DE3033990C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung und Analyse von Schallemissionen für die Prüfung von Ein­ richtungen und Bauteilen auf Schadensstellen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4.

Die der Erfindung zugrunde liegende Problemstellung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Hauptanwen­ dungsgebiet der Erfindung erläutert. Jedoch ist die Erfindung nicht nur auf diesem Gebiet anwendbar, sondern auch auf jedem anderen Gebiet, auf dem aus dem Ankommen eines Schallimpulses eine Ortung der Quelle der Schall­ emissionen erfolgen soll.

Beim Betrieb von Maschinen und Anlagen können Geräusche auftreten, die im Inneren der Werkstoffe entstehen und mit einem beginnenden Versagen in Zusammenhang stehen. So senden z. B. entstehende Risse im Mikrobereich der­ artige Schallwellen aus, z. T. zu Zeitpunkten weit vor dem Versagen. Diese Schallwellen werden für eine Scha­ densfrüherkennung ausgenutzt, wodurch der Schädigungs­ grad und der Fortgang des Versagens erfaßbar werden. Neben der Analyse der Vorgänge - Definition der Art der Schallquellen - ist insbesondere die Lokalisierung der Schallquelle von großer Bedeutung.

Die Ortung der Schallquellen erfolgt bekanntermaßen in der Weise, daß die Laufzeitdifferenz gemessen werden, die auf dem Weg des Schalles von der Schallquelle zu verschiedenen, einzeln und in größeren Abständen von­ einander um die Quelle herum angeordneten Schall-Meßköpfen auftreten und daß aus diesen Laufzeitdifferenzen anhand der Lage-Koordination der Schall-Meßköpfe die Lage der Schallquelle errechnet wird. In Anwendung dieses Ver­ fahrens werden auf bereits vorhandene oder entstehende Schadensstellen an der Oberfläche des Prüflings mehrere Schall-Meßköpfe in Abständen von 1 bis 5 m befestigt. Trifft ein Schallimpuls die Meßköpfe, so setzen die von diesen abgegebenen Signale eine Laufzeitmessung in Gang. Die Laufzeiten der nächsten benachbarten Meßköpfe werden verglichen, und aus den Laufzeitdifferenzen wird der Ort der Schallquelle ermittelt. (H. Bretfeld, A. Nölker und H.-A. Crostack: Anwendung der Schallemis­ sionsanalyse bei der Belastung eines Druckbehälters mit pulsierendem Innendruck; Materialprüfung 19 (1977) 11, S. 67/70).

In der DE-OS 26 07 791 und der französischen Patentschrift 22 62 303 sind akustische Überwachungs-Vorrichtungen bzw. -Anordnungen und Verfahren nach dem jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4 beschrieben, bei denen das gesamte Überwachungsgebiet in bestimmte, aneinander angrenzende Abschnitte unterteilt und jedem dieser Abschnitte eine bestimmte Anzahl von Schall-Meßköpfen zugeordnet ist, deren Signale Auswerteeinheiten zugeleitet werden.

Aus der DE-PS 15 16 601 ist ein Verfahren und eine Ein­ richtung zur Ortung schallabstrahlender Objekte bekannt geworden, wobei mehrere Körperschallempfänger zur Er­ zielung einer Richtcharakteristik in Gruppen zusammen­ gefaßt werden, die die aufgenommenen Schallsignale über mechanisch-elektrische Wandler in elektrische Signale umformen und einer Auswerteeinheit zuführen, in der die elektrischen Signale der räumlich voneinander ge­ trennten Empfängergruppen miteinander korreliert werden und aus den gebildeten Korrelationsfunktionen die Lauf­ zeitdifferenz und damit die Richtung eines wahrgenommenen Ojekts ermittelt wird.

