DE2122738A1

DE2122738A1 - Verfahren zur zerstörungsfreien, automatischen Messung der mittleren Exzentrizität des Schweissdrahtes gegen über dem Schweisspulvermantel an beweg ten Schweisselektroden mit Hilfe von Ront genstrahlabsorption

Info

Publication number: DE2122738A1
Application number: DE19712122738
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Dr Zollikon Halter Eugen Dipl Phys Zurich Gloor, (Schweiz)
Original assignee: Schweissindustrie Oerlikon Buehrle AG
Current assignee: Welding Industries Oerlikon AG
Priority date: 1970-06-04
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1971-12-16
Also published as: GB1357592A; CH510251A; US3770959A; DE2122738C3; DE2122738B2

Description

-7· Mai 1971

ρττ -ι -ζ Q-zir

Dtpl.-lng. DIpI. oec. pub«.

DIETRICH LEWINSKY

PATEfJTANWALT

8 M8nclwn21 -Gotthardstr. 81

Telefon 56 17 62

SCHWEISSINDUSTRIE OERLIKON Bührle AG. Zürich

Verfahren zur zerstörungsfreien, automatischen Messung der mittleren Exzentrizität des Schweissdrahtes gegenüber dem Schweisspulvermantel an bewegten Schweisselektroden mit Hilfe von Röntgenstrahlabsorption

Elektrische Schweisselektroden bestehen bekanntlich aus einem zylindrischen, metallischen Schweissdraht und einem möglichst koaxialen Schweisspulvermantel. Die Herstellung erfolgt in grossen Stückzahlen, z.B. 1000 Stück/min., und die hergestellten Elektroden werden mögliehst parallel auf ein schnell laufendes Transportband geschoben.

Durch das Herstellungsverfahren weisen die einzelnen Elektroden eine gewisse Exzentrizität E auf, d.h. der Schweissdraht und der Schweisspulvermantel verlaufen nicht immer koaxial zueinander, sondern sie sind exzentrisch. Ein Mass für diese Abweichung ist die Exzentrizität E, definiert durch

109851/1005

E -.Abstand der Radienmittelpunkte der beiden von Schweissdraht und Schweisspulvermantel gebildeten Zylindergrundflächen.

Die azimutale Lage der einzelnen Exzentrizitäten der bei der Herstellung auf das laufende Band ausgestossenen Elektroden ist statistisch gleiehmässig verteilt. Die bei der Herstellung tolerierte maximale Exzentrizität soll möglichst nicht überschritten werden. Sonst leidet die Qualität der Elektroden.

Es stellt sich somit die Aufgabe, Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung bzw. Messung der statistisch gemittelten Exzentrizität von Schweisselektroden (zur Kontrolle und Ueberwachung der Herstellungsmaschine und der Produktion) zu entwickeln.

Bisher wurde dabei ein statistisches Stichprobeverfahren verwendet. Es wurde in regelmässigen Stückzahlintervallen von Hand den Elektroden auf dem laufenden Band eine Prüfelektrode entnommen. Die azimutale Aenderung der Exzentrizität wurde durch die Permeabilitätsänderung der Elektroden in einem konstanten, festen Magnetfeld durch Drehen der Elektrode um die Längsachse von Hand festgestellt. Damit wurde dann das Ueber- bzw. Unterschreiten der Toleranz-Exzentrizität kontrolliert. Dieses Prüf- bzw. Messverfahren zur Ermittlung eines statistischen Mittelwertes der Exzentrizität der Elektroden weist folgende Mangel auf:

a) es ist nur auf ferromagnetische Schweissstabmaterialien anwendbar und nicht z.B. auf Aluminium.

109851/1005

b) wegen des subjektiven Prüfverfahrens einer Stichprobe ergeben sich systematische, subjektive Mittelungsfehler, und bei grossen Produktionszahlen wird das Stückzahlenintervall der untersuchten Stichproben bei fester Anzahl der Prüfer zu gross, d.h. das Ergebnis wird mit grossen Stückzahlen ungenauer, oder aber ein konstant genaues Ergebnis erfordert eine grössere Anzahl von Prüfern und wird dann zu teuer.

c) wegen der manuellen Stichprobenentnahme und Prüfung ist das Verfahren nicht automatisierbar und unrationell.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Nachteile zu beheben.

