DE3006918A1

DE3006918A1 - Anordnung und verfahren zur ultraschallpruefung von werkstuecken

Info

Publication number: DE3006918A1
Application number: DE19803006918
Authority: DE
Inventors: Donald E Sharpe
Original assignee: Automation Industries Inc
Current assignee: Staveley Instruments Inc Kennewick Wash Us
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1980-08-28
Also published as: JPS55124067A; GB2043251B; US4228688A; DE3006918C2; CA1135397A; GB2043251A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf die Entfernungs-Amplituden-Kompensation bei der Ultraschall-Impulsechoprüfung von Werkstücken nach Rissen und Diskontinuitäten.

Die Ultraschallprüfung von Werkstücken ist bekannt. Hierbei
werden einem Wandler hochfrequente elektrische Impulse zugeführt, der diese in Ultraschallimpulse umwandelt. Die Ultraschallimpulse werden einer Eingangsfläche eines zu prüfenden Werkstücks zugeführt. Die Ultraschallimpulse werden durch
Diskontinuitäten, beispielsweise Defekte innerhalb des Werkstücks zur Eingangsfläche desselben reflektiert. Der gleiche oder ein unterschiedlicher Wandler empfängt die reflektierten Impulse und wandelt sie in elektrische Impulse um. Die elektrischen Impulse können auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden. Die Ultraschallprüfung ist im ein- "
zeliien in der US-PS 2 280 226 erläutert.

Sind ein oder mehrere Testblöcke mit identisch großen Reflektoren vorgesehen, die in Abständen zueinander und in unterschiedlicher Tiefe im Werkstück liegen, sind die Amplituden der angezeigten elektrischen Impulse anfangs verhältnismäßig klein, nehmen mit steigender Tiefe der Reflektoren innerhalb des Werkstücks in ihrer Größe auf einen Maximalwert zu und
bei weiterer Zunahme der Tiefe der Reflektoren innerhalb des Werkstücks wieder ab. Somit sind die Größen der reflektierten Impulse abhängig von der Größe der entsprechenden Reflektoren und der Tiefe der Reflektoren innerhalb des Werktsücks. (Der Begriff "Tiefe" meint hier den Abstand zwischen der Eingangsfläche und dem Reflektor innerhalb des Werkstücks.)

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Die beschriebene Erscheinung, daß die Amplitude der -reflektierten Impulse abhängig ist von der Größe des .Reflektors und seiner Tiefe innerhalb des Werkstücks ist auf "Nahfeld-" und "Pernfelderscheinungen" sowie auf die Dämpfung im Material zurückzuführen. Die Nahfeldzone ist der Teil des Werkstücks der am nächsten zur Eingangsfläche liegt und in dem die Größe der reflektierten Impulse ansteigt. Die maximale Amplitude der reflektierten Impulse ergibt sich -in einer .. Tiefe, die als "Nahfeldgrenze" bezeichnet wird. Steigt die Tiefe des Reflektors im Werkstück über die Nahfeldgrenze bis ins Fernfeld an, so nehmen die Amplituden der reflektierten Impulse allmählich ab, weil der Strahl im Material divergiert und von diesem gedämpft wird. Die Nahfeld- und Fernfeldeffekte eines Werkstücks sind in den US-PSn 3 033 029 und 4 056 .971 näher erläutert.

In der Praxis kann nur das Impulsecho von einem einzigen Reflektor (oder Testloch) an einer Stelle des Wandlers angezeigt werden. Somit kann am Schirm der Kathodenstrahlröhre zu einem bestimmten Augenblick nur ein Punkt der die Echosignale darstellenden zusammengesetzten Kurve angezeigt werden. Das auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre angezeigte Impulsecho entspricht zu jedem gegebenen Augenblick dem einzigen Testloch, das zu diesem Augenblick die zugeführte Ultraschallenergie reflektiert.

Eine Möglichkeit der Entfernungs-Amplitudenkompensation besteht darin, die Verstärkung des Empfängers zu ändern, der die reflektierten Impulsechos von einem Testwerkstück empfängt, um die beschriebenen Nahfeld- und Fernfeldeffekte zu kompensieren. Der Zweck einer Entfernungs-Amplituden-Kompensationsanordnung ist es, zu gewährleisten, daß sämtliche Impulsechos von identisch großen Defekten mit gleichen Amplituden ange-

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zeigt werden, unabhängig von der Tiefe der Defekte innerhalb des Werkstücks. Die Amplituden der angezeigten Echos sind dann Funktionen nur der Größe ihrer entsprechenden Defekte.

Ein bekannter Nachteil herkömmlicher Entfernungs-Amplituden-Kompensationsanordnungen besteht darin, daß komplizierte
Prüfungs- und Fehlertechniken erforderlich sind, um die Verstärkung des Empfängers einzustellen und die Nah- und Fernfeldeffekte von den reflektierten Impulsechos zu eliminieren. Da nur ein Impulsecho vom Testloch eines Testblockes auf dem
Schirm einer Kathodenstrahlröhre zu einem gegebenen Augenblick angezeigt werden kann, sind viele Läufe oder Abtastungen des Wandlers über jedes Testloch erforderlich, um die Größe des
Echos optimal einzustellen. In der Praxis ist weiter festgestellt worden, daß die Einstellung eines Impulsechos die
Amplituden der benachbarten Echos beeinflußt, wodurch viele
zusätzliche Abtastungen und Einstellungen erforderlich sind, um sämtliche Impulsechos optimal zu kompensieren. Die Vergleichmäßigung der Impulsechos durch Veränderung der Empfärigerverstärkung bei Anwendung solcher Prüfungs- und Fehlertechniken ist zeitraubend, mühsam und Fehlern unterworfen. Ein Beispiel einer herkömmlichen Entfernungs-Amplituden-Kompensationsanordnung ist aus der US-PS 3 033 029 bekannt. Aus der US-PS
4 056 971 ist eine Anordnung bekannt, bei der nicht die
Empfängerverstärkung zeitlich geändert und somit die Einstellschwierigkeit für den Kurvenformgenerator vermieden wird.
Die Nahfeld- und Fernfeldeffekte des Werkstücks werden nicht durch Vergleichmäßigung der angezeigten Signale kompensiert, die von einem Defekt gegebener Größe unabhängig von seiner
Tiefe reflektiert werden. Vielmehr wird eine Bezugsdistanz-Amplituden-Ansprechkurve (nicht kompensierter, von einem Defekt gegebener Größe in verschiedenen Tiefen im Werkstück
reflektierter Impulssignale) mit den nichtkompensierten re-

