DE2547364A1 - Vorrichtung und verfahren zur ultraschallpruefung von bohrungen fuer befestigungselemente - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur ultraschallpruefung von bohrungen fuer befestigungselemente

Info

Publication number
DE2547364A1
DE2547364A1 DE19752547364 DE2547364A DE2547364A1 DE 2547364 A1 DE2547364 A1 DE 2547364A1 DE 19752547364 DE19752547364 DE 19752547364 DE 2547364 A DE2547364 A DE 2547364A DE 2547364 A1 DE2547364 A1 DE 2547364A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transducer
hole
holes
ultrasonic
scanner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752547364
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Charles Fredrick Raatz
Russell Kendall Woodbury
Wayne Earl Woodmansee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of DE2547364A1 publication Critical patent/DE2547364A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0645Display representation or displayed parameters, e.g. A-, B- or C-Scan
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023Solids
    • G01N2291/0234Metals, e.g. steel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

!BERLIN 33 ~ * ~ ^ Γ ΜΌΧ C ΗΈ Η
BERLIN 3 3 PJen»n«uerrtraBe2
£TTZE£ Dr- RUSCHKE & PARTNER ISSC
Pat-Anw. Dr. Ing. Ruschke « -. ,- n -τ Λ KIlAfXl TC Han» E- RutAke
S»* PATEN TANW ALTE ^ g
T.iribn:0»/»i2S BERLIN - MÖNCHEN »«
8 Ä ** B1 Telegmmm-AdrMi·:
g Quadratur
Quadratur Berlin em τ« TELEX: 183788 TELEX: 522787
B-1107
The Boeing Company, P.O.Box 3707, Seattle, Washington, Y.8t.A.
Vorrichtung und Verfahren zur Ultraschallprüfung von Bohrungen für Befestigungselemente
Konstruktionen aller Art sind empfindlich für jürmüdungsrisse, die im allgemeinen an den Löchern von Befestigungselementen "beginnen. Die G-ründe derartiger Risse sind vielfach. Um die Risiken und die Kosten des Unterhalts dieser Konstruktionen gering zu halten, muß man die Ermüdungsrisse früh erkennen und für Beseitigung sorgen. Derzeit angewandte Verfahren zur Erkennung von Ermüdungsrissen verlangen, daß entweder der Riss bereits ausreichend groß ist, um visuell oder radiographisch erfaßt werden zu können, oder daß das Befestigungselement entfernt wird, um kleinere Risse oder Fehlstellen unter Verwen-
609817/0444 OWGINAL INSPECTED
dung von Wirbelströmen zu erfassen. Die Kosten der Lochprüfung entnalten dadurch niont nur den Zeitaufwand für die Entfernung und das erneute Einsetzen der Befestigungselemente; weiterhin tritt die Gefahr auf, daß der Vorgang des Bntfernens und Wiedereinsetzens seinerseits die Ursache neuer Fehlstellen wird.
In der bekannten Technik der Ultraschallprüfung von Vorrichtungen taucht uian einen ,v'andler und einen Prüfling in eine Flüssigkeit ein und läßt den Wandler rotieren, während er sich über den Prüfling bewegt und damit eine große Materialfläche erfaßt.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Prüfung von Löchern von Befestigungselementen ohne Entfernen des Befestigungselementes mit einer Einrichtung zur Ultraschallabtastung eines Loches mit einem Befestigungselement, einer Einrichtung zur Speicherung oder Sichtdarstellung des ATatastbildes und einer Einrichtung zur Überwachung des Abtasters, um eine Kontaktierung der Arbeitsfläche xtnä Zentrierung auf das Loch zu gewährleisten.
