DE2030952C - Ultrasound examination unit - Google Patents
Ultrasound examination unitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Untersuchungseinheit, bei der in einem Gehäuse ein elektroakustischer Wandler und eine auf der vom Untersuchungsgegenstand abgewandten Seite des Wandlers befindliche reflektierende Fläche angeordnet sind. Eine derartige Untersuchungseinheit kann zur zerstörungsfreien Prüfung eines Werkstückes auf Risse, Fehler oder sonstige Unstetigkeiten sowie zur Messung der Dicke eines Werkstücks verwendet werden.The invention relates to an ultrasonic examination unit in which an electroacoustic unit is in a housing Converter and one on the side of the converter facing away from the object of investigation located reflective surface are arranged. Such an examination unit can be used non-destructively Examination of a workpiece for cracks, defects or other discontinuities as well as for measurement the thickness of a workpiece can be used.
Ein üblicherweise abgewandtes Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung ist bei Krautkrätner, J. H.: »Werkstoffprüfung mit Ultraschall«, zweite Auflage, Berlin-Heidelberg-New York 1966, beschrieben. Danach werden Ultraschallimpulse in das zu untersuchende Werkstück gesendet, und das reflektierte oder auf der anderen Seite des Werkstücks empfangene Signal wird verstärkt und auf einem Oszilloskop als Impulszug sichtbar gemacht. Die Verteilung der Impulsnadeln auf dem Oszilloskop ist proportional zu dem Weg, den das akustische Signal in dem Werkstück zurücklegt, wobei die Lage eines Risses bzw. einer sonstigen Unstetigkeit durch in unregelmäßigen Abständen auftretende Nadeln lokalisiert wird.A commonly used method for non-destructive material testing is at Krautkrätner, J. H .: "Material testing with ultrasound", second edition, Berlin-Heidelberg-New York 1966, described. Then ultrasonic pulses are sent into the workpiece to be examined, and that The signal reflected or received on the other side of the workpiece is amplified and displayed on an oscilloscope made visible as a train of impulses. The distribution of the pulse needles on the oscilloscope is proportional to the path that the acoustic signal travels in the workpiece, the location of a crack or any other discontinuity caused by needles occurring at irregular intervals will.
Um genügend große Nutzsignale zu erzielen, ist die Frage der Ankopplung der Untersuchungseinheit an das zu prüfende Werkstück von großer Bedeutung. Das in der oben angegebenen Literaturstelle beschriebene Verfahren arbeitet mit der sogenannten Tauchtechnik, bei der die Ankopplung über eine zwischengescbaltete Flüssigkeitsstrecke erfolgt. Bei anderen Verfahren dient ein kontinuierlicher Wasserstrom zur Einkopplung der Schallwellen in das Werkstück. Wieder andere Systeme arbeiten mit Glyzerin oder ähnlichen Kopplungsmitteln, die vor der Untersuchung auf die Werkstückoberfläche aufgetragen werden. Die Verwendung von zusätzlichen Kopplungsmitteln hatIn order to achieve sufficiently large useful signals, the question of coupling the examination unit to the workpiece to be tested is of great importance. The one described in the above cited reference The process works with the so-called immersion technique, in which the coupling is via an intermediate Liquid route takes place. In other processes, a continuous flow of water is used Coupling of the sound waves into the workpiece. Still other systems work with glycerine or the like Coupling agents that are applied to the workpiece surface before the examination. the Has the use of additional coupling agents
ίο jedoch stets Nachteile. Die nach der Tauchtechnik oder mit einem Wasserweg arbeitenden Geräte sind schwierig und unbequem zu handhaben, während die Glyzerinpastentechnik eine gründliche Reinigung nach der Untersuchung erfordert.ίο always disadvantages. The one after the diving technique or devices operating with a waterway are difficult and inconvenient to use while the Glycerine paste technique requires thorough cleaning after the exam.
