DE2312062C2 - Wanddicken-Meßgerät, nach dem Ultraschall-Immersions-Resonanzverfahren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Wanddicken-Meßgerät nach dem Ultraschall-Immersions-Resonanzverfahren mit einem Ultraschallgeber, der über eine Flüssigkeit an das Meßobjekt angekoppelt ist, aus einem frequenzmodulierten amplitudenstabilisierten Hochfre- *5 quenz-Oszillator gespeist wird und dessen Stromaufnahme beim schnellen Durchlaufen der Resonanzfrequenzen der Koppelflüssigkeit (FlussigkeiJssäulenresonanz, FSR) impulsförmig ansteigt, wobei die Hüllkurve der FSR-Impulse im Bereich der Resonanzfrequenz des Meßobjektes (Wanddickenrcsonanz) ein Minimum durchläuft, von dem mit elektronischen Mitteln (Minimum-Detektor) ein Meßsignal (Minimum-Impuls) abgeleitet wird.

Bei einem bekannten Wanddicken-Meßgerat diescr Art wird ein HF-Os/illator mit einer sinusförmigen, vom Netz abgeleiteten M-.xtuiationsspannung frequenzmoduliert, indem über die Vomiugnetisieruiig eines Ferritkern«, der in der Spule des Schwingkreises angeordnet ist, die Induktivität der Spule geändert wird. Der Ultraschallgeher ist über ein kurzes Koaxkabcl direkt mit dem Schwingkreis verbunden, so daß Jie Kapazität des Systems Schallgebcr-Kabel einen Teil der Schwingkreiskapazität darstellt und der Schallgeber infolge kapazitiver Spannungsteilung über eine Serienkar/az.ität nur einen Bruchteil der gesamten an der Spule liegenden HF-Kreisspaniuing erhält. Von der M(*iulationsspannung wird über ein einstellbares Phasendrehglied und eine Begrenzer-, Differenzier- und. Impulsformereinheü ein Triggerimpuls abgeleitet, der einen elektrischen Kurzzeitmesser nach dem Kondensator&ufladungsprirtzip zwr Zeit f, startet. Bei Resonanz der Flüssigkeitssäule zwischen Schallgeber und Meßobjekt nimmt der HF-Oszillator einen erhöhten Strom auf. In einem vorbestimmten Frequenzbereich Hegende Resonanzstellen erzeugen eine Folge kurzer Stromimpulse, die iuVr einen Transformator aus dem HF-Osztllator als Spannungsimpulse etwa konstanter Höhe ausgekoppelt werden. Diese Impulse werden jedoch abgeschwächt, wenn ein Teil der Energie der Koppelf lüssigkejt bei der durch Wanddicke und Schallgeschwindigkeit des Meßobjektes bestimmten Resonanzfrequenz in das Meßobjekt übergeführt wird. Ein Mtnimurndetektor, eine Verstärker-, Gleichrichter- und Begrenzerschaltung mit nachgeschaltetem Impulsgenerator erzeugt bei der größten Abschwächung einen Minimumimpuls, der den Kurzzeitmesser zum Zeitpunkt r, stoppt. Über eine Verzö^erungseinheit gesteuert, übernimmt zum Zeitpunkt ^-eine Sample-and-Hold-Einheit den Momentanwert der zur Zeit I₁ am Kurzzeitniesser anliegenden Spannung als relatives Maß für die Dicke des Meßobjektes. Diese Spannung steht jjdoch in keiner festen Beziehung zu der zu messenden Wanddicke, da der Nullpunkt des Meßbereiches Undefiniert und eine für alle Messungen gültige Eichung nicht möglich ist. Es können nur Änderungen de- Wanddicken festgestellt werden. Je größer diese Änderungen sind, um so ungenauer werden die Messungen, da ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen Wanddicke und Ausgangsspannung besteht, der sich daraus ergibt, daß die der Wanddicke entsprechende Resonanzfrequenz der Wanddicke umgekehrt proportional ist, daß die Modulationskennlinie des Oszillators gekrümmt ist und daß sich die Modulationsspannung wegen ihrer Sinusform nicht zeitproportiona! ändert, die Ausgangsspannung de; Sample-and-Hold-Einheit aber der Zeitdifferenz I₁ — f, proportional ist. Es sind also umständliche Verfahren mit zwei oder mehr Testkörpern bekannter Dicke erforderlich, wenn die absolute Wanddicke des Prüflings ermittelt werden soll.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zum Messen der absoluten Wanddicke von Stahlrohren und -platten, z. B. zwischen 0.2 und 2 Millimeter zu schaffen, bei der eine der Meßgröße direkt proportionale elektrische Gleichspannung erzeugt wild, wobei die Meßgeschwindigkeit mindestens 100 Meßwerte pro Sekunde ermöglicht und die Meßgenauigkeit bei Werten von gleich kleiner \'"t liegt.

