersuchenden Stelle der Bauteiloberfläche erzeugt. Unter dem Mikroskop kann an diesem Abdruck der Gefügezustand beurteilt werden.The non-destructive testing of creep stresses Components are made today through outpatient metallography according to DIN 54150. With this method, a special foil a negative impression of the structure on one examining point of the component surface generated. Under the microscope can determine the structural state of this impression be assessed.

Das Gefügeabdruckverfahren ist nicht frei von Nachteilen. Es erfordert einen hohen Arbeitsaufwand, da an der Prüfstelle der Bauteiloberfläche zunächst eine polierte Oberfläche erzeugt werden muß. Aufgrund der punktuellen Anwendung ist zudem an einem Bauteil eine Vielzahl von Prüfstellen vorzusehen. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß nur eine Aussage über die Schädigung unmittelbar an der Bauteiloberfläche möglich ist, was zu möglicherweise fatalen Fehleinschätzungen führen kann.The microstructure impression process is not free from disadvantages. It requires a lot of work because of the Check the component surface first a polished Surface must be created. Because of the punctual Application is also a multitude of on one component To provide inspection bodies. There is a major disadvantage in that just a statement about the damage immediately is possible on the component surface, which may lead to can lead to fatal misjudgments.

Aus diesem Grund bestehen intensive Bestrebungen, die Möglichkeiten zum einwandfreien Nachweis von Zeitstand­ schädigungen an Bauteilen zu erweitern. So ist es bereits bekannt, zum Nachweis von Zeitstandschädigungen die Schallgeschwindigkeit des Werkstoffs an einem Bauteil zu messen. Dies beruht auf der Erkenntnis, die aus zahlreichen theoretischen und experimentellen Arbeiten gewonnen wurde, wonach eine Zeitstandschädigung zu einer Abnahme der Schallgeschwindigkeit im Werkstoff führt. Bei einem bekannten, in der Erprobung befindlichen Verfahren, dem diese Erscheinung zugrunde liegt (VGB-Konferenz "Restlebensdauer 1992" 6./7. Juli 1992, Mannheim Band 2, Vortr. 21), wird einem Bauteil durch einen an der Bauteiloberfläche sitzenden Ultraschallwandler eine Folge von Ultraschallimpuls-Paketen mit einer Frequenz von mindestens 2 MHz aufgeprägt. Die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit erfolgt durch Messung der Laufzeit jedes einzelnen Ultraschallimpuls-Pakets über eine bekannte Wegstrecke. Die Ultraschallimpulse werden entlang der Bauteiloberfläche geleitet.For this reason, there are intensive efforts to expand the possibilities for the flawless detection of permanent damage to components. For example, it is already known to measure the speed of sound of the material on a component in order to detect creep damage. This is based on the knowledge that has been gained from numerous theoretical and experimental work, according to which a creep damage leads to a decrease in the speed of sound in the material. In a known method being tested, on which this phenomenon is based (VGB conference "Remaining Life 1992 " July 6/7, 1992, Mannheim Volume 2 , Lecture 21 ), a component is replaced by an ultrasonic transducer located on the component surface a sequence of ultrasonic pulse packets with a frequency of at least 2 MHz is impressed. The speed of sound is determined by measuring the transit time of each individual ultrasound pulse packet over a known distance. The ultrasonic pulses are conducted along the component surface.

Auch diese Prüfmethode liefert jedoch noch nicht befriedigende Ergebnisse. Bei der Beaufschlagung entlang der Bauteiloberfläche läßt sich auf diese Weise die Schallgeschwindigkeit nur für die oberste Randschicht des Bauteils ermitteln, da die Eindringtiefe der dem Bauteil eingeprägten Schwingung mit zunehmender Frequenz abnimmt und z. B. bei Stahl bei der gewählten Minimalfrequenz von 2 MHz nur maximal etwa 1,5 mm erreicht. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses Prüfverfahrens besteht darin, daß die Laufzeitmessung der Impulse, d. h. die Messung der Schallgeschwindigkeit, einen hohen meßtechnischen Aufwand erfordert, um eine ausreichende Genauigkeit zu erhalten.However, this test method does not yet deliver either satisfactory results. When loading along the component surface can be in this way Speed of sound only for the top edge of the Determine component because the depth of penetration of the component impressed vibration decreases with increasing frequency and Z. B. for steel at the selected minimum frequency of 2 MHz only reached a maximum of about 1.5 mm. Another The main disadvantage of this test procedure is that that the transit time measurement of the pulses, d. H. the measurement of Speed of sound, a high measurement effort required to obtain sufficient accuracy.

Bei einem weiteren bekannten Ultraschall-Prüfverfahren zur zerstörungsfreien Feststellung von Bauteilschädigungen (DE 41 16 584 A1) werden Ultraschallwellen im Dauerstrichbetrieb, ein ausgewähltes Frequenzband mehrfach durchlaufend, an auswählbaren Meßstellen des jeweils zu prüfenden Bauteils durch einen Ultraschallwandler eingeleitet und nach dem Durchlaufen des Bauteils durch mindestens einen weiteren Ultraschallwandler empfangen. Die Amplitudendifferenz zwischen den gesendeten und den empfangenen Ultraschallwellen wird für die Bestimmung eines beispielsweise für die Zeitstandschädigung charakter­ istischen Kennwerts ausgewertet, d. h. es wird aufgrund der Dämpfung der Ultraschallwellen durch den Werkstoff auf eine Zeitstandschädigung rückgeschlossen. Für die Durchführung dieses Verfahrens ist ebenfalls ein verhältnismäßig hoher meßtechnischer Aufwand erforderlich, weil nur durch eine genaue Messung der Schwingungsamplituden und deren Vergleich miteinander eine ausreichende Genauigkeit erzielbar ist. Aus diesen Gründen haben sich die bekannten Ultraschall-Prüfverfahren noch nicht für eine praktische Anwendung zum Nachweis von Zeitstandschädigungen durchgesetzt.In another known ultrasonic test method for non-destructive detection of component damage (DE 41 16 584 A1) are ultrasonic waves in continuous wave mode, running through a selected frequency band several times selectable measuring points of the component to be tested initiated by an ultrasonic transducer and after the Passing the component through at least one other Receive ultrasonic transducer. The difference in amplitude between the sent and the received Ultrasonic waves are used for determining a for example for the creep damage character the actual characteristic value is evaluated, d. H. it is due to the Attenuation of the ultrasonic waves by the material on a Creed damage closed. For the implementation this procedure is also relatively high Metrological effort required because only one accurate measurement of the vibration amplitudes and their Compare each other with sufficient accuracy is achievable. For these reasons, the well-known Ultrasonic testing is not yet practical  Application for the detection of creep damage enforced.

Aus Überlegungen der Wirtschaftlichkeit und Sicherheit heraus ist es notwendig, den Werkstoffzustand möglichst genau und möglichst über den gesamten Bauteilquerschnitt zu erfassen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Feststellung von Werkstoffzuständen und insbesondere von Zeitstandschädigungen zu entwickeln, die dies erlauben und zumindest ergänzend zu dem eingangs geschilderten Gefügeabdruckverfahren eingesetzt werden können. Darüberhinaus soll der apparative und meßtechnische Aufwand für die Durchführung des Verfahrens möglichst gering sein.From considerations of economy and security It is necessary to determine the material condition as possible exactly and if possible over the entire component cross-section capture. The invention is therefore based on the object a method and an apparatus for non-destructive Determination of material conditions and in particular of Developing creep damage that allows this and at least in addition to the above Structure imprint methods can be used. In addition, the equipment and metrological effort be as low as possible for the implementation of the method.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren. Die Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 11.According to the invention, this object is achieved by the in Claim 1 specified method. The design of a Device for carrying out the method results from Claim 11.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kenntnis ausgenutzt, daß die Eindringtiefe einer durch Ultraschallschwingung erzeugten Oberflächenwelle in den Bauteilquerschnitt frequenzabhängig ist und etwa der Größe einer Wellenlänge entspricht. Durch Variation der Frequenz wird somit die Eindringtiefe schrittweise verändert und bei jedem Schritt die gewünschte für den Werkstoffzustand charakteristische Abweichung, z. B. eine Änderung der Schallgeschwindigkeit und/oder der Wellenlänge, festgestellt, um so den Bauteilquerschnitt schichtweise zu erfassen. Der Frequenzbereich wird dabei so gewählt, daß die hierdurch schrittweise erzielbare Eindringtiefe in den Bauteilquerschnitt den maßgeblichen Teil des Bauteilquerschnitts abdeckt. Für den Werkstoff Stahl bildet somit eine Frequenz von 2 MHz normalerweise die obere Grenze des Frequenzbereichs, wenn nicht eine dünnere Randschicht als ca. 1,5 mm selektiv erfaßt werden soll, was eine noch höhere Frequenz erfordert. Je nach der zu erfassenden Tiefe des Bauteilquerschnitts kann die untere Grenze bei 100 kHz und darunter liegen.Knowledge is gained with the method according to the invention exploited that the penetration depth of one through Ultrasonic vibration generated in the surface wave Component cross-section is frequency-dependent and about the size corresponds to a wavelength. By varying the frequency the penetration depth is thus gradually changed and at each step the desired one for the material condition characteristic deviation, e.g. B. a change in Speed of sound and / or wavelength, determined, so that the component cross-section in layers capture. The frequency range is chosen so that the penetration depth that can be achieved in this way step by step Component cross section the relevant part of the Component cross section covers. Forms for the material steel thus a frequency of 2 MHz is normally the upper one Frequency range limit, if not a thinner one Boundary layer as about 1.5 mm selectively what requires an even higher frequency. Depending on the to  depth of the component cross-section can be the lower Limit at 100 kHz and below.

Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestimmende Größe, deren charakteristische Abweichung von einem bezüglich der Schädigung unbedenklichen Zustand oder Normzustand des Werkstoffs zu untersuchen ist, ist beispielsweise die Schallgeschwindigkeit des Werkstoffs. Diese kann z. B. in Anlehnung an das eingangs geschilderte bekannte Verfahren ermittelt werden, indem Ultraschallimpulse in dem Bauteil angeregt werden und deren Laufzeit über eine bekannte Wegstrecke gemessen wird, wobei jedoch z. B. bei dem Werkstoff Stahl die Frequenz von 2 MHz in der Regel die obere Grenze des schrittweise zu durchfahrenden Frequenzbereichs sein wird und zur Erfassung eines größeren Teils des Bauteilquerschnitts schrittweise verringert wird.The within the scope of the method according to the invention determining variable, its characteristic deviation from a condition which is harmless with regard to the damage or Standard condition of the material to be examined is for example the speed of sound of the material. This can e.g. B. based on the above known methods can be determined by Ultrasonic pulses are excited in the component and their Running time is measured over a known distance, whereby however, e.g. B. in the steel material the frequency of 2 MHz usually the upper limit of the gradual increase passing frequency range will be and for detection of a larger part of the component cross section gradually is reduced.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jedoch die Ultraschallschwingung in Form einer Oberflächenwelle im Dauerstrichbetrieb angeregt und zur Feststellung der für eine Änderung des Werkstoffzustandes charakteristischen Abweichung die Phasenverschiebung zwischen der an einem Punkt der Bauteiloberfläche angeregten und an einem im Abstand davon befindlichen Punkt der Bauteiloberfläche empfangenen Oberflächenwelle zugrundegelegt. Die charakteristische Abweichung kann festgestellt werden, indem die sich in jedem Prüfvorgang einstellende Phasenverschiebung mit einer vorermittelten Bezugs-Phasenverschiebung verglichen wird. Im einfachsten Fall kann somit durch Feststellung einer Änderung dieser Phasenverschiebung von der vorermittelten Bezugs-Phasenverschiebung geschlossen werden, daß eine Werkstoffveränderung stattgefunden hat, z. B. eine Zeitstandschädigung einsetzt.According to a preferred embodiment of the invention However, the ultrasonic vibration process is in shape a surface wave excited in continuous wave mode and to determine the need for a change in The characteristic deviation of the material state Phase shift between the at a point of Component surface excited and at a distance from it received point of the component surface Surface wave used as a basis. The characteristic Deviation can be determined by looking into phase shift setting with a previously determined reference phase shift is compared. In the simplest case, by determining one Change this phase shift from the previously determined Reference phase shift can be concluded that a Material change has occurred, e.g. Legs Creep damage begins.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die genannte Phasenverschiebung zwischen der an dem einen Punkt angeregten und an dem anderen Punkt empfangenen Oberflächenwelle sogar zur quantitativen Bestimmung der Wellenlänge der Oberflächenwelle ausgenützt werden, indem der Abstand zwischen dem Ultraschall-Sendewandler, durch den die Oberflächenwelle angeregt wird, und dem Ultraschall-Empfangswandler, der die Oberflächenwelle aufnimmt (oder zwischen zwei Ultraschall-Empfangswandlern), um eine Strecke feststellbarer oder bekannter Länge verändert wird und die Länge dieser Strecke zu der durch die Abstandsänderung verursachten Änderung der Phasenverschiebung ins Verhältnis gesetzt wird. Aus der Wellenlänge kann wieder die Schallgeschwindigkeit des Werkstoffs berechnet werden. Als charakteristische Abweichung, die auf eine Änderung des Werkstoffzustandes hindeutet, wird in diesem Fall eine Abweichung von einer Bezugs-Wellenlänge bzw. Bezugs-Schallgeschwindigkeit erfaßt.According to a further preferred embodiment of the The method according to the invention can be said  Phase shift between that at one point excited and received at the other point Surface wave even for the quantitative determination of the Wavelength of the surface wave can be exploited by the distance between the ultrasound transducer, by which the surface wave is excited and Ultrasound receiving transducer, the surface wave picks up (or between two ultrasonic transducers), by a distance that is ascertainable or known is changed and the length of this route to that by the change in distance caused change in Phase shift is related. From the Again, the speed of sound of the Material are calculated. As a characteristic Deviation due to a change in the material condition indicates a deviation from one in this case Reference wavelength or reference sound speed detected.

Für die vorstehend beschriebene meßtechnische Erfassung der Phasenverschiebung und der Wellenlänge einer in einem Bauteil angeregten Oberflächenwelle wird hierdurch selbständiger Schutz beansprucht.For the metrological detection of the Phase shift and the wavelength of one in one This excites component-excited surface wave independent protection claimed.

In den vorstehend geschilderten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen die für eine Änderung des Werkstoffzustandes charakteristische Abweichung qualitativ als Änderung der Phasenverschiebung zwischen der angeregten und der empfangenen Oberflächenwelle bzw. quantitativ als Änderung der Schallgeschwindigkeit im Werkstoff bzw. der Wellenlänge festgestellt wird, ist im erstgenannten Fall der Vergleich mit einer vorermittelten Phasenverschiebung und im zweitgenannten Fall mit einer Bezugs-Schallgeschwindigkeit bzw. -Wellenlänge erforderlich. Diese Bezugswerte können durch entsprechende Prüfung und Messung an einem Bauteil in dessen noch unbenutztem oder in jedem Fall ungeschädigtem Zustand gewonnen werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jedoch als die Bezugs-Schallgeschwindigkeit bzw. die Bezugswellenlänge die in einem oder mehreren der Prüfvorgänge ermittelte Schallgeschwindigkeit bzw. Wellenlänge in einem schädigungsfreien oder als schädigungsfrei anzunehmenden Teil des im Rahmen der Prüfung erfaßten Bauteilquerschnitts zugrundegelegt. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß erfahrungsgemäß der weit überwiegende Teil aller auftretenden Zeitstandschädigungen sich in der äußeren Randschicht eines Bauteils, insbesondere bei Rohrleitungen, befindet, während tieferliegende Schichten des Bauteilquerschnitts weniger geschädigt oder ungeschädigt sind. Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich daher ein Schallgeschwindigkeits- bzw. Wellenlängen-Profil über den Bauteilquerschnitt erstellen, bei dem im typischen Fall einer Zeitstandschädigung ausgehend von der Oberfläche ein Gradient abnehmender Schädigung in die Tiefe des Bauteils vorliegt. Liegt keine Schädigung vor, so muß theoretisch die Schallgeschwindigkeit bzw. die Wellenlänge über die Tiefe des Bauteilquerschnitts konstant sein. Messungen haben allerdings gezeigt, daß aufgrund von Oberflächeneinflüssen, z. B. Härtungseffekten, an Bauteiloberflächen eine gewisse Änderung des Profilverlaufs ausgehend von der Oberfläche festzustellen ist. Liegt jedoch ein signifikant von Null abweichender Gradient oder eine signifikante Änderung des Profilverlaufs vor, so ist eine sichere Aussage über das Vorliegen und den Verlauf einer Schädigung über den Bauteilquerschnitt möglich.In the above-described embodiments of the inventive method, in which for a Characteristic change in material condition Deviation qualitatively as a change in the phase shift between the excited and the received Surface wave or quantitatively as a change in Speed of sound in the material or the wavelength the comparison is determined in the former case with a pre-determined phase shift and in the second case with a reference speed of sound or wavelength required. These reference values can through appropriate testing and measurement on a component in its still unused or in any case undamaged Condition. According to a preferred  Embodiment of the method according to the invention however, as the reference sound velocity or the Reference wavelength in one or more of the Speed of sound or Wavelength in a damage-free or as part of the part of the Inspection of the component cross-section used. The Invention is based on the consideration that experience shows that the vast majority of all occurring creep damage in the outer Boundary layer of a component, especially in the case of pipelines, located, while deeper layers of the Component cross section less damaged or undamaged are. The inventive method can therefore a sound velocity or wavelength profile over create the cross section of the component, in the typical case a creep damage from the surface Gradient of decreasing damage in the depth of the component is present. If there is no damage, then theoretically the speed of sound or the wavelength over the Depth of the component cross section must be constant. Measurements have shown, however, that due to Surface influences, e.g. B. curing effects Component surfaces a certain change in the profile starting from the surface. Lies however, a gradient deviating significantly from zero or there is a significant change in the profile profile a reliable statement about the existence and the course damage across the component cross-section is possible.

