DE2945202C2

DE2945202C2 - Tragbares Ultraschall-Prüfgerät für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Info

Publication number: DE2945202C2
Application number: DE2945202A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 5160 Düren Renzel
Original assignee: Krautkraemer GmbH and Co
Current assignee: Krautkraemer GmbH and Co
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE2945202A1; US4333346A; IT8050100A0

Description

— daß die Bildschirmröhre (20) eine elektrostatisch arbeitende Oszillografenröhre ist,

— daß der Mikroprozessor (1) über Daten- und Steuerleitungen (Aq-Ai und Dq-Bt) sowohl mit dem Bedienungsfeld (13) und zusätzlichen Speichereinheiten (14), als auch u. a. mit einem die Sendeausiöseimpulse erzeugenden Trigger (8), einem Sägezahngenerator (9) zur Erzeugung der Zeitablenkspannung, einer zentralen Umschaltsteuereinheit (10), einer Schaltungsvorrichtung (11) zur Erzeugung zusätzlicher Informationen auf dem Bildschirm (24) der Oszillografenröhre (20) und mit einer Blendenschaltungsvorrichtung (12) zur Erzeugung von Fehlererwartungsbereichen verbunden ist,

— daß die Schaltungsvorrichtung (11) zur Erzeugung der zusätzlichen Informationen auf dem Bildschirm (24) der Oszillografenröhre (20) aus zwei Bauteilgruppen besteht, von denen die erste einem mit den Datenleitungen (Aq-At) in Verbindung stehenden Zwischenspeicher (30), einen diesem nachgeschalteten D/A-Wandler (31) sowie einen Verstärker (32) aufweist und die zweite einen ebenfalls mit dem Datenbus (Ao-At) in Verbindung stehenden Zwischenspeicher (33), einen dem Zwischenspeicher nachgeschalteten Schieberegister (34) und einen dem Schieberegister folgenden elektronischen Schalter (35) enthält und daß zur Freigabe und Ladung der Zwischenspeicher (30, 33) ein Befehlsdekoder (36) vorgesehen ist, der mit den Steuerleitungen (B₃ - Bt) in Verbindung steht.

2. Tragbares Ultraschall-Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (1) zusätzlich mit einem A-Bildwandler (28) zur Digitalisierung der gemessenen Ultraschallsignale und einer Laufzeitmeßeinrichtung (27) über die Daten- und Steuerleitungen (Aq-At und Bo-B-) so verbunden ist.

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein tragbares Ultraschall-Prüfgerät zu zerstörungsfreien Stoffprüfung mit einerr. Mikroprozessor, einem Bedienungsfeld, dessen Tasten für die Eingabe df r einzelnen Einstellparameter vorgesehen sind und einer Bildschirmröhre zur Darstellung gemessener Ultraschallechos sowie zusätzlicher Informationen.

Ein derartiges Gerät wird beispielsweise von der Fa. Kontron GmbH, Eching unter der Bezeichnung ABDOSCAN 5 für die medizinische Diagnostik angeboten. Sowie dem entsprechenden Prospekt zu entnehmen ist, wird als Bildröhre eine Oszillografenröhre mit magnetischer Ablenkung (Fernsehröhre) verwendet.

Auf dem Bildschirm kann sowohl das gleichgerichtete A-BiId als auch das ermittelte B-Bild dargestellt werden. Die Tastatur dient zur Eingabe der auf dem Bildschirm der Oszillografenröhre darstellbaren Angaben über den jeweiligen Patienten. Außerdem enthält das Gerät einen Mikroprozessor, dessen Funktionen in dem erwähnten Prospekt nicht beschrieben werden.

Nachteilig bei der Verwendung derartiger Geräte ist vor allem der begrenzte Frequenzübertragungsbereich (etwa 5 MHz) der Bildröhren. Besonders in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung ist zur Hochfrequenzdarstellung des Α-Bildes ein wesentlich größerer Frequenzübertragungsbereich erforderlich. Aus diesem Grund werden bei herkömmlichen Ultraschallprüfgeräten Oszillografenröhren mit elektrostatischer Ablenkung verwendet.