»5 Aus der USA.-Patentschrift 3 109 111 ist ein Ultraschall-Mikrophon bekannt, bei dem in einem Gehäuse ein oder zwei elektroakustische Wandler und eine auf der vom Untersuchungsgegenstand abgewandten Seite des bzw. der Wandler befindliche reflektierende Fläche angeordnet sind. Ein solches Mikrophon ist auch zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, etwa gemäß dem aus der deutschen Patentschrift 746 405 bekannten Verfahren, geeignet. Wird das bekannte Mikrophon jedoch ohne zusätzliches Kopp-5 An ultrasonic microphone is known from US Pat. No. 3,109,111, in which one or two electroacoustic transducers and a reflective surface located on the side of the transducer or transducers facing away from the object to be examined are arranged in a housing. Such a microphone is also suitable for non-destructive testing of materials, for example in accordance with the method known from German patent 746 405. However, if the well-known microphone is used without additional coupling
»5 lungsmedium verwendet, d. h., befindet sich zwischen dem Mikrophon und dem zu untersuchenden Werkstück nur Luft, so werden die Signale insbesondere dann, wenn mit Hochfrequenzenergie gearbeitet wird, gedämpft, so daß die Auflösung und Auswer-»5 lungs medium used, d. i.e., located between the microphone and the workpiece to be examined only air, so the signals in particular when working with high-frequency energy, attenuated so that the resolution and evaluation
tung der empfangenen Signale schwierig wird.processing of the received signals becomes difficult.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ultraschall-Untersuchungseinheit mit Luftkopplung die Intensität der auszusendenden bzw. zu empfangenden Ultraschallschwingungen gegenüberThe invention is based on the object of an air-coupled ultrasonic examination unit the intensity of the ultrasonic vibrations to be transmitted or received
den bekannten Vorrichtungen im wirksamen Bereich des Ultraschallwandlers zu erhöhen und störende, an der Oberfläche des zu untersuchenden Werkstücks re-' flektierte Ultraschallschwingungen zu schwächen oder auszuschalten.to increase the known devices in the effective area of the ultrasonic transducer and disruptive to weaken reflected ultrasonic vibrations on the surface of the workpiece to be examined or turn it off.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung dieser Aufgabe bei einer Untersuchungseinheit der eingangs bezeichneten Art dadurch, daß die reflektierende Fläche eine vorspringende Teilfläche aufweirt, der gegenüber der elektroakustische Wandler angeordnet ist, und daß in dem Gehäuse in bestimmtem Abstand von der dem Untersuchungsgegenstand zugewandten Seite des Wandlers ein weiterer Reflektor angeordnet ist. In dem beschränkten Bereich 2:wischen dem Wandler und der vorspringenden Teilfläche bildet sich dabeiAccording to the invention, this object is achieved in an examination unit of the type indicated at the beginning Kind in that the reflective surface aufweirt a projecting part of the opposite the electroacoustic transducer is arranged, and that in the housing at a certain distance from the A further reflector is arranged on the side of the transducer facing the object of investigation. In the restricted area 2: wipe the transducer and the protruding surface area is formed
eine Druckkonzentration der Ultraschallschwingungen, wodurch die Empfindlichkeit der Untersuchungseinheit erhöht wird; der genannte weitere Reflektor dient zur Schwächung von an der Werkstückoberfläche reflektierten unerwünschten Schwingungen.a pressure concentration of the ultrasonic vibrations, whereby the sensitivity of the examination unit is increased; said further reflector serves to weaken unwanted vibrations reflected on the workpiece surface.
Wird dieser weitere Reflektor vorzugsweise i*i einem Abstand, der einem Viertel der Wellenlänge der Ultraschallschwingungen entspricht, von der erstgenannten reflektierenden Fläche der Untersuchungseinheit angeordnet, so werden etwa auftretende ste- hende Wellen zwischen der Untersuchungseinheit und der Werkstückoberfläche unterdrückt.If this further reflector is preferably i * i a distance corresponding to a quarter of the wavelength of the ultrasonic vibrations from the former arranged reflective surface of the examination unit, so any stubborn Standing waves between the examination unit and the workpiece surface are suppressed.
