DE2027333C3 - Vorrichtung zum Untersuchen von Hindernissen und Diskontinuitäten an festen Stoffen mittels Ultraschall - Google Patents
Vorrichtung zum Untersuchen von Hindernissen und Diskontinuitäten an festen Stoffen mittels UltraschallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Untersuchen von Hindernissen und Diskontinuitäten an festen
ctoffen mittels Ultraschall, mit einem durch einen
Taktgeber gesteuerten Sender zum Erzeugen von wiederkehrenden Schallimpulspaketen mit mehreren
Frequenzkomponenten, mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen der von einem Hindernis beeinflußten
Schallimpulssignale, die von einem Verstärker verstärkt werden, und zum Untersuchen der verschiedenen
Frequenzkomponenten, mit einer zweidimensionalen Anzeigeeinrichtung, mit einer von dem Taktgeber
synchronisierten Ablenkeinrichtung zum Steuern der horizontalen Ablenkung der Anzeigeeinrichtung als
Funktion der Zeit jeweils beginnend mit der Aussendung des Schallimpulspakets und mit einer Ablenkeinrichtung
zum Steuern der vertikalen Ablenkung der Anzeigeeinrichtung.
Eine derartige Vorrichtung dient dazu, mit möglichst
hoher Genauigkeit die Lage, Gestalt und die Abmessungen des Hindernisses oder der Diskontinuität zu bestimmen.
Die Untersuchung kann dabei auch die Messung von Dicken, von Höhen oder Entfernungen oder
auch nur das Auffinden von Hindernissen und deren Beschaffenheit und Eigenschaften betreffen.
Die bekannten Vorrichtungen zum zerstörungsfreien Messen mittels Ultraschall geben im allgemeinen nur
eine grobe Abschätzung der Größe eines Hindernisses oder einer Diskontinuität. Sie begnügen sich mit der
Messung der in Richtung der Empfängersonde registrierten akustischen Energie, wobei diese Sonde im allgemeinen
auch als Sender dient, und wobei die Amplitude des Echosignals am häufigsten als Auslenkung auf
dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigt wird. Das dabei verwendete Meßverfahren gründet sich auf
die ganz grobe Annahme, daß die Stärke des Echosignals nur von den Abmessungen des Hindernisses abhängt.
Es führt zu beträchtlichen Fehlern, insbesondere, sobald die Orientierung des Hindernisses in bezug auf
das Ultraschallbündel wesentlich von einer normalen Lage abweicht.
Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt, bei der die
durch ein Hindernis beeinflußten, von unterschiedlichen Empfängern aufgefangenen Ultraschallbündel
miteinander verglichen werden, und zwar gemäß einer besonderen Durchführungsform dieses Verfahrens bei
verschiedenen Frequenzkomponenten. Die Zahl der auswertbaren Frequenzkomporienten ist beschränkt, da
nämlich für jede eine gesonderte Empfängersonde vorhanden sein muß. Die von den einzelnen Empfängersonden
aufgenommenen Signale werden in bezug aul ihre Amplitude mit den unter denselben Bedingunger
entstandenen Signalen eines Bezugshindernisses vergli-
chen, die als Bezugsgröße dienen. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht zwar eine bessere Aussage über
ein Hindernis, ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, und zwar um so mehr, je größere Anforderungen an
die Aussagekraft gestellt werden.
Es ist auch bereits bekannt, Hindemisse mittels eines
Frequenzspektrums zu untersuchen, in dem die Deformation eines akustischen Impulses mit verhältnismäßig
großem Frequenzspektrum nach der Reflexion an einem Hindernis untersucht wird. Auch hierdurch ergeben
sich nur begrenzte Aussagen über das Hindernis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche
genauere und weitergehende Angaben über ein Hindernis oder eine Diskontinuität zu machen gestattet
als die bekannten Vorrichtungen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Sender zum Erzeugen von wiederkehrenden Schallimpulspaketen
mit mehreren Frequenzkomponenten eine Einrichtung zur Frequenzmodulation der Grundfrequenz
der Schallimpulspakete umfaßt, daß die Ablenkeinrichtung
zum Steuern der vertikalen Ablenkung der Anzeigeeinrichtung durch einen von der Modulationsspannung des Senders synchronisierten Generator gesteuert
wird, daß die Anzeigeeinrichtung eine durch die von dem Hindernis beeinflußten Schallimpulssignale
gesteuerte Moduliereinrichtung zum Modulieren eines charakteristischen Anzeigeparameters als Funktion der
Amplituden der von dem Hindernis beeinflußten Signale enthält und daß eine Korrekturschaltung zur Änderung
des Verstärkungsfaktors des Verstärkers als Funktion der Grundfrequenz derart vorgesehen ist, daß
die Amplitude des Verstärker-Ausgangssignals bei Verwendung eines Bezugshindernisses für alle Frequenzen
gleich groß ist
Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
ergänzend erläutert, die sich auf Reflexionsverfahren beziehen, obwohl auch Transmissionsverfahren in gleicher
Weise anwendbar sind.