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⁷⁶ " 3006318.

flektierten. Signalen des zu prüfenden Werkstücks verglichen. Übersteigen die Signale vom gerade geprüften Werkstück das Bezugssignal, so wird ein Alarm betätigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entfernungs-Amplituden-Kompensationsanordnung anzugeben, die es der Bedienungsperson ermöglicht, die Amplituden der reflektierten Impulssignale entsprechend Defekten gegebener Größe bei vorbestimmten Pegeln zu vergleichmäßigen, und zwar durch Änderung der Verstärkung des Empfängers der Anordnung entsprechend einer vorbestimmten Beziehung," um so die Prüfungen und Fehleruntersuchungen herkömmlicher Anordnungen zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Entfernungs-Amplituden-Kompensationsanordnung zur Korrektur des Ausgangssignals einer ültraschallimpuls-Echoschaltung zur Materialprüfung nach Diskontinuitäten enthält eine Einrichtung zur automatischen Einstellung der Verstärkungs-Zeit-Funktion eines Empfängers, so daß die Amplitude der reflektierten Impulsechos von zu testenden Werkstücken nur von der Größe der Diskontinuitäten im Werkstück abhängen und von der Lage der Diskontinuitäten unabhängig sind. (Mit "Diskontinuität" sind hier Risse, Defekte oder andere Unregelmäßigkeiten innerhalb eines Materials gemeint, die Ultraschallimpulse reflektieren.).

Ultraschallimpulse werden einem oder mehreren Testblöcken mit gleichgroßen Diskontinuitäten (oder Reflektoren) in verschiedenen Abständen von der Eingangsfläche der Testblöcke zugeführt. Die von den Diskontinuitäten zurückkehrenden, reflektierten ültraschallimpulsechos werden von einem Wandler empfangen, in elektrische Impulse umgewandelt und einem ersten Eingang eines Empfängers zugeführt.

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Ein Funktionsgenerator liefert eine zeitlich veränderliche Spannung, die so eingestellt ist, daß sie den unterschiedlichen Amplituden der reflektierten elektrischen Impulse entspricht, die abhängig sind von der Tiefe der entsprechenden Diskontinuitäten innerhalb der Testblöcke. Die unterschiedlichen Amplituden der reflektierten Impulse, die getrennt auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre zu unterschiedlichen Zeiten angezeigt werden, werden auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre während einer einzelnen Abtastung der Testlöcher durch den Wandler z.B. durch Fettstift gekennzeichnet. Der Funktionsgenerator wird dann auf eine zeitlich veränderliche Spannung eingestellt, die auf die Markierungen auf dem Schirm trifft, so daß sich eine kontinuierliche, zeitlich veränderliche Spannungsfunktion ergibt, die die reflektierten Impulsechos simuliert.

Diese zeitliche veränderliche Spannung wird dem Eingang eines Steuersignalgenerators zugeführt, der entsprechend einer vorbestimmten Beziehung die Spannungsfunktion in ein Steuersignal ändert. Das Steuersignal wird einem zweiten Eingang des Empfängers zugeführt, um dessen Verstärkung automatisch zu ändern und die Amplituden der zugeführten elektrischen Impulse zu dämpfen und zu vergleichmäßigen. Es ist eine Einrichtung zur Einstellung des Steuersignals und somit zur Wahl des Pegels vorgesehen, bei dem die reflektierten elektrischen Impulse vergleichmäßigt werden. Nachdem die die Impulsechos simulierende, zeitlich veränderliche Spannungs funktion aus. einer einzigen Abtastung der Testblöcke bestimmt ist, wird das zur Einstellung der Verstärkung des Empfängers erforderliche Steuersignal entsprechend einer vorbestimmten Beziehung berechnet. Die Impulsechos werden automatisch vergleichmäßigt, ohne auf komplizierte Prüf- und Fehlerverfahren bekannter Anordnungen zurückzugreifen.

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-IB-

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Wegen der Verstärkungseinstellung des Empfängers durch das Steuersignal sind die Amplituden der elektrischen Impulse, die den Echos der von den Diskontinuitäten eines anschließend untersuchten Testtexls entsprechen, nur von der Größe der Diskontinuitäten abhängig und unabhängig von ihrer Tiefe innerhalb der Werkstücke.

Zur selektiven Anzeige der Spannungsfunktion vom.Funktionsgenerator und der elektrischen Impulse, die den rückkehrenden Impulsechos entsprechen, kann eine Kathodenstrahlröhre vorgesehen werden. Die Horizontalachse des Schirms der Kathodenstrahlröhre ist in Zeiteinheiten unterteilt und entspricht der Tiefe der Diskontinuitäten innerhalb eines zu prüfenden Werkstücks, während auf der vertikalen Achse Spannungen angezeigt werden, die den Größen der erfaßten Diskontinuitäten entsprechen.

Erfindungsgemäß werden also vor der Prüfung von Werkstücken Ultraschallimpulse einem oder mehreren Testblöcken mit mehreren gleichgroßen Reflektoren zugeführt, die in unterschiedlicher Tiefe in den Testblöcken liegen. Die von den Reflektoren zurückkehrenden ultraschallimpulsechos haben infolge der Nah- und Fernfeldeffekte und durch die Dämpfung in den Testblöcken unterschiedliche Amplituden. Diese Echos werden in elektrische Impulse umgewandelt und über einen Empfänger auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre sichtbar gemacht.

Ein Funktionsgenerator liefert eine Spannungs-Zeit-Kurve, die ebenfalls der Kathodenstrahlröhre zugeführt und von der Bedienungsperson so eingestellt wird, daß sie den Spitzenamplituden der angezeigten elektrischen Impulse entsprechen. Während der nachfolgenden Püfung wird diese Spannungsfunktion-einem Steuersignalgenerator zugeführt, der entsprechend einer vorbestimmten Beziehung die Spannungsfunktion in ein Steuersignal

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umwandelt, das dem Empfänger zugeführt wird. Das Steuersignal verändert die Verstärkung des Empfängers in Abhängigkeit von der Zeit derart, daß die angezeigten Impulse auf eine vorgewählte Amplitude gedämpft und vergleichmäßigt werden.

