DE2130337C3

DE2130337C3 - Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Eisenbahnschienen

Info

Publication number: DE2130337C3
Application number: DE19712130337
Authority: DE
Inventors: Andrzej Chindelewicz; Jerzy Nagllowski; Marcin Przybyllowicz
Original assignee: POLSKA AKADEMIA NAUK ZAKLAD DOSWIADCZALNY BUDOWY APARATURY NAUKOWEJ UNIPAN WARSCHAU
Current assignee: POLSKA AKADEMIA NAUK ZAKLAD DOSWIADCZALNY BUDOWY APARATURY NAUKOWEJ UNIPAN WARSCHAU
Priority date: 1970-06-20
Filing date: 1971-06-18
Publication date: 1979-10-04
Also published as: FR2097986A5; AT311404B; DE2130337A1; DE2130337B2; GB1359220A; PL69347B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ."ine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Eisenbahnschienen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der US-PS 32 51 220 bekannten Art

Bei der bekannten Vorrichtung sind an den Synchronimpulsgenerator eine Anzahl von Ultraschallsendern angeschlossen, die ihrerseits je einen Ultraschallkopfspeisen.

Dieser Aufbau ist nicht nur verhältnismäßig aufwekdig, sondern bedingt praktisch nicht zu beseitigende Meßungenauigkeiten, da die Bildschirmskala des Oszillographen für sämtliche in der Vorrichtung verwendeten Ultraschallköpfe benutzt werden muß. Die Genauigkeit könnte allenfalls bei Verwendung einiger weniger Köpfe oder gar nur eines Kopfes entsprechend verbessert werden. Dies hätte aber wiederum zur Folge, daß jeweils nur einige wenige oder nur ein Durchdringungsbereich erfaßt werden könnte und somit mehrere Testfahrten auf der zu untersuchenden Gleisstrecke notwendig wären.

Grundsätzlich die gleichen Schwierigkeiten bestehen, wenn statt, wie bei der Vorrichtung mit mehreren Ultraschallköpfen verschiedener Durchdringungsbereiche, die nur Longitudinalwellen aussenden, mit Transversal- und Longitudinalwellen unterschiedlicher Durchdringungsbereiche gearbeitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Eisenbahnschienen zu schaffen, die bei vernünftigem schaltungstechnischem Aufwand eine möglichst genaue gleichzeitige Erfassung bestehender Fehler in mehreren Durchdringungsbereichen ermöglicht

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs beschriebenen Maßnahmen gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Zeitbasis dem Durchdringungsbereich des jeweils vom Synchronimpulsgenerator getriggerten Ultraschallkopfes derart anzupassen, daß der Durchdringungsbereich sich über den gesamten Bildschirm des Oszillographen erstreckt
AusTechnica Nr. 13,1967,Seiten 1239und l~40sowie

ίο aus J. u. H. Krautkrämer: Werkstoffprüfung mit Ultraschall, 2. Auflage, Berlin-Heidelberg-New York, 1966, Seiten 157, 201 bis 204 und 206 bis 217 sind zwar sogenannte »Tiefenlupen« bekannt die eine Streckung der Zeitachse des Oszillographen und Ausblendung

ι j nicht interessierender Teile des Oszillogramms ermöglichen. Die alleinige Anwendung solcher Tiefenlupen bei der Vorrichtung gemäß der US-PS 32 51 220 würde jedoch nicht zur Lösung der Aufgabe führen. Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Eisenbahnschienen und

F i g. 2 in einem Zeitablaufdiagramm die Ultraschallimpulse dreier Ultraschallköpfe mit unterschiedlichen Durchdringungsbereichen sowie die zugehörigen, vom Zeitbasis-Sägezahngenerator erzeugten Impulse.

Die Vorrichtung enthält einen Sender 1, der mit Ultraschallköpfen 2, 3 und 4 verbunden ist Es können jeweils mehrere zueinander parallel geschaltete Ultraschallköpfe zu Kopfsätzen miteinander verbunden sein. Die Wahl der Art der Ultraschallköpfe 2,3,4 hängt von den Arten der durchzuführenden Messungen ab. Die Ultraschallköpfe 2,3,4 sind je mit einer Trennstufe 8,9 bzw. 10 verbunden. Die Ausgänge der Trennstufen 8,9, 10 sind gemeinsam auf den Eingang eines Verstärkers 11 geschaltet An den Ausgang des Verstärkers 11 sind ein Oszillograph 6 und ein Zeitwähler 12 angeschlossen, der ein optisches und/oder akustisches Anzeige- und Signalisiergerät 13 steuert

Der Sender 1 wird von einem Synchronimpulsgenerator 7 gesteuert der außerdem mit einem Zeitbasis-Sägezahngenerator 5 und dem Steuereingang des Zeitwählers 12 verbunden ist Der Synchronimpulsgenerator 7 gibt die einstellbare Wiederholungsfrequenz der Vorrichtung vor, erzeugt eine Folge programmierender Impulse und bestimmt den jeweiligen Zeitpunkt der Einschaltung einzelner Ultraschallköpfe sowie der ihnen entsprechenden Zeitbasen. Dabei ist die Wiederholungsperiode des. Synchronimpulsgenerators 7 länger

so als die längsten Zeiten des Zeitbasis-Sägezahngenerators.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Die Ausgangsimpulse des Synchronimpulsgenerators 7 steuern den Sender 1 und den Zeitbasis-Sägezahngenerator 5. Sie lösen zu entsprechenden Zeitpunkten in entsprechend eingestellter und programmierter Folge im Sender 1 Impulse aus, die die Ultraschallköpfe 2,3,4 nacheinander zu Schwingungen anregen. Gleichzeitig lösen sie im Zeitbasis-Sägezahngenerator 5 Spannungsimpulse zur Ablenkung des Elektronenstrahls des Oszillographen 6 aus.