Bei derart bekannten tragbaren Ultraschallprüfgeräten muß in der Regel vor der eigentlichen Messung zunächst eine relativ zeitaufwendige Justierung des Bildschirms per Hand durch den Prüfer vorgenommen werden. Dieser Justiervorgang erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Probekörpern und muß von Zeit zu Zeit, etwa nacli dem Anschalten des Gerätes, wiederholt werden. Außerdem ist nach jedem Wechsel eines Prüfkopfes oder der zu prüfenden Materialart ein entsprechend neuer Justiervorgang des Bildschirmbereichs erforderlich.

Zwar sind aus dem Anlagebau sogenannte Ultraschall-Systemgeräte bekannt, bei denen die entsprechenden Justier- und Abgleichvorgänge weitgehend automatisch und rechnergesteuert erfolgen, doch sind derartige Geräte aufgrund ihrer Größe als tragbare Ultraschall-Geräte nicht verwendbar.

Aus dem Aufsatz von P. D. Hanstead »A New Technique for Ultrasonic Imaging«, British Journal of NDT, July 1979, Seiten 212-213 ist es ferner bekannt, die mit einem Ultraschallgerät gemessenen Echosignale mit Hilfe eines Mikroprozessors weiterzuverarbeiten bzw. auszuwerten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschallgerät der eingangs erwähnten Art anzugeben, das einerseits als tragbares Ultraschall-Universalgerät verwendet werden kann und daher handlich ist und eine einfache Bedienung erlaubt, und das andererseits den Ultraschallprüfer von einem Großteil der bei bekannten Geräter vorzunehmenden Justier- und Abgleichvorgängen entlastet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung beruht also auf dem Gedanken, daß durch Verwendung einer elektrostatisch arbeitenden Oszillografenröhre auch eine Hochfrequenzdarstellung der gemessenen Ultraschallimpulse möglich ist. Zur Darstellung der zusätzlichen Informationen ist eine spezielle Schaltungsvorrichtung vorgesehen, die über den Mikroprozessor ansteuerbar ist. Bei den zusätzlichen Informationen handelt es sich, anders als bei dem bekannten Gerät, nicht um Einstellparameter, die die Daten der Patienten bzw. Kunden betreffen, sondern um Parameter, die die aufgabenmäßige Funktion des Gerätes betreffen, wie Verstärkungseinstellung, Prüfkopffrequenzvorgabe etc. Der Mikroprozessor steht daher mit allen wichtigen Geräteeinheiten, wie Sender, Empfänger, Sägezahngenerator etc. in Verbindung. Außerdem kann der Prozessor die in Längeneinheiten vorgegebenen Werte (mit Hilfe der vorgegebenen Schallgeschwindigkeit) in Zeitwerte bzw.

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Taktzahlimpulse umrechnen, die dann eine entsprechende automatische Einstellung der Geräteeinheiten bewirken.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigt

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Prüfgerätes,

Fig.2 die Frontansicht eines Ultraschallgerätes gemäß F ig. 1,

Fig.3a bis Fig.3d einige Bildschirmdarstellungen des Gerätes nach F i g. 2, zur Anzeige der vorgegebenen Prüfkopf-, Material- und Bildschirmdaten,

F i g. 4 eine A-Bilddarstellung auf dem Bildschirm des Gerätes nach F i g. 2 mit Kopfzeile und Monitorbalkendarstellung,

F i g. 5 ein F i g. 1 erweiterndes Blockschaltbild,

Fig.6 eine Tafeldarstellung auf dem Bildschirm zwecks A-Bildspeicherung- und Wiedergabe, und

Fig.7 ein Blockschaltbild einer V-jrrichtung zur Umwandlung der digital vorliegenden und auf dem Bildschirm darzustellenden Informationen in entsprechende Hellsteuer- und y-Signale zur Steuerung der Kathodenstrahlröhre.

In F i g. 1 ist der Mikroprozessor, der die Steuerung der einzelnen Gerätebaueinheit bewirkt, mit 1 bezeichnet (im vorliegenden Fall wurde beispielsweise ein Z-80 Mikroprozessor verwendet). Er enthält u.a. den eigentlichen Prozessor (CPU) 2 und die Speicher 3, 4 und 5 sowie den internen BUS 6. Der Mikroprozessor 1 ist über einen PIO-Baustein 7 mit dem Geräte-BUS-System verbunden. Dieses BUS-System besteht aus einem 8 Leitungen aufweisenden Datenbus (A₀-A₇) und einem 8 Leitungen aufweisenden Steuerbus (B₀-B₇). An diese wiederum sind die einzelnen Baugruppen 8 bis 12 sowie das Bedienungsfeld 13 und der Kassettenspeicher 14 angeschlossen.