Die den gleichgroßen Reflektoren entsprechenden vergleichmäßigten Impulse sind nur von der Größe des Reflektors abhängig und unabhängig von der Tiefe der Diskontinuitäten innerhalb der Testblöcke. Infolge der Einstellung der Empfängerverstärkung durch das Steuersignal sind die Amplituden sämtlicher angezeigter Echoimpulse von nachfolgend von der Anordnung geprüften Werkstücken nur von den Größen der entsprechenden Diskontinuitäten in den Werkstücken abhängig.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Ultraschallprüf

anordnung mit einer erfindungsgemäßen Entfernungs-Amplituden-Kompensationsschaltung,

Fig. 2A

bis 21 Signaldiagramme zur Erläuterung der Arbeits

weise der erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels

des Steuersignalgenerators der Fig. 1.

Anhand der Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Ultraschallprüfanordnung mit einer erfindungsgemäßen Entfernungs-Amplituden-Kompensationsanordnung beschrieben. Ein Taktgeber ist mit einem Impulsgeber 4 verbunden und liefert periodisch einen Taktimpuls (Fig. 2A) an den Impulsgeber 4. An den Ausgang des Impulsgebers 4 sind ein Ultraschallwandler 6 und der Eingang eines Empfängers 8 angeschlossen. Der Ultraschallwandler

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ist ultraschallmäßig mit der Oberfläche eines Testblocks 10 gekoppelt, der gleichgroße Diskontinuitäten aufweist, die beispielsweise aus in einem Abstand voneinander im Testblock in unterschiedlichen Abständen von der Eingangsfläche angeordneten Bohrungen 11 bestehen können.

Die Entfernungs-Amplituden-Kompensationsanordnung enthält einen Funktionsgenerator 12 und einen Steuersignalgenerator 14. Der Eingang des Funktionsgenerators 12 ist mit einem Ausgang des Taktgebers 2 verbunden. Der Ausgang des Funktionsgenerators 12 ist an den Steuersignalgenerator 14 und über einen Vertikal-Analogschalter 16 und einen Vertikalverstärker 18 an eine Kathodenstrahlröhre 20 angeschlossen. Der Vertikalverstärker 18 ist mit den vertikalen Platten der Kathodenstrahlröhre verbunden .

Der Steuersignalgenerator 14 ist über einen Schalter 28 selektiv an den Empfänger 8 angeschlossen. Wenn der Schalter 28 eingeschaltet ist, liefert der Steuersignalgenerator 14 ein Steuersignal zum Empfänger 8. In der Aus-Stellung des Schalters 28 ist der Steuersignalgenerator 14 vom Empfänger 8 getrennt.

Die Ultraschallimpuls-Echoschaltung enthält ferner einen Kipp- und Hellsteuergenerator 22, der an einen Ausgang des Taktgebers 2 angeschlossen ist. Der Ausgang des Generators 22 ist mit einem Vorlaufhellsteuerungsverstärker 24 und einem Horizontalverstärker 26 verbunden. Der Verstärker 24 ist an die Kathodenstrahlröhre 20 angeschlossen und steuert die Intensität ihrer Modulation; der Horizontalverstärker 26 ist an die horizontalen Platten der Kathodenstrahlröhre 20 angeschlossen.

Der Ausgang des Empfängers 8 ist an die vertikalen Platten der

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Kathodenstrahlröhre 20 angeschlossen, und zwar über den vertikalen Analogschalter 16 und den Vertikalverstärker 18» Der Vertikal-Analogschalter 16 ist weiter an den Taktgeber 2 angeschlossen.

Die Taktimpulse sind in Fig. 2A als Rechteckimpulse gezeigt.; ihre Frequenz liegt zwischen 100 Hz und 10 kHz. Für die meisten Anwendungsfälle ist der Taktgeber 2 so eingestellt, daß er Rechteckimpulse mit etwa 1 kHz erzeugt. Diese werden dem Eingang des Impulsgebers 4 zugeführt, der seinerseits elektrische Impulse der in Fig. 2B gezeigten Art erzeugt. Diese elektrischen Impulse werden dem Wandler 6 zugeführt, der sie in Ultraschallimpulse umwandelt, die ihrerseits dem Testblock 10 zugeführt werden.

Der Testblock 10, in dem mehrere gleichgroße Reflektoren 11 in verschiedenen Tiefen und in Abständen voneinander angeordnet sind, empfängt vom Wandler 6 Ultraschallimpulse. Statt eines Testblocks mit mehreren Reflektoren können in der Praxis mehrere Testblöcke mit jeweils weniger Reflektoren verwendet werden. Wegen der Nah- und Fernfeldeffekte und der Dämpfung des Testblocks 10 haben die vom Testblock reflektierten Ultraschallimpulsechos ungleiche Amplituden. Diese Echos werden zum Wandler 6 zurückreflektiert/ wo sie in elektrische Impulse umgewandelt und dem Empfänger 8 zugeführt werden. Figuren 2E und 2I₁ zeigen die unterschiedlichen Amplituden dieser elektrischen Impulse. In der Praxis wird der Wandler gegenüber der Eintrittsfläche des Testblocks 10 bewegt und nur ein einziges, dem Reflektor entsprechendes Echo, der die zügeführte Ultraschallenergie reflektiert, wird in einem gegebenen Augenblick erfaßt. Der innerhalb des Kästchens der Fig. 21 mit einer ausgezogenen Linie gezeigte Impuls stellt ein einziges, am Schirm der Kathodenstrahlröhre zu einer willkürlichen

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Zeit während aer Abtastung des Testblocks angezeigtes.Echo dar, während die in gestrichelten Linien gezeigten Impulse anderen Reflektoren im Testblock entsprechen, die zu anderen . Zeiten angezeigt wurden oder werden. Zur Umwandlung der elektrischen Impulse in Ultraschallimpulse und. zur Rückverwandlung der Ultraschallimpulsechos in elektrische Impulse können statt des einen Wandlers 6 zwei getrennte Wandler verwendet werden. ■

Der an den Taktgeber 2 angeschlossene Funktionsgenerator 12 erzeugt eine Spannungsfunktion {Fig. 2F) , die von der Be-. dienungsperson entsprechend den Spitzenamplituden der vom. Testblock 10 reflektierten elektrischen Impulsechos eingestellt wird. Ein Funktionsgenerator dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 3 033 029 bekannt.