Diese Aufgabe wird erfindunpgemäß dadurch gelost, daß die Frequenz des HF-Os rillators mit einem kontinuierlich arbeitenden schnellen analogen Frequenzmesser gemessen wird, der an seinem Ausgang eine der Frequenz streng proportionale Gleichspannung erzeugt, daß dem analogen Frequenzmesser ein Fcnster-Diskriminator zum Ausblenden frequenzproportionaler Gleichspannungen vorbestimmter Ficijuenzbereiche nachgcschaltct ist. daß eine Torschaltung e neu vom Minimum-Detektor bei Wanddickcnrcsoiiitnz erzeugten Minimum-Impuls, einen vom Modulations-Generator des HF-Oszillators abgeleiteten Periodenimpuls und einen vom Fenstcrdiskriminator erzeugten BJendcnimpuls logisch verknüpft, daß dem analogen Frequenzmesser eine

Samplc-and-Hold-Einhcit nachgeschaltct ist, auf deren Kondensator der Momentanwerl der frequcnzproportionalcn Gleichspannung durch einen bei Koinzidenz der drei Hingangssignale der Torschaltung erzeugten Steuerimpuls übertragen wird, und daß eine das Vorzeichen des Logarithmus einer eingegebenen Spannung umkehrende, also den Reziprokwert derselben bildende Analogrecheneinheit (logarithmischer Inverter) die am Ausgang der Sample-and-Hold-Einheit anstehende, der Wanddicke des MeB-objektcs umgekehrt proportionale Gleichspannung in eine der Wanddicke direkt proportionale Gleichspannung umsetzt.

12s ist vorteilhaft, den HF-Oszillator mit Kapazitätsdioden auszurüsten, die den größten Teil der Kapazität des Oszillator-Schwingkreises bilden und zwei durch integrierte Verstärker entkoppelte Ausgänge zum Anschließen des analogen Frequenzmessers und zur Speisung des Schallgebers vorzusehen.

Zu einer höheren Meßgeschwindigkeit und -genauigkcit führt die Verwendung eines Sägezahngenerators zum Modulieren der Frequenz des HF-Oszillators. Der Sägezahngenerator liefert über einen besonderen Ausgang einen Periodenimpuls zum Steuern der Torschaltung im Takt der Modulatorfrequenz, so daß der Steuerimpuls für die Sample-and-Hold-Einheit nur während der Dauer der langen Sägezahnflanke auftreten kann.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung eines Hochfrequenzleistungsmessers erwiesen, der als Ringmodulator vorzugsweise mit vorgeschaltetem (z. B. integriertem) Impedanzwandler ausgebildet ist und einen ersten Ausgang für den Schallgeber und einen zweiten Ausgang für den Minimumdetektor besitzt. Der Ringmodulator bekommt für seinen ersten Eingang die Speisespannung des Schallgebers und für seinen zweiten Eingang den Spannungsabfall an einem relativ kleinen Strommeßwiderstand vor dem Ausgang zum Schallgeber zugeführt, so daß die Ausgangsgleichspannung ein Maß für die vom Schallgeber aufgenommene Hochfrequenzleistung ist. Der HF-Leistungsmesser, der dem Schallgeber eng benachbart angeordnet werden kann, ermöglicht ein längeres Kabel zwischen dem Meßgerät und dem Schallgeber, höhere Oszillatorfrequenzen und die Verwendung eines über einen großen Frequenzbereich amplitudenstabilisierten Oszillators.

