DE2952829A1

DE2952829A1 - Ultraschallgeraet zur zerstoerungsfreien pruefung

Info

Publication number: DE2952829A1
Application number: DE19792952829
Authority: DE
Inventors: Michael John Poole
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1979-01-31
Publication date: 1980-07-03
Also published as: IT8086203A0; EP0003658A2; IT1148283B; AU4391979A; SE8001136L; GB2014310B; NO148653C; US4221132A; AU522972B2; NO148653B; NO790382L; EP0003658A3; JPS54119981A; FR2438274B1; FR2438274A1; CA1132240A; GB2014310A; NL7915007A

Description

DR. 3ERG DirL.-INO STAPF DIPL.-ING. SCHWAB!· DR. DR. 3ANDMAIR

PATENTANWÄLTE y Q R O O O Q Postfach 860245 · 8000 München 86

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Anwaltsakte 30 435 31· «J&fl 1980

United Kingdom Atomic Energy Authority, London, Großbritannien

Ultraschallgerät zur zerstörungsfreien Prüfung

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum zerstörungsfreien Testen bzw. Prüfen mit Ultraschall und insbesondere ein Gerät zum zerstörungsfreien Prüfen von Unterwasserbauwerken oder dergleichen, wie man sie z.B. auf öl- oder Gasplattformen vor der Küste antrifft.

Es besteht das Bedürfnis für ein Instrument, das von einem Taucher unter Wasser leicht gehandhabt werden kann und das Risse, Spalten oder andere Unregelmäßigkeiten, und insbesondere Risse, die sich zur Oberfläche hin öffnen, bei Unterwasserkonstruktionen fühlen kann.

Die häufigst benutzte Form von Ultraschallrißfühlern hängt davon ab, daß die Ultraschallwandler auf der Oberfläche genau so angeordnet werden, daß die Ultraschallenergie an den wahrscheinlichen Orten von Rissen unter Winkeln eingestrahlt wird, die eine spiegelnde Reflexion zurück zum Wandler erlauben. Das Vorhandensein dieser reflektierten Echos zeigt dann das Vorhandensein eines Risses an. Wenn der Wandler dann sorgfältig und systematisch über die Ober-

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fläche des untersuchten Objektes in einer solchen Weise geführt wird, daß die berechneten Wege der Ultraschallenergie innerhalb des Objektes durch alle möglichen Orte von Rissen hindurchgehen,dann ist eine vollständige Unterchung möglich. Eines der Probleme, auf das man wahrscheinlich stößt, wenn man versucht, ünterwasserkonstruktionen mit dieser Technik zu untersuchen, ist die Schwierigkeit, den Wandler genau auf der zu untersuchenden Konstruktion anzubringen und das erforderliche detaillierte Abtasten durchzuführen. Eine weitere Schwierigkeit liegt in der Notwendigkeit, die Echosignale am Ort zu prüfen, gewöhnlich in der Form einer einfachen Spur auf einem Kathodenstrahl-Oszilloskop. Wasser ist ein gutes akustisches Kopplungsmittel, daher ist es möglich, den Aussende/Empfangswandler in einem Abstand von der Oberfläche der Konstruktion zu halten, aber nach den bekannten Methoden beseitigt dies nicht die Notwendigkeit der genauen Anordnung und des genauen Abtastens. Darüber hinaus kann die Oberfläche der zu untersuchenden Konstruktion nicht einheitlich sein und das Vorhandensein von Blasen, Schmutz usw. zwischen dem Wandler und der Oberfläche kann Störsignale verursachen.

Die Erfindung schafft daher ein Gerät zur Ultraschallun-

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tersuchung von Konstruktionen, bei dem das Gerät in der Nähe, aber im Abstand von der zu untersuchenden Konstruktion roh angeordnet sein kann und eine Darstellung erzeugen kann, die weithin unabhängig von seiner genauen Lage und vom Zustand der Oberfläche ist und die das Vorhandensein und die ungefähre Lage von Rissen in der Konstruktion zeigt.

Eine beträchtliche Erleichterung bei der Notwendigkeit der exakten Berechnung des Weges der Ultraschallstrahlen in der Konstruktion und der Anordnung der Wandler, um direkt reflektierte Signale frei von möglichen Fehlern zu halten, kann durch die Erhöhung der Empfindlichkeit der Ausrüstung bis zu einem solchen Grade, daß sowohl gestreute wie reflektierte Signale gesehen werden, erreicht werden.

Gemäß der Erfindung wird ein Gerät zur Ultraschalluntersuchung einer Konstruktion geschaffen, bei der die Konstruktion und das Gerät in ein Medium, durch das Schall sich fortpflanzen kann, eingetaucht sind, und bei der das Gerät in veränderlichem Abstand von der Konstruktion angeordnet ist, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Einrichtung zum Uberstreichenlassen eines gepulsten Ultra-

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schallstrahls über die Oberfläche der Konstruktion unter einem vorbestimmten Einfallswinkel auf die Oberfläche, eine Einrichtung zur Erzeugung von Signalen, die Ultraschall, der von der Konstruktion zum Gerät zurückkehrt, entsprechen, eine Einrichtung zum Gewinnen von Signalen, die Unregelmäßigkeiten innerhalb der Konstruktion entsprechen, aus den zurückgekehrten Signalen, eine Einrichtung zum Darstellen der Signale, die den Unregelmäßigkeiten innerhalb der Konstruktion entsprechen, eine Einrichtung zum Gewinnen von Signalen, die Ultraschall entsprechen, der von einem

zurückkehrt,
Bezugsbereich / der einen Teil der Konstruktion bildet, aus de zurückkehrenden Signalen und zum Erzeugen von Steuersignalen, die dazu in Beziehung stehen, eine Einrichtung, die auf die Steuersignale anspricht, um die Einrichtung zum Darstellen in einer solchen Weise zu betätigen, daß die dargestellten Signale unabhängig vom Abstand zwischen dem Gerät und der Konstruktion werden, vorgesehen sind.