Bei dem Sender 15, dem Prüfkopf 16 und dem Empfänger 17 handelt es sich um handelsübliche Baugruppen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele für den Trigger 8, den Sägezahngenerator 9 und den Monitor 12 werden in parallelen Patentanmeldungen offenbart und werden außerdem - sofern diese Baugruppen für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind - weiter unten kurz erläutert. Auch die Beschreibung der in dieser Anmeldung erstmals offenbarten Baugruppe 11, die mit »Bildschirmschrift« bezeichnet wurde, erfolgt weiter unten.

Der Sendet 15 wird mit Hilfe eines Sendeauslöseimpulses (SAP) - der von dem Mikroprozessor 1 erzeugt und von dem Trigger 8 decodiert wird - getastet. Der elektrische Sendeimpuls gelangt an den Prüfkopf 16 und bewirkt die Abstrahlung eines US-Impulses in das Prüfstück 18. Dort wird der US-Impuls an Ungänzen reflektiert und gelangt wiederum als Echo zum Pi üfkopf 16 Der entsprechende elektrische Impuls wird in dem Empfänger 17 verstärkt und gelangt über den Schalter S und den V-Verstärker 13 an die V-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 20. Die ^-Ablenkplatten (Zeitablenkung) dieser Röhre sind über einen X-Verstärker 21 mit dem Sägezahngenerator 9 verbunden, während die Hellsteuersignale von der HW-Steuerungs-Baugruppe 10 über einen Z-Verstärker 22 an den Wehneltzylinder gelangen.

Der mit 23 bezeichnete Taktgenerator liefert die zur Taktung der einzelnen Baugruppen 8, 11 und 12 sowie des Mikroprozessors 1 erforderlichen Taktimpulse.

F i g. 2 zeigt die Frontansicht eines US-Prüfgerätes, in

45 dem die Schaltung gem. Fig. 1 realisiert ist Im wesentlichen sind außer dem Bildschirm 24 vier Tastaturfelder Ti bis Γ4 vorgesehen, wobei ein Drehknopf 25 und eine Vervielfachertaste 26 funktionsmäßig zum Tastenfeld T3 gehören.

Das Tastenfeld Π besteht aus drei Tasten, die für die Grunddarstellungsarten des US-Prüfgerätes verantwortlich sind. Dabei steht T für die Benutzung des Geräts als Terminal (Tafeidarstellung), A für die konventionelle A-Bild-Darstellung und A für die A-Bild-Darstellung mit: zusätzlicher Cursor- bzw. Kopfzeile.

Das Tastenfeld T2 enthält die Tasten zum Aufruf der Grundfunktionen wie Bildschirm (BS)-, Prüfkopf (PK)-, Material (MA)- und Monitor (MO)-Daten.

Das Tastenfeld T4 stellt zusätzliche Funktionen (S'onderfunktionen) zur Verfugung wie etwa die Aufnahme und Speicherung von A-BHdern (AS) sowie die Messung von Laufzeiten (LZ).

Wird nun die Taste ¹T gedrückt, so schaltet das Gerät zunächst die Ultraschalldarstellung ab, d. h. Schalter S (Fig. 1) wechselt in Stellung B. Es erscheinen auf dem Bildschirm 24 dann alle Zeilen der aktuellen — d. h. bereits vorher eingestellten — Funktionstafel.

Die F i g. 3a bis 3d geben Ansichten des Bildschirms 4 mit den verschiedenen Tafeldarstellungen wieder. In der obersten Zeile steht dabei jeweils die Art der Tafeldarstellung (Material, Prüfkopf, Bildschirm, Monitor). Jede Zeile setzt sich aus einer Cursorstelle [verschiebbar von Zeile zu Zeile mit den Tasten £. ^ (F' g· ²)1 erläuternden Text (unveränderbar), einem Datenbereich (spezifisch veränderbar über das Tastenfeld 73) und einer Benennung zusammen, die die Art und die Begrenzung der Daten angibt.