In einer derzeit hergestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Abtastanordnung eine einstellbare Lagerung mit einem drehbaren Träger auf. Der Träger wird mit einer Welle angetrieben, die auf die Achse eines Loches mit einge-
j aetztem Befestigungselement zentriert werden kann- Ein auf dem ; Träger gelagerter Wandler weist eine einstellbare Lagerung auf, \
die eine Steuerung der Wandlerrichtung und Einstellung hin-
609817/0444
sicntlich des xangentialen und radialen Abstands zur Lochachse sowie eine innige Berührung der Arbeitsfläche des Prüflings gestattet. Zwiscnen einem Stiefel auf dem wandler und der Arbeitsfläche befindet sich eine dünne Plüssigkeitsschicht, die die Ultraschallverkopplung besorgt. Eine Seihe von in gleichem Abstand angeordneten Lochern am Rand des Trägers wirken mit einem elektrooptischen Kodierer zusammen, der auf der Lagerung bzw. dem Rahmen angeordnet ist und elektrische Impulse erzeugt, die mit dem Ort des Wandlers synchronisiert sind. Sine Steuer- und (/iedergabeeinheit erregt den Wandler und nimmt die Echosignale auf. Die Echos von einer Fehlstelle lenken das Radialbild auf einem Speichermonitor aus, das von den elektrischen Impulsen aus dem Kodierer erzeugt wird. Ein von den elektriscnen Impulsen aus dem Kodierer gleichzeitig erregter zweiter Monitor kann auf dem Monitor von den vom landler ausgesandten Echos wahlweise ein radials A- oder B-Abtastbild bewirken. J1Ig. 1 zeigt eine Explosionsansicht der Abtasteinrichtung; Pig. 2 eine Perspektivansicht der Anordnung nach I1Xg. 1; Pig. 3 ein Diagramm der Abtasteinrichtung einschließlich der
Steuerung und tfiedergabeeinrichtung; I1Ig. 4 einen Teilseitenriß, der die Einstellung des Wandlers zur Ultraschallprüfung eines Risses in einem Loch mit
eingesetztem Befestigungselement zeigt; Pig. 5 eine Draufsicht des Wandlers und Befestigungselements
nach Pig. 4;
Pig. 6, 7, 8 und 9 verschiedene Darstellungen des Risses nach Pig. 4, wobei die Pig. 6 ein A-Abtastbild, die Pig. 7
6Q9817/04U
eine zeitgetastete Radialauslenkung, Fig. 8 ein radiales B-Abtastbild und die Fig. 9 ein lineares B-Abtastbild sind.
Fig. 10 zeigt eine Variation der Ultraschallprüfung nac-h Fig. 5 mit einem Paar von ,vandler, die sich einem potentiellen Riss von entgegengesetzten Seiten annähern;
Fig. 11 ist ein Teilseitenriß entsprechend der Fig. 4» "bei dem der Wandler so gerichtet ist, daß er eine Fehlstelle bzw. einen Riß entlang der oberen Fläche eines Bolzenlochs erfassen kann;
Fig. 12 zeigt einen Teilseitenriß entsprechend der Fig. 4, bei dem der Wandler so gerichtet ist, daß er eine Fehlstelle bzw. einen Riß an der Basis eines Senklochs erfassen kann;
Fig. 13 zeigt ein kreisförmiges B-Abtastbild des Bolzenlochs, wenn der Abtaster nicht auf das Bolzenloch zentriert ist;
Fig. 14 zeigt ein lineares B-Abtastbild des Bolzenlochs bei nicht auf das Bolzenloch zentriertem Abtaster.
Der Abtaster 10 weist ein Paar Tragplatten 12 und 14 auf, die miteinander einen Lagerräumen darstellen. Diese Tragplatten sinä mit drei einstellbaren Beinen einstellbar gelagert, von denen zwei mit 16a und 16b bezeichnet sind. Die lagerplatten bilden die Halte- und Arbeitsflächen für einen drehbaren Träger ; 18, der vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet ist. Der Träger
I weist ein axiales jbooh 20 auf, uas so groß ist, daß es eine . ■
] 609817/0444
zentrierende Antriebswelle 22 aufnehmen kann. Die Antriebswelle 20 ist bei 24 mit einer scharfen Spitze versenen, um eine sichtbare Anzeige des Zentrierzustandes der Abtastvorricntung zu ermöglichen. Die Auflage 26 läßt sich am Träger befestigen und ist bei 28 geschlitzt. Der Stift 30 verläuft durch das noch 32 der welle, um den Träger an der Antriebswelle festzulegen. In der beschriebenen Ausführungsform weist der Träger rechteckige Löcher 34 und 36 auf, die die wandler 38a, 38b einstellbar halten. Kreuzfiihrung 40a erstreckt sich über die Bodenfläche des Trägerlochs 34 und weist einen längsschlitz 42a auf. Eine L-förmige kalibrierte Kreuzschiene 44a verläuft über die Oberfläche des Trägerlochs 34 und hat einen Längsschlitz 46a. Die Laufschienen 48a sind an der Kreuzfiihrung 40a unter dem Träger und an der Kreuzfiihrung 44a über dem Träger befestigt und weisen einen Abstand gleich der Breite der Schlitze 42a und 46a sowie eine solche Länge auf, daß sie in die Öffnung 34 des Trägers hineinpassen und an dessen 7/änden gleitend, verschiebbar anliegen. Das untere Gleitstück 50a hat einen Ansatz 52a, der gleitend verschiebbar in den Schlitz 42a paßt und eine Breite hat, die eine seitliche Bewegung im Schlitz zuläßt, «veiterhin hat das obere Gleitstück 54a einen Ansatz 56a, der gleitend verschiebbar in den Schlitz 46a paßt und eine Breite hat, die eine seitliche Bewegung im Schlitz zuläßt. Der Bolzen 57a verläuft durch das obere Gleitstück und ist in das untere Gleitstück eingeschraubt. Der Bolzen 58a ist in die Öffnung 60a ein- und gegen den Schlitten geschraubt, um die Kreuzschienen festzulegen.