Vorzugsweise werden die Steuersignale aus einem Zug von guasi-sich wiederholenden Impulsen abgeleitet, die aus dem ersten Impuls erzeugt werden, der nach jedem ausgesandten Impuls von der Konstruktion zurückkehrt. Unter "quasi-sich wiederholend" wird verstanden, daß jeder nachfolgende erste zurückkehrende Impuls nach ungefähr der-

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selben Zeit nach dem entsprechenden ausgesandten Impuls auftritt, wie der im vorhergehenden Zyklus, wobei sich diese Zeit nur langsam wegen der Bewegungen des Geräts relativ zur Oberfläche ändert.

Vorzugsweise weist der Steuersignalgenerator eine Einrichtung zur Identifizierung eines quasi-sich wiederholenden Impulszuges im empfangenden Signal, der gestreutem Schall, oder von der Oberfläche der Konstruktion reflektiertem, entspricht, und eine Einrichtung zum Erzeugen eines stabilen Impulszuges daraus, der zeitlich mit dem quasi-sich wiederholenden Impulszug, der durch die Identifiζierungseinrichtung identifieziert wird, übereinstimmt, auf.

Es ist notwendig, daß einzelne Impulse, die aus der Reflexion von kleinen Objekten zwischen dem Wandler und der Oberfläche herrühren, unbeachtet bleiben, daß kleinere Abwandlungen, die von Impuls zu Impuls aufgrund von Unregelmässigkeiten in der Oberfläche und aus anderen Ursachen auftreten, unbeachtet bleiben, und daß gelegentlich aufgrund der Behinderung des Ultraschallstrahls durch kleine Objekte zwischen dem Wandler und der Oberfläche ausbleibende Impulse im Impulszug ebenfalls unbeachtet bleiben.

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Demgemäß kann der Steuersignalgenerator so eingerichtet werden, daß er das Steuersignal ungeachtet zeitweiliger Störungen des Zuges von Ultraschallimpulsen, die von der Oberfläche der Struktur gestreut oder reflektiert werden, erzeugt.

: \orzugswelse weist die Identifizierungseinrichtung eine oder mehrere elektrische Schaltungen zum Erzeugen von zwei Zügen oder Folgen von Schaltimpulsen zur Betätigung einer Schalteinrichtung, deren Ausgang zum öffnen eines Gatters, durch das die rückkehrenden Signale für ein Zeitintervall zwischen Impulsen der zwei Züge oder Folgen von Schaltimpulsen eingegeben werden, wobei der Ausgang des Gatters benutzt wird, um die Steuersignale zu erzeugen, die benutzt werden, um die Darstellungseinrichtung zu betätigen, benutzt wird, auf.

Eine elektrische Schaltung zum Erzeugen der zwei Folgen von Schaltsignalen weist besonders wirkungsvoll zwei Zeit-Spannungs-Zeitwandler auf, die die Ankunftszeit eines einen Signals, das Schall entspricht, der von der Oberfläche gestreut oder reflektiert wurde, in zwei Spannungen umwandeln, wandelt diese Spannungen in einem Maße ab, das von der Zeit bis zum nächsten empfangenen Signal, das Schall, der von der Oberfläche gestreut oder reflektiert wurde,

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entspricht, abhängt, und vergleicht die sich ergebenden Spannungen mit dem Ausgang eines Sägezahngenerators, um zwei Folgen von Schaltsignalen zu erzeugen.

Vorzugsweise wird der Ausgang des Gatters an ein Auswahlgatter jeder von drei Zeit-Spannungs-Zeitwandler-Schaltungen gegeben, von denen zwei die Einrichtung zur Erzeugung der besagten Schaltsignale darstellen, und die dritte das stabile Steuersignal zum Triggern der Anzeigeneinrichtung durch Entwickeln einer Spannung, proportional zur Ankunftszeit des Signals, das dem durch die Oberfläche gestreuten Schall entspricht, durch Glätten dieser und durch Vergleichen dieser mit Spannung, die durch den gleichen Sägezahngenerator hervorgebracht wird, erzeugt.

Vorzugsweise empfängt die Anzeigeeinrichtung Rückkehrsignale vom Wandler durch ein Gatter, das durch die Steuersignale vom Steuersignalgenerator geöffnet wird und der Ausgang des Gatters wird an den Helligkeitseingang einer Kathodenstrahlanzeigeeinrichtung gegeben. Die Anzeigeeinrichtung weist eine oder mehrere elektrische Schaltungen, um die Steuersignale aus der SteuerSignalgeneratorschaltung zu benutzen um Signale abzuleiten, die in jedem Moment der Stellung der Diskontinuität (d.h. des Fehlers)

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in der Struktur bzw. der Konstruktion, die den Ultraschall der in die Konstruktion in diesem Moment übermittelt wird, reflektiert, entsprechen, auf.

Diese Signale, die der Stellung entsprechen, werden benutzt, um den Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre in der X- und Y-Richtung abzuleiten und erzeugen dadurch mit dem Helligkeitseingang das dargestellte Ausgangssignal auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlanzeigeeinrichtung.

Vorzugsweise erzeugt die Anzeigeeinrichtung ein erstes Signal, dessen Steigung der Schallgeschwindigkeit durch das Medium,in das die Konstruktion eingetaucht ist, multipliziert mit dem Sinus des Einfallswinkels des Ultraschalls auf der Oberfläche der Konstruktion, proportional ist und erzeugt ein zweites Signal, dessen Steigung proportional der Vektor-Komponente der Geschwindigkeit des gebrochenen Schalls in der Konstruktion, die sich in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Konstruktion erstreckt, ist, und benutzt das erste und zweite Signal, um das dargestellte Ausgangssignal so abzuwandeln, daß das dargestellte Ausgangssignal unabhängig vom Abstand zwischen dem Gerät und der Konstruktion wird.

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Vorzugsweise weist die Einrichtung zum Ausrichten des Ultraschallstrahls auf einen vorbestimmten Einfallswinkel eine oder mehrere die Stellung fühlende Ultraschallwandler zum Richten eines oder mehrerer Strahlen von Ultraschall auf eine Oberfläche der Konstruktion und eine Einrichtung, die, auf Fühlechos des Ultraschalls· der durch die die Stellung fühlenden Wandler ausgesandt wird, den Hauptwandler bewegt, um die Achse ,um die er die Abtastung in einer vorbestimmten Winkelstellung in Bezug auf die Oberfläche der Struktur durchführt, einzuhalten, auf. Diese Einrichtung zum Ausrichten kann auch eine Einrichtung zum Programmieren dieser Stellung aufweisen, so daß sie sich in vorbestimmter Weise während des Abtastzyklus ändert.