Bei Betätigung einer der Tasten der Tastenfelder Ti. oder 7'4 werden der Text und die Benennung zunächst als unveränderliche Bestandteile aus dem ROM-Speicher 3 (Fi g. 1) in den dafür vorgesehenen Bereich des Auslese-RAM-Speichers 5 übertragen. Anschließend werden die veränderbaren Teile der Tafel, die Cursorstelle und die Daten aus dem entsprechenden RAM-Speicherbereich 4 in die entsprechenden Stellen des Auslese-RAM-Speichers 5 eingefügt. Die derart komplett zusammengesetzte Tafel wird solange in ständiger Folge über die Bildschirmschrift-Baugruppe 11 ausgelesen bis die nächste Taste gedrückt wird.

Sind die entsprechenden Daten für das zu prüfende Material (Schallgeschwindidkgiet, etc.), den verwendeten Prüfkopf (Länge der Vorlaufstrecke, Schallgeschwindigkeit der Vorlaufstrecke etc.), den Darstellungsbereich des Bildschirms (Bildschirmanfang, Bildschirmbreite etc.) und gegebenenfalls der Monitorblende eingegeben, so berechnet der Mikroprozessor 1 aus diesen Werten nach Druck auf die Taste A (oder A) die Einstellwerte für den Trigger 8, den Sägezahngenerator 9 und gegebenenfalls für den Monitor 12.

Anschließend erscheint auf dem Bildschirm 24 das dem Prüfstück entsprechende A-BiId. In dem dargestellten Bild sind die vorher eingegebenen Prüfkopf-, Material- und Bildschirmdaten automatisch berücksichtigt, so daß eine Nachjustierung nicht erforderlich ist. Der Schalter S in F i g. 1 ist, wie dargestellt, mit dem Kontakt A verbunden. Der Sender 15 wird wie bei bekannten US-Geräten durch einen Sendeauslöseimpuls (SAP) in bestimmten konstanten Zeitabschnitten ausgelöst.

Allerdings wird der SAP nicht separat hardware-mäßig erzeugt, sondern vom Mikroprozessor 1 geliefert.

' Der SAP startet sowohl die Triggerstufe 8 (in der der digitale Signalwert außerdem decodiert wird), den Sender 15 und falls erwünscht, die Monitorstufe 12.

Nach Ablauf der vom Mikroprozessor 1 berechneten Haltezeit, erzeugt der Trigger 8 einen Impuls und leitet damit die Erzeugung eines Sägezahnimpulses - mit einer ebenfalls vom Mikroprozessor bestimmten Hinlaufzeit - durch den Sägezahngenerator 9 ein. Der Sägezahnimpuls wird einerseits den ^-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 20 zugeführt. Andererseits to wird dieses Signal zur Erzeugung des Hellsteuerungssignals HST herangezogen, indem ein Sägezahnimpuls einer entsprechend eingestellten und in F i g. 1 nicht dargestellten Schmitt-Triggerstufe zugeführt wird. Diese Stufe erzeugt einen der jeweiligen Hinlaufzeit des Sägezahnimpulses entsprechenden Rechteckimpuls, der über die zentrale Hardwaresteuerung 10 der Z-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre 20 zugeführt wird.

Wird statt der Taste A die Taste A gedrückt, so erscheint auf dem Bildschirm zusätzlich zum gemessenen A-BiId noch eine Kopfzeile und zwar diejenige Zeile, vor der der Cursor in der aktuellen Tafel steht. Diese Kopfzeile wird - unabhängig von ihrer Position in der Tafeldarstellung — in den oberen Bereich des Bildschirms 24 gesetzt.

Fig.4 zeigt eine entsprechende Bildschirmdarstellung. Bei dieser Darstellung schaltet der Schalter S (F 1 g. 1) ständig zwischen den Konten A und B hin und her. Während der Verweildauer des Schalters 5 in Stellung A (Verweilzeit »18 msec) erscheint das A-BiId (entweder einmal oder mehrere Male hintereinander). In der Schalterstellung B (Verweilzeit ca. 2 msec) erscheint einmal die Cursorzeile. Für einen Betrachter erscheinen aufgrund der relativ kurzen Verweilzeiten und der ständigen Wiederholung beide Darstellungen praktisch gleichzeitig.