Apparativ ist die der Erfindung zugrundeliegende, vorstehend angegebene Aufgabe gelöst durch die Vorrichtung zur zerstörungsfreien Feststellung des Werkstoffzustandes gemäß dem Anspruch 11. Die Vorrichtung dient der Erfassung der Phasenverschiebung zwischen der in dem Bauteil angeregten und davon aufgenommenen Oberflächenwelle und weist hierzu einen Frequenzgenerator zur Erzeugung der Oberflächenwelle im Dauerstrichbetrieb über einen Ultraschallwandler sowie eine Einrichtung zur Erfassung der genannten Phasenverschiebung auf.The apparatus on which the invention is based is The above object is achieved by the device for the non-destructive determination of the material condition according to claim 11. The device is used for detection the phase shift between that in the component excited and received surface wave and has a frequency generator for generating the Surface wave in continuous wave mode over a  Ultrasonic transducer and a device for detecting the called phase shift.

Zur Durchführung der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der qualitativ eine Änderung der Phasenverschiebung festgestellt wird, weist die Vorrichtung zwei Ultraschallwandler auf, die relativ zueinander in einem festen Abstand auf der Bauteiloberfläche fixiert sind. Die Änderung der Phasenverschiebung wird als Abweichung von einer vorermittelten Be­ zugs-Phasenverschiebung beispielsweise auf einem Oszilloskop angezeigt.To carry out the embodiment of the invention Procedure in which a qualitative change in the Phase shift is determined, the device two ultrasonic transducers that are in relation to each other fixed at a fixed distance on the component surface are. The change in phase shift is called Deviation from a previously determined Be Zugs phase shift, for example on an oscilloscope displayed.

Bei derjenigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Wellenlänge quantitativ festgestellt wird, ist mindestens einer der beiden Ultraschallwandler entlang der Bauteiloberfläche verstellbar, um den Abstand der Ultraschallwandler voneinander verändern zu können. Dem verstellbaren Ultraschallwandler, vorzugsweise dem oder einem der Ultraschall-Empfangswandler, ist eine Einrichtung zur Bestimmung und/oder zur Messung der Verstellstrecke zugeordnet, um die der Abstand verändert wird, so daß deren Länge zu der durch die Verstellung resultierenden Änderung der Phasenverschiebung quantitativ in Bezug gesetzt werden kann. Der Quotient aus dieser Länge und der Änderung der Phasenverschiebung, die sich infolge der Verstellung einstellt und die beispielsweise auf einem Oszilloskop beobachtet werden kann, ist unmittelbar die Wellenlänge. Dabei ist die Änderung der Phasenverschiebung gemessen in ganzzahligen oder nicht ganzzahligen Vielfachen von Phasendurchgängen. Ein Phasendurchgang entspricht dabei einer z. B. auf dem Oszilloskop beobachtbaren Änderung der herrschenden Phasenverschiebung um den Betrag von 2π. Für diese Meßvorrichtung zur Messung der Wellenlänge (und implizit der Schallgeschwindigkeit) einer in einem Bauteil angeregten Schwingung wird analog zu dem entsprechenden Verfahren selbständiger Schutz beansprucht. In that embodiment of the invention Procedure in which the wavelength is quantitative is found to be at least one of the two Ultrasonic transducers along the component surface adjustable to the distance of the ultrasonic transducers to be able to change from each other. The adjustable Ultrasonic transducer, preferably the or one of the Ultrasonic reception transducer, is a device for Determination and / or for measuring the adjustment distance assigned by which the distance is changed so that their Length of the change resulting from the adjustment the phase shift are related quantitatively can. The quotient of this length and the change in Phase shift resulting from the adjustment sets and that for example on an oscilloscope the wavelength can be observed directly. The change in phase shift is measured in integer or non-integer multiples of Phase passes. One phase transition corresponds to this a z. B. observable change on the oscilloscope prevailing phase shift by the amount of 2π. For this measuring device for measuring the wavelength (and implicitly the speed of sound) in a component excited vibration becomes analogous to the corresponding one Independent protection claims.  

Das erfindungsgemäße Verfahren und die dazu verwendete Vorrichtung bieten gegenüber den bisher bekannten Prüfverfahren und -vorrichtungen, insbesondere gegenüber dem eingangs geschilderten Gefügeabdruckverfahren, erhebliche Vorteile:
Der wichtigste Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die tiefenabhängige Erfassung der Schallgeschwindigkeit bzw. der Wellenlänge der Schallschwingung. Dadurch erhält man den Verlauf der Schallgeschwindigkeit bzw. der Wellenlänge über zumindest den maßgeblichen Teil des Bauteilquerschnitts, möglicherweise auch über die gesamte Bauteildicke, wodurch der Schädigungsverlauf in die Tiefe des Bauteilquerschnitts erfaßt wird. Diejenige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dazu verwendeten Vorrichtung, mit denen direkt die Wellenlänge (und durch Umrechnung die Schallgeschwindigkeit) der im Bauteil angeregten Oberflächenwelle bestimmt wird, erreicht aufgrund des elementaren Meßprinzips eine hohe Meßgenauigkeit mit einem relativ geringen meßtechnischen Aufwand. Dieser Aufwand ist bei gleicher Meßgenauigkeit erheblich geringer als derjenige, der zur direkten Messung der Schallgeschwindigkeit durch Messung der Laufzeit von Ultraschallimpulsen im Bauteil erforderlich ist.The method according to the invention and the device used for this offer considerable advantages over the previously known test methods and devices, in particular over the structural impression method described at the beginning:
The most important advantage of the method according to the invention is the depth-dependent detection of the speed of sound or the wavelength of the sound vibration. This gives the course of the speed of sound or the wavelength over at least the relevant part of the component cross section, possibly also over the entire component thickness, whereby the damage profile is recorded in the depth of the component cross section. That embodiment of the method according to the invention and the device used for this purpose, with which the wavelength (and by converting the speed of sound) of the surface wave excited in the component is determined directly, achieves a high level of measurement accuracy with a relatively low measurement outlay due to the elementary measurement principle. With the same measuring accuracy, this effort is considerably less than that required for direct measurement of the speed of sound by measuring the transit time of ultrasonic pulses in the component.

Im Vergleich zu dem durch DIN 54150 bestimmten Gefügeabdruckverfahren ist ein deutlich geringerer Aufwand auch zur Oberflächenvorbereitung notwendig. Ein Entfernen der Zunderschicht und ein grobes Beschleifen der Prüfstellen sind ausreichend. Die Messung erfolgt nicht punktuell, sondern über einen größeren Werkstoffbereich, der frei wählbar ist.In comparison to that determined by DIN 54150 Structure imprinting is a significantly lower effort also necessary for surface preparation. A removal the scale layer and rough grinding the Test centers are sufficient. The measurement is not made selectively, but over a larger range of materials, which is freely selectable.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die dafür eingesetzte Vorrichtung lassen sich in verschiedener Hinsicht automatisieren. So ist es durch Ausstattung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung der Wellenlänge der Oberflächenwelle mit einer automatischen Verfahreinrichtung, die eine Verstellung eines der Ultraschallwandler um eine vorgegebene oder meßbare Verstellstrecke durchführt, mit einer Einrichtung zur Meßwerterfassung und mit einem angeschlossenen Rechner möglich, das Auftreten von Zeitstandschädigungen automatisch zu überwachen und gegebenenfalls durch Koppelung mit einer Alarmeinrichtung zu melden. Sofern die zu untersuchenden Bauteile nicht nur mechanisch, sondern auch temperaturbeansprucht sind, müssen die daran befestigten Ultraschallwandler für eine Beständigkeit gegenüber den auftretenden Temperaturen eingerichtet sein.The method according to the invention and the one used therefor Device can be used in various ways automate. So it is by equipping the  Device according to the invention for measuring the wavelength the surface wave with an automatic Moving device, which is an adjustment of one of the Ultrasonic transducers around a given or measurable Performs adjustment path with a device for Measured value acquisition and with a connected computer possible the occurrence of creep damage to be monitored automatically and if necessary by Report coupling with an alarm device. If the components to be examined not only mechanically, but they are also subject to high temperatures attached ultrasonic transducers for durability be set up against the occurring temperatures.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann darüberhinaus neben der Feststellung von Werkstoffschädigungen auch zum Nachweis anderer Werkstoffzustände herangezogen werden, die sich auf die elastischen Werkstoffeigenschaften auswirken. Neben der Ermittlung von Schädigungen durch Korrosion, Ermüdung und Versprödung ist es möglich, bei einer Messung im Belastungszustand durch das geschilderte Vorgehen auch innere Spannungszustände zu erfassen.The method according to the invention can in addition to the Detection of material damage also for verification other material states can be used, which are based on affect the elastic material properties. In addition to the Determination of damage caused by corrosion, fatigue and Embrittlement is possible when measuring in Load condition due to the described procedure too to record internal states of tension.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus den Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:Further advantages and features of the invention result from the following description of execution examples using the accompanying drawings as well the subclaims. The drawings show:

Fig. 1 ein Diagramm, das den Verlauf der Schallgeschwindigkeit im Werkstoff über der Eindringtiefe bei Vorliegen einer Schädigung und ohne Schädigung veranschaulicht; Figure 1 is a diagram illustrating the course of the speed of sound in the material over the depth of penetration in the presence of damage and without damage.

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur zerstörungsfreien Feststellung des Werkstoffzustandes; Fig. 2 is a schematic representation of a first embodiment of a device for nondestructive determination of the material condition;

Fig. 3 eine zu Fig. 2 analoge Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur zerstörungsfreien Feststellung des Werkstoffzustandes und FIG. 3 shows an illustration analogous to FIG. 2 of a second embodiment of a device for the non-destructive determination of the material state and

Fig. 4a, Fig. 4b zwei Darstellungen, die das Meßverfahren anhand der Vorrichtung gemäß Fig. 3 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen. Fig. 4a, Fig. 4b two representations that illustrate the measuring method using the device of FIG. 3 when performing the method according to the invention.

In dem Diagramm gemäß Fig. 1 ist rein qualitativ der Verlauf der Schallgeschwindigkeit des Werkstoffs eines Bauteils über der Eindringtiefe der in dem Bauteil angeregten Schwingung dargestellt. Die Kurve a gibt den Verlauf an einem schädigungsfreien Bauteil an, wobei ein Oberflächen-Verfestigungseffekt des Bauteils berücksichtigt ist. Dieser Verfestigungseffekt äußert sich in einer geringen, im Bereich der Randschicht liegenden Absenkung der Schallgeschwindigkeit, die sich mit zunehmender Eindringtiefe in den Bauteilquerschnitt verliert. Im wesentlichen ist die Schallgeschwindigkeit über den betrachteten Querschnittsbereich konstant, d. h. der Gradient der Kurve wenig verändert.The diagram according to FIG. 1 shows purely qualitatively the course of the speed of sound of the material of a component over the penetration depth of the vibration excited in the component. Curve a indicates the course of a damage-free component, taking into account a surface hardening effect of the component. This solidification effect manifests itself in a slight reduction in the speed of sound in the area of the boundary layer, which is lost with increasing depth of penetration into the cross section of the component. The speed of sound is essentially constant over the cross-sectional area under consideration, ie the gradient of the curve changes little.

Die Kurve b bezieht sich auf ein Bauteil mit einer oberflächennahen Schädigung, die sich über einen Teil der Randschicht in dessen Inneres fortsetzt. Die Schädigung äußert sich durch einen signifikant von Null verschiedenen und veränderlichen Gradient des Verlaufs der Schallgeschwindigkeit, der ein mehrfaches des bei schädigungsfreiem Bauteil festgestellten Gradienten an der Kurve a beträgt. Messungen haben ergeben, daß bei Vorliegen einer Schädigung der Gradient gegenüber dem schädigungsfreien Zustand das 2- bis 6-fache betragen kann.Curve b relates to a component with a near - surface damage that spreads over part of the Boundary layer continues inside. The injury is expressed by a significantly different from zero and changing gradient of the course of the Speed of sound, which is a multiple of the damage-free component determined gradients on the Curve a is. Measurements have shown that if present damage to the gradient versus damage-free condition can be 2 to 6 times.

In dem Diagramm gemäß Fig. 1 sind weiterhin zwei Bereiche I und II der Eindringtiefe, bezogen auf die Kurve b, angegeben. Der Bereich I kennzeichnet auch für das Bauteil mit einer Schädigung einen Teil des Bauteilquerschnitts, in welchem die Schallgeschwindigkeit des Werkstoffs ebenso wie in dem ungeschädigten Bauteil nahezu keine Änderung aufweist. Der Abschnitt II hingegen enthält den Kurvenverlauf mit dem sehr kräftigen Abfall der Schallgeschwindigkeit bei der Annäherung an die Bauteiloberfläche. Dieser Sachverhalt kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer Vereinfachung der Schadensfeststellung herangezogen werden, indem bei der Feststellung eines Schallgeschwindigkeits-Profils gemäß der Kurve b die in dem Bereich I ermittelte Schallgeschwindigkeit (bzw. die entsprechende Wellenlänge) als Bezugswert für das Fehlen einer Schädigung angenommen wird. Das entbindet von der Notwendigkeit, einen Bezugswert an dem zweifelsfrei nicht geschädigten Bauteil oder einem Werkstoff gleicher Art vorzuermitteln.In the diagram according to FIG. 1, two areas I and II of the penetration depth, based on curve b, are also indicated. The area I also identifies a part of the component cross section for the component with damage, in which the speed of sound of the material, as in the undamaged component, has almost no change. Section II, on the other hand, contains the curve with the very sharp drop in the speed of sound when approaching the component surface. This fact can be used in the method according to the invention to simplify the determination of damage by assuming the speed of sound determined in area I (or the corresponding wavelength) as a reference value for the absence of damage when determining a speed of sound profile according to curve b . This relieves the need to determine a reference value for the undoubtedly undamaged component or a material of the same type.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 zur Prüfung und/oder Überwachung eines Bauteils 1 umfaßt einen Funktionsgenerator 2, der ausgangsseitig mit einem Ultraschall-Sendewandler 3, einem Frequenzzähler 4 und einem Oszilloskop 5 verbunden ist. In einem bestimmten Abstand von dem Ultraschall-Sendewandler 3 ist auf der Oberfläche des Bauteils 1 ein Ultraschall-Empfangswandler 6 fest angeordnet, der über einen Verstärker 7 mit einem zweiten Kanal des Oszilloskops 5 verbunden ist.The device according to FIG. 2 for testing and / or monitoring a component 1 comprises a function generator 2 , which is connected on the output side to an ultrasound transmitter 3 , a frequency counter 4 and an oscilloscope 5 . At a certain distance from the ultrasound transmission transducer 3 , an ultrasound reception transducer 6 is fixedly arranged on the surface of the component 1 and is connected via an amplifier 7 to a second channel of the oscilloscope 5 .

Der Funktionsgenerator 2 erzeugt ein vorzugsweise sinusförmiges Signal im Dauerstrichbetrieb, das von dem Ultraschall-Sendewandler 3 in eine mechanische Schwingung umgewandelt und in das Bauteil 1 eingeprägt wird. Diese Schwingung erzeugt auf dem Bauteil 1 eine Oberflächenwelle. Die hierfür erforderliche keilförmige Gestaltung des Ultraschall-Sendewandlers 3 zur Erzeugung einer Oberflächenwelle in einem Bauteil ist einschlägig bekannt und bedarf hier keiner näheren Erläuterung. Für beide Ultraschallwandler 3 bzw. 6 kommen alle bekannten Ausführungsformen, z. B. auf piezoelektrischer oder elektrodynamischer Grundlage, in Betracht. Beide Ultraschallwandler sind fest auf der Bauteiloberfläche angeordnet, z. B. angeklebt. Gegebenenfalls kann zwischen den Kontaktflächen beider Wandler und des Bauteils 1 ein Kontaktmedium zur Verbesserung der Eintragung der mechanischen Oberflächenwelle vorgesehen sein.The function generator 2 generates a preferably sinusoidal signal in continuous wave mode, which is converted into a mechanical oscillation by the ultrasound transmitter 3 and impressed into the component 1 . This vibration generates a surface wave on component 1 . The wedge-shaped design of the ultrasound transducer 3 required for this purpose to generate a surface wave in a component is known in the art and requires no further explanation here. For both ultrasonic transducers 3 and 6 come all known embodiments, for. B. on a piezoelectric or electrodynamic basis. Both ultrasonic transducers are fixed on the component surface, e.g. B. glued. If necessary, a contact medium can be provided between the contact surfaces of both transducers and component 1 to improve the entry of the mechanical surface wave.

