DE2244953C3

DE2244953C3 - Vorrichtung zur Ultraschall-Werkstoffprüfung

Info

Publication number: DE2244953C3
Application number: DE2244953A
Authority: DE
Inventors: Koji Yokohama Kanagawa Ohta; Koji Komae Tokio Sekiguchi; Eiji Tokio Yamamoto
Original assignee: TOKYO KEIKI TOKIO KK
Current assignee: TOKYO KEIKI TOKIO KK
Priority date: 1971-09-14
Filing date: 1972-09-13
Publication date: 1975-11-13
Also published as: JPS4838190A; DE2244953A1; JPS5224877B2; DE2244953B2; US3805597A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ultraschall-Werkstoffprüfung, mit einem Triggerimpulsgenerator, einer auf den Prüfling aufsetzharen Sonde, die auf Grund eines Triggerimpulses ein Ultraschallsignal aussendet, ferner mit einem Empfänger, dem ein von der Sonde aufgenommenes Ultraschall-Echosignal zugeführt wird, weiterhin mit einer an den Triggerimpulsgenerator angeschlossenen Verzögerungsschaltung, einer an die Verzögerungsschaltung angeschlossenen Steuersignalschaltung, die für jeden Meßvorgang •uf Grund eines von der Verzögerungsschaltung verzögerten Triggerimpulses eine Sequenz von zeitlich aufcinanderfolgenden Steuersignalen gleicher Impulsbreite liefert, sowie mit einer Torschaltung, bestehend aus einer Anzahl von UND-Gattern, die mit ihrem einen Eingang an den Empfänger, mit ihrem anderen Eingang an die Steuersignalschaitung und mit ihrem Ausgang an gesonderte Anzeigeelemente angeschlossen sind und durch die Steuersignale der Steuersignalschaitung nacheinander leitend gemacht werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 29 6So71) wird die Steuersignalschaitung durch eine 5$ Verzögerungsleitung und vier auf dieser Leitung angebrachte Spulen gebildet.

Eine solche Ausführung ist mit erheblichen Nachteilen behaftet.

Die von der Steuersignalschaitung gelieferten So Steuersignale können — selbst wenn die Spulen räumlich unmittelbar aneinander anstoßend auf der Verzögerungsleitung angeordnet werden — nicht zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgen. Vor allem durch Randeinflüsse der Spulen bei der induktiven Kopplung ergibt sich ein gewisser zeitlicher Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Steuersignalen. Zu Ungenauigkeiten im Schaltzeitpunkt und damit zu Meßungenauigkeiten führt ferner die nicht allzu großen Rankensteilheit der Steuersignale. Vor alk-m jedoch ist es bei dieser bekannten Vorrichtung nur mit außerordentlich großem technischem Aufwand möglich, die Impulsbreite der Steuersignale zu ändern und zugleich dafür zu sergen, daß die einzelnen Steuersignale ohne größeren zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen. Sollen beispielsweise die Steuersignale verkürzt werden, trotzdem jedoch zeitlich aneinander anschließen, so müssen nicht nur die Ausgangsspulen, sondern auch die Verzögerungsleitung im Bereich zwischen benachbarten Ausgangsspulen verkürzt werden. Diese bekannte Vorrichtung zur Ultraschall-Werkstoffprüfung läßt sich somit (mangels einer Möglichkeit zur Einstellung der Impulsbreite der Steuersignale) dem jeweiligen Prüfobjekt nicht optimal anpassen.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur Ultraschall-Werkstoffprüfung bekannt (US-PS 34 16 364), bei der die Sonde in bestimmter Weise längs des Prüflings bewegt werden muß. In strenger Abhängigkeit von dieser Abtastung des Prüflings erzeugt ein lmpulsgebei pro Längeneinheit des abgetasteten Prüflings eine bestimmte Anzahl von Impulsen. Ein nachgeschalteter Zähler macht nacheinander einzelne UND-Gatter durchlässig, so daß parallel mit der Abtastung des Prüflings durch die Sonde jeweils einzelne Spalten einer Anzeige-Einrichtung in Funktionsbereitschaft gesetzt werden. Der genannte Zähler hat somit die Funktion, das Tableau der Anzeige-Einrichtung spaltenweise entsprechend der Bewegung der Sonde weiterzuschalten.