Vorzugsweise weist die Einrichtung zum überstreichenlassen des Strahles einen Motor auf, dessen Welle an einem Wandler befestigt ist, dessen Achse sich in einem Winkel zur Motorwelle befindet, so daß die Drehung der Welle bewirkt, daß der Schallstrahl,der vom Wandler ausgesandt wird, über einen Teil der Oberfläche eines Konus streicht, dessen Achse die Motorwelle ist. Vorzugsweise ist an dieser Welle auch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals, das die Stellung der Welle in Bezug auf eine vorbestimmte Bezugsstellung angibt, angebracht. Vorzugsweise

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wird der Motor durch ein Servosystem angetrieben, das im Zusammenwirken mit dem Signal, das der Stellung der Welle entspricht, es ermöglicht, die Motorwelle gemäß einer vorbestimmten Folge zu drehen, im Regelfalle eine gleichmäßige Schwingung rückwärts und vorwärts über einen begrenzten
Winkel, und so den Schallstrahl in vorbestimmter Weise wandern zu lassen.

Vorzugsweise wird der Schall, der auf die Oberfläche der Konstruktion einfällt, als Scherwellen fortgepflanzt, in welchem Falle der Wandler so eingestellt wird, daß der
Winkel des einfallenden Strahles mit der Oberfläche der
Konstruktion kleiner ist als der kritische Winkel der
Scherwelle, aber größer als der kritische Winkel für die Fortpflanzung von Kompressionswellen.

Nunmehr wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

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Fig. 1 die Seitenansicht eines Gerätes, das gemäß der Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2 die wellenform der Ultraschallenergie, die in die zu untersuchende Konstruktion übermittelt wird und die Wellenform des Signals, das vom Wandler zurückempfangen wird; und

Fig. 3 ein Blockbild elektronischer Schaltungen zum Steuern der Ultraschallstrahlen, die zur Konstruktion ausgesandt werden und zur Analyse des Schalls, gestreut von der Oberfläche der Konstruktion und aus dem Inneren der Konstruktion.

In Fig. 1 weist das Gerät 10 ein Gehäuse 11 auf, in dem ein Ultraschallwandler 12 zum Aussenden von Ultraschallimpulsen und zum Ausrichten der Impulse auf eine zu untersuchende Struktur oder Konstruktion 13 enthalten ist. Der Wandler 12 dient auch zum Empfangen von Echos aus der Konstruktion 13. Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein Motor zum Drehen des Wandlers um eine Achse 15, die senkrecht zur Oberfläche der Konstruktion 13 ist, angeordnet. Auf diese Art wandert der Einfallspunkt des Schallstrahls auf der Konstruktion 13 in einem Bogen um die Achse 15 und die Konstruktion 13 wird entlang eines ringförmigen Abschnitts

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eines Kreises untersucht (wobei der Winkel, der durch den innerhalb der Konstruktion 13 gebrochenen Schall überstrichen wird, 0 ist). Alle Unregelmäßigkeiten innerhalb dieses Abschnitts können im Prinzip gefühlt werden.

Der Motor 14 selbst ist auf einer kardanischen Anordnung 18 angebracht, so daß der Wandler 12 relativ zur Konstruktion 13 ausgerichtet werden kann, um zu versuchen, den Einfallswinkel des Strahls innerhalb bevorzugter Schranken zu halten, im Falle, daß das Gehäuse in nicht zu großem Ausmaße aus der Ausrichtung bewegt wird.

Die kardanische Anordnung 18 bildet einen Teil einer Strahlausrichtungseinrichtung. Die kardanische Anordnung 18 wird um zwei zueinander senkrechter Achsen bewegt, von denen die Achse 19 eine durch die Motoren 20, 21 ist, gesteuert durch Signale, die durch eine Anzahl von die Stellung fühlenden Ultraschallwandlern 22 erzeugt werden, die um die Achse angeordnet und auf der kardanischen Anordnung 18 angebracht sind.

Ein Kollimator 16 aus schallabsorbierendem Material, wie einem geeigneten Gummi, kann eingeschlossen sein, um den ausgesandten Strahl parallel zu machen und unerwünschte Echos aus der Konstruktion 13 zu beseitigen.

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Im Betrieb hält der Taucher das Gehäuse 11 in kurzem Abstand von der Oberfläche 23 der Struktur 13 in einer vorbestimmten Haltung und ein gepulster Schallstrahl wird vom Wandler 12 ausgesandt. Der Schallstrahl vom Wandler 12 ist auf die Oberfläche 23 unter einem Einfallswinkel θ im Bereich von 15° bis 2 7° gerichtet. Der Schall wird in die Konstruktion 13 gebrochen und verläuft beinahe parallel zur Oberfläche 23. Der Einfallwinkel θ wird so gewählt, daß er größer als der kritische Winkel für die Fortpflanzung von Kompressionswellen ist und ist vorzugsweise nahe dem kritischen Winkel für die Fortpflanzung von Scherwellen oder überschreitet mindestens den kritischen Winkel für die Scherwellenfortpflanzung nicht.

Beim Antreffen der Oberfläche 23 oder einer Diskontinuität innerhalb der Konstruktion 13 (die ein Fehler, ein Schweißbereich, ein Anhängsel, oder ein Ende einer Platte sein kann) wird ein Teil des Schalls entlang seines ursprünglichen Weges zurückgestreut und vom Wandler 12 empfangen.

Da der vom Wandler 12 ausgesandte Ultraschall impulsförmig ist, ist es möglich, die Stellung der Oberfläche 23 relativ zum Wandler 12 zu bestimmen und Diskontinuitäten durch Messung der Zeit, die zwischen dem ausgesandten Signal

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und den vom Wandler 12 empfangenen Echos verstreicht, zu orten.

Die Benutzung gepulster Strahlen ermöglicht es ferner, einen einzigen Wandler 12 zum Aussenden und Empfangen des Schalls zu verwenden.

