DE3018609A1

DE3018609A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen einstellung des einschallwinkels bei der ultraschallpruefung

Info

Publication number: DE3018609A1
Application number: DE19803018609
Authority: DE
Inventors: Dieter 4000 Düsseldorf Schlicht; Horst Dipl.-Phys. Dr.-Ing. 4330 Mülheim Sesemann
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1980-05-13
Filing date: 1980-05-13
Publication date: 1981-11-19
Also published as: DE3018609C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automa-
tischen Einstellung des Einschallwinkels bei der Ultraschallprüfung achssymmetrischer Materialien und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Einstellung vor Einschallwinkeln bei der US-Prüfung zum Auffinden von vorzugsweise senkrecht zur Außen- oder Innenoberfläche verlaufenden Fehlern an achssymmetrischen Prüflingen, wie z.B. Stangen, Knüppel und Rohren, werden in den meisten Fällen Transversalwellen benutzt.
Es ist bekannt, daß die Einstellung der Einschallwinkel manuell durch Neigung der elektroakustischen Wandler, gegen eine Senkrechte zur'Prüflingsachse erfolgt.
Bei den meisten bekannten Einstellvorrichtungen stehen die Prüfköpfe im festen Vorneigungswinkel zueinander und werden für Jede Einschallrichtung getrennt, auf einer geraden oder schiefen Ebene bewegt, oder gemeinsam im- Richtung der Winkelhalbierenden verschoben.
Es ist auch bekannt, die Einstellung mit in Drehachsen befindlichen Prüfköpfe vorzunehmen.
Weiter ist ein Verfahren bekannt, den Einschallwinkel vorgeneigter Prüfköpfe mit Hilfe der Wassertemperatur zu verändern (DE-PS 26 07 485).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine automatische reproduzierbare Einstellung der Prüfköpfe bei der Ultraschallprüfung in Tauchtechnik mit großer Genauigkeit ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung, wie in den Patentansprechen beschrieben, vorgeschlagen.
Die erfindungsgemäße Einstellung der Prüfköpfe ermöglicht eine obJektive und reproduzierbare Einstellung, wobei die Einstellzeit erheblich reduziert wird.
Durch die digitale Anzeige wird der aktuelle Stand der Einstellung ständig angegeben. Etwaige Veränderungen, z.B. durch mechanische Erschütterung bei der Prüfung, können ohne besondere Schwierigkeit automatisch nachgesteuert werden 8 ist ferner möglich, eine rechnergesteuerte Einstellung vorzunehmen, indem beispielsweise die Einstellparameter für die in Frage kommenden Prüfaufgaben experimentell oder rechnerisch ermittelt und abgespeichert werden.
In denbeigefügten Zeichnungen ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 die Anordnung der Prüfköpfe mit Verstelleinrichtung Figur 2 das Steuerungsprinzip.
Wie Figur 1 zeigt, sind die beiden Prüfköpfe 1 in Achsen 2 drehbeweglich gelagert und werden über Arme 3 von einer mit Nuten 5 versehenen Steuerscheibe 4 bewegt. Die Nuten 10 sind gegenläufig spiralförmig angeordnet und überstreichen einen Winkel von mindestens 3600, wobei sie einen Hub aufweisen, der dem Verstellweg der Prüfköpfe 1 entspricht.
In dem in Figur 2 dargestellten Steuerungsprinzip wird die Steuerscheibe 4 bei motorischem Antrieb über einen reversierbaren Motor 7 bewegt und ist mit einem Drehwinkelkodierer 6 fest verbunden. Der Drehwinkelkodierer 6 ist an einem Vergleicher 8 angeschlossen, der mit Digitalanzeige 9 und Kodierschalter 10 ausgestattet ist.
Bei Einsatz der Vorrichtung befinden sich die Prüfköpfe 1 in zwei Drechachsen 2, die über Arme 3 in einer Steuerscheibe 4 mit zwei um 1800 verdreht ineinander verlaufende Spiralnuten 5 in Eingriff stehen.
Die Spiralnuten 5 überstreichen einen Winkel von mindestens 3600 und haben einen Hub, der dem Vers.tellweg der Prüfköpfe entspricht.
Mit der Steuerscheibe ist ein elektronischer Drehwinkelkodierer 6, der die 3600 in beispielsweise 500 Einzelschritte auflöst, fest verbunden.
Die Steuerscheibe 4 wird von einem Getriebemotor 7 für Rechts- und Linkslauf angetrieben. Wenn der Motor die Scheibe um 3600 verdreht, überstreichen die Prüfköpfe ihren gesamten Einstellbereich von ca.100.
Diese 100 werden vom Winkelkodierer 6 in 500 Schritte zerlegt, so daß sich eine Stellgenauigkeit von 0,020 ergibt.
Der Drehwinkelkodierer 6 gibt seinen aktuellen Stand kodiert an einen Vergleicher 8, der die Zahl an einer dreistelligen Digitalanzeige 9 darstellt.
Am Vergleicher 8 befinden sich Kodierschalter 10, an denen der Prüfen eine Zahl von o bis 499, die dem gewunschten Einschallwinkel entspricht, einstellen kann. Wenn die "Ist"-Zahl des Winkelkodierers 6 größer als die "Soll"-Zahl der Einstellung ist, gibt der Vergleicher 8 den elektrischen Befehl 1'Motorrechtslauf1', ist sie kleiner, gibt er den Befehl WLinkgslauf" und bei Zahlengleichheit den Befehl "stop".
Auf diese Weise ist Jede Prüfkopfeinstellung zwischen 0 und 100 in Stufen von 0,02° möglich-und reproduzierbar.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Einstellung des Einschallwinkels bei der Ultraschallprüfung PatentansDrUche: 3 Vorrichtung zur automatischen reproduzierbaren Einstellung des Einschallwinkels bei der Ultraschallprüfung aohssymmetrischer WerkstUcke, gekennzeichnet durch zwei Uber Achsen (2) und Arme (3) drehbeweglich angeordnete über eine mit spiralförmigen Nuten (5) versehene Steuerscheibe (4) synchron bewegbare Prüfköpfe (1); ferner einen mit der Steuerscheibe (4) fest verbundenen elektronischen Drehwinkelkodierer (6); einem reversierbaren Motor (7) für die Steuerscheibe (4) und einem Vergleicher (8) mit Digitalanzeige (g) und Kodierschalter (10).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenläufig angeordneten spiralförmigen Nuten (5) einen Winkel von 3600 überstreichen und einen Hub aufweisen, der dem Verstellweg der Prüfköpfe (1) entspricht.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Steuerscheibe (4) fest verbundene Drehwinkelkdierer (6) die 3600 in Einzelschritte auflöst.
4. Verfahren zum automatischen und reproduzierbaren Feineinstellen des Einschallwinkels bei der Ultraschailprüfung achssymmetrischer Werkstücke auf einen vorbestimmten Wert mit Hilfe der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung über eine Winkelzerlegung die Ist-Stellung durch einen Vergleicher überprüft und die Soll-Stellung über einen Elektroantrieb mit einer Stufengenauigkeit, die der Winkelzerlegung entspricht, eingestellt wird.
5.- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung durch elektronische Drehwinkelkodierung erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung schrittweise motorisch erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung gegenläufig synchron erfolgt.