F i g. 1 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung nach der Erfindung;
F i g. 2, 3, 4, 7 und 8 zeigen die Wirkungsweise der
Vorrichtung nach F i g. 1;
F i g. 5 ist ein Blockschaltbild einer abgeänderten Ausführungsforrn einer Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig.6 zeigt Kurvenformen zur Veranschaulichung
der Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 5.
Die Vorrichtung nach F i g. 1 umfaßt ei.ien Uhrimpulsgeber
1, der einen Sender 2 für kurze, wiederkehrende elektrische Signale steuert, die jeweils die Form
von Hochfrequenzschwingungszügen haben. Diese Schwingungszüge werden von einem O&zillator 3 geliefert,
der selbst wieder durch einen Generator 4 frequenzmoduliert ist, welcher ebenfalls von dem Uhrimpulsgeber
1 gesteuert wird.
Die von dem Sender 2 ausgesandten kurzen wiederkehrenden Signale erregen einen Sende-Empfangs;-wandler
5, der im folgenden als Impulssonde bezeichnet ist.
F i g. 2 zeigt die Gestalt der Impulse a als Funktion des Modulationssignals b dss Generators 4.
Es sei z. B. angenommen, daß das Modulationssignal b Sägezahnform hat und die Frequenz des Oszillators 3
zwischen einem minimalen Wert von 1 MHz und einen maximalen Wert von 5 MHz ändern kann. Der Sender
2 zerhackt diese Hochfrequenzschwingung in modulierte Impulse a. Diese enthalten mehrere Schwingungen,
und die Breite derselben ist klein gegenüber der Modulationsperiode,
z. B. kommen IOD Impulse auf eine Modulationsperiode
von 100 ms Dauer. Bei dem Ausführungsbeispiel ändert sich die Frequenzlinie s um
4OkHz von einem Impuls zum nächsten. Es kann jedoch
auch irgendeine andere Abhängigkeit vorgesehen sein.
Die Ausführung der Bauteile 1 bis 4 ist an sich bekannt und daher nicht näher beschrieben. Der Oszillator
3 kann außerdem direkt durch den Uhrimpulsgeber 1 frequenzmoduliert seia
Die von dem Hindernis gebildeten Ultraschallechosignale und die von einem Vergleichshindernis reflektierten
Echosignale, welches z. B. ein fehlerfreies Werkstück sein kann, werden von der Impulssonde 5 empfangen
und in elektrische Signale umgewandelt, die in einem Verstärker 6 verstärkt werden. Es ist ferner ein
Korrekturverstärker 7 vorgesehen mit einem vorbestimmten nichtlinearen Frequenzgang, der von der
Ausgangsspannung des Modulationsgenerators 4 abgeleitet ist und an eine Stelle des Verstärkers eingespeist
wird. Diese Spannung bewirkt, daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 6 sich nach einer gegebenen Gesetzmäßigkeit
als Funktion der Frequenz der Sondenimpulse ändert Diese Gesetzmäßigkeit ist vorzugsweise
derart, daß das Bezugshindemis, welches etwa eine große Abmessung hat und normal zu dem der Impulssonde
empfangenen Ultraschallbündel liegt, eine Ausgangsspannung am Verstärker 6 ergibt, deren Amplitude
für sämtliche empfangenen Frequenzen konstant ist.