Obwohl der ausgesandte Schallstrahl oft untersuchte Fehler in einem Winkel trifft, der sehr weit entfernt vom Winkel für direkte Reflexion . ist, wurde herausgefunden, daß hinreichend viel Schall zurückgestreut wird, um den Fehler orten zu können. Auch wird hinreichend viel Schall von der Oberfläche 23 zurückgestreut, um ein gutes Signal der Stellung der Oberfläche 23 relativ zum Wandler 12 zu erhalten.

Das Gehäuse 10 wird durch eine Kabelverbindung 24 an ein (nicht gezeigtes) Kontrollpult an Bord eines Unterseebootes, einer Tauchglocke oder eines Oberflächenfahrzeuges angeschlossen. Das Kontrollpult ist unter Überwachung eines Inspektors, der sich vorzugsweise in Sprechverbindung mit dem Taucher befindet.

Das Kontrollpult weist die elektronischen Schaltungen zum Steuern der ausgesandten Schallstrahlen und zur Analyse des

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durch die Konstruktion 13 gestreuten Schalls auf und hat eine Aufzeichnungseinrichtung, wie z.B. eine Speicherkathodenröhren-Anzeigeeinrichtung 26 und kann Videobandaufzeichner, einen Fernsehschirm, der mit einer Kamera verbunden ist, die den durch den Taucher untersuchten Bereich überwacht, oder andere Aufzeichnungseinrichtungen aufweisen.

Die elektronischen Schaltungen zur Analyse des von der Oberfläche 23 und aus dem Inneren der Konstruktion 13 gestreuten Schalls sind schematisch in Fig. 3 gezeigt.

Ein Transmitter 27 zur Stoßerregung des Wandlers bei seiner Eigenfrequenz mit einer Impulshäufigkeit von 250 Impulsen pro Sekunde ist vorgesehen. Das ausgesandte Signal wird durch einen Filter 28 und die Kabelverbindung 24 zwischen dem Schaltpult und dem Gehäuse 11 an den Wandler 12 gegeben. Das vom Wandler 12 aufgrund des von der Konstruktion gestreuten Schalles erzeugte Signal wird über die Kabelverbindung 24 an das Schaltpult zurückgegeben, wo es bei 29 verstärkt wird und zu einer Gleichrichterschaltung 30 fortschreitet. Der Ausgang der Gleichrichterschaltung 30 wird an den Eingang zweier Videoverstärker 31 und 32 gegeben.

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Der Ausgang des Videoverstärkers 31 wird an einen Eingang eines Gatters 33 mit zwei Eingängen gegeben, dessen Ausgang über einen Trennverstärker 34 an den Helligkeitseingang eines Kathodenstrahl-Speichermonitors 26 mit veränderlicher Nachleuchtdauer gegeben wird. Das Gatter 33 wird nur durch das Vorhandensein eines Signals an beiden seiner Eingänge 3 5 und 36 getriggert.

Der Ausgang des Videoverstärkers 32 wird an einen Eingang eines Gatters 37 mit vier Eingängen gegeben, das nur dann anspricht, wenn Signale an allen vier Eingängen liegen. Ein zweiter Eingang des Gatters 37 liegt am Ausgang einer monostabilen Einrichtung 38, die durch einen Taktimpuls gesteuert wird, der durch den Transmitter an seinem Ausgang 39 erzeugt wird. An einem dritten Eingang des Gatters 37 liegt ein Signal an, das durch einen Signalgenerator 40 erzeugt wird, der den Ausgang des Gatters 37 überwacht und das Gatter sofort schließt, nachdem er ein Signal am Ausgang des Gatters 37 fühlt, und es geschlossen hält bis unmittelbar bevor der nächste Taktimpuls vom Transmitter erwartet wird. Am vierten Eingang des Gatters 37 liegt ein Signal, das aus zwei Zeit-Spannungs/Spannungs-Zeit-Wandlerschaltungen 43a und 43b gewonnen wird, wie unten beschrieben werden wird.

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Das Ausgangssignal vom Gatter 37 wird an einen Impulsformer 41 gegeben, um drei Rechteckwellenausgänge zu erzeugen. Die Ausgangssignale des Impulsformers 41 werden an die Steuereingänge dreier linearer Gatter 42 gegeben, die Teile dreier Zeit-Spannungs/Spannungs-Zeit-Wandlerschaltungen 43a, 43b und 43c sind. Diese drei Schaltungen 43a, 43b und 43c benutzen Signale, die durch einen Sägezahngenerator erzeugt werden, der selber durch einen Taktimpuls am Ausgang 39 des Transmitters 27 getriggert wird.

Jede der Schaltungen 43a, 43b und 43c weist einen Widerstand 45, ein lineares Gatter 42, das einen Kondensator 46 speist, einen Puffer und einen Vergleicher 47, der den Ausgang des Puffers mit dem Ausgangssignal des Sägezahngenerators 44 vergleicht, auf. Der Widerstand 45c der Schaltung 43c ist so gewählt, daß er in Verbindung mit dem Kondensator 46c eine Glättungsschaltung bildet und zugleich mit dem Gatter 42c und dem Generator 44 einen Zeit-Spannungswandler bildet. Die Widerstände 45a und 45b in den Schaltungen 43a und 43b dienen nur dazu, den Strom durch die Gatter 42a und 42b auf einen sicheren Wert zu begrenzen und sollten innerhalb dieser Grenzen so klein wie möglich gemacht werden. Die Schaltungen 43a und 43b sind mit Ableitungswiderständen 50 in den Zeit-Spannungswandlerab-

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schnitten versehen, die von Bezugsspannungen gespeist werden, von denen eine größer ist als die maximal erzeugte Spannung auf den Kondensatoren 46a und 46b und eine kleiner ist als die geringste erzeugte Spannung auf den Kondensatoren 46a und 46b. Die zwei Spannungen entfernen sich auf diese Weise voneinander, wobei ihre Trennung durch die Zeit bestimmt wird, die vergeht, bevor ein weiterer Impuls vom Impulsformer 41 die Spannung auf den Kondensatoren 46a und 46b zurückstellt. Wenn das Signal, das der Reflexion oder der Streuung des Ultraschalls von der Oberfläche entspricht, im Ausgang des Videoverstärkers 36 vorhanden ist, dann werden sich die Spannungen für einen Zeitraum auseinanderentwickeln, der gleich dem zwischen aufeinanderfolgenden Transmitterimpulsen ist. Wenn das Reflexions- oder Streuungssignal von der Oberfläche fehlt, dann werden sich die Spannungen weiter auseinander entwickeln bis ein Oberflächensignal empfangen wird oder bis sie den Bezugsspan-* nungen gleichen. Die Spannungen auf den Kondensatoren 46a und 46b werden an ihre jeweiligen Komparatoren 47a und 47b gegeben, die ihren Wert mit dem Ausgang des Sägezahngenerators 44 vergleichen und Signale erzeugen, wenn die Spannung des Sägezahns die Spannung auf den Kondensatoren 46a und 46b schneidet. Der Ausgang der Schaltung 43c weist einen Impulszug auf, der zur selben Nennzeit auftritt, wie die