Die Einstellung der Spannungsfunktion des Funktionsgenerators 12 geht folgendermaßen vor sich (Fig. 1 > 2). Der Schalter 23, ■der zwischen den Steuersignalgenerator 14 und den Empfänger 8 geschaltet ist, wird geöffnet. Elektrische Impulse vom. Wandler 6, die je einem von den Reflektoren im Testblock 10 reflektierten Ultraschallimpulsechos entsprechen, werden den vertikalen Platten der Kathodenstrahlröhre über den Vertikalverstärker 18 zugeführt, und zwar zu unterschiedlichen Augenblicken während der Abtastung des Testblocks . 1Q. Die Spitzen der unterschiedlichen Impulsechos werden dann auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre, beispielsweise mittels eines Fettstiftes, markiert. Fig. 2E zeigt die Wiedergabe der Impulsechos auf dem Bildschirm (der Einfachheit halber sind sämtliche Echos gemeinsam gezeigt). Nach Beendigung der Abtastung des Testblockes 10 und Markierung sämtlicher Impulsechos auf ^: dem Schirm wird der Funktionsgenerator 12 so eingestellt, daß

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er eine zeitlich veränderliche kontinuierliche Spannungsfunktion liefert, die auf die am Schirm markierten Spitzen der Impulsechos paßt. Fig. 2F zeigt die eingestellte zeitlich veränderliche Spannungsfunktion des Funktionsgenerators 12/ Fig. 21. macht deutlich, daß diese Spannungsfunktion auf die Spitzen der Impulsechos paßt.

Die Spannungsfunktion gemäß Fig. 2F des Funktionsgenerators 12 wird ferner dem Steuersignalgenerator 14 zugeführt, der die ihm zugeführte Spannungsfunktion in ein Steuersignal ändert (Fig. 2G), und zwar entsprechend einer vorbestimmten Beziehung. Das Steuersignal 2G wird durch den Schalter 28 selektiv dem Empfänger 8 zugeführt.

Das Steuersignal gemäß Fig. 2G ist eine zeitlich veränderliche Spannungsfunktion, die, wenn sie gleichzeitig mit jedem der reflektierten elektrischen Impulsechos vom Testblock dem Empfänger 8 zugeführt wird, dessen Verstärkung ändert und die Amplituden sämtlicher reflektierten Impulse bei einer vorbestimmten Amplitude dämpft und vergleichmäßigt (Fig. 2I₂).

Es sei darauf hingewiesen, daß bei typischen Verstärkungssteuerschaltungen die Spannungsfunktion gemäß Fig. 2F, die die Entfernungs-Amplituden-Kurve simuliert, und die Steuersignalspannungsfunktion gemäß Fig. 2G, die vom Empfänger-Verstärkungssteuereingang zur optimalen Kompensation benötigt wird, nicht die gleichen sind. Demzufolge kann die Spannungsfunktion gemäß Fig. 2F dem Empfänger-Verstärkungssteuereingang nicht direkt zugeführt werden. Diese beiden Funktionen stehen jedoch mathematisch in einer Beziehung zueinander; wie erwähnt, wird die Steuersignalspannung bereitgestellt, indem die Spannungsfunktion gemäß Fig. 2F entsprechend einer vorbestimmten Beziehung abgewandelt wird.

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Diese. Unterscheidung ist wichtig, da in der Vergangenheit Versuche unternommen wurden, die Empfängerverstärkung durch direkte Zufuhr der Spännungsfunktion gemäß Fig. 2F direkt dem Empfänger 8 zuzuführen. Diese Versuche waren hinsichtlich der Vergleichmäßigung der Impulsechos nicht erfolgreich; es war weiterhin notwendig, zur Erzielung einer optimalen Einstellung der Empfängerverstärkung zur Vergleichmäßigung der Impulsechos die zugeführte Spännungsfunktion durch Prüf- und Fehlersuchverfahren zu verändern. Im Gegensatz dazu modifiziert erfindungsgemäß der Steuersignalgenerator 14 die Spännungsfunktion gemäß Fig. 2F so, daß ein getrenntes und unterschiedliches Steuersignal gemäß Fig. 2G bereitgestellt wird, das dem Empfänger 8 zugeführt wird. Das Steuersignal wird aus einer vorbestimmten, noch zu erläuternden Beziehung berechnet, um eine optimale Einstellung der Verstärkung des Empfängers 8 zur Vergleichmäßigung der Impulsechos von den Testblöcken 10 ohne Zuhilfenahme von Prüf- und Fehlerverfahren zu ermöglichen.

Ist der Schalter 28 ausgeschaltet, wird dem Empfänger 8 kein Steuersignal zugeführt und das Ausgangssignal am Empfänger 8 stellt die reflektierten Impulsechos vom Testblock 10 dar. Wenn jedoch der Schalter 28 eingeschaltet und der Wandler 6 über jedes Testloch 11 gebracht wird, gibt der Empfänger 8 einen Ausgangsimpuls ab, dessen Amplitude gleich der der Impulse für die anderen Testlöcher 11 ist. Jeder dieser Impulse gleicher Amplitude entspricht den gleichgroßen Reflektoren innerhalb des Testblocks 10. Durch Vergleichmäßi- * gung der Amplituden der Impulsechos stellt das Steuersignal die Verstärkung des Empfängers 8 so ein, daß die Nah- und Fernfeldeffekte des Testblocks 10 kompensiert werden. Das heißt, gleichgroße elektrische Impulsechos entsprechen gleich-

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großen Reflektoren, unabhängig von der Lage der Reflektoren innerhalb des Testblaeks 10. Ebenso ist die Amplitude jedes von einer Diskontinuität reflektierten Impulsechos in einem nachfolgend geprüften Werkstück nur abhängig von der Größe der Diskontinuität.

Der Kipp-.und Vorhellsteuerungsgenerator 22, der Heilsteuerungsverstärker 24, der Horizontalverstärker 26, der vertikale Analogschalter 16 und der Vertikalverstärker 18 sind herkömmliche Elemente, die im folgenden kurz erläutert werden.

Der Taktgenerator 2 führt nicht nur dem Impulsgeber 4, sondern auch dem Kipp- und Vorlaufheilsteuerungsgenerator 22 einen Impuls zu, der eine Sägezahnspannung (Fig. 2C) erzeugt. Die Sägezahnspannung wird dem Horizontalverstärker 26 zugeführt, der an die horizontalen Steuerplatten der normalen Kathodenstrahlröhre 20 angeschlossen ist. Ein zweiter Ausgang des Generators 22 liefert einen Rechteckimpuls (Fig. 2D) zum Vorlauf hellsteuerungsverstärker 24. Der an die Kathodenstrahlröhre 20 angeschlossene Verstärker 24 steuert die Intensitätsmodulation der Kathodenstrahlröhre und schaltet diese ein, wenn der Verstärker 24 durch den ihm zugeführten Rechteckimpuls angesteuert wird.

Der Kipp- und Vorlaufhellsteuerungsgenerator 22 erzeugt also ein sägezahnförmiges Kippsignal zur Steuerung der Horizontalablenkung der Kathodenstrahlröhre für die Zeitdauer des Kippsignals gemäß Fig. 2C. Der Rechteck-Ausgangsimpuls des Generators 22 steuert die Kathodenstrahlröhre so, daß die Horizontalablenkung oder -spur für die Dauer des VorlaufhellstGuerungsimpulses (Fig. 2D) erscheint.

Gemäß Fig. 2A umfaßt der Taktimpuls einen Hauptimpulszyklus

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und einen alternativen oder Nebenzyklus. Während des Hauptimpulszyklus wird das Ausgangssignal vom Empfänger 8 an der Kathodenstrahlröhre 20 angezeigt. Während des Nebenimpulszyklus wird am Schirm der Kathodenstrahlröhre das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 12 angezeigt. Die abwechselnde Wiedergabe dieser beiden Funktionen wird durch den vertikalen Analogschalter 16 gesteuert, der direkt an den Taktgeber 2 angeschlossen ist und den Haupt- und den Nebentaktimpuls empfängt. Fig. 2H zeigt die zeitlich variierenden abwechselnden Anzeigen des Ausgangssignals des Empfängers 8 und des Funktionsgenerators 12 am Schirm der Kathodenstrahlröhre/ wenn der Schalter 28 geöffnet ist.

Wie erwähnt, empfängt der Steuersignalgenerator 14 vom Funktionsgenerator eine Spannungsfunktion und erzeugt daraufhin ein Steuersignal. Dieses Steuersignal wird dem einen Eingang des Empfängers 8 zugeführt und verändert in Abhängigkeit von der Zeit dessen Verstärkung, so daß die Amplituden der ihm zugeführten reflektierten elektrischen Impulsechos gedämpft werden.

Um sicherzustellen, daß das Steuersignal die reflektierten elektrischen Impulsechos am Empfänger vergleichmäßigt, wurde empirisch eine Gleichung hergeleitet, durch die die zur Dämpfung jeder Echospitze auf einen gemeinsamen Pegel erforderliche Steuersignalamplitude gebildet oder festgelegt wird. Diese Gleichung wurde durch Aufzeichnung einer Reihe von linear abfallenden Echospitzen veränderlicher Amplitude von zehn vertikalen Kathodenstrahlröhren-Unterteilungen zu einer vertikalen Unterteilung abgeleitet. Die zur Dämpfung jeder dieser Spitzen auf eine Größe einer Kathodenstrahlröhren-Teilung erforderliche Spannung wurde experimentell bestimmt.

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Aus diesen Versuchen ergab sich folgende Gleichung:

V = F ^VC S

I .(F_s - D

(D

Darin sind: "

V_ die vom Steuersignalgenerator 14 dem Empfänger 8 zugeführte Spannung,

F_G die volle Skala in Teilungen der Kathodenstrahlröhre (10 Teilungen),

R die Amplitude des kleinsten reflektierten Impulses in Kathodenstrahlröhren-Teilungen (1 Teilung) und der Wert, auf den sämtliche Impulse gedämpft werden sollen und

I die anfänglichen (ungedämpften) Impulsechoamplituden in Teilungen der Kathodenstrahlröhre»

Da jeder Wert von R, der größer als eine Teilung ist, durch Multiplikation mit 1/R auf eine Teilung reduziert werden kann, und da jeder Wert von I, der größer ist als R, durch Multiplikation mit 1/R proportional reduziert werden kann, läßt sich Gleichung (1) wie folgt ausdrücken:

i (R)

c ¹S ι _/τι rs

(^F

die sich vereinfachen läß% zu

C S I (2)

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- 2S -

In einer praktischen Schaltung entsprechen 1O Teilungen am Schirm der Kathodenstrahlröhre einer Spannung von 5 V, jede Teilung also 0,5V. Zur proportionalen Reduzierung der Werte von R und I in Gleichung (1) wird jeder dieser Werte mit 0,5/R multipliziert:

	^{= F}s -	0,5	R	^Fs -	0,5	I
^vc	R	I	R
	0,5
R

worin V die zur Veränderung der Empfängerstärkung und zur Reduzierung eines Impulsechos I auf den Pegel R erforderliche Spannung ist.

Setztman für F_c (voller Skalenbereich) = 5 V, so ergibt sich:

=5,5 -

5R

(4)

worin R und I in Volt anzugeben sind.

Die Gleichungen 1 bis 4 bestimmen eine Beziehung, mit der eine dem Empfänger 8 zugeführte Spannung V die Verstärkung des Empfängers verändert und ein Impulsecho der Amplitude I auf die Amplitude R dämpft. Der die Spannung V erzeugende Steuersignalgenerator 14 wird mit dem Wert I vom Funktionsgenerator 12 gespeist. Wie erwähnt, entsprechen die Spitzen der zeitlich veränderlichen Spannungsfunktion den Spitzen der

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Impulsechos, die ihrerseits den Werten von I der Gleichungen 1 bis 4 entsprechen.

Die Gleichungen 1 bis 4 bestimmen somit die Beziehung zwischen den Amplituden der Impulsechos und dem erforderlichen, zeitlich veränderlichen Steuersignal, das zur Dämpfung der Amplituden jedes der Impulsechos auf einen vorbestimmten Pegel notwendig ist.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Steuersignalgenerators 14 zur Erzeugung der zeitlich veränderlichen Spannung V (das die Empfängerverstärkung verändernde Steuersignal),das durch Gleichung 4 bestimmt wird. Ein solcher Steuersignalgenerator kann einen Analogrechner enthalten.

Gemäß Fig. 3 enthält der Steuersignalgenerator 14 eine an den Ausgang des Funktionsgenerators 12 angeschlossene Teilerstufe 30, die den Teiler mit der I-Funktion - die "Hülle" der beobachteten Impulshöhen vom Probenmaterial - liefert. Die Spannungs-Teilerstufe 30 ist mit einer Einrichtung 31 zur Einstellung des Wertes R in Gleicnung 4 versehen (R ist der Wert in Volt, bei dem die Amplituden der Impulsechos vergleichmäßigt werden).

Die Teilerstufe 30 berechnet den Wert von R/I und führt das Ergebnis einer Multiplikationsstufe 32 zu, die den Wert

5R
- —— erzeugt und diesen dem Eingang eines Addierers 34 zu-

5R führt, dessen Ausgangsspannung proportional 5,5 - — , das

heißt dem Wert von V gemäß Gleichung 4 ist. Diese Spannung wird einem Eingang des Empfängers 8 zugeführt. Wie erwähnt, wird der Wert R (bei dem die reflektierten Impulsechos vergleichmäßigt werden) im allgemeinen an der Teilerstufe 30 auf

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die Amplitude des kleinsten reflektierten Impulseehos eingestellt.

Der Steuersignalgenerator 14 liefert das Steuersignal V zu einem Eingang des Empfängers 8. Ein zweiter Eingang des Empfängers 8 vom Wandler 6 stellt - als Spannung - die Werte der Amplituden der vom Testblock 10 reflektierten Impulsechos dar. Das Steuersignal verändert die Verstärkung des Empfängers 8 und dämpft und vergleichmäßigt die Amplituden der reflektierten Impulsechos auf einen vorgewählten Wert. Die vergleichmäßigten Impulse werden auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 20 angezeigt.

Die angezeigten vergleichmäßigten Impulsechos sind einzig von der Größe der gleichgroßen Diskontinuitäten im Testblock abhängig und unabhängig von ihrer Tiefe im Testblock. Infolge der Einstellung der Empfängerverstärkung durch das zugeführte Steuersignal sind auch die Amplituden von Impulsechos nachfolgend auf Diskontinuitäten geprüfter Werkstücke einzig von der Größe der Diskontinuitäten im Werkzeug abhängig. Größenunterschiede verschiedener Diskontinuitäten innerhalb eines geprüften Werkstücks können leicht durch Beobachtung ihrer relativen Amplituden am Schirm der Kathodenstrahlröhre verglichen werden.

Wie ein Vergleich der Figuren 21. und 2I_ zeigt, sind die reflektierten Impulsechos voneinander" durch einen bestimmten Abstand auf der Horizontalachse des Bildschirms getrennt. Die Lage des größeren ersten Impulses, der den Impuls vom Impulsgeber 4 darstellt, entspricht der Eintrittsfläche des Testblocks 10. Die Lage der nachfolgenden Impulse ist proportional der Zeit, die ein in das Werkstück eintretender und sich

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darin ausbreitender Ultraschall benötigt, um eine bestimmte Diskontinuität zu erreichen, zuzüglich der Zeit, bis er zurück zur Eintrittsfläche des Werkstücks reflektiert ist. Da der erste, in den Figuren 21 und 21 dargestellte Impuls die Eintrittsfläche des Werkstücks darstellt, entspricht der Abstand zxvischen dem ersten Impuls und jedem der nachfolgenden Impulse der relativen Tiefe der jeweiligen Diskontinuitäten im Werkstück.

Durch die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung wird also eine visuelle Anzeige sowohl der Größe als auch der Tiefe der jeweiligen Diskontinuitäten im geprüften Werkstück bereitgestellt.

Ferner kann die erfindungsgemäße Anordnung leicht und schnell in Betrieb gesetzt werden. Nachdem die charakteristische,
zeitlich veränderliche Funktion, die die Impulsechos simuliert, einmal von den Testblöcken bestimmt ist, braucht die Bedienungsperson nur den Pegel einzustellen, auf den die Amplituden . sämtlicher Impulsechos gedämpft werden. Sie braucht keinerlei Prüf- und Fehlereinstellungen zur Vergleichmäßigung der Impulsechos auszuführen.

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-η-

Leerseite

Claims

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SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜBEL-HO PF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN SO
POSTADRESSE: POSTFACH 93 O1 6O, D-8000 MÖNCHEN 95

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

KARL LUDWtS SCHIFF (1B64-1978)

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. ING. PETER STREHL

DlPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

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DR. ING. OIETER FINCK

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TELEX 5-23 565 AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

AUTOMATION INDUSTRIES, INC. DEA-20353

25. Februar 1980

ANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR ULTRASCHALLPRÜFUNG VON WERKSTÜCKEN

Patentansprüche

1.\ Anordnung zur Ultraschallprüfung von Werkstücken, mit einer ■-' Kompensationsanordnung zur Vergleichmäßigung der Amplituden der von einem Werkstück durch Diskontinuitäten unabhängig von deren Tiefe im Werkstück reflektierter Ultraschallimpulsechos, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

eine Einrichtung (6) zur Zufuhr von Ultraschallimpulsen zum zu testenden Werkstück,

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einen mit dem Werkstück wirksam verbundenen Wandler (6) zum Empfang der von den Diskontinuitäten im Werkstück reflektierten Ultraschallimpulsechos und zur Umwandlung der reflektierten Ultraschallimpulsechos in reflektierte elektrische Impulse,

einen Empfänger (8) mit einem an den Wandler (6) angeschlossenen Eingang zum Empfang der reflektierten elektrischen Impulse vom Wandler,

einen Funktionsgenerator (12) zur Erzeugung einer Spannungsfunktion mit einer Kennlinie, die entsprechend der Amplituden der reflektierten elektrischen Impulse von einem Testwerkstück (10) eingestellt wird, das mehrere gleichgroße Diskontinuitäten in verschiedenen Tiefen innerhalb des Testwerkstücks aufweist,

einen mit dem Funktionsgenerator verbundenen Steuersignalgenerator (14), dem die Spannungsfunktion vom Funktionsgenerator zugeführt wird, und der die Spannungsfunktion entsprechend einer vorbestimmten Beziehung in ein Steuersignal ändert, durch dessen Wert bei Zufuhr zum Empfänger dessen Verstärkung geändert und die von im wesentlichen gleichgroßen Diskontinuitäten innerhalb des Testwerkstücks reflektierten Impulse gedämpft und im wesentlichen vergleichmäßigt werden, und

eine Einrichtung (28) zur Zufuhr des Steuersignals vom Steuersignalgenerator zu einem zweiten Eingang des Empfängers (8) zur Veränderung seiner Verstärkung, wodurch die gedämpften Amplituden der reflektierten Impulsechos von nachfolgend getesteten Werkstücken proportional sind der Größe der entsprechenden reflektierenden Diskontinuitäten innerhalb der Werkstücke und im wesentlichen unabhängig sind von der Tiefe der Diskontinuitäten innerhalb der Werkstücke.

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (14) mittels eines zwischengeschalteten Schalters (28) selektiv an den Empfänger (8) angeschlossen ist, wobei das Steuersignal dem Empfänger nur zugeführt wird, wenn der Schalter eingeschaltet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zufuhr von Ultraschallimpulsen zum Werkstück eine Einrichtung zur Zufuhr elektrischer Impulse zum Wandler (6) enthält, wodurch die elektrischen Impulse durch den Wandler in Ultraschallimpulse umgewandelt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an den Ausgang des Empfängers (8) angeschlossene Kathodenstrahlröhre (20) zur Anzeige der gedämpften elektrischen Impulsechos.

5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (16, 18) zur Verbindung der Kathodenstrahlröhre (20) mit dem Funktionsgenerator (12) zur Anzeige der Spannungsfunktion auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre ,

6. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Synchronisation der Einrichtung zur Zufuhr der Ultraschallimpulse und der Kathodenstrahlröhre .

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationseinrichtung einen

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Taktgeber (2Q) zur Bereitstellung betätigender Taktimpulse für die Einrichtung zur Zufuhr der Ultraschallimpulse und eine Einrichtung (18) zur gleichzeitigen Zufuhr der betätigenden Taktimpulse zu den vertikalen und horizontalen Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre enthält.

8, Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Synchronisation der Einrichtungen zur Zufuhr der Ultraschallimpulse, der Kathodenstrahlröhre und des Funktionsgenerators (12), derart, daß alle gleichzeitig betätigt werden.

9. Anordnung zur Ultraschallprüfung von Werkstücken, mit Einrichtungen zur Zufuhr von Ultraschallimpulsen zu einem Werkstück, Wandlereinrichtungen zur Umwandlung von Ultraschallimpulsechos, die vom Werkstück reflektiert sind, in reflektierte elektrische Impulse, einem Empfänger für die reflektierten elektrischen Impulse und Einrichtungen zur Anzeige elektrischer Signale, gekennzeichnet

durch Einrichtungen (12) zur Erzeugung einer Spannungsfunktion mit einer Kennlinie, die auf die Amplituden elektrischer Impulse einstellbar ist, die den von gleichgroßen Diskontinuitäten unterschiedlicher Tiefe innerhalb eines Testwerkstücks reflektierten Ultraschallimpulsechos entsprechen ,

durch einen Steuersignalgenerator (14) zum Empfang und zur Modifikation der Spannungsfunktion entsprechend einer vorbestimmten Beziehung in ein Steuersignal mit einem Wert, durch den bei Zufuhr zum Empfänger (8) dessen Verstärkung verändert und die von' den gleichgroßen Diskontinuitäten im Testwerkstück reflektierten Impulse gedämpft und im wesentlichen

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vergleichmäßigt werden, und

durch Einrichtungen zur Zufuhr des Steuersignals zum Empfänger zur Veränderung seiner Verstärkung, wodurch die gedämpften Amplituden der von anschließend getesteten Werkstücken reflektierten Impulsechos proportional sind der Größe entsprechender reflektierender Diskontinuitäten innerhalb der Werkstücke und im wesentlichen unabhängig sind von der Tiefe der Diskontinuitäten in den Werkstücken.

10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Schalter {28} zwischen dem Steuersignalgenerator (14) und dem Empfänger (8), wobei das Steuersignal dem Empfänger nur zugeführt wird, wenn der Schalter eingeschaltet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennz eichnet, daß die Einrichtung zur Anzeige elektrischer Signale eine an den Empfänger (8) angeschlossene Einrichtung zur visuellen Darstellung der reflektierten elektrischen Impulse von einem getesteten Werkstück enthält, wenn der Schalter

(28) eingeschaltet ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Anzeige elektrischer Signale ferner eine an den Funktionsgenerator (12) angeschlossene Einrichtung zur visuellen Anzeige der Spannungsfunktion enthält.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur visuellen Anzeige eine Kathodenstrahlröhre (20) enthält..

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BAD ORIGINAL

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14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch ge k e η η ze i c h η e t, daß der Schirm der Kathodenstrahlröhre in mehrere gleiche vertikale Teilungen unterteilt ist und jeder der.angezeigten reflektierten elektrischen Impulse eine Amplitude aufweist, die einer der vertikalen Teilungen entspricht/ wobei das Steuersignal durch folgende Beziehung bestimmt wird:

worin bedeuten:

V die Steuersignalspannung,

R den Pegel in vertikalen Teilungen, auf den die Amplituden der reflektierten elektrischen Impulse reduziert müssen,

I in vertikalen Teilungen den Pegel der zu reduzierenden reflektierten elektrischen Impulse und

F₀ di.e Anzähl der Teilungen der vollen vertikalen Skala des Schirms der Kathodenstrahlröhre.

15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ζ. e; £ c h η e t, daß der Schirm der Kathodenstrahlröhre (20) in mehrere gleiche vertikale Teilungen unterteilt ist und" jeder der angezeigten reflektierten elektrischen Impulse eine Amplitude aufweist, die .'einer der vertikalen Teilungen entspricht, wobei das vom Steuersignalgenerator (14) erzeugte Steuersignal zur Veränderung der Verstärkung des Empfängers (8) zur Vergleichmäßigung der Amplitudeder reflektierten elektrischen Impulse des Testwerkstücks mit gleichgroßen Diskontinuitäten auf den Pegel einer der vertikalen Teilungen durch folgende Beziehung bestimmt wird:

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= F_n -

^Rv

worin bedeuten:

V die Steuersignalspannung,

R die Amplitude, auf die sämtliche reflektierten Impulse reduziert müssen (R muß gleich oder kleiner sein als die Amplitude des kleinsten reflektierten elektrischen Impulses und größer oder gleich einer vertikalen Teilung des Schirms der Kathodenstrahlröhre),

I in vertikalen Teilungen den Pegel der zu reduzierenden reflektierten elektrischen Impulse und

F_ die Anzahl der Teilungen der vollen vertikalen Skala des Schirms der Kathodenstrahlröhre.

16. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm der Kathodenstrahlröhre (20) in 10 vertikale Teilungen unterteilt ist und jede Teilung eine Spannung von 0,5V darstellt, wobei das vom Steuersignalgenerator (14) erzeugte Steuersignal zur Änderung der Verstärkung des Empfängers (8) zur Vergleichmäßigung der Amplituden der vom Testwerkstück mit gleichgroßen Diskontinuitäten reflektierten elektrischen Impulse durch folgende Beziehung bestimmt wird:

Cn

V_c - 5,5 - -ψ

worin bedeuten:

V^ die Steuersignalspannung,

R den Pegel (Volt), auf den die Amplituden der reflektierten elektrischen Impulse vergleichmäßigt werden und 030035/0869

τ- 8 -

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I die anfängliche Amplitude (Volt) der zu vergleichmäßigenden reflektierten elektrischen Impulse.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch ge k e η η zeichnet, daß der Wert I dem Stepers ignalgenerator {14} vom Funkt ions generator (12} zugeführt wiird.

18. Anordnung nach Anspruch 16 ₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignaigeherator f14) Einrichtungen zur Einstellung des Wertes R enthält,, wobei der Pegel, auf den die vom Testwerkstück reflektierten elektrischen Impulse vergleichmäßigt werden müssen, einstellbar ist.

19. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (14} Einrichtungen zum Empfang des Werts I vom Funktionsgenerator (12) enthält, sowie eine Einrichtung (30) zum Teilen des Werts R durch den Wert I zur Erzeugung eines ersten Quotienten, eine Einrichtung (32) zur Multiplikation des ersten Quotienten mit dem Faktor 5 zur Erzeugung eines ersten Produkts, und eine Einrichtung zur Subtraktion des ersten Produkts vom Wert 5,5 und zur Erzeugung des Werts V_r für die Reduzierung der Amplitude I der reflektierten elektrischen Impulse auf den Wert R.

20. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert von R 0,5 V beträgt.

21;. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Synchronisation der Betätigung der Einrichtung zur Zufuhr der Ultraschallimpulse: auf die Betätigung der Kathodenstrahlröhre (20), wodurch die Kathodenstrahlröhre (20) gleichzeitig mit der Zufuhr der Ultraschallimpulse zum Werkstück betätigt wird.

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22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Synchronisation einen an die Einrichtung zur Zufuhr der ültraschallimpulsa und die Kathodenstrahlröhre angeschlossenen Taktgeber (2) enthält, der der Einrichtung zur Zufuhr der Ultraschallimpulse und der Kathodenstrahlröhre zur gleichzeitigen Betätigung gleichzeitig einen betätigenden Taktimpuls zuführt.

23. Anordnung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung zur Synchronisation der Betätigung des Funktionsgenerators (12) mit der Betätigung der Kathodenstrahlröhre (20) und der Einrichtung zur Zufuhr der Ultraschallimpulse.

24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch g e k e η η ζ e ichnet, daß die zweite Einrichtung zur Synchronisation eine Einrichtung zur Verbindung des Taktgebers (2) mit dem Funktionsgenerator (12) enthält, wobei der Betätigungsimpuls des Taktgebers (2) den Spannungsgenerator gleichzeitig mit der Einrichtung zur Zufuhr der Ultraschallimpulse und der Kathodenstrahlröhre betätigt.

25. Verfahren zur Ultraschallprüfung von Werkstücken auf Diskontinuitäten unter Verwendung einer Anordnung mit Einrichtungen zur Zufuhr von Ultraschallimpulsen zu den Werkstücken, Einrichtungen zur Umwandlung von von den Diskontinuitäten reflektierten Impulsechos in elektrische Impulse und einem Empfänger zum Empfang der elektrischen Impulse, dadurch gekennzeichnet, daß einem Testwerkstück mit mehreren Diskontinuitäten

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unterschiedlicher Größe in verschiedenen Tiefen Ultra- ,-schallimpulse zugeführt werden,

daß eine Spannungsfunktion erzeugt wird, die entsprechend den Amplituden elektrischer Impulse eingestellt wird, die Ultraschallimpulsechos von den gleichgroßen Diskontinuitäten im Werkstück entsprechen, daß die Spannungsfunktion entsprechend einer vorbestimmten Beziehung in ein Steuersignal eines Wertes modifiziert wird, der bei Zufuhr zum Empfänger dessen Verstärkung ändert und die elektrischen Impulse auf einen vorbestimmten Wert dämpft und vergleichmäßigt, und daß das Steuersignal dem Empfänger zugeführt wird, um dessen Verstärkung zu ändern, so daß die Diskontinuitäten innerhalb zu prüfender Werkstücke entsprechenden Amplituden elektrischer Impulse abhängig sind von der Größe der Diskontinuitäten Und im wesentlichen unabhängig sind von der Tiefe der Diskontinuitäten in den Werkstücken.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Impulse visuell angezeigt werden.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur visuellen Anzeige der elektrischen Impulse eine Kathodenstrahlröhre (20) vorgesehen wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm- der Kathodenstrahlröhre in mehrere gleiche vertikale Teilungen unterteilt ist

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und die vorbestirrmte Beziehung zur Erzeugung des Steuersignals ist: .

V=F- ^R (F - I) ^VC S I ¹S '■

worin bedeuten:- ' - .

V die Steuersignalspannung,

R den Pegel in vertikalen Teilungen, auf den die Amplituden der reflektierten elektrischen Impulse reduziert werden müssen,

I in vertikalen Teilungen den Pegel der zu reduzierenden reflektierten elektrischen Impulse und

Fg die Anzahl der Teilungen der vollen vertikalen Skala des Schirms der Kathodenstrahlröhre

29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm der Kathodenstrahlröhre in mehrere gleiche vertikale Teilungen unterteilt ist und die vorbestimmte Beziehung zur Erzeugung des Steuersignais ist:

FI
-S R- -

= F„ -

S 1 _T

worin bedeuten:

V die Steuersignalspannung,

R die Amplitude, auf die sämtliche reflektierten Impulse reduziert müssen (R muß gleich oder kleiner sein als die Amplitude des kleinsten re-

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flektierten elektrischen Impulses und größer oder gleich einer vertikalen Teilung des Schirms der Kathodenstrahlröhre) ,

Ϊ in vertikalen Teilungen den Pegel der zu reduzierenden reflektierten elektrischen Impulse und

F die Anzahl der Teilungen der vollen vertikalen Skala des Schirms der Kathodenstrahlröhre.

30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm der Kathodenstrahlröhre (20) in 10 gleiche vertikale Teilungen unterteilt ist und jede vertikale Teilung eine Spannung von 0,5 V darstellt, wobei die vorbestimmte Beziehung zur Erzeugung des Steuersignals ist:

V =5,5 - ^5R

"c ■" ι

worin bedeuten

V_r die Steuersignalspannung,

R den Pegel (Volt), auf den die Amplituden der reflektierten elektrischen Impulse vergleichmäßigt werden und

I die anfängliche Amplitude(Volt) der zu vergleichmäßigenden reflektierten elektrischen Impulse.

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