Die Verstärkung wird der Schallgeschwindigkeit des Meßobjektes dadurch angepaßt, daß -im Ausgang des den analogen Frequenzmesser abschließenden Gleichspannungsverstärkers ein Präzisions-Doppelwendelpotentiometer angeschlossen ist, dessen anderer Anschluß über einen einstellbaren Widerstand am Nullpotential und dessen Schleifer über einen einstellbaren Spannungsteiler an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers gelegt ist. Die Anordnung kann so abgeglichen werden, daß man auf der 1000 Einheiten umfassenden Skala des Wendelpotentiometers die 2., 3. und 4. Ziffer der Schallgeschwindigkeit einstellen kann und daß man für gleiche Wanddicken trotz verschiedener Schallgeschwindigkeiten die gleiche Ausgangsspannung erhält. Dadurch wird die letztere eichbar in Dickeneinheiten.

Der Fensterdiskriminator zum Ausblenden unerwünschter Resonanzimpulse ist nicht zeit- sondern spannungsabhängig, deshalb ist eine Korrektur der Blendeneinstellung beim Ändern der Wobbelfrenuenz (Anzahl der Meßpunkte pro Sekunde) nicht erforderlich. Der Fcnster-Diskriminator besteht im wesentlichen aus zwei Operationsverstärkern, deren invertierende Eingänge miteinander verbunden sind, wobei der nichtmvcrticrcndc Eingang des ersten Opc-

S rationsverstiirkcrs über einen dritten Operationsverstärker an ein erstes Potentiometer zum Einstellen der oberen Diskriminatorschwcllc und der nichtinverticrende Eingang des zweiten Operationsverstärkers an ein zweites Potentiometer zum Einstellen der unteren

>o Diskriminatorschwellc gelegt ist. Das zweite Potentiometer ist an eine im wesentlichen am einer Zenerdiode und einem npn-1 ransistor bestehende Konstantstromquelle angeschlossen. Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers ist direkt, der Ausgang

«S des zweiten Operationsverstärkers über einen Umkehrverstärker mit einem Diodentor verbunden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit dem analogen Frequenzmesser die Zeit als Informationszwischenträger voll·

*o ständig eliminiert ist. Die Meßgenauigkeit kann weder durch die Kurvenform der Modulationsspannung noch durch Nichtlinearitäten der Modulationskcnnlinie des HF-Oszillators beeinträchtigt werden. Der logarithmische Inverter erzeugt eine der zu messenden

»5 Wanddicke direkt proportionale Ausgangsspannung. Der definite Nullpunkt, die hohe Meßgenauigkeit und die Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit des Meßobjektes ermöglichen eine Eichung des Gerätes in Längeneinheiten. Der Meßwert kann mehrstel-

3» Hg digital angezeigt werden. Mit dem am Ausgang des analogen Frequenzmessers angeordneten Doppclwendelpotentiometer kann eine Anpassung der Verstärkung an die Schallgeschwindigkeit im Meßobjekt bei Kenntnis derselben von Hand vorgenommen werden, so daß die Eichung des Meßgerätes vom Material unabhängig ist. Dabei kann die Schaltung so dimensioniert werden, daß die letzten drei Ziffern der vierstelligen Schallgeschwindigkeiten in Metern pro Sekunde direkt mit dem Wendelpotentiometer eingestellt werden können.