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Eingangsimpulse zur Steuerung des linearen Gatters 42c, wobei aber kleinere Zeitabweichungen herausgeglättet werden und, da im zugehörigen Kondensator 46 kein Leck ist, die freien Räume aufgrund von fehlenden Impulsen im Eingang durch erzeugte Impulse aufgefüllt werden. Diese Ausgangsfolge wird an den Impulsformer 49 gegeben.

Der Ausgang der Schaltungen 43a und 43b weist zwei Impulszüge auf, deren Mitglieder jeweils vor und nach dem entsprechenden Impuls im Eingang zum Gatter 42 auftreten. Diese Ausgänge werden an eine bistabile Einrichtung 48 gegeben. Der Ausgang der bistabilen Einrichtung ist eine Rechteckwelle, die unmittelbar vor der erwarteten Zeit einer Oberflächenreflexion oder eines Streusignals eingeleitet wird und unmittelbar danach endet. Die Breite der Rechteckwelle hängt von der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Oberflächenreflexions- oder Streusignalen ab und steigt fortschreitend bis zu einem vorbestimmten Maximalwert an, wenn diese Signale fehlen. Diese Rechteckwelle wird an den vierten Eingang des Gatters 37 gegeben und bestimmt die Zeitdauer während derer ein von der Oberfläche reflektiertes oder gestreutes Signal angenommen werden kann, innerhalb der Grenzen, die schon durch den zweiten Eingang gesetzt sind.

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Der Ausgang des Impulsformers 49 ist ein Rechteckwellen-Steuersignal, das benutzt wird, um ein Sichtgatter 50 zu triggern, das so wirkt, daß es das Gatter 33 für eine vorbestimmte Zeitspanne öffnet, um zu ermöglichen, daß die Signale vom Wandler 12 auf der Kathodenstrahlröhre 26 dargestellt werden.

Der Ausgang des Impulsformers 49 wird auch dazu benutzt, um einen Wellenformgenerator 51 zu triggern, dessen Ausgang zum Ausgang eines weiteren Wellenformgenerators 52 addiert wird, der durch den Taktimpuls am Ausgang 39 des Transmitters 27 in Betrieb gesetzt wird.

Der Wellenformgenerator 52 erzeugt eine Spannung, die proportional der Fortpflanzungszeit des Schallstrahls vom Wandler 12 auf die Oberfläche 23 multipliziert mit dem Sinus des Einfallswinkels des Ultraschalls auf die Oberfläche ist und der Wellenformgenerator 51 erzeugt eine Spannung, deren Steigung proportional der effektiven Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalls durch die Konstruktion 13 in einer Richtung parallel zur Oberfläche 23 ist. Bei richtiger Wahl der Proportionalitätskonstanten ergibt die Summe der Spannungen von den Wellenformgeneratoren 51 und 52 eine Spannung, die immer proportional zum radialen Abstand vom Schnittpunkt der Abtastachse mit der

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Oberfläche der Konstruktion 13 ist.

Der addierte Ausgang der Wellenformgeneratoren 51 und 52 wird an zwei Multiplizierschaltungen 53 und 54 gegeben, wo die Spannung mit den Funktionen cos 0 bzw. sin 0 multipliziert wird (wobei 0 der Winkel ist, der durch den gebrochenen Schall innerhalb der Konstruktion 13 in einer Ebene parallel zur Oberfläche 23 überstrichen wird) . Der Wert von 0 wird von einem Potentiometer (nicht gezeigt) abgeleitet, der mit dem Mechanismus im Gehäuse 11 verbunden ist, der benutzt wird, um den Strahl wandern zu lassen, und das Signal, das dem Winkel 0 entspricht, wird am Eingang 57 eingeführt und an die Schaltungen 55 und 56 gegeben, um ein Signal, das cos 0 bzw. sin 0 entspricht, zu gewinnen.

Die Ausgangsspannungen der Multiplizierschaltungen 53 und 54 (r cos 0 und r sin 0 die rechtwinkligen Koordinaten der Abtastung) werden an die X- und Y-Ablenkeingänge des Kathodenstrahlmonitors 26 gegeben, um sicherzustellen, daß der Fleck im Augenblick der Helligkeitsmodulation sich in derselben relativen Stellung wie die Diskontinuität befindet, die das Signal, das die Helligkeit moduliert, erzeugt. Andere Verfahren, um die geforderte Abtastung zu

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erzeugen, wie das Anlegen geeigneter Stromwellenformen an einen Satz von Ablenkspulen, die auf der Kathodenstrahlröhre angebracht sind und die dann um die Achse der Röhre synchron mit der Rotation des Wandlers gedreht werden, können benutzt werden. Jedoch ist in allen Fällen die Erzeugung einer zusammengesetzten Abtastwellenform, um sowohl den Abstand zwischen dem Wandler und der Oberfläche und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalls im Material in Rechnung zu stellen, wesentlich.

Beim Betrieb der Schaltung der Fig. 3 wird ein gepulstes Signal vom Transmitter 27 über die Kabelverbindung zum
Wandler 12 gesendet, um Schallimpulse zu erzeugen, die
auf die Konstruktion 13 gerichtet werden. In dieser Stufe bleiben die Gatter 33 und 37 geschlossen, weil kein
Ausgang von der monostabilen Einrichtung 38 vorliegt, so daß deswegen kein Signal auf dem Schirm des Monitors 26
dargestellt wird. Das Sichtgatter 50 wird gesetzt, um das Gatter 33 im richtigen Teil des Intervalls zwischen ausgesandten Impulsen zu Öffnen, so daß der Monitor 26 nur
die Signale darstellt, die dem gestreuten Schall von den Unregelmäßigkeiten, wie Rissen, in der Konstruktion 13
entsprechen.

