DE2733308B2 - Verfahren zur Anregung von elektroakustischen Wandlern - Google Patents
Verfahren zur Anregung von elektroakustischen WandlernInfo
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- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/0207—Driving circuits
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anregung von elektroakustischen Wandlern wie z. B. Ultraschallprüfköpfen,
Luftschallgebern usw. tinter Berücksichtigung des Auflösungsvermögens.
Heute werden z. B. bei der Ultraschallprüfung Sender
verwendet, die über einen Spannungsimpuls mit möglichst großer Anstiegsteiiheit und möglichst hohen
Amplituden im Bereich von 100-1000 V elektroakustische
Wandler (Prüfköpfe) anrege" Dabei klingt der Spannungsimpuls (Sendeimpuls) mit einer schaltungstechnisch
abhängigen Zeitkonst&nte rrsist exponentiell
ab.
Die Prüfköpfe setzen sich im wesentlichen aus Schwinger, mechanischer Ankopplung des Sendeimpulses,
mechanischer Aufhängung des Schwingers im Prüfkopf, Anpassungsschaltungen und Übertragungsstrecke (Kabel) zusammen und werden in manchen
Fällen über weitere Übertragungselemente mit dem Sender verbunden.
Durch diese Maßnahmen wird das am akustischen Wandler erzeugte Signal von zahlreichen, schwer zu
definierenden Parametern abhängig. Demgemäß kann bei den oben beschriebenen, festvorgegebenen Sendeimpulsen
kein optimales Ergebnis erzielt werden. Heute verwendete Anpaßglieder wie Spulen und
Kondensatoren können diese Probleme allenfalls für ganz spezielle Anwendungen und fest vorgegebene
Geräte verbessern.
Die Folge dieser Vorgehensweise ist, daß die dabei gewonnenen Signalamplituden kleiner und das Auflösungsvermögen
schlechter sind, als es mit der Technologie der Prüfköpfe eigentlich möglich wäre.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Anregung von elektroakustischen Wandlern wie z. B.
Prüfköpfen bei der zerstörungsfreien Ultraschallprüfung zu schaffen, mit dem die nachteiligen Auswirkungen
der bisher üblichen Anregung von Wandlern weitgehendst ausgeschaltet werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, wie es in den Ansprüchen
dargelegt ist
Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Zeichnungen in Amplituden/Zeit-Darstellung beigefügt Es zeigt
Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Zeichnungen in Amplituden/Zeit-Darstellung beigefügt Es zeigt
F i g. 1 einen typischen Sendeimpuls, wie er bei bekannten Verfahren entsteht
Fig.2 einen möglichen Sendeimpuls nach dem
Fig.2 einen möglichen Sendeimpuls nach dem
i(> erfindungsgemäßen Verfahren.
In der beigefügten Zeichnung ist in Fig. 1 ein typischer Sendeimpuls, wie er heute verwendet wird,
und in Fig.2 eine mögliche Ausführungsform eines
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten
ι' Sandeimpuls im der Amplituden/Zeit-Darstellung aufgezeigt
F i g. 1 zeigt einen heute z. B. bei der Ultraschallprüfung
verwendeten Sendeimpuls 1 mit Anstiegsflanke 2, der mit möglichst großer Steilheit (dU/dt) seine
M maximale Amplitude erreichen soll. Nach Erreichen der
Maximalamplitude klingt die Sendeimpulsspannung üblicherweise exponentiell ab. Das Anregen des
elektroakustischen Wandlers erfolgt primär durch die Anstiegsflanke 2 des Impulses. Der elektroakustische
2*> Wandler kann jedoch nur mit der ihm eigenen Frequenz
dem Anstoß durch das elektrische Signal folgen. Dabei stehen die Anstiegsflanke 2 und die dem Schwinger
eigene Frequenz in keinem direkten Zusammenhang. Die dem Schwinger eigene Frequenz wird zusätzlich
i« noch von den bereits beschriebenen und schwer zu
definierenden Parametern beeinflußt Die Hüllkurve des durch den Wandler erzeugten akustischen Signals nach
dem Einschwingvorgang hängt außer von den mechanisch bedingten Dämpfungen wesentlich vom weiteren
i"> Verlauf des Sendeimpulses 1 ab. Durch die exponentiell
verlaufende Abfallflanke 3 des Sendeimpulses 1 ist meist nicht gewährleistet daß der Wandler ohne Behinderung
durch den elektrischen Sendeimpuls I mechanisch schwingen kann. Bei hohen Anforderungen an die
4" Auflösung kann diese Behinderung zwar gewünscht
sein, sie ist mit dem Sendeimpuls I jedoch nicht definiert steuerbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie F i g. 2 zeigt, ein Sendeimpuls 4 erzeugt, bei dem sowohl
·*> die Anstiegsflanke 6, die Abfallflanke 7 als auch die
Impulsbreite 5 jedes für sich definiert regel- und einstellbar sind. Dadurch wird erreicht, daß auf
Anpaßelemente verzichtet werden kann und die Erzeugung des akustischen Signals unter Berücksichtigt
gung aller bereits aufgeführten störenden Parameter optimiert wird. Das bedeutet, daß bei vergleichbaren
Sendeimpulsamplituden durch das erfindungsgemäße Verfahren höhere Signalamplituden der akustischen
Signale erreicht werden. Für den betrieblichen Einsatz
y> des Verfahrens ergeben sich somit höhere Stör/Nutzabstände
gegenüber z. B. elektrischen Störungen und eine größere Prüfsicherheit bei empfindlichen Prüfverfahren.
Durch Einsatz einer parallel zum Senderausgang installierten, definiert einstellbaren, an sich bekannten
M) elektrischen Dämpfung wird eine optimale Anpassung
zwischen Sender und Prüfkopf erreicht, was zwangsläufig eine Verbesserung der Auflösung ergibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
- Patentansprüche:I- Verfahren zur Anregung von elektroakustiscken Wandlern, wie beispielsweise Ultraschallköpfe, Luftschallgeber usw. unter Berücksichtigung des Auslösungsvermögens, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeimpuls (4) in seiner Impulsbreite (S) eingestellt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Anstiegsflanke (6) des Sendeimpulses (4) eingestellt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Abfallflanke (7) eingestellt wird.
- 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß zur Anpassung zwischen Sender und Prüfkopf bzw. Schwinger eine an sich bekannte einstellbare elektrische Dämpfung eingesetzt wird.
Priority Applications (5)
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