Wenn eine derartige Korrektur durchgeführt ist läßt sich zeigen, daß für ein Hindernis mit kleinen Abmessungen
gegenüber dem Querschnitt des Ultraschallbündels und mit einer normalen Lage (im mathematischen
Sinne) zu demselben sich ein Signal ergibt dessen Amplitude nach niedrigen Frequenzen hin abnimmt wobei
diese Abnahme um so größer ist je kleiner die Abmessung des Hindernisses ist Für ein kleines, jedoch gegenüber
dem Ultraschallbündel geneigtes Hindernis durchläuft die Ausgangsamplitude des Verstärkers 6
ein Maximum, welches sowohl von der Abmessung als auch von der Neigung des Hindernisses abhängt
Die automatische Verstärkungssteuerung des Verstärkers 6 ermöglicht schließlich die Abtrennung der
eigentlichen Übertragungsfunktion eines Hindernisses von den schädlichen Einflüssen einer Änderung der
Eigenschaften der Impulssonde selbst als Funktion der Frequenz, etwa des Einflusses des Übertragungsfaktors
und der Richtwirkung. Es lassen sich natürlich auch andere Korrekturmöglichkeiten anwenden, um diesen
schädlichen Einfluß auszuschalten.
Die Ausgangssignale des Verstärkers 6 gelangen an eine Impulsformschaltung 8, die eine Integration mit
nachfolgender Begrenzung ausführt so daß Rechtecksignale am Ausgang entstehen, deren Breite proportional
zur Amplitude der Ausgangssignale des Verstärkers 6 sind.
Diese Rechtecksignale steuern die Helligkeitselektrode 9 einer Kathodenstrahlröhre tO.
Die Horizontalablenkung der Kathodenstrahlröhre an den Ablenkplatten 11 wird durch einen Sägezahngenerator
12 gesteuert, der von dem Uhrimpulsgeber 1 synchronisiert wird. Jede Horizontalablenkung beginnt
also bei der Aussendung eines Impulses. Es sind ferner Einrichtungen vorgesehen, um lediglich die ersten
Echosignale jedes Empfangszyklus auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre anzuzeigen (nicht dargestellt).
Die Vertikalablenkung mittels der Ablenkplatten 13 erfolgt durch einen Generator 14, der durch die Modulationsspannung
synchronisiert wird. Dieser Generator erzeugt eine Stufenspannung, wobei jede Stufe einer
unterschiedlichen Vertikalablenkung entspricht. Diese Stufenspannung wird derart eingestellt, daß die horizontalen
Ablenkzeilen fortlaufend über die gesamte Höhe des Schirmes verschoben werden, wenn die
Trägerfrequenz von einem Grenzwert zu dem anderen fortschreitet
Während einer Horizontalablenkung wird das Echosignal in Form einer horizontalen Lichtspur, deren Länge
proportional zur Amplitude des Ausgangssignals des Impulsformers 8 ist, aufgezeichnet. Die Entfernung
vom Ausgangspunkt der Horizontalablenkung ist proportional zur Entfernung zwischen der Impulssonde
und dem Hindernis.
Während der Modulationsperiode verschiebt sich die Horizontalspur, während die Breite sich als Funktion
der Ordinate ändert Bei genügender Nachleuchtdauer der Kathodenstrahlröhre entsteht auf derselben also
ein vertikales Band, welches eine Darstellung der Übertragungsfunktion
des Hindernisses bildet. Hierfür reicht es, daß das Bezugshindernis ein einfach geformtes Band
ist, mit dem sich die Bänder der zu messenden Hindernisse leicht vergleichen lassen. Bei der beschriebenen
Ausführungsform weist das Bezugsband a eine gleiche Breite über seine gesamte Höhe auf.
Das Band b entspricht einem Hindernis mittlerer Abmessungen,
welches normal zu dem Ultraschallbündel ausgerichtet ist In diesem Teil nimmt die Amplitude
des Echosignals mit zunehmender Frequenz zu.
Das Band c entspricht einem sehr kleinen Hindernis. Die bei sehr tiefen Frequenzen empfangene Energie
liegt unterhalb der Anzeigeschwelle des Empfangsweges.
Das Band d entspricht einem gegenüber dem Ultraschallbündel
geneigten Hindernis mittlerer Größe. Bei tiefen Frequenzen ist die zur Impulssonde gelangende
Energie sehr schwach wegen der geringen Abmessung des Hindernisses in bezug auf die Wellenlänge. Die
Energie steigt jedoch mit wachsender Frequenz. Für sehr hohe Frequenzen wird die Richtwirkung der reflektierenden
Quelle derart, daß keine Energie mehr in Richtung der Impulssonde übertragen wird.