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Der Wandler 12 empfängt den von der Oberfläche der Konstruktion 13 und vom Inneren der Konstruktion 13 gestreuten Schall und wandelt ihn zurück in ein schwingendes elektrisches Signal. Dieses Signal wird an das Kontrollpult über die Kabelverbindung 24 zurückgegeben und durch die Schaltung 28 an den Verstärker 29 gelenkt. Dieses Signal hat die in Fig. 2 gezeigte Form und wird gleichgerichtet und weiter durch die Videoverstärker 31 und 32 verstärkt und an die Eingänge der Gatter 33 und 37 gegeben.

Die Wellenformgeneratoren 44 und 52 arbeiten kontinuierlich, währenddessen der Transmitter 27 arbeitet, und die drei Zeit-Spannungs/Spannungs-Zeitwandlerschaltungen 43a, 43b und 43c werden beinahe gleichzeitig durch das öffnen der Gatter 42 auf die Ausgangssignale des Impulsformers 41 hin angeschaltet.

Die Schaltungen 43a und 43b erzeugen einen Triggerimpuls, der das Gatter 37 öffnet. Von Beginn, da das Gatter 37 voll geöffnet ist, wird der anfängliche Steuerimpuls von der Einrichtung 49 direkt vom frühesten Signalimpuls, der am Eingang des Gatters 37 empfangen wird, gewonnen.

Unter der Annahme, daß ein Signal vom Wandler 12 empfan-

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gen wird, erzeugt die Schaltung 43c ein Kontaktsignal, das das Gatter 33 öffnet und zur gleichen Zeit den Wellenformgenerator 51 beginnen läßt, Signale abzuleiten, die an eine geeignete Aufzeichnungs- und Anzeigeeinrichtung, wie den Kathodenstrahlmonitor 26, gegeben werden, der die Signale vom Hauptwandler 12 aufnimmt und diese benutzt, um eine Darstellung aufzubauen, die die Stellungen der Diskontinuitäten, die die gestreuten oder reflektierten Ultraschallechos erzeugen, wiedergibt. Dies kann durch Benutzung des ültraschallechosignals zur Modulation der Intensität im Kathodenstrahlmonitor 26 und das gleichzeitige Eingeben von Signalen aus den Multiplizierschaltungen 53 und 54, die den Fleck in einer Stellung erscheinen lassen, der der Stellung, aus der das Echo kam, entspricht, an die Strahlablenkungseingänge 55 und 56 des Kathodenstrahlmonitors 26 erreicht werden. Die so aufgebaute Zeichnung stellt dann eine Abbildung der Unregelmäßigkeiten, die Ultraschallreflexion oder -streuung verursachen, dar. Solche Unregelmäßigkeiten schließen Risse ein, aber können auch solche Dinge wie die Enden von Teilen, Stellungen von T-Schweißungen und dergleichen einschließen.

Der benutzte Kathodenstrahlmonitor 26 kann von der Art mit langer Nachleuchtdauer oder vom Speichertyp, der mit

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einer Schaltung versehen ist, die die Wirkung einer Röhre mit langer Nachleuchtdauer erzeugt, sein. Auf diese Weise wird das erzeugte Bild lange genug auf der Oberfläche der Kathodenstrahlröhre gehalten, um dem Auge wahrnehmbar zu sein, obwohl die Abtastgeschwindigkeit des Wandlers 12 im Vergleich zum Verbleiben der Sicht verhältnismäßig langsam sein kann. Die Stellung des Flecks, wenn er durch das Ultraschallsignal intensiviert wird, kann unabhängig vom Abstand des Wandlers von der Oberfläche des Objekts so eingestellt werden, daß sie der Stellung der Diskontinuität, die das Signal erzeugt, entspricht, vorausgesetzt, daß relativ zur Zeit des ausgesandten Impulses, die Ankunftszeit des gestreuten Impulses von der Oberfläche der Konstruktion 13 zusammen mit der Ankunftszeit des Impulses der von der Diskontinuität zurückkehrt und der Winkelstellung des Wandlers bei seiner Abtastung alle bekannt sind.

In der Abwesenheit eines Signals, das dem von der Oberfläche gestreuten Schall entspricht (vielleicht aufgrund von Schmutz, Blasen, Fischen, Abfällen zwischen dem Wandler und der Oberfläche der Konstruktion 13 oder Verkrustungen auf der Oberfläche oder Meeres lebewesen auf der Konstruktion 13, die den ausgesandten Schallstrahl hindern), zu einem Zeitpunkt, zu dem das Gatter 37 geöffnet ist, er-

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zeugt die Schaltung 4 3c ein Signal, um das Loch im Impulszug, der den Generator 51 und das Sichtgatter 50 triggert, auszufüllen. Nimmt man an, daß kein Schall von der Oberfläche der Konstruktion 13 gestreut wird, dann arbeitet die Schaltung 43c wenn irgendwelche Signale am Ausgang des Videoverstärkers 32 aufgrund vom Inneren der Konstruktion 13 gestreuten Schalls erzeugt durch den letzten vorhergehenden Aussendeimpuls vorhanden sind und das Gatter 37, wie oben erläutert, durch den Triggerimpuls von den Schaltungen 43a und 43b und das Signal von der monostabilen Einrichtung 38 geöffnet ist, um das Gatter 33 zu öffnen und dadurch den Kathodenstrahlmonitor 26, wie oben beschrieben, zu betätigen. Wenn natürlich zu viele ausgesandte Impulse die Oberfläche 23 nicht erreichen, wird die Darstellung auf dem Kathodenstrahlmonitor 26 verschwinden. Vorausgesetzt, daß die Anzahl der fehlenden Oberflächensignale nicht zu groß ist, kann mit der oben beschriebenen Schaltung eine vernünftige Darstellung des gestreuten Schalls innerhalb der Konstruktion 13 ohne zwischenzeitlichen Zusammenbruch oder eine plötzliche Bewegung der Darstellung, die auftreten würde, wenn Löcher im Zug der Triggerimpulse nicht aufgefüllt würden, erhalten werden.