Der Fensterdiskriminator zum Ausblenden unerwünschter Resonanzimpulse ist nicht zeit- sondern spannungsabhängig, so daß beim Ändern der Wobbelfrequenz die Blendeneinstellung nicht korrigiert

werden muß. Die Verwendung eines besonderen Generators zum Erzeugen der Modulationsspannung ermöglicht im Vergleich zur Netzfrequenz eine höhere Modulationsfrequenz, also höhere Meßgen-^igkeit durch höhere Auflösung und die sägezahnförmige Modulationsspannung eine bessere Ausnutzung der Zeit durch den Meßvorgang.

Die Verwendung eines Hochfrequenz-Leistungsmessers ermöglicht einen wesentlich größeren Abstand zwischen dem Meßgerät und dem Meßobjekt, wobei der HF-Leistungsmesser als sehr kleine Baueinheit auch bei schwierigen räumlichen Verhältnissen in unmittelbarer Nähe des Meßobjektes angeordnet werden kann, da das vom HF-Oszillator kommende Kabel mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen werden kann, wenn dieser vom Ringmodulator durch einen Impedanzwandler getrennt ist.

Der HF-Leistungsmesser ermöglicht ferner eine höhere Oszillatorfrequenz und damit die Messung kleinerer Wanddicken, ohne daß es zu Störungen infolge stehender Wellen auf dem Kabel kommt sowie die Verwendung eines über einen großen Frequenzbereich gut amplitudenstabilisierten Oszillators, der z. B. sehr einfach mit Kapazitätsdioden frequenzmo-

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fg^rS3 den Gleichspannungsverstärker mit Wen- ^

-Diskriminators.

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^hCDurch den schnellen analogen^JJ^ wird der Momentaner der O^torfr^ _&^ fend in eine zu dieser streng
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aufeinanderfolgenden "»^^e ,eiausbilden so nc.! sich jeweils kurzzeitig sH-Kcnci (Flüssigiitssäujenres,^^), Jjnn^ ^ .

torfrequcnz eine O"^crwcl£ ,, _{n sich} ündcrnde ,auf,. Der bei stehenden WcMe" sich ^ .. stungsvcrbrauch des Seh..Hgebcrs^a S^, _cs_

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werden können. Der HochpaB hegt ^ _mdc.

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mitgezeichnet. fimnd scinci Dicke i/

Besitzt das Meßobjekt 5 a«f Gund_rhaib ^ ^_ _6j scr Frequenz ein großer Teil der Schallcistung aus der Koppciflussigkeit 4 in das Meßobjekt 5 über. Dadurch ist die Ausbildung der stehenden Wellen in der Koppciflussigkeit behindert, und die FSR-Impulsc werden bei der Wanddicken-Rcsonanz-Frcqucnz abgeschwächt.

Die FSR-Impulsc werden dem HochfrequenzlcisUingsmesscr 2 entnommen und über einen Hochpaß la dem Minimumdetcktor 13 zugeführt, der beim Auftreten der maximalen Abschwächung der FSR-Impulsc, also bei Wanddickenresonanz, einen Minimumimpuls erzeugt und mit diesem über eine als Dreifachtor 14 ausgebildete Torschaltung eine Samplc-and-Hold-Einheit 15 ansteuert, die mit ihrem ι analogen Eingang dem Frequenzmesser 12 nachgeschaltet ist. Die vom Frequenzmesser im Moment des Eingangs des Minimumimpulses abgegebene, der Resonanzfrequenz proportionale Gleichspannung wird im Kondensator der Sample-and-Hold-Einheit 15 bis zum Eintreffen des nächsten Minimumimpulses gespeichert. Am Ausgang der Samplc-and-Hold-Einhcit 15 steht also ständig eine Spannung an, die der gemessenen Wanddicke d des Meßobjektes 5 umgekehrt proportional ist.