609817/0444
— ο —
.»ird dieser Bolzen gelöst, Können die gleitenden Kreuzsohienen mit dem Gleitstück auf die i'rägerachse zu oder von ihr weg . ' bewegt werden. Der »i/andlerträger 62a ist mit dem Bolzen 64a schwenkbar an dem unteren Gleitstück 50a befestigt, um eine Einstellung des v/irucels zu erlauben. In dieser Ausführungsform ist die Wandlereinrichtung 38b mit Tragelementen gelagert, die denen für die tfandlereinrichtung 38a entsprechen, aber mit den Suffix "b" bezeichnet sind. In beiden Wandlereinrichtungen wird die Höhe des Wandlers durch Einstellen der Beine 16a, 16b und 16c bestimmt; zusätzlich erlaubt der Schlitz 66b im Wandl erträger 62b eine weitere Einstellung der v/andlerhö'he durch Bewegen des Bolzens 6ö"b im Schlitz und Festziehen gegen die Seite des Wandlers. Ein Gummischuh 70a paßt auf den Boden der »i/andlereinrichtung 38a, ein Gummischuh 70b auf den Boden der tfandlereinrichtung 38b. Der Schuh weist vorzugsweise eine abgerundete TJnterflache auf, besteht aus Neopren einer Durometer-Härte von 60 und hat eine Jhißdiake von etwa 0,1524 mm (0,0006 in.). Der Träger 18 weist eine Vielzahl von gleichem Abstand entlang seines Randes angeordneten Löchern 72 auf. In dieser Ausführungsform wurden 200 Löcher verwendet. Bin elektrooptischer Kodierer 74 besteht aus zwei photoelektrischen Sensoren 76» die mit den Winkeln 78a» 78b auf den Trägerplatten befestigt sind, Die Lichtstrahlen der Sensoren duröiilaufen jeweils eines der 200 Löcher im Hand des Trägers, werden erfaßt und zu elektrischen Impulsen umgesetzt, Die elektrischen Signale zu und von den Wandlern durchlaufen die Verbindung 80» den !Draht 82 und auf einen auf dem Träger 86 befindlichen
609817/0444
Scxileifring 04. Vun dem Schleifring werden die elektrischen Signale γοη einer Messingdrahtbürste öö abgenommen, deren Halterung 90 am Träger 18 mit einer einzigen Schraube 91 befestigt ist, um eine Einstellung des Bürstendrucks zu ermöglichen. Die von der Bürste übernommenen Signale laufen über einen nicht gezeigten Draht zu einem ,v'andlerwahlschalter 92 und von dort zu den //andlerverbindungs-tappen 94a und 94b. In der beschriebenen Ausfuhrungsform erlaubt der v/andlerwahlschalter die v/ahl eines der beiden Wandler; weiterhin weist er einen gemeinsamen Masseanschluß für beide v/andler auf. Der Masseweg für die Signale verläuft vom Zylinderteil des Verbinders zu den Lagerplatten 12, 14, die in Gleitberührung mit der Trägerscheibe stehen.
Die zentrierende Antriebswelle läßt sich von Hand oder mit dem Motor 96 drehen. Der Querstift 98 steckt im Schlitz IOO des Zylinders 102, der vom Motor angetrieben wird. Der Motor ist auf der Lagerplatte 104 gelagert, die am Bein 16a befestigt ist. Wird der motorische Antrieb eingesetzt, läßt der Abtaster sich kontinuierlich in beiden Richtungen drehen oder unter Programmsteuerung um einen wählbaren tfinkelschritt fortschalten und dann automatisch stoppen. Die Einheit 106 ist ein Verbinder für die Motorsteuerung und den Anschluß zur Sichteinheit.
Die Pig. 3 zeigt ein Diagramm der Abtasteinheit, der Steuerung und der Sichteinheit. Beim Drehen des Trägers auf dem Abtaster durchlaufen die von den Photosensoren erzeugten elektrischen
60981 7/0444
Impulse die Richtungsfühllogik 108, die Schrittschaltsteuerung 110 und den Schrittschaltmotor 112. Der Schrittschaltmotor treibt Potentiometer an, bei denen es sich um das lineare Potentiometer 114 und die Sinus-Cosinus-Potentiometer 115 handelt, um ein Bild auf den Speichersichtgeräten 116, 118 darzustellen, rfird das Linearpotentiometer benutzt, ist die öichtdarsteilung auf dem Bildschirm gradlinig; bei Verwendung der Sinus-Gosinus-Potentiometer ergibt sich eine Radialdarstellung. Das dargestellte Bild stellt also die Lage des die Wandler haltenden Trägers dar.