Die Erfindung schafft also eine bessere Trennung der Nutzsignale von Störsignalen und ein stärkeres
Ansprechen der Untersuchungseinheit auf die Nutzsignale. Dadurch wird die erfindungsgemäße Untersuchungseinheit
insbesondere für Luftkopplung geeignet.
Die Erfindung ist durch die nachstehende detail-The invention thus creates a better separation of the useful signals from interfering signals and a stronger response of the examination unit to the useful signals. This makes the examination unit according to the invention particularly suitable for air coupling.
The invention is characterized by the following detailed
3 I 4 3 I 4
„«-hreibung eines bevorzugten Ausführungs- auf, der von dem Einsatz 42 genere"" -Ribution of a preferred embodiment- that genere from the insert 42
es,i„„^Pr 7pirhnnnpen näher erläutert: stück 17 zu vorspringt. ..,.._: es , i "" ^ P r 7pirhnnnpen explained in more detail: piece 17 protrudes too. .., .._:
reibung
Hand de, Zeichnungen näher eriauten;
ein U-förmig B-*--friction
Hand de, drawings in more detail; a U-shaped B - * -
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ssrss" nach außen geführ, «»<>ssrss "lead to the outside,« »<>
SchnÜ.du,ch die Unters»- E!emer,,en auf die m F,SchnÜ.du, ch die Unters »- E! Emer ,, en on the m F,
gezeigtenshown
beiden Enden desboth ends of the
»d de,»D de,
und akustisch nicht leitenden Ma e "al, «ie etwa Kunststoff, einem Epoxyharz od. dgl be stehen Der Einsatz 42 weist einen (am besten aus F' ι g. i5 und / ersichtlichen) erhabenen zylindrischen Abschn.ttand acoustically insulating Ma e "al," ie as plastic, od an epoxy resin. The use of the like be stand 42 has a (preferably from F 'ι g. i 5 and / apparent) raised cylindrical Abschn.tt
staUs von seiner räumlicher. Gestalt ab. «ep n congestion of its spatial. Shape. «Ep n
KristaU mU e L ge von ^ 6 m ^ ^ ^45 Wellenlange λ angegeben KristaU must have a length of ^ 6 m ^ ^ ^ 45 wavelength λ given
sonanzfrequenz bei 25 kHz. Bei dieser Ausführungsform befindet sich der Reflektor 62 im Abstand einer Viertelwellenlänge λ/4 von der reflektierenden Fläche 80. Beim Betrieb ist es erwünscht, stehende Wellen, die von der Oberfläche des Werkstücks 17 reflektiert werden, so klein wie möglich zu halten. Da die von dem Reflektor 62 reflektierten Signale sämtliche Re-resonance frequency at 25 kHz. In this embodiment, the reflector 62 is a quarter wavelength λ / 4 from the reflective surface 80. In operation, it is desirable to keep standing waves reflected from the surface of the workpiece 17 as small as possible. Since the signals reflected by the reflector 62 all re-
flexionen von der Fläche 80 auslöschen, weil sie auf Grund des Λ/4-Abstands um 180° phasenversetzt sind, werden die stehenden Wellen ausgeschaltet. Diese ausgelöschten Signale treffen daher nicht auf den Kristall 49, und es werden von diesem nur diejenigen Signale empfangen, die direkt aus dem Sendewandler stammen.delete flexions from surface 80 because they are phase shifted by 180 ° due to the Λ / 4 distance, the standing waves are switched off. These canceled signals therefore do not hit the crystal 49, and only those signals are received by this that come directly from the transmitter converter come.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
Claims (5)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US83629569A | 1969-06-25 | 1969-06-25 | |
US83629569 | 1969-06-25 | ||
US19865471A | 1971-11-15 | 1971-11-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2030952A1 DE2030952A1 (en) | 1971-01-14 |
DE2030952B2 DE2030952B2 (en) | 1972-10-19 |
DE2030952C true DE2030952C (en) | 1973-05-10 |
Family
ID=
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