Wenn ein quasi-periodisches Signal empfangen wird, stellt

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das Gatter 37 sicher, daß, bis das quasi-periodische Signal aufhört, kein anderes Signal durch das Gatter 37 hindurchgelangt. Wenn im Gegensatz dazu das erste Signal, das das Gatter 37 betätigt, ein vereinzeltes Störsignal ist, wird im folgenden Zyklus kein Signal durch das Gatter 37 hindurchgelangen und die Spannungen aus den Schaltungen 43a und 43b, die das Gatter 37 steuern, werden nicht zurückgesetzt, und sie werden daher weiterfahren sich auseinanderzuentwickeln, so daß sie im nächstfolgenden Zyklus ein breiteres Gattersignal erzeugen, das Signale über eine längere Zeit annimmt. Dies setzt sich fort bis ein Signal gefunden wird, wenn das Gatter 37 sich selbst auf den engsten Bereich zurücksetzt. Der Zyklus des Setzens und Zurücksetzens setzt sich fort, bis ein sich wiederholendes Signal gefunden wird und dann bleibt das Gatter 37 auf das sich wiederholende Signal eingestellt, bis es endet. Beim Anstellen der Einrichtung ist das Gatter 37 auf seiner größten Breite offen. Die Wirkung des Signalgenerators 40 ist die, es so einzurichten, daß nur das erste empfangene Signal weiterverarbeitet wird,so daß das Gatter 37 seinen Suchvorgang durchführt und gegebenenfalls das erste sich wiederholende Signal festhält, das dem gestreuten Signal von der Oberfläche entsprechen muß.

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Da das von einer Schweißung oder einem langen Riß gestreute Signal auch ein quasi-sich wiederholendes Signal bildet, ist es durch Anordnung einer zweiten und ähnlichen Schaltung, deren Wirkung nicht durch den vom Wandler 12 ausgesandten Impuls, sondern durch den Ausgang von 43c ausgelöst wird, möglich, diese Einrichtung nicht nur zur Identifizierung der Oberfläche, sondern auch zur Identifizierung von Schweißungen und großen Rissen zu benutzen.

Die Aufzeichnungseinrichtung kann ferner eine kleine Fernsehkamera 25 für das auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 26 gehaltene Bild aufweisen. Der Ausgang dieser Kamera kann an ein herkömmliches Videobandaufzeichnungsgerät 57 gegeben werden. Darüber hinaus kann durch das Anbringen einer zweiten kleinen Fernsehkamera am Gehäuse 10, die so angeordnet ist, daß sie den Bereich der Konstruktion 13 überblickt, und durch Einbeziehung einer geeigneten Justiereinrichtung für entweder die Fernsehkamera oder die Ultraschallabtastung, so daß die Ultraschall- und Fernsehbilder in Stellung und Größe übereinstimmen, durch die Benutzung eines herkömmlichen Fernsehmischers, als Interpretationshilfe dem Ultraschallbild ein sichtbares Bild der gerade untersuchten Konstruktion überlagert werden. Auf diese Weise kann das Ultraschallecho in Bezug gesetzt werden zu den

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Erscheinungen auf der Konstruktion, die sie erzeugen. Um sicherzustellen, daß die zwei Bilder in der Anordnung der jeweiligen Merkmale der Konstruktion, die durch die Ultraschall- und die Fernsehkamera gesehen werden, übereinstimmen, wird vorzugsweise eine elektronische Schaltung vorgesehen, die die Abtastung auf der Ultraschalldarstellung so abwandelt, daß das Ultraschallbild in Gestalt und Größe mit einem Fernsehkamerabild übereinstimmt, jedoch kann eine ähnliche elektronische Modifikation der Abtastung der Fernsehkamera benutzt werden oder ein mechanisches System, das es ermöglicht, die Beobachtungsstellung oder die Brennweite der Linse der Fernsehkamera auf Signale von den Stellungssteuer-Ultraschallwandlern oder dem HauptUltraschallwandler hin zu verändern.

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Claims

Patentansprüche

1. Gerät zur ültraschalluntersuchung einer Konstruktion, bei der sowohl die Konstruktion als auch das Gerät in ein Medium eingetaucht sind, durch das Schall sich fortpflanzen kann und bei der das Gerät sich in veränderlichem Abstand von der Kosntruktion befindet, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zum überstreichenlassen eines gepulsten Ultraschallstrahls über die Oberfläche der Konstruktion unter einem vorbestimmten Einfallswinkel zur Oberfläche, eine Einrichtung zur Erzeugung von Signalen, die Ultraschall, der von der Konstruktion zum Gerät zurückkehrt, entsprechen, eine Einrichtung zum Ableiten von Signalen, die Diskontinuitäten innerhalb der Konstruktion entsprechen, aus den zurückkehrenden Signalen, eine Einrichtung zum Darstellen der Signale, die Diskontinuitäten in der Konstruktion entsprechen, eine Einrichtung zum Ableiten von Signalen, die Ultraschall, der von einem Bezugsbereich, der einen Teil der Konstruktion bildet, zurückkehrt, entsprechen, aus den zurückkehrenden Signalen

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«MOUM»

M1273 KROSTAPFPATENT MOnchMi MI274 TELEX: MMlO «14 »0 BERO d

(BLZ MOMO U) Swift Code HYPO OB MM *m VeratosbMk MMdMa «3100 (IU 7002Π7Ο)

Potödwek Mündwe 45J4J-W (ILZ TOOlOOiO)

ORIGINAL INSPECTED

und zum Erzeugen von dazu in Bezug stehenden Steuersignalen, und eine Einrichtung, die auf die Steuersignale hin die Anzeigeeinrichtung in solcher Weise betätigt, daß die dargestellten Signale unabhängig vom Abstand zwischen dem Gerät und der Konstruktion werden, vorgesehen sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Signale, die Ultraschall, der von einem Bezugsbereich der Konstruktion zurückkehrt, entsprechen, ein Zug von quasi sich wiederholenden Impulsen, wie in der Beschreibung definiert, sind, der aus dem ersten Echoimpuls der von der Oberfläche der Konstruktion nach jedem ausgesandten Impuls zurückkehrt, aufgebaut ist, und daß der Steuersignalgenerator so aufgebaut ist, daß er den Zug von quasi sich wiederholenden Impulsen identifiziert und einen stabilen Zug von Impulsen erzeugt mit einer Wiederholungsfrequenz, die gleich der Nennwiederholungsfrequenz des Zugs von quasi sich wiederholenden Signalen ist und mit dieser zusammenfällt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator so eingerichtet ist, daß er die Steuersignale unabhängig von zeitweiligen Störungen im Zug der quasi sich wiederholen-

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den Signale erzeugt.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen von Schaltimpulsen, ein Gatter, das auf die Schaltimpulse anspricht, um Rückkehrsignalimpulse für eine Zeitspanne, die durch den Zwischenraum zwischen den Schaltimpulsen bestimmt ist, durchzulassen, wobei die Rückkehrsignale, die durch das Gatter gelangen, als die Quelle der Steuersignale benutzt werden.

5. Gerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch drei Zeit-Spannungs-Zeitwandlerschaltungen, von denen jede ein Auswahlgatter aufweist, an das Signale angelegt werden, die von denen die durch das Gatter kommen abgeleitet sind, wobei zwei der drei Zeit-Spannungs-Zeitschaltungen die Schaltimpulse erzeugen und die dritte die Steuersignale erzeugt...

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der dritte Zeit-Spannungs-Zeitwandler einen Sägezahnspannungsgenerator, der mit der Eingangsseite des Auswahlgatters verbunden ist, eine Glättungsschaltung, die mit der Ausgangsseite des Auswahlgat-

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ters verbunden ist, einen Vergleicher, der mit der Glättungsschaltung und dem Sägezahngenerator verbunden ist und der Impulse erzeugt, wenn die Spannungen von der Glättungsschaltung und dem Sägezahngenerator gleich sind, und einen Impulsformer, der die Impulse aus dem Vergleicher normiert, um die Steuersignale zu liefern, aufweist.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Anzeigeeinheit, ein Gatter,an das die Steuersignale angelegt werden, um die Rückkehrsignale, die Diskontinuitäten innerhalb der Konstruktion entsprechen, an die Anzeigeeinheit anzulegen, aufweist, wobei die Anzeigeeinheit auch Signale empfängt und benutzt, die der Stellung der Diskontinuitäten in der Konstruktion entsprechen.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung, die auf die Steuersignale anspricht, eine Einrichtung zum Offnen des Gatters in der Anzeigeeinrichtung synchron mit den Steuersignalen, eine Einrichtung zur Erzeugung synchron mit den Steuersignalen eines ersten Signals, dessen Form propor-

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tional zur Schallgeschwindigkeit im Medium, in dem die Konstruktion eingetaucht ist, multipliziert mit sin Θ, wobei θ der Einfallswinkel des Ultraschalls auf die Oberfläche der Struktur ist, ist eine Einrichtung zur Erzeugung synchron mit den ausgesandten Ultraschallimpulsen eines zweiten Signals, dessen Form proportional der Vektorkomponente der Geschwindigkeit des gebrochenen Schalls in der Struktur in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Struktur ist, und eine Einrichtung zum Erzeugen der Signale, die die Stellung eines Diskontinuität in der Struktur, von der ein Echo erhalten wird, anzeigen, aus den ersten und zweiten Signalen, aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennze lehnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung von Signalen, die die Stellung einer Diskontinuität in der Struktur, von der ein Echo empfangen wird, anzeigen, aus den ersten und zweiten Signalen eine Einrichtung zum Addieren der ersten und zweiten Signale, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals, das gleich sin 0 ist, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals, das gleich cos ist, wobei 0 der Phasenwinkel des Ultraschallstrahls bei der Abtastung von einem Bezugspunkt ist, eine Einrichtung zur Erzeugung eines dritten Signals, das gleich der Summe des

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ersten und zweiten Signals multipliziert mit dem sin 0 Signal ist ,und eine Einrichtung zur Erzeugung eines vierten Signals, das gleich der Summe des ersten und zweiten Signals multipliziert mit dem cos 0 Signal ist, aufweist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre ist, daß die Rückkehrsignale, die Diskontinuitäten in der Konstruktion entsprechen, benutzt werden, um die Strahlungsintensität der Kathodenstrahlröhre zu variieren, daß das dritte Signal an das Y-Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre angelegt wird und daß das vierte Signal an das X-Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre angelegt wird.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Uberstreichenlassen des Ultraschallstrahls unter einem vorbestimmten Einfallswinkel zur Oberfläche der Konstruktion mindestens einen lagefühlenden Wandler zum Richten von Ultraschall auf die Oberfläche der Konstruktion, und eine Einrichtung, die, auf die Fühlechos des Ultraschalls,der durch den die Stellung fühlenden Wandler oder die die Stellung fühlenden Wandler ausgesandt

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wird, hin, den Wandler, der den Abtastultraschallstrahl erzeugt, so bewegt, daß die Achse, um die er abtastet, in einer vorbestimmten Winkelstellung relativ zur Oberfläche der Konstruktion gehalten wird, aufweist.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Einrichtung zum Verändern der Stellung der Achse,um die der Wandler abtastet, in einer vorbestimmten Weise während der Abtastung aufweist.

13. Gerät nach Asnpruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Uberstreichenlassen des Ultraschallstrahl über die Oberfläche der Konstruktion einen Motor aufweist, an dessen Welle ein Wandler befestigt ist, dessen Achse sich unter einem Winkel zur Drehachse derart befindet, daß der Ultraschallstrahl die Oberfläche der Konstruktion unter dem vorbestimmten Winkel abtastet.

14. Gerät nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals, das die Stellung der Welle, und folglich des Wandlers, im Verhältnis zu einer vorbestimmten Bezugsstellung anzeigt.

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-y.f.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Motor durch ein Servosystem angetrieben wird, das im Zusammenwirken mit dem Signal, das der Stellung der Welle entspricht, die Motorwelle gemäß einer vorbestimmten Folge drehen läßt, um den Ultraschallstrahl in einer vorbestimmten Weise über die Konstruktion zu bewegen.

16. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Einfallswinkel des Ultraschalls dergestalt ist, daß er geringer ist, als der einer Scherwelle im Material der Konstruktion, aber großer als der von Kompressionswellen in der Konstruktion, so daß der Ultraschall sich durch die Konstruktion als Scherwelle fortpflanzt.

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