Der Ultraschail-SendeempfäJiger 120 sendet elektrische Signale an den «vandler und nimmt die von diesem eintreffenden Echosignale auf. Um die von einer Fehlstelle oder einem Riß im Bolzenloch ausgehenden Echos zu überwachen, durchläuft das Signal ein Zeitgatter 122 und von dort in das Speichersichtgerät, um das Bild auf dem Speichersichtgerät auszulenken, wenn eine Fehlstelle erfaßt wird. Die durch den Sendeempfänger aufgenommenen Echosignale erzeugen ebenfalls Signale für die Ablenkspannung 124 und das Ultraschallvideosignal 126. Der Ablenksägezahn wird dazu verwendet, B-Abtastungen zu erzeugen, die synchron mit der Ultraschall-A-Abtastung des Instruments verlaufen.-Das Videosignal dient dazu, die Z-Achse der Speichersichtgeräte zur Bildung der B-Abtastung beim Auftreten von Echosignalspitzen in der Intensität zu modulieren. Man kann einen Χϊ-Plotter 128 einsetzen, um das vom Zeitgatter erzeugte Bild aufzutragen. Vorzugsweise nimmt man das Bild jedoch durch.
603817/0444
Herstellung einer ρήοtograph!sehen Aufnahme des gespeicherten Bildes ab, da dieses Verfahren schneller ist. Weiterhin kann man mit einem «/andler senden und das Echo mit einem zweiten Wandler aufnehmen. Vorzugsweise verwendet man jedoch einen einzigen .yandler für das Senden und das !Empfangen.
Beim Prüfen von Bolzenlöchern findet man die in einem gradlinigen Bohrloch ggff. vorliegenden Fehlstellen gewöhnlich entweder an der oberen oder der unteren Fläche des Materials. Handelt es sich um eine Senkbohrung, kann der Riss auch an der Basis des Senkkegels auftreten. Der /i/andler wird nun so angeordnet und ausgerichtet, daß sich für die Schallausbreitung der gewünschte weg ergibt. In der Fig. 4 ist der Wandler so ausgerichtet, daß er eine Fehlstelle an der unteren Fläche des Materials erfassen kann; in Fig. 11 erfolgt die Prüfung auf Fehlstellen an der oberen Fläche des Materials, und in Fig. auf Fehlstellen an der Basis des Senkkegels einer Senkbohrung. Es wäre möglich, den Wandler in Fig. 12 so auszurichten, daß der Schall von der unteren Fläche reflektiert wird; es hat sich jedoch als sinnvoll herausgestellt, direkt auf die Fehlstelle zuzugehen. Der Einfallswinkel 150 (Fig. 4) kann erheblich variieren. Wählt man die tangentiale Distanz 132 kurz, wie es erwünscht ist, wenn die Bolzenlöcher nahe beieinander liegen, kann dieser winkel zur Prüfung auf Fehlstellen an der oberen oder unteren Fläche im Bereich von etwa 8 bis 26,5 liegen, wobei man vorzugsweise in einem Bereich von. etwa 15° bis 24° bleibt. Die radiale Distanz 134 (vergl. Fig. 5)
609817/0444
- ίο -
variiert mit der Größe der Bohrung. In der Fig. 4 sendet und empfängt der wandler 136 Ultraschallwellen durch .vasser auf der Innenseite des rfandlerhalters und des Schuhs, die "beide in dieser Darstellung nicht gezeigt sind. Der Schuh berührt die Arbeitsfläche 158 im Punkt 140. Der Schall wird im Material 142 auf den Rib 144 hinzu gebrochen und das Echo läuft auf der gleichen Bahn zum wandler zurück. Die Fig. 6 zeigt eine A-Abtastung der Fehlstelle in Fig. 4. Die Spitze 146 zeigt den Ausgangsimpuls am handler, die Spitze 148 das Echo von der Berührungsfläche bei 140 und die Spitze 150 das Echo vom Riß 144. Um ein Bolzenloch zu prüfen, begrenzt ein mit 152 bezeichnetes Zeitgatter die Auslenkspitzen auf das Zeitintervall für die aus dem Gebiet des vermuteten Risses rückkehrenden Echos. Fig. 7 zeigt das Beispiel mit einer Radialdarstellung 154, wobei entlang dem Umfang der Bohrung nur ein Riß erfaßt wurde, den die einwärts gerichtete Auslenkung 156 ausweist. Der Monitor läßt sich alternativ auch für eine Auswärtsauslenkung beim Eintreffen eines Rißechosignals einstellen. In der Fig. 8 ist eine radiale B-Abtastung der in der A-Abtastung der Fig* 6 dargestellten Anslenkungen gezeigt. Der Auslenkaägezahn 124 bringt sämtliche Signale herein, wobei die Mittelspur 146a den Zeitpunkt Hull zur Anzeige des Ausgangs im.po.lses» des Oberfläclieneciioa 148a und des RiSechos 150a angibt. Die Fig. 9 stellt ein lineares B-Abtastbild der A-Abtastung der Fig. 6 dar* Der Hullpunkt bzw. die Auslenkung duro'n. den Ausgangsiapuls ist so eingestellt» daß sie von der Anordaung sieht dargestellt wird$ das Oberflächenecho 148b
609817/Q44 4
und das Rißecho 150b v/erden jedoch so dargestellt, wie es die I1Ig. zeigt. Die Auswirkung des Ultraschallvideosignals auf die Darstellung der Fig. 8 und 9 ist derart, daß bei starken Echos die Spur heller wird. Wenn der Wandlerschuh also mit der Arbeitsfläche bei 140 keine gute Berührung hat, werden die Echospuren bei 148a und 14Bb erheblich heller und zeigen auf diese /eise die unzureichende Berührung an.