Soll zusätzlich ZUM A-BiId mit Kopfzeile auch noch ein Monitorbalken (entsprechend den vorher eingegebenen Werten für den Monitoranfang, die Monitorbreite und -höhe) dargestellt werden, so betätigt man folgende Tasten: In 7"2 Taste MO, auf dem Bildschirm 24 erscheint die Tafel »Monitor« (vgl. F i g. 3d). Mit den Tasten $ und ί wird der Cursor auf die Zeile »Darstellung« gestellt und mit der Taste »Yes« in 7"3 wird dann der Monitor eingeschaltet. Der Monitorbal·· ken erscheint dann nach Betätigung der Taste A oder A. Im letzteren Fall wird etwa 18 ms lang abwechselnd ein US-A-B US-A-BiId, anschließend der Monitorbalken usw. dargestellt. Dann erscheint etwa 2 ms die Cursorzeile usw. Fig.4 zeigt eine entsprechende Bildschirmdarstellung.

Während der ÜS-A-Bild-Darstellung bleibt der Monitor elektronisch in Funktion und dient zur Bewertung der US-Signale.

Bei dem Betrieb mit zwei Monitoren wird abwechselnd zwischen dem ersten Monitor und zwischen dem zweiten Monitor während 18 ms hin- und hergeschaltet. Durch die Verwendung des Mikroprozessors 1 ist es möglich, den hardware-mäßigen Teil des US-Prüfgerätes geringer zu halten als dieses bei vergleichbaren bekannten US-Handgeräten bisher möglich war. Die einzelnen Logikoperationen beispielsweise zur Einblendung von Zahlen und Buchstaben etc, erfolgen nicht mehr durch eine aufwendige Hardware (vgl. zum Stand der Technik etwa die DE-OS 23 25 724) sondern durch eine entsprechende Programmierung der ROM- und RAM-Speicher. Aufgrund des geringen erforderlichen Hardwareaufwandes hat es sich als möglich erwiesen, das US-Gerät gem. F i g. 1 um einige Gerätebaueinheiten zu erweitern.

F i g. 5 zeigt einen Ausschnitt einer gegenüber F i g. 1 erweiterten Schaltung. Zusätzlich sind ein Laufzeitmesser 27, ein A-Bildwandler 28 und eine IEC-BUS Intervaceeinheit 29 für den Anschluß des US-Gerätes an eine zusätzliche nicht dargestellte externe Auswerteeinheit vorgesehen.

Das gemessene US-Signal wird außer dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre (Fig. 1) auch dem A-BiIdwandler 28 (Fig.5) zugeführt und von diesem digitalisiert. Der jeweilige digitale Wert kann wahlweise in dem RAM-Speicher und zusätzlich auch in dem Kassettenspeicher 14 (Fig. 1) abgelegt werden. Um diesen Vorgang einzuleiten, wird die Taste AS in TA (Fig.2) gedrückt. Es erscheint dann die in Fig.6 wiedergegebene Tafel. Mit dem Cursor (Tasten ■$. oder •J wird die Zeile »Aufnahme« gewählt und der Vorgang der A-Bild-Aufnahme läuft durch Betätigung der Taste »Yes« in 7"3 automatisch ab. Soll später das gespeicherte A-BiId auf dem Bildschirm 24 dargestellt werden, so braucht lediglich die Zeile »Wiedergabe LIN« : Yes!?« vorgesetzt zu werden.

Sofern erforderlich, kann die gespeicherte A-BiId-Darstellung auch vor der Wiedergabe auf dem Bildschirm 24 mit Hilfe des Mikroprozessors in eine logarithmische Darstellung umgerechnet werden.

Mit Hilfe des Laufzeitmessers 27 wird die Laufzeit der US-Impulse in an sich Dekannter Weise gemessen.

Im folgenden wird näher auf die Gerätebaueinheit 11 eingegangen, die für die Decodierung der digital vorliegenden Bildschirminformation verantwortlich ist. Die Schaltung dieser Einheit ist in F i g. 7 dargestellt.