'5 Das frcquenzproportionalc Glcichspannungssignal am Ausgang des Analogfrequenzmessers 12 wird an den Eingang eines Fenstcrdiskriminators 16 gelegt. Sind in dem durch das Wobbein überstrichenen Frequenzbereich zwei oder mehr Wanddickenresonanzfrcqucnzen enthalten, so können mit dem Fensterdiskriminator alle unerwünschten Wanddicken-Resonanz-Frequenzen ausgeblendet werden. Beim Durchlaufen des Intervalls zwischen zwei einstellbaren Spannungswerten, die vorbestimmten Frequenzen und Wanddicken des Meßobjektes entsprechen, gibt der Fensterdiskriminator 16 an seinem mit dem Eingang des Dreifacheres 14 verbundenen Ausgang einen Bicndcnimpuls ab. Das Dreifachtor 14 wird von drei Signalen gesteuert, dem Minimumimpuls, dem Blendenimpuls und einem vom Sägezahngenerator 6 abgeleiteten Periodenimpuls, dessen Dauer und zeitliche Lage der Anstiegsflanke des Sägezahnes entspricht. Nur bei Koinzidenz dieser Signale steuert die Torschaltung 14 die Samplc-and-Hold-Einhcit 15 an. so daß an deren Ausgang eine Spannung U=- Md

ansteht.

Diese Spannung wird durch einen logarithmischen Inverter 17, der im Gegensatz zum arithmetischen Inverter nicht das Vorzeichen des Numerus, sondern das des Logarithmus umkehrt, in eine Spannung umgesetzt, die der Wanddicke des Meßobjektes direkt proportional ist und mit einem anzeigenden oder schreibenden Meßgerät 18 gemessen wird. Ändert sich die Wanddicke laufend, so wird sich die Spannung stufenförmig im Rhythmus der Moduiationsfrequenz ändern. Die Treppenspannung entspricht dann jeweils am Beginn einer Stufe der momentanen Wanddicke.

Mit einem Zwcikanal-Oszillographen 19 kann der Meßvorgang überwacht werden. Der eine Kanal ist mit dem Ausgang des Hochfrequenzleistungsmessers 2 verbunden und zeigt die Flüssigkcitssäulcnresonanzimpulse FSR mit ihren bei Wanddickenresonanz auftretenden Minima. Der andere Kanal ist an den Ausgang des Minimumdetektors 13 angeschlossen und^fzeigt die Einstellung des Fensterdiskriminators 16 und den Minimumimpuls in einefri vorbestimmten Blcndcnbcrcich.

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Der prinzipielle Aufbau des analogen Frequenzmessers 12 ergibt sich aus dem in F i g. 2 dargestellten Blockschaltbild. Die hochfrequente Sägezahnspannung des Sägezahngenerators 6 wird mit einem Schmitt-Trigger 20 in eine Rcchtcckspannung verwandelt, deren Grundfrequenz mit einem digitalen Frequenzteiler 21 in einem vorbestimmten Teilerverhältnis herabgesetzt wird. Ein nachgeschaltetcr monostabiler Multivibrator 22 liefert Rechtcckspannungsitnpulsc konstanter Dauer an einen RC-Tiefpaß 23, der aus diesen Impulsen den zeitlichen Mittelwert in Form einer Gleichspannung bildet, die direkt proportional der Eingangsfrequenz ist und durch einen Impedanzwandler mit Gleichspannungsverstärker 24 auf einige Volt verstärkt wird.

Fig. 3 zeigt die Schaltung des Gleichspannungsverstärkers, der im wesentlichen aus einem Operationsverstärker 25 besteht, dessen invertierender Eingang 26 an einer der Eingangsfrequenz proportionalen Gleichspannung liegt und dessen nichtinvertierender Eingang 27 über eine Spannungsteilerschaltung mit dem Ausgang 28 des Operationsverstärkers verbunden ist. Teil dieser Spannungsteilerschaltung ist ein lOgängiges Wendelpotentiometer 29, mit dem die letzten drei Stellen der vierstelligen Schallgeschwindigkeit des Meßobjckt-Materials eingestellt werden können. Dabei entsprechen z. B. am Wendelpotentiometcr null Skalenteile einer Schallgeschwindigkeit von 5000 m/s und 1000 Skalentcile einer Schallgeschwindigkeit von 6000 m/s.