Das Signal des Funktionsgenerators 2 wird weiterhin auf den ersten Kanal des Oszilloskops 5 gegeben, in dem es als Referenzsignal dient und als solches auf dem Bildschirm erscheint, sowie auf den Frequenzzähler 12. Letzterer dient zur genauen Messung und Überwachung der von dem Funktionsgenerator 2 gelieferten Frequenz.The signal of the function generator 2 is also given to the first channel of the oscilloscope 5 , in which it serves as a reference signal and appears as such on the screen, and to the frequency counter 12 . The latter is used for the precise measurement and monitoring of the frequency supplied by the function generator 2 .

Die dem Bauteil 1 eingeprägte Oberflächenwelle wird von dem Ultraschall -Empfangswandler 6 aufgenommen, der nach demselben Prinzip wie der Ultraschall-Sendewandler 3 arbeitet, jedoch auch von anderer Art sein kann. Der Ultraschall-Empfangswandler 6 wandelt die mechanische Schwingung der Oberflächenwelle, die ständig ausgestrahlt wird und entsprechend ständig anliegt, in ein elektrisches Signal um, das von dem Vorverstärker 15 verstärkt und auf den zweiten Kanal des Oszilloskops 5 gegeben wird. Die beiden dem Oszilloskop 5 aufgegebenen Signale werden auf dem Bildschirm so dargestellt, daß ihre Phasenverschiebung zueinander erkennbar ist. Sie erscheinen beispielsweise in der in Fig. 2 unteren Darstellung des Oszilloskops 5 in einer Übereinander-Anordnung, in der die obere Darstellung s1 dem Referenzsignal und die untere Darstellung s2 dem Signal der empfangenen Oberflächenwelle entspricht.The surface wave impressed on the component 1 is picked up by the ultrasound reception transducer 6 , which works on the same principle as the ultrasound transmission transducer 3 , but can also be of a different type. The ultrasound receiving transducer 6 converts the mechanical vibration of the surface wave, which is constantly emitted and correspondingly constantly present, into an electrical signal, which is amplified by the preamplifier 15 and passed on to the second channel of the oscilloscope 5 . The two signals given to the oscilloscope 5 are displayed on the screen in such a way that their phase shift relative to one another can be seen. They appear, for example, in the lower representation of the oscilloscope 5 in FIG. 2 in a superimposed arrangement in which the upper representation s1 corresponds to the reference signal and the lower representation s2 corresponds to the signal of the received surface wave.

Zwischen den beiden Signaldarstellungen, die für die angeregte bzw. empfangene Oberflächenwelle repräsentativ sind, liegt eine Phasenverschiebung t vor, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von Null verschieden ist, d. h. die beiden Signaldarstellungen sind nicht gleichphasig.Between the two signal representations for the excited or received surface wave representative there is a phase shift t, which in the shown embodiment is different from zero, d. H. the two signal representations are not in phase.

Durch eine Überprüfung des Bauteils 1 mittels der Prüfvorrichtung gemäß Fig. 2 zu einem Zeitpunkt, an dem das Bauteil bekanntermaßen schädigungsfrei ist, kann durch das vorstehend beschriebene Vorgehen eine Phasenrelation der beiden Signaldarstellungen s1 und s2 mit einer für den zu dieser Zeit bestehenden charakteristischen Phasenverschiebung t gewonnen werden. Dieses Prüfergebnis liefert somit eine Bezugs-Phasenverschiebung t. Wird in der gleichen Vorgehensweise nach Ablauf einer kürzeren oder längeren Zeit nach der Inbetriebnahme des Bauteils 1 an der gleichen Stelle der Bauteiloberfläche der Prüfvorgang mittels derselben Prüfvorrichtung wiederholt, so erhält man wiederum Signaldarstellungen s1′, s2′, die in Fig. 2 in gestrichelter Zuordnung in dem Oszilloskop 5′ dargestellt sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel stellt sich bei der erneuten Prüfung eine Phasenverschiebung T zwischen den beiden Signaldarstellungen ein, die sich gegenüber der Bezugs-Phasenverschiebung t verändert hat. Dies liefert qualitativ einen Hinweis darauf, daß an der überprüften Stelle des Bauteils 1 eine Werkstoffänderung stattgefunden hat, die erfahrungsgemäß eine Werkstoffschädigung sein kann.By checking the component 1 by means of the test device according to FIG. 2 at a time at which the component is known to be free of damage, the procedure described above can be used to determine a phase relation of the two signal representations s1 and s2 with a phase shift t that is characteristic of the time be won. This test result thus provides a reference phase shift t. If the test procedure is repeated in the same procedure after a shorter or longer time after commissioning of component 1 at the same point on the component surface using the same test device, signal representations s1 ', s2' are again obtained, which are shown in dashed lines in FIG. 2 are shown in the oscilloscope 5 '. In the exemplary embodiment shown, a phase shift T occurs between the two signal representations during the re-examination, which has changed compared to the reference phase shift t. This provides a qualitative indication that a material change has occurred at the checked point of component 1 , which experience has shown can be material damage.

Mit der beschriebenen Vorgehensweise zur qualitativen Feststellung einer eingetretenen Werkstoffschädigung kann ein automatisches Überwachungsverfahren eingerichtet werden, bei dem eine fest angeordnete oder automatisch von Zeit zu Zeit an die Prüfstelle verbringbare Prüfvorrichtung benützt wird, die in vorbestimmten Zeitintervallen den beschriebenen Prüfvorgang durchführt. Ergibt der Vergleich der jeweils ermittelten Phasenverschiebung T mit der gespeicherten Bezugs-Phasenverschiebung t eine Abweichung, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, so kann ein Alarm ausgelöst werden, der zu einer genaueren, insbesondere quantitativen Überprüfung Anlaß gibt.With the described procedure for qualitative Detection of material damage can occur set up an automatic monitoring procedure be in which a fixed order or automatically by Test equipment that can be brought to the test center from time to time is used, the at predetermined time intervals performs the test procedure described. The comparison shows the respectively determined phase shift T with the stored reference phase shift t a deviation, which exceeds a predetermined threshold value, so trigger an alarm that leads to a more accurate, in particular quantitative verification gives cause.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 umfaßt einen Funktions­ generator 10, der ausgangsseitig mit einem Ultra­ schall-Sendewandler 11, einem Frequenzzähler 12 und einem Oszilloskop 13 verbunden ist. In einem bestimmten Abstand von dem Ultraschall-Sendewandler 11 ist auf der Oberfläche des Bauteils 1 ein Ultraschall-Empfangswandler 14 verschiebbar angeordnet, der über einen Verstärker 15 mit einem zweiten Kanal des Oszilloskops 13 verbunden ist. Der Ultraschall-Empfangswandler 14 ist auf der Oberfläche des Bauteils 1 so angeordnet, daß er in Richtung seiner Verbindungslinie mit dem Ultraschall-Sendewandler 11 zu diesem hin bzw. von diesem weg verschoben werden kann. Die Prüfstelle auf der Bauteiloberfläche ist in dem hierfür gewünschten Bereich oberflächenbearbeitet, z. B. gesäubert und geglättet. Zur verschiebbaren Halterung dient eine mechanische Schiebevorrichtung 17, die beispielsweise zwei Führungsschienen umfaßt, zwischen denen der Ultra­ schall-Empfangswandler 14 entsprechend geführt ist. Der Schiebevorrichtung 17 ist ein Wegmeßsystem 18 zugeordnet, das die Verschiebestrecke des Ultraschall-Empfangswandlers 14 erfaßt. Für die konkrete Gestaltung des Wegmeßsystems 18 steht eine Vielzahl von Ausführungsformen zur Verfügung, die berührend oder berührungslos, optisch, induktiv usw. arbeiten.The apparatus shown in FIG. 3 includes a function generator 10, whose output is connected to an ultrasound transmission transducer 11, a frequency counter 12 and an oscilloscope. 13 At a certain distance from the ultrasound transducer 11 , an ultrasound receiving transducer 14 is slidably arranged on the surface of the component 1 and is connected to a second channel of the oscilloscope 13 via an amplifier 15 . The ultrasound reception transducer 14 is arranged on the surface of the component 1 in such a way that it can be displaced in the direction of its connecting line with the ultrasound transmission transducer 11 towards it or away from it. The inspection body on the component surface is surface-processed in the desired area, e.g. B. cleaned and smoothed. A movable sliding device 17 is used for the displaceable holder, which comprises, for example, two guide rails, between which the ultrasound receiving transducer 14 is guided accordingly. A displacement measuring system 18 is assigned to the sliding device 17 and detects the displacement distance of the ultrasonic reception transducer 14 . A large number of embodiments are available for the specific design of the path measuring system 18 , which work in a contact or non-contact, optical, inductive, etc. manner.