Bei einem Bolzen mit glatt eingelassenem Kopf, der von Farbe oder einer anderen Abdeckung überdeckt wird, setzt man eine B-Abtastung wie die Radialabtastung der Fig. 13 oder die Linearabtastung der Fig. 14 ein, um sicher zu gehen, daß der Abtaster auf der Lochachse zentriert ist. In der Fig. 13 liegt der Abtaster exzentrisch, wie es die Zuordnung der Spur 158 des Ausgangsimpulses und der Spur 159 des Oberflächenimpulses relativ zur Lochspur 160 und das Fehlen eines Signals auf einem 'feil der Lochspur anzeigen. Beim Prüfen der Lochposition ist vorzuziehen, den Wandler ohne Radialauslenkung auf das Loch zu richten. In Fig. 14 ist die Linearspur 162 des Lochumfangs gekrümmt, nicht eine waagerechte Linie wie die Oberflächenspur 163 - dieses Abbild zeigt, daß der Abtaster nicht auf die Lochachse zentriert ist.
In der Fig. 11 werden die Schallwellen von Berührungspunkt des «andlers mit der Arbeitsfläche, der unteren Fläche 166 des Materials 168 und dem Riß 170 unter der oberen Fläche des Materials um das Bolzenloch herum reflektiert.
609817/0444
,Vie in der Pig. 12 gezeigt, hat es sich als am günstigsten herausgestellt, den rfandlereinfallswinkel 172 auf etwa 26° zu erhöhen und den Berührungspunkt 174 des //andlers mit der Arbeitsfläche 176 nahe an das Bolzenloch heranzubringen, 'um den Schall unmittelbar auf die Fehlstelle 178 an der Basis des Senkkegels zu richten.
Bs hat sich weiterhin herausgestellt, daß bestimmte Arten von Kissen bessere jichos ergeben, wexm. die Ultraschallwelle sich ihnen von einer anstatt der anderen Seite nähert. Die Fig. zeigt zwei Wandler 180, 1Ö2, die gleichzeitig in einem Träger angeordnet werden können, um Schallwellen zur Überprüfung eines Bolzenlochs Tö4 auszusenden, wobei ein Wandler die Schallwellen so richtet, daß sie von der den Schallwellen des ersten tvandlers entgegengesetzten Seite her auf den Riß 186 treffen.
Beim Betrieb wird ein Wandler 38a unter einem »iinkel angeordnet, um den gewünschten Einfallswinkel zu erreichen, und der vVandlerträger 62a dann in seiner Lage durch Festziehen des ■ Bolzens 64a "blockiert,. Dann löst man die Bolzen 57a, 58a und verschiebt die Gleitstücke und Kreuzführungen, "bis der Wandlerschuh die gewünschte Lage zur Achse der Zentrierwelle 22 erreicht hat. Danach stellt man die Höhe des Rahmens und des Wandlers ein, um zu gewährleisten, daß der Wandlerschuh die Arbeitsfläche berührt und bringt dann ein flüssiges Material wie G-lyzerin und V/asser oder ein Öl auf den Schuh oder die Arbeitsfläche auf, um eine Ultraschallübertragung zvl gewäJar-
6098 1 7/0444
Λ j —
leisten. Danach stellt man den Abtaster so ein, daß die Spitze 24 der «eile 22 mit der Achse des Bolzenlochs zentriert ist und setzt die Steuerung und Sichtanordnung 1üö in Betrieb, um den Abtaster in Betrieb zu setzen und das Ergebnis der Abtastung aufzuzeichnen.
Nach erfolgter Abtastung des Bolzenlochs zentriert man den Abtaster auf die Achse des nächsten Lochs und erregt ihn, um das Loch zu prüfen. Das gespeicherte Bild auf dem Bildschirm läßt sich beim Übergang zum nächsten Loch automatisch löschen, so daß es die Darstellung der zweiten Abtastspur nicht stört.
üxn zweiter vVandler 56b läßt sich in der rechteckig gestalteten Öffnung 36 des Trägers 18 anordnen, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt.