Der Ausgang 28 des analogen Frequenzmessers 12 ist mit dem Eingang des Fensterdiskriminators 16 in Fig. 4 verbunden. Die frequenzproportionale Eingangsspannung ist auf die invertierenden Eingänge zweier Operationsverstärker 30 und 31 geschaltet, deren nichtinvertierende Eingänge 32 und 33 mit den Potentiometern 34 und 35 verbunden sind, mit denen vorbestimmte Referenzspannungen U_n^ und i/.₂ eingestellt werden können. Der Ausgang des Operationsverstärkers 30 ist direkt, der Ausgang des Operationsverstärkers 31 über einen Umkehrverstärker 36 mit dem Verstärkungsfaktor — 1 mit einem Diodentor 37 verbunden. Am Ausgang 38 des Fensterdiskriminators 16 tritt nur dann eine positive Spannung auf, wenn die Engangsspannung kleiner als U_rr!] und größer als U_nf2 ist, also zwischen den beiden Referenzspannungen liegt. Dabei ist U,_en unabhängig mit dem Potentiometer 34 einstellbar, während sich V₁₁J₁ ab-

hängig von t/„,, ändert und die Spannungsdifferenz zwischen t7_rr/!'und i/_rr/2 zunächst einmal konstant bleibt. Diese Spannungsdifferenz kann jedoch mit dem Potentiometer 35 eingestellt werden, das an eine Konstiintstromquellc aus einer Zencrdiode 39 und einem npn-Transistor 40 angeschlossen ist.

Die am Eingang des Fensterdiskriminators 16 anliegende Gleichspannung ist der Oszillatorfrequcnz proportional und entspricht damit auch möglichen Wanddicken-Resonanzen. Es kann also ein vorbe-

»5 slimmter Wanddickenbereich ausgewählt werden, dessen Lage mit dem Potentiometer 34 und dessen Breite mit dem Potentiometer 35 eingestellt werden kann. Dabei ist die Zeit als Zwischengröße ausgeschaltet, so daß mit dieser spannungsabhängigen

Blende die Frequenz des Sägezahngenerators 6 (Wobbeifrequenz) und damit die Zahl der Meßpunkte pro Sekunde verändert werden kann, ohne daß die Blende des Fensterdiskriminators nachgestellt werden müßte.

»π Der der Sample-and-Hold-Einheit 15 nachgeschaltete logarithmische Inverter 17 kann aus elektronischen Bausteinen nach F i g. 5 aufgebaut sein. Daher wird einem im wesentlichen aus einem Operationsverstärker 41 bestehenden arithmetischen Inverter 42

3» ein logarithmischer Konverter 43 vor- und ein antilogarithmischer Konverter 44 nachgeschaltet, so daß eine an den Eingang 45 gelegte Spannung {/= - l/</ auf den Ausgang 46 als U = ~ d übertragen wird. Wie beim Arbeiten mit der Logarithmentafel wird hier

aus der Subtraktion auf logarithmischer Ebene mittels Inverterverstärker eine Division auf der Ebene des Numerus, und die Ausgangsspannung wird umgekehrt proportional zur Eingangsspannun^.

Der logarithmische Inverter 17 kann aber auch nach Fig. 6 aus einem analogen Multiplizierbaustein 47 bestehen, dessen Ausgang 48 mit dem invertierenden Eingang 49 des Operationsverstärkers 50 und dessen y-Eingang mit dem Ausgang 51 des Operationsverstärkers 50 verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