Der Funktionsgenerator 10 erzeugt ein vorzugsweise sinusförmiges Signal im Dauerstrichbetrieb, das von dem Ultraschall-Sendewandler 11 in eine mechanische Schwingung umgewandelt und in das Bauteil 1 eingeleitet wird. Diese Schwingung erzeugt auf dem Bauteil 1 eine Oberflächenwelle. Der Ultraschall-Sendewandler 11 ist fest auf der Bauteiloberfläche angeordnet, z. B. angeklebt. Gegebenen­ falls kann zwischen den Kontaktflächen beider Wandler 11, 14 und des Bauteils 1 ein Kontaktmedium vorgesehen sein.The function generator 10 generates a preferably sinusoidal signal in continuous wave mode, which is converted into a mechanical oscillation by the ultrasound transmitter 11 and introduced into the component 1 . This vibration generates a surface wave on component 1 . The ultrasound transducer 11 is fixed on the component surface, for. B. glued. If necessary, a contact medium can be provided between the contact surfaces of both transducers 11 , 14 and component 1 .

Das Signal des Funktionsgenerators 10 wird weiterhin auf den ersten Kanal des Oszilloskops 13 gegeben, in dem es als Referenzsignal dient und als solches auf dem Bildschirm erscheint, sowie auf den Frequenzzähler 12, der nur der genauen Messung und Überwachung der von dem Funktionsgenerator 10 gelieferten Frequenz dient. The signal of the function generator 10 is also given to the first channel of the oscilloscope 13 , in which it serves as a reference signal and as such appears on the screen, and to the frequency counter 12 , which is used only for the precise measurement and monitoring of the frequency supplied by the function generator 10 serves.

Die dem Bauteil 1 eingeprägte Oberflächenwelle wird von dem Ultraschall -Empfangswandler 14 aufgenommen, der nach demselben Prinzip wie der Ultraschall-Sendewandler 11 arbeitet, jedoch auch von anderer Art sein kann. Der Ultraschall-Empfangswandler 14 wandelt die mechanische Schwingung der Oberflächenwelle, die ständig ausgestrahlt wird und entsprechend ständig anliegt, in ein elektrisches Signal um, das von dem Vorverstärker 15 verstärkt und auf den zweiten Kanal des Oszilloskops 13 gegeben wird. Die beiden dem Oszilloskop 13 aufgegebenen Signale werden auf dem Bildschirm des Oszilloskops 13 so dargestellt, daß ihre Phasenverschiebung zueinander erkennbar ist. Sie erscheinen beispielsweise in der aus den Fig. 4a und 4b ersichtlichen Übereinander-Anordnung, in der die untere Darstellung s1 dem Referenzsignal und die obere Darstellung s2 dem Empfangssignal der Oberflächenwelle entspricht. Durch eine Verschiebung des Ultraschall-Empfangswandlers 14 läßt sich die Darstellung des Signals s2 auf dem Oszilloskop 13 relativ zu dem Referenzsignal s1 verschieben. Hierbei kann der Ultraschall-Empfangswandler 14 zunächst soweit verschoben werden, daß sich beide Signale s1 und s2 in Gleichphase befinden, wie dies in Fig. 4a gezeigt ist. Der so erreichte Meßpunkt des Ultraschall-Empfangswandlers auf der Bauteiloberfläche wird als Nullpunkt festgestellt und/oder markiert. Ausgehend von diesem Nullpunkt wird nun der Ultraschall-Empfangswandler 14 um eine Strecke verschoben, die eine Verschiebung der Signaldarstellung s2 auf dem Oszilloskop 13 bezüglich des stehenbleibenden Referenzsignals s1 um genau einen Phasendurchgang entsprechend einer Wellenlänge des Signals oder um ein ganzzahliges Vielfaches davon bewirkt. Das Verhältnis der durch das Wegmeßsystem 18 festgehaltenen Verschiebestrecke zu der Anzahl von Phasendurchgängen der relativ zueinander verschobenen Darstellungen der Signale s1 und s2 ergibt unmittelbar die Wellenlänge der Oberflächenwelle, d. h. der sich in dem Bauteil 1 ausbreitenden Schwingung. Bei einer Relativverschiebung der Signale s1 und s2 um genau einen Phasendurchgang entsprechend der Länge 2π ergibt die zugehörige Länge der Verschiebestrecke des Ultra­ schall-Empfangswandlers 14 unmittelbar die gesuchte Wellenlänge.The surface wave impressed on the component 1 is picked up by the ultrasound reception transducer 14 , which works on the same principle as the ultrasound transmission transducer 11 , but can also be of a different type. The ultrasound receiving transducer 14 converts the mechanical vibration of the surface wave, which is continuously emitted and correspondingly constantly present, into an electrical signal, which is amplified by the preamplifier 15 and passed on to the second channel of the oscilloscope 13 . The two signals given to the oscilloscope 13 are displayed on the screen of the oscilloscope 13 in such a way that their phase shift with respect to one another can be seen. They appear, for example, in the superimposed arrangement shown in FIGS. 4a and 4b, in which the lower representation s1 corresponds to the reference signal and the upper representation s2 corresponds to the received signal of the surface wave. By shifting the ultrasonic reception transducer 14 , the representation of the signal s2 on the oscilloscope 13 can be shifted relative to the reference signal s1. In this case, the ultrasound reception transducer 14 can initially be shifted to such an extent that both signals s1 and s2 are in phase, as shown in FIG. 4a. The measuring point of the ultrasound receiving transducer thus reached on the component surface is determined and / or marked as the zero point. Starting from this zero point, the ultrasound reception transducer 14 is now shifted by a distance which causes the signal representation s2 on the oscilloscope 13 to be shifted with respect to the stationary reference signal s1 by exactly one phase transition corresponding to a wavelength of the signal or by an integral multiple thereof. The ratio of the displacement distance recorded by the displacement measuring system 18 to the number of phase crossings of the representations of the signals s1 and s2 shifted relative to one another directly results in the wavelength of the surface wave, ie the vibration propagating in the component 1 . With a relative shift of the signals s1 and s2 by exactly one phase transition corresponding to the length 2 π, the associated length of the displacement distance of the ultrasound reception transducer 14 immediately gives the desired wavelength.

Die Fig. 4b zeigt eine Vorgehensweise, bei der der Nullpunkt in dem Wegmeßsystem 18 zunächst dadurch eingestellt wird, daß die Darstellungen s1 und s2 der an dem Oszilloskop anliegenden Signale sich in Gegenphase befinden. Die Verschiebung des Ultraschall-Empfangswandlers 14 erfolgt in der Darstellung gemäß 4b so, daß das Signal s2 der Oberflächenwelle um einen halben Phasendurchgang bis zur Gleichphase der beiden Signaldarstellungen verschoben wird. Auch hier wird der Verstellweg durch das Wegmeßsystem 18 aufgenommen und zu der Anzahl von Phasendurchgängen, um die die beiden Darstellungen s1 und s2 relativ zueinander verschoben wurden, durch Quotientenbildung in Beziehung gesetzt. Die Anzahl von Phasendurchgängen beträgt in diesem Beispiel 0,5, d. h. die Verschiebestrecke des Ultra­ schall-Empfangswandlers 14 entspricht der halben Wellenlänge der Oberflächenwelle. Aus der Wellenlänge und der Frequenz kann rechnerisch die Schallgeschwindigkeit des Werkstoffs bestimmt werden. Diese Vorgangsweise wird bei unterschiedlichen Frequenzen, mit denen der Ultra­ schall-Sendewandler 11 durch den Funktionsgenerator 10 angeregt ist, wiederholt. FIG. 4b shows a procedure in which the zero point in the path measuring system 18 is initially set in that the representations s1 and s2 of the signals applied to the oscilloscope are in opposite phase. 4b, the ultrasound reception transducer 14 is shifted such that the surface wave signal s2 is shifted by half a phase transition until the two signal representations are in phase. Here, too, the adjustment path is recorded by the path measuring system 18 and related to the number of phase passes by which the two representations s1 and s2 have been shifted relative to one another by forming quotients. The number of phase passes is 0.5 in this example, ie the displacement distance of the ultrasound receiving transducer 14 corresponds to half the wavelength of the surface wave. The speed of sound of the material can be calculated from the wavelength and the frequency. This procedure is repeated at different frequencies with which the ultrasonic transmitter 11 is excited by the function generator 10 .