In der US-PS 39 85 024 ist ein akustisches Emissions- Ortungs-Verfahren und -System beschrieben, das zur An­ wendung bei Strukturen komplexer Form und in akustisch lauter Umgebung bestimmt ist und zum Zweck der Ausschaltung von durch Hintergrundlärm verursachten Signalen von der Auswertung mit räumlicher Signal-Filtration mittels der sog. "Mater-Slave"-Unterscheidung arbeitet. Hierbei werden ein "Mater"-Sensor oder mehrere "Master"- Sensoren auf der zu untersuchenden Struktur angeordnet, und jeder "Mater"-Sensor wird von mehreren "Slave"- Sensoren umgeben. Jeder Sensor findet akustische Emis­ sionen in der Struktur auf und sendet entsprechende Signale zu einem Emissions-Monitor. Dieser enthält eine elektronische Schaltung, die nur Signale von Emissionen annimmt, welche den "Master"-Sensor erreichen, bevor sie die "Slave"-Sensoren erreichen. Auf diese Weise werden Signale von der Auswertung ausgeschlossen, die ihren Ursprung außerhalb des von der Sensoren-Anordnung bedeckten Bereiches haben. Um Hintergrund-Lärm auszu­ schalten, sind auch noch Frequenz-Filter vorgesehen.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind die Schallempfänger-Meßköpfe, aus deren Signalen die Laufzeit bestimmt wird, in unterschiedlichen Schallfeldern an­ geordnet, d. h. in Bereichen der von der Quelle ausgehenden Schallwellen, in denen die Ausbreitungsgeschwindigkeit und die Wellenart infolge der unterschiedlichen Weg­ strecken, die die Schallwellen von der Quelle bis zu den Empfänger-Meßköpfen zurückgelegt haben, unterschied­ lich sind. Bei der Messung der Laufzeit wird also von unähnlichen Impulsen ausgegangen, da bei den bekannten Anordnungen die Schallsignale für die Bestimmung der Laufzeitdifferenz mittels Wandlern aufgenommen werden, deren Abstand größer ist als die Durchmesser des Schall­ feldes, d. h. des Feldbereichs mit ähnlichen Schall­ signalen, am jeweiligen Wandlerort.

Damit die bekannten Ortungs-Verfahren und -Anordnungen zu richtigen Ergebnissen führen, müssen die folgenden, wesentlichen Voraussetzungen erfüllt sein:

• 1. Die Geschwindigkeit, welche die Schallwelle auf ihrem Weg von der Schallquelle zum Empfänger entwickelt, muß bekannt sein, da sich anderenfalls aus den Lauf­ zeitwerten nicht der von der Schallwelle zurückgelegte Weg und damit die Entfernung der Schallquelle vom Empfänger berechnen läßt.
• 2. Die Schallimpulse dürfen nicht in dichter zeitlicher Folge auftreten, sondern müssen deutliche Abstände aufweisen. Wen ein erneuter Impuls an anderen Stel­ len auftritt, bevor die Welle des ersten Impulses alle zur Ortung benötigten Empfänger erreicht hat, ergibt sich eine Fehlortung. (H.-D. Steffens und H.- A. Crostack: Einflußgrößen bei der Analyse von Schall­ emissionen; Zeitschrift für Werkstofftechnik (1973) 8, S. 442/7.)
• 3. Die Schallimpulse müssen sich sehr ähnlich sein, da eine Veränderung der Wellenart oder der Impulsform (z. B. der Amplitude oder der Anstiegszeit) die elektro­ nischen Registriergeräte (Trigger) zu unterschiedlichen Zeiten ansprechen läßt (H. D. Steffens. D. Krappel, D. Stegemann nd H.-A. Crostack: Analyse von Signalen der Schallemis­ sion; Zeitschrift für Werkstofftechnik 6 (1975) 3, S. 88/94.

Damit "kritische" Quellen geortet werden, und nicht die von Störgeräuschen, muß die Schallquelle identifiziert werden. Hierzu ist eine Analyse erforderlich, die sich bei dem be­ kannten Verfahren und den danach arbeitenden Vorrichtungen nur parallel zur Ortung - nicht gleichzeitig damit - durch­ führen läßt.

Bei den zu ortenden, von Schallemissionsereignissen her­ rührenden Schallimpulsen ist keine der vorstehend aufge­ führten Bedingungen erfüllbar, wie nachstehend unter Be­ zugnahme auf die vorstehend verwendeten Ziffern erläutert werden wird.

Zu Ziffer 1: Schallgeschwindigkeit:
Beim Auftreten eines einzelnen Schallemissionsereignis­ ses, das in der Regel impulsartig auftritt, werden Longitudinal- und Transversalwellen frei, die zudem winkelabhängige Intensität (Richtstrahlcharakteristik) aufweisen. Dadurch besitzen diese Wellen je nach Er­ eignis unterschiedliche Intensität, und sie breiten sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten aus.

Beim Durchlaufen eines Festkörpers (Anlage, Maschine) werden diese Wellen reflektiert, gedämpft und umgewan­ delt. Neben der reinen Modenkonversion kann es dabei auch zur Entstehung geführter Wellen (Oberflächen-, Platten-, Rohr-, Stabwellen u. a. m.) kommen, die z. T. sehr hohe Dis­ persion aufweisen. Damit aber wird die Ausbreitungsge­ schwindigkeit von unbekannten Werten, nämlich vom Fre­ quenzspektrum, abhängig. Da zudem diese Umwandlung - abhängig von der Geometrie des Körpers - vom Laufweg ab­ hängt, liegt für jede Entfernung Schallquelle - Empfänger eine andere mittlere Geschwindigkeit vor.

Bei den bekannten Ortungsverfahren und den danach arbei­ tenden Vorrichtungen wird die Geschwindigkeit in Abwei­ chung von den tatsächlichen Gegebenheiten als konstant vorgegeben. Hieraus resultieren wesentliche Abweichungen des Ergebnisses von den realen Verhältnissen.

Ähnliches gilt, sofern der Schall verschiedene Medien mit abweichenden Geschwindigkeiten, wie z. B. einen wasserge­ füllten Behälter, durchläuft. Auch hier führt die Vor­ gabe einer konstanten Geschwindigkeit zu Fehlern bei der Auswertung der Meßergebnisse, die eine Anwendung des Schallemissionsverfahrens für Prüfzwecke bislang als nicht sinnvoll erscheinen lassen mußte.

Zu Ziffer 2: zeitliche Abstände der Schallimpulse:
Die Bedingung, daß Schallimpulse zeitlich ausreichend weit genug getrennt auftreten, läßt sich nur in Einzel­ fällen - z. B. bei einer Druckprüfung mit kontrollierbaren Belastungsbedingungen - erfüllen. Bei zeitlich dicht aufeinander folgenden Ereignissen, wie z. B. plastischer Verformung, Phasenumwandlungen im Gefüge oder Fertigungs­ geräuschen, wie sie bei Schweiß- und Lötprozessen auf­ treten, ist eine Ortung bislang ausgeschlossen gewesen.

Zu Ziffer 3: Ähnlichkeit der Impulse:
Diese dritte zu erfüllende Voraussetzung ist in realen Strukturen gar nicht erfüllbar. (H.-D. Steffens, D. Ste­ gemann, D. Krappel und H.-A. Crostack: Analyse von Si­ gnalen der Schallemission; Zeitschrift für Werkstofftech­ nik 6 (1975) 3, S. 88/94). Die Schallquelle sendet Longi­ tudinal- und Transversalwellen aus, deren Intensität rich­ tungsabhängig schwankt. Durch die Ausbreitung mit der un­ ter Ziffer 1 erwähnten Wellenumwandlung und dem Entstehen geführter Wellen verändern sich die Intensitätsverhältnis­ se zueinander weiterhin. Da sich zudem durch die Dämpfung die Spektren verändern und die Empfänger auf bestimmte Re­ sonanzfrequenzen ausgelegt sind, kann es vorkommen, daß die Elektronik des einen Empfängers auf die Longitudinalwellen­ anteile des Impulses, die eines anderen auf die transversa­ len Anteile (oder z. B. Oberflächenwellen) anspricht. Hier­ durch entstehen große Fehler bei der Ortung, und die Zuordnung der Schallquelle ist nicht möglich.

Aus diesen Gründen stößt die Bestimmung des Ortes von Schallquellen mittels des bekannten Verfahrens bereits in einfachen Bauteilen, wie Platten oder Rohren, auf große Schwierigkeiten. Bei komplizierten Geometrien, wie sie in Maschinen und Anlagen gegeben sind, werden die Schwierigkeiten derart groß, daß eine Ortung unmöglich ist.

Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen es möglich ist, in einfacher Weise auch bei nicht bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallimpulsen, bei hoher zeit­ licher Signalfolge, bei stark verrauschten Signalen und bei mit längerem Laufweg stark veränderten Impulsen so­ wie komplizierten Bauteilgeometrien eine Ortung (Entste­ hungsortsbestimmung) durchzuführen, und damit das Anwen­ dungsgebiet des Schallemissionsverfahrens bei der Prüfung auf Schadensstellen wesentlich zu erweitern.

Die Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1 (betr. das Verfahren) bzw. des Anspruchs 4 (betr. die Vorrichtung).

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand der Unter­ ansprüche.

Eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist nachste­ hend anhand des in der Zeichnung Fig. 1 wiedergegebenen Block­ schaltbildes einer solchen Vorrichtung beschrieben. Der Einfachheit halber ist nur einer der Ultraschall-Meßköpfe der Vorrichtung dargestellt und beschrieben, da die Meß­ köpfe im prinzipiellen Aufbau und in der Wirkungsweise übereinstimmen.

Der Ultraschall-Meßkopf einer Meßstelle E setzt sich bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform aus drei einzelnen Schallwandler-Elementen 1 zusammen. Es können jedoch auch mehr Wandler-Elemente 1 zu einem Meßkopf E zusammengebaut sein, vorausgesetzt, daß deren Gesamtbreite die vorgesehene Höchstgrenze nicht überschreitet. Der Durchmesser des Meßkopfes E ist klein gegenüber der Ausdehnung des zu erwartenden Schallfeldes für hinsichtlich ihrer Form sowie Wellenart ähnliche Impulse, d. h. z. B. kleiner als 25 mm, so daß die Elemente 1 in­ nerhalb eines Schallfeldbereiches der Quelle liegen, z. B. bei Zick-Zack-Wellen innerhalb des 6-dB-Abfalles. Die Elemente 1 können aus beliebigen Wandler-Werkstof­ fen und -strukturen (piezoelektrisch, elektrodynamisch, akusto-optisch, magnetostriktiv o. ä.) bestehen.

Jedem Wandler-Element 1 ist - in der angeführten Reihen­ folge - ein Verstärker und Impedanzwandler 2, ein Digi­ talisierer 3, ein Verzögerungsglied 4, ein Zähler 5 und eine Taktsteuerung 8 nachgeschaltet. Die Digitalisierer 3 sind ausgangsseitig überdies an einen Zählerstarter 9 ange­ schlossen, der zum gleichzeitigen Anschalten sämtlicher Zähler 5 dient; er wird vom ersten ankommenden digitali­ sierten Impuls angeschaltet, so daß durch diesen sämtliche Zähler 5 ingang gesetzt werden. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsglieder 4 ist für alle Kanäle eines Ultraschall-Meßkopfes E gleich, z. B. 20 ns. Die Zähler 5 werden von dem ersten, über den ihnen zugeordneten Meßkopf-Kanal mit der vor­ gegebenen Verzögerung ankommenden digitalisierten Impuls gestoppt. Ein Zeitmesser 7 dient zum Messen der absoluten Zeit beim Start der Zähler 5. Er ist ebenso wie die Zähler 5 mit seinem Signal-Ausgang an die Eingänge eines ersten Rechners (Mikro­ prozessor) 6 angeschlossen, in den, gesteuert von der Takt­ steuerung 8, die Meßwerte der Zähler 5 und des Zeitmessers 7 eingegeben werden. Für jeden Meßkopf E ist ein solcher gesonderter Rechner (Mikroprozessor) 6 vorhanden, der aus den ihm eingegebe­ nen Laufzeitwerten die Laufzeitdifferenzen zwischen den einzelnen Elementen 1 eines Ultraschall-Meßkopfes ermittelt und hieraus die Richtung errechnet, aus welcher der Impuls angekommen ist, sowie parallel dazu als Kenngröße für den Impuls die absolute Zeit bei Zählerstart speichert und anschließend - mit einer Verzögerung - die Zähler 5 löscht.

Alle ersten Rechner (Mikro-Prozessoren) 6 einer Vorrichtung sind mit ihren Ausgängen an einen zweiten Rechner 12 der Vorrichtung angeschal­ tet. In der Zeichnung sind mit 10 und 11 Leitungen be­ zeichnet, über welche die Kennwerte anderer Ultraschall-Meßköpfe in den zweiten Rechner 12 eingegeben werden. Dem zweiten Rechner 12 ist die Ausgabeeinheit 13 nachgeschaltet. Zwischen die Impe­ danzwandler 2 und die Digitalisierer 3 können evtl. (nicht dargestellte) Filter oder Analysatoren geschaltet werden, wel­ sche aus einem verrauschten Signal dessen Merkmal heraus­ lösen können.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Beim Auftreten eines Schallereignisses, dessen Quelle geor­ tet werden soll, kommt der davon herrührende Schallimpuls nach unterschiedlichen Laufzeiten - entsprechend den unter­ schiedlichen Lagekoordinaten der Elemente 1 - in diesen Ele­ menten an. Diese erzeugen daraus elektrische Signale, die in den Verstärkern 2 jedes Elementes 1 - eventuell mit vor­ ausgehender oder nachfolgender Analyse bzw. Filterung - ver­ stärkt und danach in den Digitalisierern 3 digitalisiert werden. Die aus den Wandler-Signalen oder - bei Zwi­ schenschaltung eines Analysators oder eines Filters - aus deren Analysenwerten hergeleiteten, digitalisierten Si­ gnale werden sowohl dem Zählerstarter 9 als auch der Ver­ zögerung 4 zugeleitet. Das erste ankommende Signal be­ wirkt, daß der Zählerstarter 9 alle Zähler 5 des ihm zugeordneten Ultraschall-Meßkopfes E gleichzeitig startet. Dieses erste Signal erreicht den Zähler 5 über das Verzögerungs­ glied 4 erst nach der Verzögerungszeit und schaltet ihn ab. Die später ankommenden Signale der anderen Kanäle des Meßkopfes erreichen ihren Zähler 5 auch erst nach der Verzögerungszeit und zusätzlich noch nach der Laufzeit­ differenz gegenüber dem Kanal, in dem das erste Signal eingetroffen ist. Entsprechend später werden die anderen Zähler 5 abgeschaltet, so daß die Differenzen der Zähler­ werte der Kanäle eines Ultraschall-Meßkopfes den Laufzeitdifferen­ zen entsprechen. Parallel zur Zählung der Laufzeitdiffe­ renzen ist die absolute Zeit bei Zählerstart mittels des Zeitzählers 7 gemessen worden.

Nach dem Stopp aller Zähler 5 eines Ultraschall-Meßkopfes E werden deren Werte, gesteuert von der Taktsteuerung 8, dem Pro­ zeß-Rechner 6 eingegeben, wozu als Kenngröße für den Impuls die vom Zeitmesser 7 gemessene absolute Zeit beim Start der Zähler 5 gespeichert wird. Mit einer Verzöge­ rung nach Übernahme des Wertes für die absolute Zeit durch den Prozeß-Rechner 6 werden die Zähler 5 des dem Rechner 6 zugeordneten Ultraschall-Meßkopfes E gelöscht. Jeder Rech­ ner 6 errechnet für den ihm zugeordneten Meßkopf E die Laufzeitdifferenzen zwischen dem Impuls- bzw. Merkmalsein­ treffen bei den einzelnen Wandler-Elementen 1 und die dar­ aus resultierende Richtung, aus welcher der Impuls am Meßkopf E angekommen ist.

Die Richtungswerte der Mikro-Prozessoren 6 aller Meßköpfe E werden dem Rechner 12 der Vorrichtung eingegeben, in den vorher bereits die Koordinaten der Meßköpfe E ein­ gegeben worden sind, die der Rechner 12 nun in einem fol­ genden Rechenschritt mit den Richtungswerten in Beziehung setzt, wonach er durch Überlagerung der Richtungen den Schnittpunkt der Richtungsgeraden als Ort der Schallquel­ le definiert.

Bei der vorstehend erläuterten Analyse der Einzelelemente vor der Digitalisierung wird das Eintreffen eines bestimmten Merkmals des Schallimpulses gemessen. Es kann auch eine Analyse (z. B. Frequenzanalyse) parallel zur Richtungsbestim­ mung erfolgen, die direkt mit der Richtung korreliert ist.

Die Richtungen der Ultraschall-Meßköpfe können auch gespeichert und nachträglich miteinander korreliert werden, wodurch die Verarbeitung von Signalen sehr schneller Folgen möglich wird. Während bei dem bekannten Verfahren Folgen von ca. 100/sec. (abhängig vom Abstand der Empfänger) verar­ beitet werden konnten, wird nunmehr die Verarbeitung von diesem Abstand unabhängig und kann maximale Werte von ca. 1-2 Mio./sec. erreichen.

Weitere wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bestehen darin, daß

• - die Bestimmung von der Geschwindigkeit des Impul­ ses von der Quelle bis zum Überschall-Meßkopf unabhängig wird, weil die Richtung des Schallimpulses innerhalb der Ein­ zelelemente 1 bestimmt wird;
• - die Impulse innerhalb der Einzelelemente 1 (Abstand der Elemente < Schallfelddurchmesser) ähnlich bleiben, wodurch die vom jeweiligen Ultraschall-Meßkopf bevorzugt angepeil­ te Wellenart unwichtig und der daraus resultierende Fehler eliminiert wird;
• dadurch, daß je Ultraschall-Meßkopf die Richtung des Impulses bestimmt wird, nicht mehr abgewartet werden muß, bis der Impuls alle zur Ortung erforderlichen Meßköpfe erreicht hat. Die Werte der einzelnen Meßköpfe können gespeichert werden;
• - da die Impulse innerhalb der Einzelelemente 1 ähnlich bleiben, auf leichtem Weg in Real-Zeit eine Analyse durchgeführt werden kann, die direkt mit der ebenfalls sofort ermittelten Richtung des Impulses korrelliert wird oder aus deren Merkmalen die Richtung bestimmt wird. Auf diese Weise wird eine eindeutige Kennzeichnung des Impulses möglich, ohne daß die üblichen Laufzeitdiffe­ renzen berücksichtigt werden müßten;
• - da die Richtung sofort je Meßkopf bestimmt wird, selbst komplizierte Geometrien prüfbar sind. Durch die Richtungsbestimmung können Reflexionen und Modenkon­ versionen einfach berücksichtigt werden und verfälschen das Meßergebnis nicht.

Claims (8)

1. Verfahren zur Schallemissions-Ortung und -Analyse für die Prüfung von Einrichtungen und Bauteilen auf Schadensstellen, bei dem aus den Eintreffzeitpunkten von Schallimpulsen an mehreren, im Abstand voneinander auf dem zu prüfenden Meßobjekt angeordneten Meßstellen (E) und aus den Meßstellenkoordinaten die Lage der Schallemissionsquelle ermittelt wird, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß jeweils an jeder Meßstelle (E) die Eintreffzeit­ punkte der Schallimpulse durch mindestens drei Schallwandler- Elemente (1) erfaßt werden, deren Abstände und Durchmesser so bemessen sind, daß der Gesamtdurchmesser der Meßstelle (E) geringer ist als derjenige des zu erwartenden Schallfeldes,
• - daß aus den in den einzelnen Schallwandler-Elementen (1) erfaßten Eintreffzeitpunkten die Laufzeit­ differenzen des Schalters zwischen den Wandler-Elementen (1) jeder Meßstelle (E) ermittelt werden,
• - daß aus den Laufzeitdifferenzen für jede Meßstelle (E) die Schall-Eintreff-Richtungswerte bestimmt werden,
• - und daß aus den Schall-Eintreff-Richtungswerten und den Lagekoordinaten der Meßstellen (E) die Lage der Schallemissionsquelle ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine direkt mit der Richtung korrelierte Schall­ analyse an den einzelnen Meßstellen (E) durchgeführt wid.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Analyse oder Filterung der Signale der einzelnen Schallwandler- Elemente (1) vor deren Digitalisierung.

4. Vorrichtung zur Schallemissionsortung und -Analyse für die Prüfung von Einrichtungen und Bauteilen auf Schadensstellen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mehreren, im Abstand voneinander auf der Prüflingsoberfläche an den Meßstellen (E) anzubringenden Ultraschall- Meßköpfen, deren Wandlersignale Schaltungseinheiten zugeleitet werden, in denen die Laufzeitdifferenzen zwischen den von den Wandlern empfangenen Schallimpulsen ermittelt und die daraus abgeleiteten Meßwerte mit den jeweiligen Koordinaten der Ultraschall-Meßköpfe (E) auf der Prüflingsoberfläche korreliert werden zwecks Bestimmung der Lage der Schallemissionsquelle, dadurch gekennzeichnet,

• - daß jeder Ultraschall-Meßkopf (E) aus drei oder mehr Schall­ wandler-Elementen (1) besteht, die derart benachbart zueinander angeordnet sind, daß der von ihnen abgedeckte Bereich einen kleineren Durchmesser hat als der des zu erwartenden Schallfeldes,
• - daß jedem Wandler-Element (1) ein gesonderter Verstärker (2), ein Digitalisierer (3) und Zähler (5) nachge­ schaltet ist,
• - daß den Zählern (5) jedes Ultraschall-Meßkopfes (E) erste Rechner (6) nachgeschaltet sind für die Übernahme der Zählerwerte des ihm zugeordneten Ultra­ schall-Meßkopfes (E) und für deren Auswertung zwecks Bestimmung der Richtung, in der die Schall-Emissions­ quelle, bezogen auf den Ultraschall-Meßkopf (E), liegt
• - und daß allen ersten Rechnern (6) ein zweiter Rechner (12) nachgeschaltet ist für die Korrelation der ihm eingegebenen Richtungswerte der ersten Rechner (6) mit den Koordinaten der Ultraschall-Meßköpfe (E) zwecks Bestimmung der Lage der Schallemissionsquelle.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen mit den Digitalisierern (3) zusammengeschalteten Zählerstarter (9) zum gleichzeitigen Starten aller Zähler (5) eines Ultraschall-Meßkopfes (E) bei Ankommen des ersten Impulses.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch je ein jedem Zähler (5) vorgeschaltetes Verzögerungsglied (4) mit einer für alle Kanäle eines Ultraschall-Meßkopfes (E) gleichen Verzögerungszeit.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen Zeitmesser (7) für alle Ultraschall-Meßköpfe (E) zum Messen des Zeitpunkts des Zählerstarts, dessen Werte über die Taktsteuerung (8) dem ersten Rechner (6) eingegeben werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Digitalisierer (3) ein Filter oder Analysator vorgeschaltet ist, der nur ausgewählte Impulskennwerte zum Zähler (5) durchläßt.