Diese Spannungen haben eine konstante Amplitude, jedoch verschiedene Anstiegzeiten, die an den jeweiligen Durchdringungsbereich des zugehörigen Ultraschallkopfes 2,3,4 angepaßt sind. Die Ablenkungsspannungsimpulse werden nach dem gleichen Programm ausgelöst wie die Köpfe 2, 3, 4 zu Schwingungen anregenden Impulse.

Die empfangenen und von den Ultraschallköpfen 2,3, 4 umgeformten Signale werden den Eingängen der Trennstufen 8,9,10 zugeführt, die die Erregungskreise der einzelnen Köpfe 2, 3, 4 voneinander trennen. Die Ausgangssignale der Trennstufen 8, 9, 10 werden gemeinsam dem Eingang des Verstärkers 11 zugeführt

Der Synchronimpulsgenerator 7 steuert außerdem Sender 1 und dem Zeitbasis-Sägezahngenerator 5 den Zeitwähler 12 und übermittelt diesem eine Information Ober die Art des tatsächlich erregten Ultraschallkopfes 2,3,4.

Der Zeitwähler 12 erzeugt einen Torimpuls, dessen Zeitdauer von der Anstiegsgeschwindigkeit des zugehörigen Zeitbasisimpulses abhängt, entsprechend dem Durchdringungsbereich des tatsächlich arbeitenden Ultraschallkopfes 2,3,4.

Die vom Verstärker 11 empfangenen Signale aus dem Ultraschallkopf 2, 3 bzw. 4, der dem gegebenen Zeitbasisimpuls entspricht, werden im Zeitwähler 12 selektioniert Diejenigen Signale, die innerhalb des Torimpulses liegen, steuern das Anzeige- und Signalisiergerät J.3. Dieses signalisiert das Auftreten von Impulsen während der Toröffnungszeit und dadurch die Anwesenheit von Fehlern im Durchdringungsbereich des Ultraschallkopfes 2, 3 bzw. 4. Das Anzeige- und Signalisiergerät 13 zeigt außerdem denjenigen Ultraschailkopf 2,3 bzw. 4 an, der den signalisierten Fehler ermittelt; es kann auch das Signal zum Eingang der Schaltung zur Registrierung der Anwesenheit oder Größe des Fehlers übermitteln.

Das Wirkungsprinzip der Vorrichtung wird zusätzlich anhand F i g. 2 erläutert.

Die Sendeimpulse Gt, G₂, Gi werden für die einzelnen Ultraschallköpfe nacheinander in Zeitabständen T aufgegeben. Die Köpfe, denen die Sendeimpulse G\, G₁ und Gi zugeführt werden, sind nicht parallel zueinander geschaltet

Gleichzeitig mit den Sendeimpulsen für die Köpfe werden die ihnen entsprechenden Impulse H], H₂ und //3 der Horizontalablenkung von dem Zeitbasis-Sägezahngenerator gesendet, d. h, der Impuls G\ ist vom Impuls H\ der Impuls G₂ vom Impuls Hi usw. begleitet Die Dauer und die Anstiegsgeschwindigkeit der Horizontalablenkungsimpulse H\, H₂ und H₃ ist an den erforderlichen Durchdringungsbereich angepaßt

Die beispielsweise angegebenen Gebiete Z\, Z₂ und Z₃ entsprechen den angenommenen Selektionsgebieten der Fehler. Mit Xb ist die Breite der Gesamttorzeit ausgedrückt in Einheiten der geometrischen Ablenkung des Lichtflecks in horizontaler Richtung, bezeichnet

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Dehnung des Durchdringungsbereichs jedes Kopfes 2,3 bzw. 4 auf der gesamten Breite des Oszillographenschirms.

Dies wiederum ermöglicht die Ausnützung der vollen Breite des Anzeigeschirms mit einer Gesamttorzeit Xb unabhängig von der Anzahl der Kanäle der Vorrichtung, d.h. des vollen Durchdringungsbereichs jedes UltraschaUkopfes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Eisenbahnschienen, mit einem Syncbronimpulsgenerator, an den Synchronimpulsgenerator angeschlossenen Ultraschallköpfen mit unterschiedlichen Durchdringungsbereichen, die an die Vertikalablenkplatten eines Oszillographen angeschlossen sind, und mit einem an die Horizontalablenkplatten des Oszillographen angeschlossenen, vom Synchronimpulsgenerator gesteuerten Zeitbasis-Sägezahngenerator, dadurch gekennzeichnet, daß an den Synchronimpulsgenerator (7) ein Sender (1) angeschlossen ist, daß die Ultraschallköpfe (2, 3, 4) einzeln an den Sender (1) angeschlossen und von diesem zeitlich nacheinander erregbar sind, daß an die Verbindungsleitungen zwischen dem Sender (1) und den Ultraschallköpfen (2,3,4) je eine Trennstufe (8, 9, 10) angeschlossen ist, daß die Ausgänge der Trennstufen (8,9,10) gemeinsam an die Vertikalab-Ienkplatteit des Oszillographen (6) angeschlossen sind, daß der Zeitbasis-Sägezahngenerator (5) Sägezahnimpulse erzeugt, deren Anstiegszeiten dem Durchdringungsbereich des jeweils vom Sender (1) angesteuerten Ultraschallkopfes (2, 3, 4) entsprechen und daß an die Trennstufen (8,9,10) und den Synchronimpulsgenerator (7) ein zwischen die Vertikalablenkplatten des Oszillographen (6) geschalteter Zeitwähler (12) angeschlossen ist, dem ein Anzeige- und Signalisiergerät (13) nachgeschaltet ist