Die F i g. 3(e) entspricht einem sehr stark geneigten Hindernis. Eine mathematische Untersuchung der genauen
Form der Übertragungsfunktionen für die einzelnen Hindernisse ist natürlich schwierig, jedoch läßt
sich ein Katalog von Bildern für charakteristische Hindernisse aufstellen, aus dem durch einen Vergleich
schnell die entsprechenden Größen eines Hindernisses gefunden werden.
Ein besonderer Fall liegt darin, daß Hindernisse sehr eng beieinander liegen, so daß die Entfernungen zur
Sonde sich nur unwesentlich unterscheiden, so daß die reflektierten Impulse interferieren. Hierbei überlagert
sich das Ende des von dem nächstgelegenen Hindernis reflektierten Impulses mit dem Anfang des vom weiter
entfernten Hindernis reflektierten Impulses. Je nach der Phase der interferierenden Wellen ergibt sich eine
Vergrößerung oder eine Verringerung der Amplitude der Echosignale in der Interferenzzone.
Wenn sich die Sondenfrequenzen ändert, ergibt sich eine Reihe von Maxima und Minima, die auf dem
Schirm der Kathodenstrahlröhre als Modulation der Breite des Bandes sichtbar wird (F i g. 3[/J). Die vertikale
Entfernung zwischen zwei benachbarten Maxima ist ein genaues Maß für die Entfernung der beiden Hindernisse
voneinander. Diese Technik läßt sich auch bei der Dickenmessung von Wänden anwenden.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung nach F i g. 1 besteht darin, daß die Helligkeitsmodulation des Kathodenstrahls
ganz oder teilweise durch eine Modulation geringer Amplitude ersetzt ist, die der Modulation der
Vertikalablenkung proportional zur Frequenz überlagert ist. Mit anderen Worten wird das Ausgangssignal
ίο des Verstärkers 6 nach geeigneter Dämpfung an die Ablenkplatten 13 gelegt Auf dem Bildschirm erscheint
dann eine Darstellung entsprechend F i g. 4, die die innere Struktur des untersuchten Werkstückes deutlich
wiedergibt Die Darstellung nach der Figur ist scheinbar reliefartig.
Eine andere Weiterbildung besteht darin, die Aufeinanderfolge
der Sondenimpulse zusammen mit der Trägerfrequenz zu ändern. Hierfür genügt es, den Uhrimpulsgeber
durch die Modulationsspannung zu beeinflüssen, was in F i g. 1 durch die gestrichelte Linie zwischen
dem Ausgang des Generators 4 und dem Uhrimpulsgeber 1 dargestellt ist
Die Taktfolge der Impulse muß so hoch wie möglich sein, wenn ein stabiles und leicht beobachtbares Bild
erzeugt werden soll, wobei eine genügende Anzahl von Linien aufgezeichnet werden muß, wie sie für eine gute
Umrißdarstellung des Bildes erforderlich sind, ohne daß spezielle Kathodenstrahlröhren und komplizierte
Schaltungen verwendet werden müssen.
Die Taktfolge ist durch das Auftreten von wiederkehrenden Echosignalen begrenzt, welche auftreten, wenn man einen Sondenimpuls aussendet, bevor die Echosignale der vorher ausgesandten Impulse, die von Mehrfachreflexionen in dem untersuchten Werkstück herrühren, genügend abgeklungen sind.
Die Taktfolge ist durch das Auftreten von wiederkehrenden Echosignalen begrenzt, welche auftreten, wenn man einen Sondenimpuls aussendet, bevor die Echosignale der vorher ausgesandten Impulse, die von Mehrfachreflexionen in dem untersuchten Werkstück herrühren, genügend abgeklungen sind.
Wegen der Absorptionseigenschaften der untersuchten
Werkstücke werden die Ultraschallwellen um so schneller gedämpft je höher ihre Frequenz ist. Die
Taktfolge wird daher vorzugsweise um so größer gewählt je größer die Trägerfrequenz der Impulse ist.
Ohne Anwendung dieser Weiterbildung ist man gezwungen, eine viel niedrigere Taktfolge entsprechend
niedrigeren Frequenzen zu verwenden, wobei diese Taktfolge möglicherweise zu klein ist
Eine andere Weiterbildung der Vorrichtung nach F i g. 1 besteht darin, daß dem Verstärker 6 und der Impulsformschaltung eine Ausblendeinrichtung 7 zugeordnet ist die mit dem Ausgang des Verstärkers 6 verbunden ist und die Vorder- und Hinterflanken der empfangenen Impulse ausblenden kann.