1. Patentansprüche:

   U Wanddicken-Meßgerät nach dem Ultrascball-Immersions-Resonanzveriahren mit einem Ultra-Schallgeber, der Ober eine Flüssigkei an das Meßobjekt angekoppelt ist, aus einem frequenzmodulierten ampHtudenstabilisierten Hochfrequenz-Oszillator gespeist wird und dessen Stromaufnahme beim schnellen Durchlaufen der Re- sonanzfrequenzen der Koppelflüssigkeit (Flüssigkeitssäulenresonanz, FSR) impulsfönnig ansteigt, wobei die Hüllkurve der FSR-Impulse im Bereich der Resonanzfrequenz des Meßobjektes (Wanddickenresonanz) ein Minimum durchläuft, von *5 dem mit elektronischen Mitteln (Minimum-Detektor) ein Meßsignai (Minimum-Impuls) abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des HF-Oszillators (1) mit einem kontinuierlich 8« bettenden schnellen analogen ^ao Frequenzmesser (12) gemessen wird, der an seinem Ausgang eine der Frequenz streng proportionale Gleichspannung erzeugt, daß dem analogen Frequenzmesser (12) ein Fenster-Diskriminator (16) zum Ausblenden frequenzproportionaler ¹S Gleichspannungen vorbestimmten Frequenzbereiche nachgeschaltet ist, daß eine Torschaltung (14) einen vom Minimum-Detektor (13) bei Wanddickenresonanz erzeugten Minimum-Impuls, einen vom Modulations-Generator (6) des HF-Oszillators (1) abgeleiteten Periodenimpuls und einen vorn Fensterdiskdmina jr (16) erzeugten Blendenimpuls logisch verknrpft, daß dem analogen Frequenzmesser (12) ffine Sample-and-Hold-Einheit (15) nachgeschaltet ist, auf deren Kondensator der Momentanwert der frequenzproportionalen Gleichspannung durch einen bei Koinzidenz der drei Eingangssignale der Torschaltung (141 erzeugten Steuerimpuls übertragen wird, und daß eine das Vorzeichen des Logarith- *° mus einer eingegebenen Spannung umkehrende, also den Reziprokwert derselben bildende Analogrecheneinheit (logarithmischer Inverter 17) die am Ausgang der Sample-and-Hold-Einheit (15) anstehende, der Wanddicke (d) des Meßobjektes +5 (5) umgekehrt proportionale Gleichspannung in eine der Wanddicke (d) direkt proportionale Gleichspannung umsetzt.
2. 2. Wanddicken-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz-Oszillator (1) mit Kapazitätsdioden (7) arbeitet, die den größten Teil der Kapazität des Oszillator-Schwingkreises bilden, und daß zwei durch integrierte Verstärker (8. 9) entkoppelte Ausgänge (10,11) zum Anschließen des analogen Frequenzmessers (12) und zur Speisung des Schallgebers (3) vorgesehen sind.
3. 3. Wanddickcn-Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des HF-Oszillators (1) mit einem Sägezahngcncrator (6) moduliert wird, der über einen besonderen Ausgang einen Periodenimpuls zum Steuern der Torschaltung (14) im Takt der Modulatorfrequcnz abgibt, so daß der Steuerimpuls für die Sample-and-Hold-Einheit (15) nur während der Dauer der langen Sägezahnflanke auftreten kann.
4. 4. Wanddicken-Meßgerat nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz-Unstungsmesser (1) als Ringmodulator ausgebildet ist und einen ersten Ausgang für den Schallgeber (3) und einen zweiten Ausgang für den Minimum-Detektor (U) besitzt.
5. 5 Wanddicken-Meßgerät nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Frequenzmesser (U) in an sich bekannter Weise aus einem Schmitt-Trigger (20). einem digitalen Frequenzteilei (21), einem monasiabilen Multivibrator (22), einem RC-Tiefpaß (23) und einem Gleichspannungsverstärker (24) besteht, und daß zum digitalen Einstellen der letzten drei Dekaden der vierstelligen Schallgeschwindigkeit des Meßobjektes (5) am Ausgang (28) des Gleichspannungsverstärkers (24) ein Wendelpotentioraeter angeschlossen ist, dessen anderer Anschluß über einen einstellbaren Widerstand am Nullpotential und dessen Schleifer über einen einstellbaren Spannungsteiler an den invertierenden Eingang (27) des Operationsverstärkers (25) gelegt