Patentansprüche
60981 7/0444

Claims (12)

14 B 1107 Patentansprüche
1. Vorricntung zur Prüfung von Löchern mit Befestigungselementen ohne Entfernen derselben, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit der sich das Loch jeweils mit Ultraschall abtasten läßt, eine Einrichtung, die die Bilddarstellung der Kißabtastung speichert, und eine Einrichtung, die- den Abtaster überwacht, um eine Berührung mit der Arbeitsfläche und eine Zentrierung auf das Loch zu gewährleisten.
2, Vorrichtung zur Prüfung von Löchern mit Befestigungselement en ohne Entfernen derselben» gekennzeichnet dureh einen Abtaster mit einer verstellbaren Lagerung, einer Einrichtung zur verstellbaren Befestigung eines Wandlers auf der Lagerung, wobei der Wandler Ultraschallenergie aussenden und empfangen kann, mit einer Einrichtung, um den A'andler um ein Loch für ein Befestigungselement herumzudrehen, xmd mit einer Einrichtung, um den Ort und die Sichtung des vVandlers zu erfassen, sowie durch eine Einrichtung, die die vom Wandler aufgenommenen Echosignale speichert xtnd sichtbar wiedergibt«
609817/0444
3· Vorrichtung zur Prüfung von .büchern fdr Befestigungselemente ohne Entfernen derselben nach Anspruch 2, gekennzeichnet weiterhin durch eine Einrichtung zur Überwachung des Abtasters, um eine Berührung mit der Arbeitsfläche um das Loch herum durch den Wandler und dessen Zentrierung auf das Loch zu gewährleisten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeicnnet, daß die Einrichtung zum verstellbaren Befestigen des wandlers eine jiinrichtung zum Einstellen der Höhe und des üinstrahlwinkels des v/andlers und eine Einrichtung aufweist, mit der sich der tangentiale Abstand und der radiale Abstand des ϊί/andlers zur Mittellinie des Lochs einstellen lassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen des Orts und der Richtung des handlers eine drehbare Trägerscheibe, auf der der ,vandler befestigt ist und die am Außenrand in gleichmäßigem Abstand angeordnete Löcher aufweist, und eine Einrichtung zur elektrooptischen Kodierung aufweist, die im Zusammenwirken mit den Löchern .in der Scheibe elektrische Impulse erzeugt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein zweiter Ultraschall-Sende- und Empfangswandler vorgesehen und einstellbar auf der Scheibe in einer Lage befestigt ist, daß er Schallwellen auf Fehlstellen am Loch von einer Seite her richten kann, die der der Schallwelle des ersten V/andlers entgegengesetzt liegt.
609817/0444
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen elektrischer Impulse zwei photoeiektrische Sensoren aufweist, deren Lichtstrahlen beim Durchlaufen der Löcher im Rand des Trägers abwechselnd erfaßt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtanordnung eine Einrichtung zur Ausnutzung der elektrischen Impulse zur Steuerung eines Schrittschaltmotors zwecks Antrieb von Potentiometern und Darstellung eines Radialbildes auf einem Speichersichtgerät, eine Einrichtung zum Aussenden eines Impulses an und Empfangen von Ultraschallechos vom Wandler und"Mittel zum Auswerten des JBchosignals durch ein 2eitgatter aufweist, um das JSadialbild entsprechend den erfaßten Fehlstellen auszulenken.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durcn eine ,zweite Speichersichtanordnung» eine Einrichtung» um auf der zweiten Sichtanordnung mittels der angetriebenen Potentiometer ein Eadialabbild darzustellen, eine Einrichtung, mit der sien dem Eadialbild B-Abtastungen mittels eines Abtastsägezahns beim Eintreffen von Wandlerechos erteilen lassen und mit Mitteln, um die Spitzen im erfaßten Echosignal zur Intensitätsmodulation der B-Abtastbilder auszunutzen.
10. Torrichtang nach Anspruch 5* 6 oder 7» gekennzeichnet weiterhin durch eine zweite Speicheraichtanordnung? eine Einrichtung, um auf der zweiten Siciitanordnsng mittels der
809817/0444
angetriebenen Potentiometer ein Linearbild abzubilden, durch eine iiinrlcntung, um dem Linearbild beim Auftreten von :7andlerechos B-Abtastungen unter Verwendung eines Ablenksägezahns zu erteilen und durch Mittel, um die Spitzen im die erfaßten Echos darstellenden Signal zur Intensitätsmodulation der B-Abtastung zu benutzen.