Das erfindungsgemässe Messverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die bewegten Elektroden ein RontgenstrahlenbUnde1 aus einer Gleichspannungs-Röntgenstrahlenquelle durchlaufen, dass eine Ionisationskammer während des Durchlaufs die Absorption des Röntgenstrahlenbündels durch das heterogene Elektrodenmaterial misst und der in der Ionisationskammer erzeugte Ionenstrom durch einen Verstärker verstärkt wird, dass ein Komparator den verstärkten Ionenstrom mit bestimmten Schwellenwerten vergleicht und einen ersten, von einem Impulsgeber gespeisten Zähler aktiviert, wenn der Ionenstrom innerhalb eines durch zwei der Schwellenwerte bestimmten Intervalles liegt, wobei der Impulsgeber durch seine Impulsfrequenz die Zähleinheit des ersten Zählers festlegt, dass der Zählwert des ersten Zählers jedesmal, nachdem der Ionenstrom ein solches Intervall durchlaufen hat, zur Mittelwertbildung einem Addierwerk zugeführt

109851/1005

und der erste Zähler anschliessend für eine neue Zählung gelöscht wird, dass durch einen Vorwähler und einen weiteren Komparator die Gesamtzahl der Elektroden, über die gemittelt werden soll/ festgelegt wird und dass nach Erreichen der genannten Elektrodenzahl der im Addierwerk enthaltene Mittelwert einem Speicher und einer Anzeigeeinrichtung zugeführt wird, worauf das Addierwerk für eine neue Mittelung gelöscht wird.

Das neue Verfahren kann für alle solche Schweisselektroden verwendet werden, deren Schweissstab und Schweisspulvermantel ein verschiedenes Absorptionsvermögen für Röntgenstrahlung besitzt. Da jedoch die Materialdichte des Schweisspulvermantels stets kleiner ist als diejenige des Schweissstabes, ist das Absorptionsvermögen für alle möglichen Elektroden verschieden, so dass das neue Verfahren für Elektroden aus beliebigem Material anwendbar ist und nicht nur für solche aus ferromagnetischen Schweissstabmaterialien. Subjektive Messfehler eines manuellen Stichprobenentnahmeverfahrens können bei dem neuen Verfahren nicht vorkommen. Das neue Verfahren wird automatisch durchgeführt und kann ohne Zusatzpersonal angewendet werden. Es kann über eine beliebig wählbare Anzahl von Elektroden gemittelt werden, ebenso kann die Transportgeschwindigkeit der Elektroden beliebig gewählt werden. Weiter werden die Messwerte mit dem neuen Verfahren bei bewegten Elektroden ermittelt: Das neue Verfahren kann also für beliebige Herstellungszahlen von Elektroden verwendet werden und Mittelwerte liefern, die davon unabhängig sind. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass automatisch die Anzahl der für die Mittelwertbildung nicht verwendeten Elektroden abgezählt werden kann. Ausserdem kann durch eine zusätzliche Schaltung die Dicke der

1 0 9 8 5 1 / 1 0 0

Umhüllung überwacht werden. Dies ist wichtig, um aus ökonomischen oder technischen Gründen die sich abnützende Umhüllungsdüse rechtzeitig auszuwechseln.

Das Verfahren soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Figuren 1-4 näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Elektroden auf einem Transportband mit verschiedener azimutaler Lage der Exzentrizität.

Fig. 2 den Querschnitt durch eine Elektrode zur Erklärung deren" Exzentrizität.

Fig. 3 den Absorptionsverlauf einer Elektrode, und

Fig. 4 ein Blockschema der Messanordnung und Auswertungsschaltung.

In der Fig. 1 sind die Elektroden 11 - 17 im Querschnitt auf dem Transportband 18 gezeigt. Die Fortbewegungsrichtung des Bandes ist von rechts nach links und wird durch einen Pfeil gekennzeichnet. Die Elektroden liegen senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Bandes und sind möglichst parallel zueinander. Sie kommen direkt von der Herstellungsmaschine und können einander zufällig berühren, je nach Ausstossgeschwindigkeit. Durch zusätzliche Hilfsmittel werden die Elektroden vor dem Durchlaufen der Messapparatur parallel zueinander ausgerichtet.