Der wesentliche Nachteil dieser Vorrichtung besteht in der Notwendigkeit einer aufwendigen mechanischen Steuereinrichtung, die die Bewegung der Sonde längs des Prüflings auf den genannten Impulsgeber überträgt Die mit dieser Vorrichtung erzielbare Meßgenauigkeit ist verhältnismäßig gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführungen eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfacher Bauweise die Prüfvorrichtung an den jeweiligen Prüfling optimal angepaßt werden kann und eine besonders genaue Bestimmung von Fehlstellen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuersignalschaitung eine Anzahl von Schieberegistern enthält, deren unmittelbar aufeinanderfolgende Steuersignale in ihrer Impulsbreite einstellbar sind.

Im Gegensatz zu der eingangs erläuterten bekannten Ausführung (US-PS 29 69 671) läßt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Impulsbreite der Steuersignale durch einfache Veränderung einzelner Schaltungselemente der Schieberegister in weiten Grenzen und sehr feinfühlig variieren, wobei durch die Struktur der Schieberegister gewährleistet wird, daß die einzelnen Steuersignale (mögen sie eine kleinere oder eine größere Impulsbreite haben) zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgen (d. h. sich weder überlappen noch zwischen sich ein impulsfreies Zeitintervall belassen). Auf diese Weise ist einerseits eine sehr genaue Messung und andererseits eine ideale Anpassung an den jeweiligen Prüfling möglich.

Gegenüber der weiteren eingangs erläuterten bekannten Ausführung (US-PS 34 16 364) besteht der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung darin, daß die Steuersignale in einer fest einstellbaren Folge erzeugt werden, die von einer etwaigen Relativbewegung zwischen Sonde und Prüfling völlig

unabhängig ist. Auf diese Weise erübrigt sich insbesondere eine aufwendige mechanische Einrichtung zur Übertragung der Bewegung der Sonde auf den Impulsgeber.

Ein Ausführungsbeispiel der Eri.ndung ist in der Zeichnung veranschaulicht Es zeigt

F i g. 1 eine Schemadarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,-

Fig.2A bis 2E Diagramme zur Erläuterung der Funktion der Vorrichtung gemäß F i g. 1.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung dient beispielsweise zur Ultraschall-Werkstoffprüfung eines Prüflings 1, der eine Schweißnaht 2 aufweist. Eine auf den Prüfling aufgesetzte Sonde 3 ist einerseits an einen Ultraschallgenerator 21 und andererseits an »5 einen Ultraschallempfänger 23 angeschlossen. Der Ultraschallempfänger 23 steht mit einer Brajnschen Röhre 32 in Verbindung.

Ein Triggerimpulsgenerator 19 ist einerseits an den Ultraschallgenerator 21 und andererseits über eine ao Verzögerungsschaltung 25 an eine Steuersignalschaltung 27 angeschlossen. Diese Steuersignalschaltung 27 enthält eine Anzahl von Schieberegistern, deren unmittelbar aufeinanderfolgende Steuersignale in ihrer Impulsbreite einstellbar sind. as