11. Verfahren zur Ultraschallprüfung eines Lochs mit Befestigungselement bei eingesetztem Befestigungselement unter Einsatz eines Abtasters und einer Steuer- und Sichteinheit, dadurch gekennzeichnet, daß man einen einstellbar auf einem drehbaren Trägerteil des Abtasters montierten Wandler gegenüber der Drehachse des Trägers einstellt und ausrichtet, den Abtaster so verschiebt, daß die Drehachse des Trägers über der Achse eines zu prüfenden Lochs zu liegen kommt, einen elektrooptischen Kodierer zum Erfassen des Ortes des Trägers und zum Abgeben elektrischer Impulse an ein Speichersichtgerät verwendet, einen Ultraschallimpuls auf den Wandler gibt und ein Echosignal vom Wandler empfängt und dann ein Zeitgatter einsetzt, um das Echosignal von einer Fehlstelle des Lochs auf das Speichersichtgerät zu schalten, wo es das dort dargestellte Signal beim Vorliegen eines Fehlstellenechos auslenkt.
12. Verfahren zur Ultraschallprüfung von Löchern nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zweiten v/andler einsetzt und so einstellt und ausrichtet, daß er ein
609817/0444
Ultrascnallsignal aussendet, das derjenigen Seite, von der ' das Signal des ersten Händlers auf das Loch zuläuft, entgegengesetzt liegt.
15· Vorricntung zur Prüfung von Lochern für Befestigungselemente ohne Entfernen derselben, wie sie im wesentlichen hier unxer Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.
H. "Verfahren zur Ultraschallprüfung eines Loches für ein Befestigungsmittel ohne Entfernen/lesselben, wie es hier unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.
609817/0444
Leerseite
DE19752547364 1974-10-21 1975-10-20 Vorrichtung und verfahren zur ultraschallpruefung von bohrungen fuer befestigungselemente Withdrawn DE2547364A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/516,538 US3977236A (en) 1974-10-21 1974-10-21 Apparatus and method for ultrasonic fastener hole inspection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2547364A1 true DE2547364A1 (de) 1976-04-22

Family

ID=24056029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752547364 Withdrawn DE2547364A1 (de) 1974-10-21 1975-10-20 Vorrichtung und verfahren zur ultraschallpruefung von bohrungen fuer befestigungselemente

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3977236A (de)
JP (1) JPS5517943B2 (de)
DE (1) DE2547364A1 (de)
ES (1) ES441947A1 (de)
FR (1) FR2288980A1 (de)
GB (1) GB1511350A (de)
IT (1) IT1048072B (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2801732C3 (de) * 1978-01-16 1980-09-18 Krautkraemer, Gmbh, 5000 Koeln Fernbedienter Ultraschall-Prüfkopf für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mit Ultraschall
US4292848A (en) * 1980-04-11 1981-10-06 Systems Research Laboratories, Inc. Walking-gate ultrasonic flaw detector
US4394345A (en) * 1980-12-29 1983-07-19 General Electric Company Ultrasonic method and apparatus
US4524622A (en) * 1982-07-20 1985-06-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method and apparatus of ultrasonic flaw detection
JPS59136577A (ja) * 1983-01-25 1984-08-06 Toshiba Eng Co Ltd フランシス水車の排水構造
JPS6085262A (ja) * 1983-10-17 1985-05-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水車の放水路残水の排水方法
DE3504522A1 (de) * 1985-02-09 1986-08-14 Brown Boveri Reaktor GmbH, 6800 Mannheim Verfahren und vorrichtung zum ultraschallpruefen der in ein kopfstueck eines kernreaktorbrennelementes eingedrehten schlitzschrauben auf anrisse
EP0251648A3 (de) * 1986-06-24 1989-05-24 British Aerospace Public Limited Company Anordnung zur Bestimmung des geometrischen Mittelpunktes einer symmetrischen Bohrung
US4785668A (en) * 1987-04-14 1988-11-22 Pagano Dominick A Drill collar tester
US4947351A (en) * 1988-05-06 1990-08-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Ultrasonic scan system for nondestructive inspection
DE4005545A1 (de) * 1990-02-22 1991-08-29 Bbc Reaktor Gmbh Einrichtung zum ultraschallpruefen einer in einem bauteil eingesetzten kopfschraube
US5807048A (en) * 1992-09-03 1998-09-15 European Atomic Energy Community (Euratom) Sealing fastener with ultrasonic identifier and removal attempt indicator, and ultrasonic reading device for same
US6301512B1 (en) * 1993-12-30 2001-10-09 The Boeing Company Ultrasonic data analysis and display system
US7526964B2 (en) * 2002-01-25 2009-05-05 Jentek Sensors, Inc. Applied and residual stress measurements using magnetic field sensors
CA2396117A1 (en) * 2002-07-30 2004-01-30 Michael Moles Phased array ultrasonic ndt system for fastener inspections
US6843130B2 (en) * 2002-12-03 2005-01-18 The Boeing Company System and method for the inspection of adhesive