Jede Elektrode weist eine gewisse Exzentrizität E auf. Deren Grosse ist durch den Abstand der beiden Kreismittelpunkte der Zylindergrundflächen von Kerndraht und Umhüllung gegeben,

1 Π 'j r-j -, 1 / 1 0 G ",

während die Richtung durch die Verbindungslinie dieser beiden Mittelpunkte bestimmt ist. Die Grosse der Exzentrizität gehorcht angenähert einer Gauss-Verteilung mit einem gewissen Mittelwert und gewisser Varianz.

Durch das Herausschiessen der Elektroden aus der Herstellungsmaschine auf das Band werden die Richtungen der Exzentrizitäten statistisch praktisch gleichmässig verteilt, wie in Vorversuchen festgelegt wurde. In Fig* 1 ergeben sich die Richtungen aus den Verbindungslinien der kleinen Kreise auf dem Rand der Elektrode mit dem Querschnittsmittelpunkt. Bei der Elektrode 11 ist die Richtung der Exzentrizität durch die Gerade F explizit eingetragen. Die feste Richtung des RontgenstrahlenbUndels wird durch die Linie C angegeben und bei den anderen Elektroden durch einen entsprechenden Punkt angedeutet. Wie bei der Elektrode 11 genau zu erkennen ist, wird die relative Lage der zufälligen Exzentrizitätsrichtungen zu der festen Einstrahlrichtung des RontgenstrahlenbUndels durch den Winkel r gekennzeichnet. Das bedeutet aber, dass der Winkel ψ statistisch gleichmässig verteilt ist.

In Fig. 2 wird eine einzelne Elektrode im Querschnitt mit der Exzentrizität E gezeigt, die einmal aus der Richtung C und einmal aus der Richtung D durchstrahlt wird. Die beiden Kreismittelpunkte des Kerndrahtes und der Umhüllung sind die Punkte B und A. Die Richtung der Exzentrizität ist die Gerade von A nach B. Wird die Elektrode aus der Richtung C mit dem Röntgenstrahlenbündel bestrahlt, so lassen sich aus der Absorptionskurve der Ionisationskammer die Abschnitte a und b bestimmen. Dies wird genauer anhand der Fig. 3 gezeigt werden. Entsprechend der Definition ist dann die Exzentrizität der Elektrode gesehen durch

E = a - b (1)

Dabei steht die Richtung C senkrecht auf der Exzentrizitatsrichtung, d.h. der mit der Fig. 1 definierte Winkel r ist 90 ·

Wird anderseits dieselbe Elektrode aus der Richtung D bestrahlt, so ergeben sich aus der Absorptionsmessung die Abschnitte a' und b'. Die Richtung D aber schliesst mit der Exzentrizitätsrichtung den Winkel ψ ein. Deswegen liefert die Absorptionsmessung nicht die Exzentrizität E, sondern deren Projektion E' in der Richtung D. Es gilt der Zusammenhang

E' : = a' - b^! = E · sin ψ (2)

In Wirklichkeit werden die Elektroden stets aus einer festen Richtung C bestrahlt, aber bei variabler Exzentrizitatsrichtung und nicht, wie in Fig. 2, aus verschiedenen Richtungen bei fester Exzentrizitatsrichtung. Für die Rechnung ist dies jedoch ohne Belang. Schliesst also die Richtung der Exzentrizität und die nun feste Richtung der Bestrahlung einen Winkel Ψ ein, so ergibt sich aus der Absorptionsmessung die projizierte Exzentrizität E'.

Da nun die Elektrodenrichtungen gleichmässig verteilt sind, ergibt sich der statistische Mittelwert der verschiedenen projizierten Exzentrizitäten bei kontinuierlichem Winkel τ durch Integration der Formel (2) für E¹ über den Winkel ¹P in einem Intervall von ο bis ^ej^_ mit dem statistischen Gewicht /

2 ' 2

Das heisst, wenn eine Klammer < > die Mittelung kennzeichnet,

Ψ d V = 2E (3)

oder entsprechend für die Exzentrizität E einer Elektrode

109851/100 5

Diese kontinuierliche Mittelung kann nur für eine grosse Elektrodenzahl bzw. grosse Anzahl von Richtungen r sinnvoll sein. Diese Bedingung muss also möglichst erfüllt werden, um die Gültigkeit des Messverfahrens zu garantieren.

Sei N die Zahl der Messungen bzw. die Zahl der gemittelten Elektroden, so ergibt N - 100 schon befriedigende Resultate. Anderseits ist diese statistische Mittelung unbedingt notwendig, da der einzelne Winkel Ψ der Exzentrizitätsrichtung weder bekannt noch von Interesse ist.

Bei jeder Absorptionsmessung ergeben sich somit Abschnitte

a' _fb^f (m - \-, 2, ... N) zu verschiedenen Winkeln ψ und mm m

mit den entsprechenden E' . Der wahrscheinlichste Wert für E' wird durch den arithmetischen Mittelwert der positiven Einzelmessungen E¹ angenäheri
gekennzeichnet, so gilt

messungen E¹ angenähert. Sei dieser durch einen oberen Balken

E¹ = 1 \ a' - b'

2N L- I ^m ^m

m=l

(5)

Mit (2) wird die Formel (5)

E' =1 V~ E₁₁₁I sin ψ J (6)

Kontinuierliche Mittelung nach Formel (5) ergibt analog dazu

< E' >= 2 E (7)

109851/1005

und aus Formel (5) folgt dann die mittlere Exzentrizität.

JL

IM

i E

a¹ - b'
m m

(8)

Formel (8) liegt dem neuen Verfahren zugrunde.

Fig. J zeigt die durch den Ionenstrom in der Ionisationskammer erzeugte Absorptionskurve der m-ten Messung. Der in der Ionisationskammer entsprechend dem Intensitätsverlauf der durchgehenden Röntgenstrahlung entstehende 'Ionenstrom J wird mit einem Gleichstromverstärker, wie in Fig. 4 beschrieben, verstärkt und liefert über einen Messwertschreiber die dargestellte Kurve in Abhängigkeit von der Zeit T. Es sind deutlich drei Bereiche I, IT, III zu erkennen. Die beiden äusseren Bereiche I und III, die die Abschnitte a¹ und b' bestimmen, entsprechen der Absorption

mm

durch den Schweisspulvermantel, und der innere Bereich II entspricht derjenigen des Kerndrahts. Wesentlich sind die starken Unstetigkeiten der Absorption bei Beginn und Ende des Kerndrahtbereiches, sowie bei Beginn und Ende der Elektroden selbst, d.h. am Rande der Elektroden. Die Sprünge der Absorptionskurve an diesen Unstetigkeitsstellen sind bei allen Elektroden nahezu gleich. Aus diesem Grunde lassen sich leicht aus den Absorptionskurven an den Unstetigkeitsstellen Schwellenwerte des Ionenstroms Jl und J2 angeben, durch die der Anfang und das Ende der verschiedenen Bereiche definiert werden kann. Fällt während der Zeit T,< T<.T der Ionenstrom unter den Wert J.., so beginnt der Bereich III, bis der Wert J_p erreicht ist. Dann beginnt der Bereich II. Der Ionenstrom J sinkt für T> Tp weiter ab bis zu einem Minimum, das dem Mittelpunkt des Kerndrahtes entspricht. Danach steigt J wieder, bis erneut bei T=T der Wert J_p erreicht wird und damit Bereich beginnt. Nach Erreichen des Anfangswertes J bei T=T₂, hört der

109851/1005

- ίο -

Bereich III auf und damit die gemessene Elektrode. Da in der Nähe der Unstetigkeitsstellen der Absorptionskurve der Stromwert nahezu senkrecht ansteigt, ist die Festlegung der Schwellenwerte nicht kritisch, d.h. Aenderungen um einen Mittelwert in der Grosse bis zu 20 % haben keinen Einfluss auf das Messresultat. In dem Ausführungsbeispiel des neuen Messverfahrens werden für die automatischen Messungen bestimmter Elektroden aus einigen Absorptionskurven die günstigsten Schwellenwerte J₁ und J_? bestimmt und an einem Komparator eingestellt.