Eine andere Weiterbildung der Vorrichtung nach F i g. 1 besteht darin, daß dem Verstärker 6 und der Impulsformschaltung eine Ausblendeinrichtung 7 zugeordnet ist die mit dem Ausgang des Verstärkers 6 verbunden ist und die Vorder- und Hinterflanken der empfangenen Impulse ausblenden kann.
Eine derartige Ausblendschaltung umfaßt beispielsweise einen Monovibrator 8a, der von der Vorderflanke
eines im Verstärker 6 verstärkten Impulses nach einer kurzen Verzögerung At einer ÄC-Schaltung ausgelöst
wird. Dadurch wird ein Rechteckimpuls konstanter Breite erzeugt, der ein Gatter Sb öffnet (F i g. 7).
F i g. 8a zeigt einen Empfangsimpuls nach Reflexion von einem Hindernis, der nur einen Teil des Frequenzspektrums
liefert Man erkennt, daß dieser Impuls am Anfang und am Ende Übergangsverzemingen aufweist
Derartige Obergangsverzerrungen entstehen, wenn der ausgesendete Impuls variabler Frequenz ein Spektrum
mit Seitenbändern aufweist und wenn das Hindernis die Frequenzen der Seitenbander bevorzugt reflektiert
Der von dem Monovibrator 8a gelieferte Rechteckimpuls ist in F i g. 8{b) dargestellt Die Dauer dieses Impulses ist so gewählt, daß der an die Integrationsschaltung und Begrenzungsschaltung 8c gelangende Impuls
Der von dem Monovibrator 8a gelieferte Rechteckimpuls ist in F i g. 8{b) dargestellt Die Dauer dieses Impulses ist so gewählt, daß der an die Integrationsschaltung und Begrenzungsschaltung 8c gelangende Impuls
keine Übergangsstörungen mehr aufweist, der durch die Funktion der Vorrichtung verbessert wird.
Die Ausblendschaltung 8a und Sh kann fortgelassen
werden, wenn ein Wandler verwendet wird, bei dem die Sendeimpulsseitenbänder von untergeordneter Bedeutung
sind.
Eine andere Weiterbildung der Vorrichtung nach F i g. 1 besteht darin, daß der Ausgang des Verstärkers
6 mit einem programmierten Rechner verbunden ist, der direkt die Abmessung und die Orientierung eines
Hindernisses angibt.
Anstatt die Trägerwelle der wiederkehrenden Impulse in der Frequenz zu modulieren, kann man auch
wiederkehrende Impulse mit vielen Harmonischen als Meßsignal verwenden und die Verzerrung dieser Signale
nach Reflexion vom Hindernis analysieren.
F i g. 5 zeigt eine Vorrichtung, die nach diesem Prinzip
arbeitet. Die Horizontalablenkung mittels der Ablenkplatten 21 der Kathodenstrahlröhre 20 wird von
einem Sägezahngenerator 22 gesteuert, der durch den Uhrimpulsgeber 15 synchronisiert wird, der außerdem
den Generator 16 für wiederkehrende Signale mit hohem Oberwellengehalt (ζ. Β. Rechtecksignale) synchronisiert.
Diese Signale erregen die Impulssonde 17, und die Echosignale werden nach Verstärkung in dem Verstärker
18 an die Vertikalablenkplatten 19 der Kathodenstrahlröhre geleitet.
Der Frequenzgang des Verstärkers 18 kann mittels einer regelbaren Korrekturschaltung 18a so verändert
werden, daß das Bezugshindernis auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre als Rechteckwelle erscheint.
Die damit verglichenen Hindernisse verursachen Darstellungen, welche je nach ihrer Abmessung und ihrer
Orientierung variabel, jedoch leicht zu identifizieren sind.
ίο Ein kleineres Hindernis ergibt z. B. auf dem Schirm
ein durch Differentation des Anfangsimpulses a in F i g. 6 deformiertes Bild, etwa den Kurvenzug in
F i g. 6(6) oder den Kurvenzug c für ein noch kleineres Hindernis. Ein geneigtes Hindernis ergibt überlagerte
Schwingungen und eine Abrundung der Flanken des Rechtecksignals durch Verlust der tiefen und hohen
Frequenzkomponenten (F i g. 6[c/]).
Bei einer automatischen Steuerung können die empfangenen Signale am Ausgang des Verstärkers 18
ao durch einen Frequenzanalysator geschickt werden, der beispielsweise eine gewisse Anzahl Filter 23, 24, 25 in
Parallelschaltung aufweist. Die Ausgangssignale der Filter können an eine numerische oder Analogrechenschaltung
26 geleitet werden, die dann direkt die Abas messung (Anschluß 26a) und die Orientierung (Anschluß
266) des Hindernisses angibt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Untersuchen von Hindernisten und Diskontinuitäten an festen Stoffen mittels
^Ultraschall, mit einem durch einen Taktgeber ge-Iteuerten
Sender zum Erzeugen von wiederkehrenden Schallimpulspaketen mit mehreren Frequenz-Komponenten,
mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen der von einem Hindernis beeinflußten
Schallimpulssignale, die von einem Verstärker verstärkt werden, und zum Untersuchen der verschiedenen
Frequenzkomponenten, mit einer zweidi-•lensionalen
Anzeigeeinrichtung, mit einer von. dem Taktgeber synchronisierten Ablenkeinrichtung zum
Steuern der horizontalen Ablenkung der Anzeigeeinrichtung als Funktion der Zeit jeweils beginnend
mit der Aussendung des Schallimpulspakets, und fnit einer Ablenkeinrichtung zum Steuern der vertikalen
Ablenkung der Anzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (2,
J) zum Erzeugen von wiederkehrenden Schallimpulspaketen mit mehreren Frequenzkompor.enten
tine Einrichtung (4) zur Frequenzmodulation der
Grundfrequenz der Schallimpulspakete umfaßt, daß tiie Ablenkeinrichtung (13) zum Steuern der vertikalen
Ablenkung der Anzeigeeinrichtung (10) durch einen von der Modulationsspannung des Senders
Synchronisierten Generator (14) gesteuert wird, daß <iie Anzeigeeinrichtung (10) eine durch die von dem
Hindernis beeinflußten Schallimpulssignale gesteuerte Moduliereinrichtung (6,8) zum Modulieren
tines charakteristischen Anzeigeparameters als Funktion der Amplituden der von dem Hindernis
beeinflußten Signale enthält und daß eine Korrekturschaltung
(7) zur Änderung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers als Funktion der Grundfrequenz
derart vorgesehen ist, daß die Amplitude des Verstärker-Ausgangssignals bei Verwendung eines
Bezugshindernisses für alle Frequenzen gleich groß ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre
(10) verwendet ist und daß die Moduliereinrichtung zum Modulieren eines charakteristischen
Anzeigeparameters die Helligkeitssteuerelektrode (9) der Kathodenstrahlröhre ist mit der
Helligkeit als charakteristischem Anzeigeparameter, die als Funktion der Intensität der empfangenen
Signale in 0-ler Art moduliert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker (6) und der
Helligkeitssteuerelektrode (9) eine Impulsform-Schaltung (8) vorgesehen ist, die Rechtecksignale erzeugt,
deren Breite proportional zur Amplitude der Ausgangssignale des Verstärkers sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre
(20) vorgesehen ist und daß die Moduliereinrichtung zum Modulieren eines charakteristischen
Anzeigeparameters die Ablenkeinrichtung (19) zum Steuern der vertikalen Ablenkspannung ist
mit der vertikalen Ablenkspannung als charakteristischem Anzeigeparameter, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß die vertikale Ablenkspannung durch ein Signal moduliert ist, dessen Amplitude
proportional zu den empfangenen Signalen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung zum Messen des vertikalen Abstandes zwischen Maxima und Minima bei der
Anzeigeeinrichtung. . , ,
6 Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erhöhen der Wiederkehrhäufigkeit
der Impulspakete mit zunehmender Frequenz der Grundwelle.
7 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfangseinrichtung eine Formierschaltung aufweist zum Aussondern der Vorderkanten
und Hinterkanten der empfangenen Signale.
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Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1482350A (en) * | 1973-09-17 | 1977-08-10 | Atomic Energy Authority Uk | Ultra sonic testing |
US3888238A (en) * | 1973-09-28 | 1975-06-10 | Univ Stanford | Ultrasonic blood vessel imaging system and method |
US3955405A (en) * | 1973-12-07 | 1976-05-11 | Automation Industries, Inc. | Ultrasonic NDT system with flashing display alarm |
US4028933A (en) * | 1974-02-15 | 1977-06-14 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University | Acoustic microscope |
CA1050654A (en) * | 1974-04-25 | 1979-03-13 | Varian Associates | Reconstruction system and method for ultrasonic imaging |
US4016750B1 (en) * | 1975-11-06 | 1994-04-05 | Stanford Research Inst | Ultrasonic imaging method and apparatus |
US4106327A (en) * | 1977-11-22 | 1978-08-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Anisotropic determination and correction for ultrasonic flaw detection by spectral analysis |
US4167879A (en) * | 1978-06-06 | 1979-09-18 | Panametrics, Inc. | Method and apparatus for examining a solid |
US4322974A (en) * | 1980-02-05 | 1982-04-06 | New York University | Ultrasound scanner |
US4428235A (en) * | 1980-06-20 | 1984-01-31 | Hitachi, Ltd. | Non-destructive inspection by frequency spectrum resolution |
US4393711A (en) * | 1980-11-13 | 1983-07-19 | Electric Power Research Institute, Inc. | Apparatus and method for ultrasonic detection of flaws in power plant piping systems |
US4428237A (en) | 1980-11-13 | 1984-01-31 | Electric Power Research Institute, Inc. | System and method for measuring ultrasonic return signals |
JPS57179745A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-05 | Fujitsu Ltd | Method and device for measuring material property by ultrasonic wave |
US4502331A (en) * | 1983-09-14 | 1985-03-05 | Southwest Research Institute | Method for ultrasonic inspection of turbine disc rims |
USRE33590E (en) * | 1983-12-14 | 1991-05-21 | Edap International, S.A. | Method for examining, localizing and treating with ultrasound |
US5143073A (en) * | 1983-12-14 | 1992-09-01 | Edap International, S.A. | Wave apparatus system |
US5150712A (en) * | 1983-12-14 | 1992-09-29 | Edap International, S.A. | Apparatus for examining and localizing tumors using ultra sounds, comprising a device for localized hyperthermia treatment |
GB8509836D0 (en) * | 1985-04-17 | 1985-05-22 | Rolls Royce | Transient stress wave events |
US5065761A (en) * | 1989-07-12 | 1991-11-19 | Diasonics, Inc. | Lithotripsy system |
US5461921A (en) * | 1993-07-13 | 1995-10-31 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Direct-sequence spread-spectrum ultrasonic testing device |
AU3203797A (en) * | 1996-05-03 | 1997-11-26 | Ultrafast, Inc. | A technique for eliminating ambiguity when making pulse-echo timing measurments |
US6311565B1 (en) | 1999-01-11 | 2001-11-06 | Westinghouse Savannah River Company | Techniques and equipment for assessing the structural integrity of subterranean tower anchor rods |
AU2002313454A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-03-10 | Reinhard Lohmer | Method for the identification of objects such as coins, tokens, identification tags, keys etc |
CA2496935C (en) * | 2002-08-28 | 2011-09-13 | Wayne State University | System and method for acoustic chaos in sonic infrared imaging |
US20050050483A1 (en) * | 2003-08-25 | 2005-03-03 | Keller S. Brandon | System and method analyzing design elements in computer aided design tools |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2618968A (en) * | 1946-05-06 | 1952-11-25 | Robert A Mcconnell | Supersonic testing apparatus |
US2800789A (en) * | 1954-05-27 | 1957-07-30 | Sperry Prod Inc | Ultrasonic inspection device |
US2848891A (en) * | 1954-08-19 | 1958-08-26 | Gen Motors Corp | Apparatus for ultrasonic testing |
US3332278A (en) * | 1963-07-15 | 1967-07-25 | American Mach & Foundry | Ultrasonic flaw detection |
FR1390766A (fr) * | 1963-10-07 | 1965-02-26 | Automation Ind Inc | Procédé et appareil de contrôle des matériaux par ultrasons |
US3335602A (en) * | 1964-05-13 | 1967-08-15 | Stanford Research Inst | Apparatus for identifying bond defects |
BE705986A (de) * | 1967-10-31 | 1968-04-30 |
-
1969
- 1969-06-06 FR FR6918664A patent/FR2049304A5/fr not_active Expired
-
1970
- 1970-06-03 DE DE2027333A patent/DE2027333C3/de not_active Expired
-
1971
- 1971-03-01 US US00119474A patent/US3756071A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2049304A5 (de) | 1971-03-26 |
DE2027333A1 (de) | 1971-01-07 |
DE2027333B2 (de) | 1974-10-03 |
US3756071A (en) | 1973-09-04 |
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