Eine Torschaltung, bestehend aus einer Anzahl von UND-Gattern 24/4 bis 24G ist mit dem einen Eingang dieser UND-Gatter an den Ultraschallempfängfr 23 und mit dem anderen Eingang an die einzelnen Stufen der Steuersignalschaltung 27 angeschlossen. Die Ausgange der UND-Gatter 24A bis 24G sind über Schaltungen 29,4 bis 29C (die beispielsweise zur Haltung eines Spitzenwertes dienen) an Anzeige-Elemente 3M bis 3IG angeschlossen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Schreibstifte gebildet werden, die auf einem Papier 30 eine Aufzeichnung bewirken.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgendermaßen: Liefert der Triggerimpulsgenerator 19 einen Triggerimpuls 20, so erzeugt der Ultraschallgenerator 21 ein Signa! 22, auf Grund dessen die Sonde 3 ein Ultraschallsignal 4 abgibt. Der Empfänger 23 nimmt infolgedessen Echosignale 8 und 9 auf, die vom linken bzw. rechten Rand der Schweißnaht 2 hervorge^: rufen werden. Befindet sich innerhalb der Schweißnaht 2 ein Materialfehler, so tritt zwischen den Echosignalen 8 und 9 ein Fehlstellensignal 12 auf.

Der vom Triggerimpulsgenerator 19 abgegebene Triggerimpuls 20 gelangt auch an die Verzögerungsschaltung 25 und bewirkt an deren Ausgang nach Ablauf einer Verzögerungszeit Γ einen Impuls 26, der an die Steuersignalschaltung 27 gelangt. Diese Steuersignalschaltung 27 erzeugt nun auf Grund des Eingangsimpulses 26 eine Sequenz von zeitlich aufeinanderfolgenden Steuersignalen 28,4 bis 28G, die jeweils eine Impulsbreitet besitzen.

Durch diese Steuersignale 23/4 bis 28G werden die UND-Gatter 24A bis 24G der Torschaltung nacheinander leitend gemacht (durch das Steuersignal 28/4 somit das UND-Gatter 24A anschließend das Steuersignal 28ßdas UND-Gatter 24Busw.). Tritt in der Zeitspanne, in der ein Steuersignal (beispielsweise 285) an dem betreffenden UND-Gatter (beispielsweise 24Ö) anliegt, ein Echosignal (beispielsweise 8) am Ausgang des Empfängers 23 auf, so wird dieses Signal dem betreffenden Anzeige-Element (beispielsweise 31S) zugeführt. Im dargestellten Fall gelangt somit das Fehlstellensignal 12 durch das UND-Gatter 24£ zum Anzeige-Element 31 fund wird dort auf dem Papier 30 markiert.

Durch geeignete Einstellung der Verzögerungszeit T und der Impulsbreiter kann man die Prüfvorrichtung den beim Prüfling jeweils vorliegenden Verhältnissen auf einfache Weise anpassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Ultraschall-Werkstoffprüfung, mit einem Triggerimpulsgenerator, einer auf den Prüfling aufsetzbaren Sonde, die auf Grund eines Triggerimpulses ein Ultraschallsignal aussendet, ferner mit einem Empfänger, dem ein von der Sonde aufgenommenes Ultraschall-Echosignal zugeführt ■ wird, weiterhin mit einer an den Triggerimpulsgenerator angeschlossenen Verzögerungsschaltung, einer an die Verzögerungsschaltung angeschlossenen Sleuersignalschaitung, die für jeden Meßvorgang auf Grund eines von der Verzögerungsschaltung verzögerten Triggerimpulses eine Sequenz von zeitlich aufeinanderfolgenden Steuersignalen gleicher Impulsbreite liefert, sowie mit einer Torschaltung, bestehend aus einer Anzahl von UND-Gattern, die mit ihrem einen Eingang an den Empfänger, mit ihrem anderen Eingang an die Steuersi- ao gnalschaltung und mit ihrem Ausgang an gesonderte Anzeigeelemente angeschlossen sind und du'ch die Steuersignale der Steuersignalschaitung nacheinander leitend gemacht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalschaltung as (27) eine Anzahl von Schieberegistern enthält, deren unmittelbar aufeinanderfolgende Steuersignale (28Λ bis 28G) in ihrer Impulsbreite (τ) einstellbar sind.

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