In Fig. 4 ist ein Blockschema des? Messanordnung und der notwendigen Auswertschaltung dargestellt. Als Strahlungsquelle dient eine Gleichstromröntgenanlage 21. Diese muss zur Erzeugung eines engen Strahlenbündels 23 einen engen Brennfleck 20 und eine hohe Leistung aufweisen, damit das Strahlungsbündel genügend intensiv ist. In dem verwendeten Ausführungsbeispiel wurde eine Ausdehnung des Brennflecks von kleiner als 0,25 mm gewählt, bei einem Elektronenstrom von 2,5 mA und einer Röhrenspannung von 100 KV. Durch das eng ausgeblendete Strahlenbündel 2J> werden die Elektroden 22 auf dem Transportband 18 senkrecht zur Strahlungsrichtung hindurchgeführt. Wie in Fig. 1 beschrieben, liegen die Elektroden dabei parallel zueinander und senkrecht zur Transportrichtung auf dem Band, welches sich in Richtung des Pfeiles bewegt. In der Ionisationskammer 25> die mit Luft oder Xenon gefüllt ist, wird entsprechend dem Intensitätsverlauf der durch die Blende 2k gehenden Strahlung ein Ionenstrom J erzeugt, der durch den Verstärker 27 verstärkt wird. Der Messkopf, bestehend aus Rontgenstrahlquelle 21 und Ionisationskammer 25, kann während der Messungen mit Hilfe eines Messtisches parallel zu den Elektrodenachsen kontinuierlich verschoben werden. Somit wird nicht nur ein Punkt auf den Elektroden erfasst, sondern es kann, wenn erwünscht, ein Mittelwert über die ganze Länge der Elektroden gebildet werden.

109851/1005

- li -

Die Ionisationskammer 25 zeigt einen speziellen Aufbau. Um brauchbare Analogsignale zu erhalten, muss der Elektrodenplattenabstand sehr klein sein. Dadurch ist aber die Anordnung sehr instabil gegen mechanische Erschütterungen der Elektrodenplatten. Es können durch den Transport der Elektroden auf dem Band Vibrationen auf die Ionisationskammer übertragen werden, wodurch diese Platten in Schwingungen versetzt werden können. Durch besondere zusätzliche Einrichtungen wird dieser unangenehme Nebeneffekt vermieden. In der verwendeten Ausführungsform ist der Verstärker 27 ein Gleichstromverstärker mit einem Feldeffekttransistor in der Eingangsstufe .

Am Ausgang des Verstärkers 27 kann ein Messwertschreiber 29 angeschlossen werden, mit dem die Absorptionskurven nach Fig. 3 aufgezeichnet werden können, um die für eine bestimmte Elektrodensorte geeigneten Schwellenwerte J₁ und J_? zu ermitteln. Die einmal festgelegten Schwellenwerte werden an den Eingängen 43 und 44 des Komparators 28 eingestellt. Dieser Komparator 28 bestimmt die Zeitpunkte T, bis IV der Fig. 3* t»el denen der verstärkte Ionenstrom J die eingestellten Strompegel J und J_p durchläuft. In den Zeitintervallen T bis T_ und T. bis Ί\ wird von dem Komparator der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 30 freigegeben, wobei die Zählrichtung durch die zeitliche Reihenfolge der erreichten Strompegel J und Jp bestimmt wird, d.h. die Folge J , J wird vorwärtsgezählt, während die invertierte Folge J₀, J rückwärts gezählt wird. Unterschreitet also der Ionenstrom den Strompegel J , so wird vorwärtsgezähltί wird der Strompegel J überschritten, so wird rückwärts gezählt.

Die Schwellenwerte J und J_? können auch ohne Messwertschreiber 29 auf folgende Art festgelegt werden; Durch die Verwendung eines

109851/1005

weiteren Zählers und einer logischen'Schaltung werden die Strecken T-, bis T^ bzw. Tp bis T., bestimmt. Die Schwellen sind dann optimal eingestellt, wenn die Strecke T_p bis T dem Drahtdurchmesser und die Strecke T-, bis T^. dem um die Breite des Strahlenbündels verringerten Druckmesser der Elektrode entspricht Mit dieser Schaltung kann gleichzeitig der äussere Durchmesser der Elektroden überwacht werden. Der Block 29 in Figur 4 kennzeichnet beide Möglichkeiten, d.h. sowohl die Verwendung eines Messwertschreibers als auch einen weiteren Zähler mit zugehöriger logischer Schaltung.

Als Zeiteinheit des Zählers JO dient die Impulsfrequenz eines Impulsgebers 26. Die Impulsfolge des Impulsschrittgebers 26 wird durch die Geschwindigkeit des Transportbandes bestimmt, so dass jede beliebige Bandgeschwindigkeit gewählt werden kann.

Von den zwischen dem Zeitintervall T-. bis T vom Zähler J>0 gezählten Takt-Impulsen wird die Pulszahl des zweiten Zeitabschnittes T * bis T^ subtrahiert. Somit zeigt der Zähler j50 im Zeitpunkt T^, die Differenz der in beiden Zeitabschnitten gezählten Impulse an, die der Massdifferenz nach Formel (2) proportional ist. Sollte der Fall auftreten, dass die Zeit zwischen T bis T. grosser als diejenige zwischen T, und T^ wird und damit eine negative Differenz im Zähler JO entstehen würde, so wird durch eine logische EntseheidungssehaItung bekannter Art das Vorzeichen des Messergebnisses umgekehrt. Damit besteht die Gewähr, dass nur der Betrag der Differenz festgehalten wird, ungeachtet der Richtung, da andernfalls sich wegen der gleichen Wahrscheinlichkeiten der Vorzeichen die Messergebnisse zu Null addieren würden.

Die pro Elektrode ermittelte projizierte Exzentrizität wird in einem zweiten Komparator 31 mit einer maximal zulässigen Exzentri-

109851 /1005

zität verglichen, die am Punkt 45 dieses Komparators 31 eingestellt werden kann. Der Komparator 31 dient dazu, einzelne Extremwerte, bedingt durch eine Störung der Messung, sei es durch elektrische Störimpulse oder durch mechanisch beschädigte Elektroden, für die Mittelwertbildung auszuschliessen. Die Anzahl der für die Mittelwertbildung nicht verwendbaren Elektroden wird von einem zweiten Zähler J>h registriert, in dem Speicher gespeichert und kommt gleichzeitig mit der Fehlerendsumme der Elektrodenexzentrizitäten in der Anzeigeeinrichtung 42 zur Anzeige. In dem Ausführungsbeispiel registriert der Zähler maximal 9 Elektroden. Die Ausscheidungsgrenze liegt bei 39 Impulsen, was einer Exzentrizität von>~ 0.39 rom entsprechen würde.

Die Fehler der anderen, für die Mittelwertbildung verwendeten Elektroden werden zur Fehlersumme der bereits gemessenen Elektroden im Addierwerk 33 addiert und im Speicher 38 neu gespeichert. Danach wird der Zähler 30 mit einer festen Verzögerung von Iu S in seine Ausgangslage Null zurückgesetzt.

Der Zähler 32 zählt sämtliche gemessenen Elektroden und speichert sie im Speicher 37· Bei Erreichen der durch den Vorwähler vorgewählten Anzahl N der Elektroden, die gemessen und deren Exzentrizitäts-Fehler gemittelt werden sollen, bringt eine Komparator- und Steuereinheit 35 die Werte in den Speichern 39* 38, 37 in den Anzeigeeinrichtungen 42, 4l, 4o zur Anzeige. Somit wird die Anzahl der ausgeschiedenen Elektroden im Anzeigegerät 42, die Fehlerendsumme der gemittelten Exzentrizitäten im Anzeigegerät 41 und die Gesamtzahl N der gemessenen Elektroden im Anzeigegerät 40 angezeigt. Etwas verzögert werden dann das Addierwerk 33 und die Zähler 32, 34 wieder gelöscht, um für die Messung der nächsten N Elektroden bereit zu sein. Die Messdaten kommen somit in dem Ausführungsbeispiel während der ganzen Mess-

109851/1005

zeit der nächsten N Elektroden zur Anzeige, d.h. wenn N = 100 gewählt ist, steht eine Zeit von 2-3 Sekunden zur Ablesung zur Verfügung.

Die Anzeigeeinrichtungen 40, 41, 42 bestehen in der speziellen Ausführungsform aus Decodiereinheiten und digitalen Anzeigeröhren. Die Anzeige kann aber auch analog erfolgen. Weiter kann auf die direkte Anzeige ganz verzichtet werden, mit der Möglichkeit der Festlegung von Warn- und Ausscheidungsgrenzen. Dazu können die Messwerte für weitere statistische Auswertungen, wie Ermittlung der Varianz und Mittelung über weit grössere Anzahlen, benützt werden.

Ausser dem Gleichstromverstärker 27 wird die ganze Auswertelektronik aus integrierten Bauteilen aufgebaut.

109851/1005

Claims

— "ic „,

Patentansprüche

Verfahren zur zerstörungsfreien, automatischen Messung der mittleren Exzentrizität des Schweissdrahtes gegenüber dem Schweisspulvermantel an bewegten Schweisselektroden mit Hilfe von Röntgenstrahlabsorption, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegten Elektroden ein Röntgenstrahlenbündel aus einer Gleichspannungs-Röntgenstrahlenquelle durchlaufen, dass eine Ionisationskammer während des Durchlaufs die Absorption des Röntgenstrahlenbündels durch das heterogene Elektrodenmaterial misst und der in der Ionisationskammer erzeugte Ionenstrom durch einen Verstärker verstärkt wird, dass ein Komparator den verstärkten Ionenstrom mit bestimmten Schwellenwerten vergleicht und einen ersten, von einem Impulsgeber gespeisten Zähler aktiviert, wenn der Ionenstrom innerhalb eines durch zwei der Schwellenwerte bestimmten Intervalles liegt, wobei der Impulsgeber durch seine Impulsfrequenz die Zähleinheit des ersten Zählers festlegt, dass der Zählwert des ersten Zählers jedesmal, nachdem der Ionenstrom ein solches Intervall durchlaufen hat, zur Mittelwertbildung einem Addierwerk zugeführt und der erste Zähler anschliessend für eine neue Zählung gelöscht wird, dass durch einen Vorwähler und einen weiteren Komparator die Gesamtanzahl der Elektroden, über die gemittelt werden soll, festgelegt wird und dass nach Erreichen der genannten Elektrodenzahl der im Addierwerk enthaltene Mittelwert einem Speicher und einer Anzeigeeinrichtung zugeführt wird, worauf das Addierwerk für eine neue Mittelung gelöscht wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden zueinander parallel, in beliebigem Abstand voneinander und mit voneinander unabhängiger, statistisch gleichmässig verteilter azimutaler Richtung der Elektroden-

10 9851/1005

Exzentrizität senkrecht zur Fortbewegungsrichtung auf ein
Transportband gelegt werden.

^. Verfahren naeh Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden mit beliebig wählbarer Transportgeschwindigkeit transportiert werden.

4. Verfahren nach. Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden in ihrer axialen Lage gegenüber dem Röntgenstrahlenbündel beliebig angeordnet werden.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzahl der zur Mittelwertbildung verwendeten Elektroden mit Hilfe eines weiteren Zähler ermittelt, eines weiteren Speichers gespeichert und einer weiteren Anzeigevorrichtung
angezeigt wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Mittelwert der Exzentrizitäten von einer
Aenderung der Schwellenwerte des Ionenstroms bis zu 20 %
derselben praktisch unabhängig ist.

7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer weiteren logischen Schaltung und eines weiteren Zählers die Unstetigkeitsstellen im gemessenen Absorptionsverlauf ermittelt und daraus die Dicke der Umhüllung einer
Elektrode und die Schwellwerte des Ionenstroms bestimmt werden.

8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Komparator einzelne, über einem einstellbaren
Extremwert liegende Messwerte, bedingt durch Störimpulse oder

1 09851 /100B

mechanische Beschädigungen, feststellt, welche Elektroden dann bei der Mittelwertbildung der Exzentrizität nicht berücksichtigt und durch einen weiteren Zähler gezählt, einen weiteren Speicher gespeichert und eine weitere Anzeigevorrichtung angezeigt werden.

9. Verfahren nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegenüber mechanischen Erschütterungen durch die bewegten Elektroden unempfindliche Ionisationskammer verwendet wird.

10. Verfahren nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber eine Impulsfrequenz abgibt, die der Transportgeschwindigkeit des Bandes und damit derjenigen der Elektroden proportional ist.

11. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Zähler ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler verwendet wird und dass mit Hilfe weiterer elektronischer Einrichtungen dem Addierwerk nur positive Messwerte zugeführt werden.

WS/ip
22.4.1971

109851 /100B