US20050007106A1 (en) * 2003-05-23 2005-01-13 Jentek Sensors, Inc. Hybrid wound/etched winding constructs for scanning and monitoring
US7409756B2 (en) * 2005-02-15 2008-08-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv Method of locating and removing a fastener from a workpiece
US7528598B2 (en) * 2005-06-22 2009-05-05 Jentek Sensors, Inc. Fastener and fitting based sensing methods
GB0900767D0 (en) 2009-01-19 2009-03-04 Airbus Uk Ltd Ultrasonic testing apparatus
TW201316009A (zh) * 2011-10-07 2013-04-16 Askey Technology Jiangsu Ltd 緊固件檢測裝置
US9689845B2 (en) 2012-05-18 2017-06-27 Areva Inc. Angle beam ultrasonic probe for internal hex socket bolts
US9429546B2 (en) * 2013-03-22 2016-08-30 Siemens Energy, Inc. Phased array ultrasonic bolt inspection apparatus and method
US10126269B2 (en) 2014-09-05 2018-11-13 General Electric Company System and method for inspecting fasteners
US9945817B2 (en) * 2015-08-04 2018-04-17 Northrop Grumman Systems Corporation Specially designed phased array transducer for the inspection of fastener holes and adjacent structure without the removal of the fastener
US11047831B2 (en) 2019-07-15 2021-06-29 Kellogg Brown & Root Llc Nondestructive inspection apparatus and methods of use

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2666862A (en) * 1951-04-11 1954-01-19 Branson Instr Rail flaw detection device
DE1074289B (de) * 1954-02-04 1960-01-28 Realisations Ultrasomques Societe a Responsabilite Limitee Samt-Maur Seme (Frankreich) Einrichtung zur zersto rungsfreien Prüfung von Werkstucken durch Ultraschallimpulse
US3533278A (en) * 1967-11-24 1970-10-13 Automation Ind Inc Ultrasonic nondestructive material tester including combination viewing and recording mechanism
US3721118A (en) * 1971-02-22 1973-03-20 Automation Ind Inc Curvature control
BE791704A (fr) * 1971-11-23 1973-05-22 Westinghouse Electric Corp Dispositif d'inspection en service d'une cuve de
US3863496A (en) * 1972-09-30 1975-02-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Curved surface scanning apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5191789A (de) 1976-08-11
ES441947A1 (es) 1977-03-16
GB1511350A (en) 1978-05-17
FR2288980A1 (fr) 1976-05-21
JPS5517943B2 (de) 1980-05-15
US3977236A (en) 1976-08-31
IT1048072B (it) 1980-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2547364A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ultraschallpruefung von bohrungen fuer befestigungselemente
DE2601559A1 (de) Ultraschallabtastvorrichtung
DE2312204A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ultraschallpruefung
EP1518112A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur grössenbestimmung eines risses in einem werkstück mittels der ultraschall-impuls-methode-----------
EP1344051A1 (de) Ultraschallpruefkopf, insbesondere für die pruefung per hand
DE4334632C2 (de) Vorrichtung zur zerstörungsfreien Erfassung von Defekten in einer Achse
DE2636246A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ultraschallpruefen der stutzenfelder eines reaktordruckbehaelters
DE69214539T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung des Oberflächenzustands eines Bohrlochs
DE2460713B2 (de) Verfahren zur ultraschallpruefung der schweissnaht und der randzonen von grossrohren
DE4220444A1 (de) Verfahren zur Längs-, Quer- und Schrägfehlerprüfung mittels Ultraschall von Werkstücken nach dem Impuls-Echo-Verfahren
DE2909649A1 (de) Wirbelstrom-pruefeinrichtung
EP1109017A1 (de) Verfahren zur Ultraschallprüfung einer Schweissnaht eines geschweissten Turbinenläufers
EP1576363B1 (de) Ultraschallprüfgerät und verfahren zur auswertung von ultraschallsignalen
DE3414362A1 (de) Verfahren zur ultraschall-pruefung von bolzen mit einem wanddickensprung
DE2442040A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erfassung von winkelstellungen und zur messung von winkeln oder winkelverschiebungen
DE3619916C2 (de)
DE1773587A1 (de) Werkstoffpruefgeraet
DE4016105B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenstrukturen
DE102007019764A1 (de) Ultraschall-Messsystem
DE60100410T2 (de) Methode zur Messung der Festigkeit einer geschweissten Anordnung sowie hierauf beruhende Geräte zur Messung der Geschwindigkeit von Ultraschall-Oberflächenwellen
DE889840C (de) Verfahren und Einrichtung zur zerstoerungsfreien Pruefung von Werkstuecken mit Ultraschall-Impulsen
DE3620404C2 (de)
DE2557658A1 (de) Verfahren zur pruefung von bauteilen auf anrisse oder fehlstellen
DE4106334C1 (en) Ultrasonic testing of samples of fibre-reinforced plastics material - imaging echo pulses so that amplitude of echoes of penetrating pulses lying below set value can indicate possible fault
DE2244274C3 (de) Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee