DE2342796A1

DE2342796A1 - Pulse curve display unit - with indicator units containing indicator elements for power intensity

Info

Publication number: DE2342796A1
Application number: DE19732342796
Authority: DE
Inventors: Volker Dr Ing Deutsch; Ulrich Foerstermann
Original assignee: DEUTSCH PRUEF MESSGERAETE
Current assignee: DEUTSCH PRUEF MESSGERAETE
Priority date: 1972-02-16
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1975-03-06

Abstract

Each indicator unit contains a number of indicator elements for pulse intensity, which are controlled via a control circuit by means of a signal coming from a receiver sound head and dependent on pulse intensity. In the control circuit this signal is compared with a reference voltage determining the response threshold of comparators cut into separate control lines for the indicator elements of all the units. The reference voltage is adjustable for each control line, so that the intensity range to be represented and the position of the reference value reading within this range are adjustable.

Description

Otto-Hauamann-Ring 101 (Postfach 13 81 91)Otto-Hauamann-Ring 101 (Postfach 13 81 91)

Iiapulsver course - paring aggregate

Die Erfindung betrifft ein aus einem Anzeigeteil und einer Steuervorrichtung bestehendes Impulsverlauf-Darstellungsaggregat nach Patent (Patentanmeldung p 22 07 164.3-52) für ein Gerät zur zerstörungsfreien Untersuchung von Objekten auf darin enthaltene Unregelinäi3igkeiten mittels Impulsen, vorzugsweise Ultraschall-Impulsen, die, von einem Sender ausgehend, in das zu untersuchende Objekt eindringen, an Stellen mit einer Unregelmäßigkeit reflektiert und nach Reflexion bzw. Durchlauf empfangen, verstärkt und zwecks mei3technischer Erfassung von Pehlerlage und Fehlergröi3e dem Darstellungsaggregat zugeleitet werden, .The invention relates to a display part and a control device existing pulse course display unit according to patent (patent application p 22 07 164.3-52) for a device for the non-destructive examination of objects contained therein Irregularities by means of pulses, preferably Ultrasonic impulses that, emanating from a transmitter, penetrate into the object to be examined, reflected at places with an irregularity and after reflection or pass received, amplified and for the purpose of mei3technical recording of error position and error size are fed to the display unit,.

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dessen Anzeigeteil eine Anzahl von (Leuchtelcment-) Anzeigeeinheiten aufweist, die während der Laufzeit eines Impulses mittels eines impulslaufzeitabhängigen Signals nacheinander angesteuert werden und dabei durch die Quantität oder Art der Anzeige die Intensität einet; reflektierten Impulses anzeigen können, wobei die Anzeigepräzision die Verwendung desAggregates anstelle des technisch wesentlich aufwendigeren und störanfälligeren Kathodenstrahlrohrs ermöglicht.the display part has a number of (Leuchtelcment-) display units that during the run time of a pulse by means of a pulse time-dependent Signals are controlled one after the other and the intensity unites by the quantity or type of display; reflected pulse, the display precision using the aggregate instead the technically much more complex and failure-prone cathode ray tube.

DerSrfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, Darstellungsaggregate dieser Art so weiterzuentwickeln, daß sie Möglichkeiten der Darstellung bieten, die mit Kathodenstrahlrohren nicht zu erreichen sind. Bei diesen entspricht eine Basislinie als Bezugslinie dem Wert "Null" der darzustellenden Impulsintensität, wenn diese Rohre als ImpulsverlaufdarStellungsvorrichtungen verwendet werden. Die dabei zumeist gewählte lineare DArstellungsv/eise erschwert die unmittelbare Ablesung von Differenzen der Intensität von Ultraschall-Echo's in Dezibel (dB). Zwar ist in neuester Zeit die logarithmische Darstellung mit Hilfe von Kathodenstrahlrohren bekannt geworden, bei der gleiche Echohöhenabstände unabhängig von der Lage innerhalb des Schirmbildes gleiche dB-Abschnitte bedeuten» doch ist auch hier der Bezug auf die Basis—The object of the invention was to create display aggregates of this kind so that they offer possibilities of representation that with Cathode ray tubes cannot be reached. For these, a baseline as a reference line corresponds to "Zero" value of the pulse intensity to be displayed if these tubes are used as pulse waveform display devices be used. The mostly chosen linear representation method complicates the immediate one Reading of differences in the intensity of ultrasonic echoes in decibels (dB). Although it is the newest Time the logarithmic representation with the help of cathode ray tubes became known in the the same echo height spacings regardless of the position within the screen, the same dB sections mean "but here too the reference to the base"

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linie als Nullwerts-Linie ν or hand en. Das hat den Nachteil, daß Störimpulse "bzw«, Impulse geringer Intensität, die möglicherweise im Einzelfall nicht relevant sind, mit abgebildet v/erden. Arbeitet man mit einer sog. Schwellwerteinstellung, indem· man den Abbildungsteil unmittelbar oberhalb der Basislinie unterdrückt, so verändert sich bei der linearen Darstellung das Echohöhenverhältnis, sodaß manfalsche Relationen bekommt. Vor allem ist es auch mittels der Schwellwerteinstellung nicht möglich, das Abbildungsfeld im wesentlichen zur Darstellung und zur leicht erkennbaren Größenanzeige der Differenzen zwischen einem Bezugsimpuls. z.B. dem Endecho, und den .Prüfimpulsen auszunutzen. Bei meßtechnischer Auswertung der mittels eines Kathodenstrahlrohres angezeigten Impulshöhen muß somit stets ohne Schwellwerteinsteilung gearbeitet werden, wobei die vorstehend erwähnten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.line as zero value line ν or hand en. That has Disadvantage that interference pulses "or", pulses of low intensity, which may not be relevant in individual cases are shown with v / earth. If one works with what is known as a threshold value setting, in that the The part of the image immediately above the baseline is suppressed, so changes in the linear representation the echo height ratio, so that one gets wrong relations. Above all, it is also by means of the Threshold setting not possible, the image field is essentially for display and easy recognizable size display of the differences between a reference pulse. e.g. the end echo and the test pulses to take advantage of. In the metrological evaluation of the displayed by means of a cathode ray tube Pulse heights must therefore always be without threshold value graduation be worked, the disadvantages mentioned above must be accepted.

Durch die ERfindung ist hier -Abhilfe geschaffen worden, indem die Aufgabe gelöst worden ist, es mit geringem technischen Aufwand zu ermöglichen, daß das Abbildungsfeld sowohl für die Darstellung der absoluten Impulsgröße als auch für die leicht ablesbare Darstellung bestimmter Bereiche von Impulsgrößendifferenzen \^rerv/endet werden kann.The invention provides a remedy here by solving the problem of making it possible, with little technical effort, that the image field can be used both for the representation of the absolute pulse size and for the easily readable representation of certain areas of pulse size differences ^{\ r erv /} can be ended.

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Die Erfindung "besteht darin, daß jede Anzeigeeinheit eine Anzahl von Anzeigeelementen für die Impuls intensität umfaßt, die mittels eines vom Empfänger kommenden, impulsintensitätsabhängigen Sig- · nals über eine Steuerschaltung ansteuerbar sind, in der das impulsintensitätsabhängige Signal nach - bei Verwendung von Ultraschallimpulsen logarithmischer — Verstärkung mittels Romparatoren, die in die gesonderten Steuerleitungen für die gleiche Intensitätswerte anzeigenden Anzeigeelemente aller Einheiten eingeschaltet sind, mit einer die Ansprechschwelle der Komparatoren bestimmenden Referenzspannung verglichen wird, die für jede Steuerleitung derart einstellbar ist, daß sowohl der im Abbildungsfeld darzustellende Impulsintensitätsbereich als auch die Lage der Bezugsviertanzeige in diesem (stufenweise) einstellbar sind und daß die Unterteilung dieses Bereichs hinsichtlich der von den einzelnen Elementen angezeigten Intensitätsdifferenzen unter Konstanthaltung der Bezugswertanzeige mittels einer an sich bekannten Regeleinrichtung (stufenweise) veränderbar und einstellbar ist.The invention "consists in the fact that each display unit comprises a number of display elements for the pulse intensity, which can be controlled by means of a signal coming from the receiver, pulse-intensity-dependent signal via a control circuit, in which the pulse-intensity-dependent signal according to - when using ultrasonic pulses logarithmic - Amplification by means of comparators, which are switched on in the separate control lines for the display elements of all units showing the same intensity values, is compared with a reference voltage which determines the response threshold of the comparators and which can be set for each control line in such a way that both the pulse intensity range to be displayed in the image field and the position the reference fourth display can be set in this (step by step) and that the subdivision of this area with regard to the intensity differences displayed by the individual elements while keeping the reference value display constant by means of a control device known per se is changeable and adjustable (in steps).

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Further features and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawings.

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Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Schaltung für die Steuervorrichtung eines Aggregates nach der Erfindung, dessen Anzeigeeinheit, wie Pig« 2 schematisch veranschaulicht, aus in Zeilen und Spalten angeordneten Leuchtdioden gebildet ist, während Fig. '■j die Darstellung eines in Figo 2 veranschaulichten Impulnsignals auf dem Schirm eines üblichen Kathoden— Stahlrohres wiedergibt.Fig. 1 shows a section of a circuit for the control device of an assembly according to the invention, the display unit such as Pig "Figure 2 illustrates schematically, is formed of arranged in rows and columns, light emitting diodes, while Fig 'j. ■ the representation of a in Figo 2 reproduces the illustrated pulse signal on the screen of a conventional cathode steel pipe.

Das in Figo 2 schematiuch wiedergegebene Anzeigefeld ist durch in 5 Zeilen und 15 Spalten angeordnete Leuchtdioden L gebildet. Dabei stellt jede Spalte eine Anzeigeeinheit dar·. Während der Laufzeit eines Impulses v/erden alle Spalten des Abbildungsfeldes rra;rhi?±rrÄncrt?r mittels eines Impulslaufzeitabhängigen Signals nacheinander angesteuert. Die Leuchtdioden 3 leuchten jedoch nur bei zeitlicher Koinzidenz des Eintreffens dieses Signals mit dem Eintreffen eines impulsintensitätsabhängigen Signals auf, mit dem die Zeilen des Abbildungsfeldes angesteuert werden. Dieses vom Empfängerschall— kopf über einen in der Verstärkung veränderlichen, logarithmischen Verstärker ankommende Signal wird in der in Fig. 1 gezeigten Steuerschaltung den positiven Eingängen von in die gesonderten Steuerleitungen für die einzelnen Zeilen eingeschaltetenThe display panel shown schematically in FIG is formed by light-emitting diodes L arranged in 5 rows and 15 columns. Each represents Column represents a display unit. During the term of a pulse, all columns of the mapping field rra; rhi? ± rrÄncrt? r by means of a pulse propagation time-dependent Signals controlled one after the other. The light-emitting diodes 3 light up only at time Coincidence of the arrival of this signal with the arrival of a pulse-intensity-dependent one Signal with which the lines of the imaging field can be controlled. This from the receiver sound head via a logarithmic amplifier with variable gain in the control circuit shown in Fig. 1, the positive inputs of in the separate control lines switched on for the individual lines

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Komparatoren Κ., K₂1 K^. K., Κ_Γ zugeleitet und mit einer an die negierten Eingänge der Komparatoren angelegten Referenzspannung U , U-, U.,, U , U^ vcirgli— chen« Das resultierende Signal wird zur Zeilenansteuerung verwendet.Comparators Κ., K ₂ 1 K ^. Fed K., _Κ Γ and with a voltage applied to the negated inputs of the comparators reference voltage U, U, U. ,, U, U ^ vcirgli- chen "The resulting signal is used for row selection.

Es ist sowhl die Refex'enzoparmungsdifferenz (U_r— U,) einstellbar als auch die Unterteilung dieses Spannung.jbereiches in die den einseinen Komparatoren zugeordneten Referensspannungsintervalle. jintaprechend än-r dert sich die Lage der Bezugszeile in Abbildungsfeld und das durch die aufeinanderfolgenden Zeilen angezeigte Intensitätsintervall, das bei der dargestellten Ausfuhrungsform eines für die Darstellung von Ultraschall-Impulsen bestimmten Anzeigeaggregates in Dezibel (dB) angezeigt werden soll. Infolge den logarithmisGhen Verstärkers entsprechen gleiche Zeilenabstände auf dem Abbildungsfeld gleichen Intensitätsdifferenzen in dB, sodai3 die Ablesung der lichohöhendifferenzen ohne Schwierigkeiten unmittelbar in dB erfolgen kann.Both the reference voltage difference (U _r - U i) and the subdivision of this voltage range into the reference voltage intervals assigned to one of its comparators can be set. The position of the reference line in the image field and the intensity interval indicated by the successive lines, which is to be displayed in decibels (dB) in the illustrated embodiment of a display unit intended for the display of ultrasonic pulses, changes accordingly. As a result of the logarithmic amplifier, the same line spacing on the imaging field corresponds to the same intensity differences in dB, so that the reading of the differences in height can be made directly in dB without difficulty.

Durch geeignete Wahl der Referenzspannung der Komparatoren kann anstelle der 1. Zeile des Abbildungsfeldes jede beliebige andere Zeile als Bezugslinie bestimmt werden, von der aus nach unten und gegebenenfalls nach oben (falls nicht oberste Zeile Bezugslinie)By suitable choice of the reference voltage of the comparators, any other line can be used as a reference line instead of the 1st line of the image field be determined from the down and where appropriate to the top (if not the top line of the reference line)

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die Irapulshöhen abgelesen werden. Der Abstand in dB zwischen den einzelenen Zeilen kann von der (festgehaltenen) Besugslinie aus durch Verstellen eines die Referenzspannung der Kamparatoren der nicht die dBozugslinie bildenden Zeilen gegenüber der Komparatorspannung der 3ezugslinienzeile verändernden Dynamikschalters eingestellt v/erden.the irapulse heights can be read off. The distance in dB between the individual lines can be made from the (fixed) trailing line by moving a the reference voltage of the camparators of the lines that do not form the reference line in relation to the comparator voltage of the dynamic switch that changes the reference line line.

Beim Prüfen eines Objektes mittels Ultraschalles unter Verwendung eines mit einem Darstellungsaggregat gemäß der Ez-findung ausgerüsteten Gerätes wird ein Bezugsecho, z.B. das Endecho, mit seiner Impulsspitze auf die Bezugslinie eingGS-fesli-fe, die bei den in Fig. 2 gezeigten Beispiel die 4. Zeile ist, eingestellt.When testing an object by the ultrasound using a with a display unit of the Ez-inventively equipped device, a reference echo, such as the end echo, with its pulse peak to the reference line eingGS-Fesli-fe, which in the in example of Fig. 2, the 4 Line is set.

Durch eine bekannte Regeleinrichtung wird die HöheBy means of a known control device, the height

dannthen

des Bezugsecho's/auch bei Veränderung des dB-Abstandes zwischen den einzelnen Zeilen auf konstanter Höhe gehalten. Von der Bezugszeile aus können dann nach unten die Differenzen der Fehlerreflexionsecho's gegenüber dem Bezugsecho unmittelbar in dB abgelesen werden. Dabei kann der Abstand der Bezugslinie zur untersten Zeile so gewählt werden, daß solche Echo's gar nicht zur Anzeige kommen, die unterhalb einer gewissen Höhe, z.B. einer Testfehlerhöhe liegen. Definiert man solche Fehler als zu verwerfende, deren Echohöhe z.B. 12 dB oder weniger unterhalb des Endecho ¹S liegt, so stellt man mit demof the reference echo / kept at a constant level even if the dB distance between the individual lines changes. From the reference line, the differences between the error reflection echoes and the reference echo can then be read off directly in dB. The distance between the reference line and the bottom line can be selected in such a way that echoes that are below a certain level, for example a test error level, are not displayed at all. If one defines such errors as to be discarded, the echo height of which is, for example, 12 dB or less below the end echo ¹ S, one sets with the

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-S--S-

Dvnamikseha3.ter den dB-Abstand zwischen den unterhalb der Besugszeile liegenden Zeilen auf 3 dB ein, sodaß nur ein Bereich von 12 dB sichtbar ist. Kleinere Anzeigen und auch das vom Prüfer als "Gras" bezeichnete Gemisch aus kleineren Anzeigen und Störreflexionen bleiben dann unberücksichtigt. Die 5. Zeile ermöglicht es, die Änderung des Endecho's im Sinn einer Intensitätsvergrößerung, z.B. durch unterschiedliche Ankopplung, und die Höhe des Endecho 's übersteigende Fehlerreflexionen gut zu erkennen. Zu einer genauereren meßtechnischen Untersuchung derartiger Echo's kann die Bezugslinie und der dB-Zeilenabstand in geeigneter Weise verstellt wercfen.Dvnamikseha3.ter the dB spacing between the below the lines lying next to the reference line to 3 dB, so that only an area of 12 dB is visible. Smaller ones Displays and also the mixture of smaller displays and interfering reflections called "grass" by the examiner are then not taken into account. The 5th line allows you to change the end echo in the The sense of an increase in intensity, e.g. through different coupling, and error reflections exceeding the height of the end echo can be easily recognized. The reference line and the Adjust dB line spacing in a suitable manner.

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Claims

retroactively
changed

Claim:

Pulse course display unit consisting of a display part and a control device according to Patent ...... ·. ··. ·. (Patent application P 22 07 164 »3-

-52) for a device for undisturbed examination of objects for irregularities contained therein by means of impulses, preferably ultrasonic impulses, which, starting from a transmitter, penetrate the object to be examined, at points with an irregularity Reflected and received after reflection or passage, amplified and for the purpose of measurement Detection of defect position and! Defect size the display unit are fed, the display part of a number of (light element ^ display units has, during the runtime of a pulse by means of a pulse runtime-dependent signal be controlled one after the other and the intensity through the quantity or type of display of a reflected pulse, the display precision using the aggregate instead of a cathode ray tube, characterized in that that each display unit comprises a number of display elements (L) for the pulse intensity, the pulse intensity-dependent by means of a pulse coming from the receiver transducer Signals can be controlled via a control circuit (Fig. 1), in which the im-

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Pulse intensity dependent signal after given logarithmic amplification by means of comparators (K ₁ Ko, K _x J YL. t K _K ), which are switched into the separate control lines for the same intensity values on the display elements (L) of all units are compared with a reference voltage (U-, U ₉ , U, U, ¹ J.) which determines the response wave of the consumer and which can be set for each control line so that both the intensity range to be displayed in the image field. as well as the position of the reference value display within this range ;: are adjustable (in stages) and because the subdivision of this range into intensity intervals indicated by the individual elements can be set (in stages) while keeping the reference value display constant by means of a control device known per se.

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