Wie F i g. 7 zeigt, besteht die Bildschirmschrift-Einheit im wesentlichen aus zwei Teilbaugruppen. Die erste Teilbaugruppe ist für die y-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre verantwortlich und setzt sich aus einem Zwischenspeicher 30, einen D/A-Wandler31 und einem Verstärker 32 zusammen. Die zweite Teilbaugruppe, bestehend aus einem zweiten Zwischenspeicher 33, einem Schieberegister 34 und einem elektronischen Schalter 35, bewirkt die Z-Ablenkung (Helligkeitssteuerung) der Kathodenstrahlröhre. Die Übergabebefehle für die beiden Zwischenspeicher 30 und 33 gelangen von dem Steuerbus über einen Befehlsdecoder 36 an diese Speicher, während die Zwischenspeicher 30 und 33 selbst direkt mit dem Datenbus des Gerätebus-Systems (F i g. 1) verbunden sind.

Soll nun beispielsweise der Bildschirm zur Darstellung der einzelnen Funktionstafeln (z. B. Druck auf die Taste Γ sowie zwecks Dateneingabe Druck einer der Tasten des Tastaturfeldes 3) verwendet werden, so erfolgt — ähnlich wie beim Fernsehbild — ein zeilenweiser Aufbau der Tafeln. Das Bild wird also zeilenweise von oben links nach unten rechts geschrieben. Es setzt sich bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus maximal 10 Textzeilen (Kommentarzeilen) ä 21 Zeichen pro Zeile zusammen. Jede Zeile wird aus 5 Bildzeilen zusammengesetzt (vgl. auch Fig.3a-3d). Jede Bildzeile besteht aus 16 Byte, die über die Parallelschnittstelle 34 Byte für Byte aus dem Auslese-RAM-Speicher 5 (Fig. 1) als Helligkeitsinformation an die Z-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre übergeben wird. Im einzelnen läuft folgender Prozeß ab: Der US-Prüfer will beispielsweise neue Bildschirmdaten vorgeben (z. B. Fehleranzeige zwischen 20 und 50 mm Tiefe im Prüfstück 18). Bei Druck auf die Taste MA (Fig.2) überträgt der Mikroprozessor 1 die Tafel

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für die Materialdaten in den Auslese-RAM-Speicher 5. Über den Datenbus gelangt die digitale Information (Ablenkung des Leuchtstrahls) für die oberste Bildzeile in den Zwischenspeicher 30. Der Zwischenspeicher 30 wird dazu über den Steuerbus und den Befehlsdecoder 36 veranlaßt. Voraussetzung hierfür ist das Anliegen eines »Ready-Signals« RDYA, das vom PIO-Baustein 7 (Fig. 1) geliefert wird. Das »Strobe-Signal« STBA teilt dann dem ΡΙΟ-Baustein die Ausführung des Steuersignals dem Steuerbus mit. Anschließend stehen die im Zwischenspeicher 30 gespeicherten Daten am Digital-Änalog-Wandler 31 an und werden auf einen entsprechenden Spannungswert Ü, mittels des Verstärkers 32 verstärkt Die Spannung U, hebt den (bisher noch dunkelgetasteten) Leuchtstrahl der Oszillografenröhre 20 in die oberste linke Ecke des Bildschirms.

Anschließend wird der Zwischenspeicher 33 mit dem ersten Helligkeitssteuerungs-Byte aus dem Auslese-RAM-Speicher 5 über den Datenbus und mit Hilfe des Steuerbus und des Decoders 36 geladen. Dieser digitale Wert wird dem Parallel-Serien-Wandler 34 übergeben, der im Takt der synchronisierten Frequenz die jeweiligen Helligkeitszustände H (hell) und L (dunkel) dem Schalter 35 übergibt. Die von dem Taktgenerator 23 (Fig. 1) erzeugte und rechnersynchrone Frequenz wird erst dann gestartet, nachdem der Sägezahngenerator 9 von der Kippverzögerungsstufe 8 den Triggerimpuls erhalten hat Mit dem Startkipp-Impuls (Fig.7) startet der links oben stehende Leuchtstrahl der Bildröhre und wandert nach rechts oben. Dabei wird er im Takt der aus dem Schieberegister 34 geschobenen Helligkeitsinformation Z-moduliert In der Zeit, in der das Schieberegister ausgeschrieben wird, wird über den Zwischenspeicher 33 bereits das nächste Byte Helligkeitsinformation vorbereitet und dann dem Schieberegister nahtlos übergeben, wenn dieses Leer ist. Nach 16 Byte Helligkeitsinformation ist der Elektronenstrahl am rechten Rand der Bildröhre angelangt; die erste Bildzeile der obersten Textzeile (Kommentarzeile) ist dargestellt worden.