6. 6. Wanddicken-Meßgerat nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendelpotentiometer zum Einstellen der Schallgeschwindigkeit des Meßobjektes (5) durch Einstellen der frequenzproportionalen Spannung in die Sample-and-Hold-Einheit (15) oder in den logarithmischen Inverter (17) eingebaut oder einer dieser Einheiten vorgeschaltet ist.
7. 7. Wanddicken-Meßgerat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang (51) des logarithmischen Inverters (17) ein Wendelpotentiometer zum Einstellen der Schallgeschwindigkeit des Meßobjektes (5) als Spannungsteiler nachgeschaltet ist, das über einen einstellbaren Restwiderstand an Nullpotential gelegt und dessen Schleifer über iNnen Verstärker mit einem Meßgerät (18) zum Anzeigen oder Registrieren der Wanddickc verbunden ist.
8. 8. Wanddicken-Meßgerat nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fenster-Diskriminator (16) im wesentlichen aus zwei Operationsverstärkern (30, 31) besteht, deren invertierende Eingänge (28) miteinander verbunden sind, daß der nichtinvertierende Eingang (32) des ersten Operationsverstärkers (30) über einen dritten Operationsverstärker an ein erstes Potentiometer (34) zum Einstellen der oberen Diskriminatorschwelle gelegt ist, daß der nichtinvertierende Eingang (33) des zweiten Operationsverstärkers (31) an ein zweites Potentiometer (35) zum Einstellen der unteren Diskriminatorschwelle gelegt ist, daß das zweite Potentiometer (35) an eine im wesentlichen aus einer Zenerdiode (39) und einem npn-Transistor (40) bestehende Konstantsiromquelle angeschlossen ist, und daß der Ausgang des ersten Operationsverstärkers (30) und der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (31) über einen Umkehrverstärker (36) mil einem Diodentor (37) verbunden ist.
9. y. Wanddicken-Meßgerät nach den Ansprüchen 1 bis B, dadurch gekennzeichnet, dali der logarithmische Inverter (17) im wesentlichen aus einem arithmetischen Inverter (42) besteht, dessen Eingang ein logarithmischcr Konverter (43) vorgeschaltet und dessen Ausgang ein antilogarithmischcr Konverter (44) nachgcschaltct ist.
10. 10. Wanddieken-Meßgurto nach den Ansprüchen I bis y, dadurch gekennzeichnet, daß der logarithmiscbe Inverter U7) im wesentlichen aus einem analogen Multiplizierbaustein (47) besteht, dessen Ausgang (48) mit dem invertierenden Eingang (49) eines Operationsverstärkers (SO) und dessen y-Eingangmitdem Ausgang (51) des Operationsverstärkers (50) verbunden ist.
11. 11. Wanddicken-Meßgerät nach den Ansprüchen I bis y, dadurch gekennzeichnet, daß der ^Jo logarithmische Inverter (J7) aus einer an sich bekannten Dividiereinheit besteht.
12. 12. Wanddicken-Meßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweikanaloszillograph (19) ¹S zum Überwachen des Meßvorganges und zum Einstellen des Fensterdiskriminators (16) mit seinerm ersten Kanal an den mit dem Minimumdetektor (13) verbundenen Ausgang des Hochfrequenz-Leistungsmessers (2) und mit seinem ^ao zweiten Kanal an einem mit dem Fensterdiskriminator (16) verbundenen Ausgang des Minimumdetektors (J3) angeschlossen ist.
13. 13. Wanddicken-Meßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge- *5 kennzeichnet, daß ein die der Wanddicke {d) direkt proportionale Ausgangsspannung des logarithmischen Inverters (17) anzeigendes und/oder schreibendes Meßgerat (18) an den Ausgang (51) des logarithmischen Inverters (17) angeschlossen ist, wobei in an sich bekannter Weise zum Messen bzw. Registrieren kleiner Änderungen der Wanddicke der dem Nenn- bzw. Mittelwert derselben entsprechende Gleichspannungsanteil durch eine Gegenspannung kompensiert wird.