Durch Abtasten der Meßstrecke zwischen den beiden Wandlern 11 und 14 erhält man somit die Wellenlängen (oder Schallgeschwindigkeiten) bei verschiedenen Eindringtiefen der Schwingung und kann daraus ein Wellenlängen-Profil (bzw. Schallgeschwindigkeits-Profil) gemäß Kurve a oder Kurve b in Fig. 1 über den Bauteilquerschnitt ermitteln. Eine typische Zeitstandschädigung, die sich auf den oberflächennahen Bereich bzw. die Randschicht des Bauteils 1 beschränkt, äußert sich in der vorstehend erläuterten Weise in dem erstellten Profil derart, daß die Schallgeschwindigkeit ausgehend von einem niedrigeren Wert an der Bauteiloberfläche mit zunehmender Tiefe signifikant ansteigt. By scanning the measuring section between the two transducers 11 and 14 , one obtains the wavelengths (or sound velocities) at different penetration depths of the vibration and a wavelength profile (or sound velocity profile) according to curve a or curve b in FIG. 1 can be obtained therefrom determine the component cross section. A typical creep damage, which is limited to the area near the surface or the edge layer of the component 1 , manifests itself in the manner explained above in the created profile in such a way that the speed of sound increases significantly with increasing depth from a lower value on the component surface.

Die vorstehende Erläuterung anhand der Fig. 4a, 4b zur Ermittlung der Wellenlänge der Oberflächenwelle veranschaulicht das Meßprinzip ohne daß dieses auf die beschriebene Vorgehensweise beschränkt ist. Vielmehr stellt die beschriebene Relativverschiebung der Signal­ darstellungen s1 und s2 um bestimmte, z. B. ganzzahlige Vielfache der Phasendurchgänge nur eine Rechnungs­ vereinfachung dar, die der leichten optischen Erfaßbarkeit zugute kommt. Tatsächlich ist das Verhältnis aus der Länge der Verschiebestrecke des Ultraschall-Empfangswandlers 14 und der Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Signaldarstellungen s1 und s2 unverändert gleich, unabhängig von der absoluten Länge der Verschiebestrecke und der dadurch induzierten Änderung der Phasenverschiebung. Es ist deshalb denkbar und möglich, den Ultraschall-Empfangswandler 14 um eine fest vorgegebene Streckenlänge zu verschieben und zu dieser fest vorgegebenen Länge die jeweils gemessene Änderung der Phasenverschiebung in Bezug zu setzen. Dies kann auch ohne eine optisch erfaßbare Darstellung auf dem Oszilloskop 13 in einer entsprechenden Meßeinrichtung erfolgen, so daß das die Wellenlänge definierende Verhältnis über einen Rechner unmittelbar ausgewertet und weiterverwendet werden kann.The above explanation with reference to FIGS. 4a, 4b for determining the wavelength of the surface wave illustrates the measuring principle without this being limited to the procedure described. Rather, the described relative displacement of the signal representations s1 and s2 by certain, for. B. integer multiples of the phase passes are only a calculation simplification that benefits the easy optical detectability. In fact, the ratio of the length of the displacement distance of the ultrasonic reception transducer 14 and the change in the phase shift between the signal representations s1 and s2 remains unchanged, regardless of the absolute length of the displacement distance and the change in the phase shift induced thereby. It is therefore conceivable and possible to shift the ultrasound reception transducer 14 by a fixed predetermined length and to relate the change in the phase shift measured in each case to this fixed predetermined length. This can also be done without an optically detectable representation on the oscilloscope 13 in a corresponding measuring device, so that the ratio defining the wavelength can be directly evaluated and used by a computer.

Aus der vorstehenden Darstellung ergibt sich weiterhin, daß es auf eine bestimmte Amplitude der in das Bauteil 1 eingeprägten Oberflächenwelle nicht ankommt, sofern diese nur ausreichend ist, um von dem Ultraschall-Empfangswandler 14 aufgenommen werden zu können. Auch die Länge der Verschiebestrecke des Ultraschall-Empfangswandlers 14 ist nicht kritisch, sofern sie nur einer einwandfreien Messung zugänglich ist und eine hinreichend erfaßbare Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Signaldarstellungen s1 und s2 bewirkt. Je nach der Länge des Verfahrweges erhält man die Wellenlänge (bzw. die daraus errechnete Schallgeschwindigkeit) lokal oder als Mittelwert über eine größere Verschiebestrecke. In allen Fällen kann, wie eingangs bereits erläutert, die in den jeweiligen Schichten des abgetasteten Bauteilquerschnitts ermittelte Wellenlänge bzw. Schallgeschwindigkeit mit einem entsprechenden vorermittelten Bezugswert verglichen werden, um eine auf eine Zeitstandschädigung hindeutende charakteristische Abweichung zu erfassen, oder es wird für die Beurteilung des Werkstoffzustandes der Gradient des ermittelten Profils in dem oberflächennahen Profilabschnitt (Abschn. II in Fig. 1) herangezogen.It also follows from the above illustration that a certain amplitude of the surface wave impressed into the component 1 is not important, provided that this is only sufficient to be able to be picked up by the ultrasound reception transducer 14 . The length of the displacement distance of the ultrasound reception transducer 14 is also not critical, provided that it is only accessible for a correct measurement and causes a sufficiently detectable change in the phase shift between the signal representations s1 and s2. Depending on the length of the travel path, the wavelength (or the speed of sound calculated from it) is obtained locally or as an average over a larger displacement distance. In all cases, as already explained at the beginning, the wavelength or speed of sound determined in the respective layers of the scanned component cross section can be compared with a corresponding previously determined reference value in order to detect a characteristic deviation which indicates damage due to creep resistance, or it is used for the assessment of the material condition the gradient of the determined profile in the profile section near the surface (section II in FIG. 1) is used.

Schließlich können zur Erfassung der Phasenverschiebung zwischen den Signaldarstellungen s1 und s2 und deren Änderung auch zwei oder mehr Ultraschall-Empfangswandler herangezogen werden. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dient der Funktionsgenerator zur Erzeugung des Referenzsignals. Diese Funktion kann jedoch auch durch einen von zwei oder mehr Ultra­ schall-Empfangswandlern übernommen werden, die einem gemeinsamen Ultraschall -Sendewandler zugeordnet sind.Finally, to detect the phase shift between the signal representations s1 and s2 and their Also change two or more ultrasonic transducers be used. In the above The function generator is used for the exemplary embodiment Generation of the reference signal. However, this function can also by one of two or more ultra sound transducers are taken over, the one common Ultrasound transducers are assigned.

Claims (14)

1. Verfahren zur zerstörungsfreien Feststellung des Werkstoffzustandes in Bauteilen (1) insbesondere zur Feststellung von Zeitstandschädigungen, bei dem durch einen Ultraschall-Sendewandler (11) an einem ersten Meßpunkt der Bauteiloberfläche eine Schwingung angeregt wird und die Schwingung an mindestens einem weiteren Meßpunkt der Bauteiloberfläche im Abstand von dem ersten Meßpunkt durch mindestens einen Ultraschall-Empfangswandler (14) aufgenommen und mit der von dem Ultraschall-Sendewandler (11) angeregten Schwingung verglichen wird, um eine für eine Änderung des Werkstoffzustandes charakteristische Abweichung zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung in mehreren aufeinanderfolgenden Prüfvorgängen mit einer in jedem Prüfvorgang geänderten Frequenz angeregt wird, um in jedem Prüfvorgang durch die Änderung der Frequenz die Eindringtiefe der Schwingung in den Bauteilquerschnitt zu ändern, und daß das von dem Ultraschall-Empfangswandler (14) aufgenommene Schwingungssignal bei jeder Frequenz erfaßt wird. 1. A method for the non-destructive determination of the material state in components ( 1 ), in particular for determining creep damage, in which an ultrasound transmitter ( 11 ) excites vibration at a first measuring point of the component surface and the vibration at at least one further measuring point of the component surface in distance is taken up by the first measurement point by at least one ultrasonic receiving transducer (14) and compared with that of the ultrasonic transmitting transducer (11) excited oscillation to detect a characteristic of a change in the material condition deviation, characterized in that the oscillation in several successive test processes with a frequency changed in each test process, in order to change the penetration depth of the oscillation into the component cross section in each test process by changing the frequency, and that the ultrasonic reception transducer ( 14 ) on taken vibration signal is detected at each frequency. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung in Form mindestens eines Oberflächenwellen-Impulses angeregt wird, daß in jedem Prüfvorgang die Laufzeit des Oberflächen­ wellen-Impulses zwischen einem ersten und mindestens einem weiteren Ultraschall-Empfangswandler und damit die Schallgeschwindigkeit in dem Werkstoff bestimmt wird und daß eine Abweichung der Schallgeschwindigkeit von einer Bezugs-Schallgeschwindigkeit die charakter­ istische Abweichung ist.2. The method according to claim 1, characterized, that the vibration in the form of at least one Surface wave pulse is excited that in the running time of the surface for each test process wave pulse between a first and at least one another ultrasonic reception transducer and thus the Speed of sound in the material is determined and that a deviation of the speed of sound from a reference sound velocity the character istic deviation is. 3. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung in Form einer Oberflächenwelle im Dauerstrichbetrieb angeregt wird, daß die sich jeweils einstellende Phasenverschiebung (T) zwischen der angeregten und der empfangenen Oberflächenwelle mit einer vorermittelten Bezugs-Phasenverschiebung (t) verglichen wird und daß eine Abweichung der sich einstellenden Phasenverschiebung von der Be­ zugs-Phasenverschiebung die charakteristische Abweichung ist.3. The method in particular according to claim 1, characterized, that the vibration in the form of a surface wave in Continuous wave mode is excited that the each adjusting phase shift (T) between the excited and the received surface wave with a pre-determined reference phase shift (t) is compared and that a deviation of the adjusting phase shift from the loading Zugs phase shift the characteristic deviation is. 4. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung in Form einer Oberflächenwelle im Dauerstrichbetrieb angeregt wird, daß die Oberflächenwelle durch mindestens einen in einem Abstand von einem Ultraschall-Sendewandler (11) angeordneten Ultraschall -Empfangswandler (14) aufgenommen und die Phasenverschiebung zwischen dem Empfangssignal (s2) und einem Referenzsignal (s1) der Oberflächenwelle erfaßt wird, daß jeweils der Abstand zwischen dem Ultraschall-Sendewandler (11) und dem Ultraschall-Empfangswandler (14) um eine Strecke feststellbarer oder bekannter Länge verändert wird, daß der Quotient zwischen der Länge der Strecke und der durch die Abstandsänderung verursachten Änderung der Phasenverschiebung, gemessen in Vielfachen von Phasendurchgängen, als die Wellenlänge der Oberflächenwelle ermittelt wird und daß eine Abweichung der Wellenlänge von einer Be­ zugs-Wellenlänge die charakteristische Abweichung ist.4. The method in particular according to claim 1, characterized in that the oscillation in the form of a surface wave is excited in continuous wave mode, that the surface wave is picked up by at least one ultrasound transducer ( 14 ) arranged at a distance from an ultrasound transducer ( 11 ) and the Phase shift between the received signal (s2) and a reference signal (s1) of the surface wave is detected, that in each case the distance between the ultrasonic transmitter transducer ( 11 ) and the ultrasonic receiver transducer ( 14 ) is changed by a distance that is ascertainable or known that the Quotient between the length of the distance and the change in the phase shift caused by the change in distance, measured in multiples of phase passes, as the wavelength of the surface wave is determined and that a deviation of the wavelength from a reference wavelength is the characteristic deviation. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der ermittelten Wellenlänge die Schallgeschwindigkeit berechnet wird.5. The method according to claim 4, characterized, that from the determined wavelength Speed of sound is calculated. 6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als die Bezugs-Schallgeschwindigkeit bzw. Be­ zugs-Wellenlänge die in einem oder mehreren der Prüfvorgänge ermittelte Schallgeschwindigkeit bzw. Wellenlänge in einem schädigungsfreien oder als schädigungsfrei anzunehmenden Teil (Kurvenabschnitt I) des im Rahmen der Prüfung erfaßten Bauteil­ querschnitts zugrunde gelegt wird.6. The method according to claim 2 or 4, characterized, that as the reference speed of sound or Be wavelength in one or more of the Speed of sound or Wavelength in a damage-free or as part to be accepted without damage (curve section I) of the component detected during the test cross-section is used. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung der in den Prüfvorgängen ermittelten Werte der Schallgeschwindigkeit bzw. der Wellenlänge ein Werteprofil über die erfaßte Tiefe des Bauteilquerschnitts erstellt wird und daß als die Bezugs-Schallgeschwindigkeit bzw. Bezugs-Wellenlänge ein Wert in einem Profilbereich weitgehend konstanter Werte (Kurvenabschnitt 1) zugrunde gelegt wird.7. The method according to claim 6, characterized, that by using the in the test procedures determined values of the speed of sound or the Wavelength a value profile over the detected depth of the component cross section is created and that as the Reference speed of sound or reference wavelength a value in a profile area is largely constant Values (curve section 1) is used. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung der in den Prüfvorgängen ermittelten Werte der Schallgeschwindigkeit bzw. der Wellenlänge ein Werteprofil über die erfaßte Tiefe des Bauteilquerschnitts erstellt wird und daß eine signifikante Gradient-Änderung des Werteprofils in einem Profilbereich (Kurvenabschnitt II) die charakteristische Abweichung ist.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized, that by using the in the test procedures determined values of the speed of sound or the Wavelength a value profile over the detected depth of the component cross section is created and that a  significant gradient change in the value profile in a profile area (curve section II) characteristic deviation is. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Prüfvorgänge gewählte Frequenzbereich in Abhängigkeit von der werkstoffbedingten Schallgeschwindigkeit gewählt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that the frequency range selected for the test procedures depending on the material-related Speed of sound is selected. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für den Werkstoff Stahl der Frequenzbereich zwischen 100 kHZ und 2 MHz liegt.10. The method according to claim 9, characterized, that for the material steel the frequency range is between 100 kHz and 2 MHz. 11. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Feststellung des Werkstoffzustandes in Bauteilen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 10, mit einem an der Oberfläche eines Bauteils (1) befestigbaren Ultraschall-Sendewandler (3, 11), mindestens einem im Abstand von dem Ultra­ schall-Sendewandler an der Bauteiloberfläche befestigbaren Ultraschall-Empfangswandler (6, 14), mit einem Frequenzgenerator (2, 10) zur Beaufschlagung des Ultraschall-Sendewandlers derart, daß in dem Bauteil eine Oberflächenwelle im Dauerstrichbetrieb erzeugt wird, und mit einer Einrichtung (5, 13) zur Erfassung der Phasenverschiebung zwischen den Schwingungen (Signale s1, s2) mindestens zweier im Abstand voneinander angeordneter Ultraschallwandler.11. Device for the non-destructive determination of the material state in components, in particular for carrying out the method according to one of claims 3 to 10, with an ultrasound transmitter ( 3 , 11 ) which can be fastened to the surface of a component ( 1 ), at least one at a distance from it Ultrasonic transmitter transducer ( 6 , 14 ) which can be fastened to the component surface, with a frequency generator ( 2 , 10 ) for applying the ultrasonic transmitter transducer in such a way that a surface wave is generated in the component in continuous wave mode, and with a device ( 5 , 13 ) for detecting the phase shift between the vibrations (signals s1, s2) of at least two ultrasonic transducers arranged at a distance from one another. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Ultraschallwandler (11, 14) entlang der Bauteiloberfläche verstellbar befestigt ist, daß dem verstellbaren Ultraschallwandler (14) eine Einrichtung (18) zur Bestimmung und/oder zur Messung der Verstellstrecke zugeordnet ist und daß die Einrichtung (13) zur Erfassung der Phasenverschiebung eine Einrichtung zur Bestimmung der Wellenlänge der Oberflächenwelle als Verhältnis zwischen der Länge der Verstellstrecke und der durch die Verstellung bewirkten Änderung der Phasenverschiebung umfaßt.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that at least one of the two ultrasonic transducers ( 11 , 14 ) is adjustably attached along the component surface, that the adjustable ultrasonic transducer ( 14 ) is assigned a device ( 18 ) for determining and / or measuring the adjustment distance and that the device ( 13 ) for detecting the phase shift comprises a device for determining the wavelength of the surface wave as a ratio between the length of the adjustment path and the change in the phase shift caused by the adjustment. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Sendewandler und zwei Ultraschall-Empfangswandler vorgesehen sind, daß die beiden Ultraschall-Empfangswandler relativ zueinander entlang der Bauteiloberfläche verstellbar sind, und daß die Einrichtung zur Bestimmung und/oder Messung der Verstellstrecke die Relativverstellung der Ultraschall-Empfangswandler bestimmt bzw. mißt.13. The apparatus according to claim 12, characterized, that an ultrasound transducer and two Ultrasonic reception transducers are provided that the two ultrasonic transducers relative to each other are adjustable along the component surface, and that the device for determination and / or measurement the adjustment distance the relative adjustment of the Ultrasonic transducer determines or measures. 14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der Phasenverschiebung ein Oszilloskop ist, das über einen ersten Kanal mit dem Frequenzgenerator bzw. einem der Ultraschallwandler und über einen zweiten Kanal mit einem weiteren der Ultraschallwandler verbunden ist.14. The apparatus of claim 11 or 12, characterized, that the facility for capturing the Phase shift is an oscilloscope that is about a first channel with the frequency generator or one of the ultrasonic transducers and a second Channel with another one of the ultrasonic transducers connected is.
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