Während des Rücklaufs des Sägezahnimpulses gelangen keine weiteren Helligkeitssteuerungs-Bytes mehr an die Z-Ablenkung, der Elektronenstrahl ist hierbei also dunkel getastet über das »leere« Schieberegister 34. Anschließend wird über den Zwischenspeicher 30, dem D/A-Wandler 31 und dem Verstärker 32 die Spannung £/j,um den Abstand einer Bildzeile verringert und die nächsten 16 Byte Helligkeitsinformation für die 2. Bildzeile der 1. Kommentarzeile werden übertragen.

Nach 5 dieser Schreib-Vorgänge (Bildzeilen) ist eine komplette »Kommentarzeile« bestehend aus 21 Buchstaben auf dem Bildschirm erschienen. Der Mikroprozessor schaltet 3 Bildzeilen tiefer und beginnt mit dar nächsten Kommentarzeile. Nach 10 Kommentarzeile'n ist der Elektronenstrahl rechts unten am Bildschirin angekommen. Der Mikroprozessor entscheidet neu, ob die bereits geschriebene Tafel nochmals erscheinen soll, oder ob entsprechend einer inzwischen eingegebenen Anweisung des US-Prüfers eine andere Darstellungsart oder Funktion ausgeführt werden soll.

Soll auf dem Bildschirm 24 eine Kopfzeile zusätzlich zürn A-BiId dargestellt werden (F i g. 1 und 4), so erfolgt der Aufbau dieser Kopfzeile wiederum zellenförmig, wie im Falle der obenbeschriebenen Funktionstafeldarstellung (vgl. auch die völlig andere und wesentlich umständlichere Darstellung im Falle der bereits erwähnten DE-OS 23 25 724 sowie bei herkömmlichen Oszillografen).

Soll außerdem der Monitorbalken dargestellt werden (F i g. 4), so wird die Balkenhöhe (Monitorschwelle) als Bildzeilenamplitudenwert U_y über den Zwischenspeicher 30, den D/A-Wandler 31 und den Verstärker 32 eingestellt. Der Zustand »Dunkel« wird dann durch eine in Echtzeit (Ultraschallzeit) ablaufende (TTL-) Blende hellgetastet. Hierzu werden die über die Taste MO (F i g. 2) und die Tastatur T3 eingegebenen Werte für den Monitoranfang und die Monitorbreite von dem Mikroprozessor 1 in entsprechende Laufzeitwerte umgerechnet.

Das von dem Decoder 36 gelieferte Signal »Trigger« kann als Triggersignal für den Sägezahngenerator 9 in den Fällen benutzt werden, in denen keine Echtzeit-US-Bild-Darstellung erfolgt, weil in diesen Fällen die bei der A-Bild-Darstellung erforderliche Kippverzögerung aufgrund der Vorlaufstrecke des Prüfkopfes etc. (die der Trigger 8 berücksichtigt) keine Rolle spielt.

Zwar können alle Prüfkopf-, Material-, Bildschirrhund Monitordaten mit Hilfe des Tastaturfeldes 3 eingestellt werden, do doch hat sich gezeigt, daß häufig nur eine Zu- oder Abnahme des voreingestellten Wertes um jeweils 1 bit erforderlich ist. Um nicht den gesamten neuen Wert eintasten zu müssen, hat sich die Verwendung des in Fig.2 dargestellten Drehknopfes 25 als besonders vorteilhaft erwiesen. Er ist mit einem optischen Winkelkodierer zur Inkrementierung bzw. Dekrementierung des aktuellen Datenwertes der Cursorzeile verbunden.

Hierzu 5 Blatt Zeiclinungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tragbares Ultraschall-Prüfgerät zur zerstörungsfreien Stoffprüfung mit einem Mikroprozessor, einem Bedienungsfeld, dessen Tasten für die Eingabe der einzelnen Einstellparameter vorgesehen sind und einer Bildschirmröhre zur Darstellung gemessener Ultraschallechos sowie zusätzlicher Informationen, dadurch gekennzeichnet,