DE3224037A1

DE3224037A1 - Vorrichtung zur ultraschallabtastung von objekten

Info

Publication number: DE3224037A1
Application number: DE19823224037
Authority: DE
Inventors: Michael 8520 Erlangen Vieth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1983-12-29

Description

Vorrichtung zur Ultrasc-llabeastunR von Objekten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ultraschallabtastung von Objekten mit einem Ultraschallkopf und einer Positionserfassung. Solche Vorrichtungen werden bekanntlich in der zerstrungsfreien Werkstoffprüfung und der medizinischen Diagnostik verwendet.
In einer bekannten Vorrichtung ist der Schallkopf um eine erste Horizontalachse drehbar an einer ersten Schiebestange befestigt, die in einem ersten Führungskasten verschiebbar gelagert ist. Der FUhrungskasten ist um eine zweite Horizontalachae drehbar gelagert und an einem Lagerblock betestigt, der sich mit dem angelenkten PUhrungskasten für die Schiebestange mit dem Schallkopf an der Unterseite eines Halteblocks um eine Vertikalachse aus einer ersten Raststellung um 900 in eine zweite Raststellung schwenken lv^4. Der Halteblock bildet das schallkopfseitige Ende einer zweiten Schiebestange, die in einem zweiten Fuhrungs!.Sasten längs verschiebbar ist. Das gesamte Gebilde ist schließlich über den Führungskasten an einer Hubsäule um eine zweite Vertikalachse schwenkbar gehaltert. Die Hubsäule ist in einem Rohr verschiebbar gelagert.
Das Rohr samt Hubsäule mit dem Aufbau ist außerdem in einer Schlitzführung des Gerätekastens verschiebbar. Der Gerätekasten ist mittels Horizontaldrehgelenk auf dem Bodenfuß in der Horizontalebene verschiebbar angeordnet. Die Positionserfassung erfolgt in üblicher Weise durch Koordinatengeber, beispielsweise Widerstandspotentiometer, in den Dreh- bzw. Längsschiebgelenken des Tragarms für den Schallkopf (deutke Auslegeschrift 28 52 560).
Bei dieser Vorrichtung ist das Prüfsystem durch die Größe der damit verbundenen mechanischen Einrichtungen im allgemeinen fest installiert, so daß der zu prüfende Körper zum Prüfgerät gebracht werden muß, was insbesondere in der Werkstoffprüfung eine Einschränkung der Verwendbarkeit solcher Bildsysteme bedeutet.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Vorrichtung zu verbessern, insbesondere soll der Jeweilige Prfort beziehungsweise die Größe der Verschiebung des Ultraschallkopfes seit Beginn der Messung registriert werden, um die räumliche Ubereinstimmung des Schnittbildes mit dem Meßkörper zu sichern, und außerdem soll die Vorrichtung leicht zu bedienen sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgem§ß dadurch gelöst, daß zur Positionserfassung ein Drehwiderstand vorgesehen ist, der im oder am Ultraschallkopfgehäuse angeordnet ist und unmittelbar oder mittelbar mit einem am Ultraschallkopfgehäuse befestigtem Rad verbunden ist. Außerdem ist der mit einem Rad versehene Drehwiderstand mit einem Ausleger verbunden, der als mindestens einachsiger Wagen ausgebildet ist. Jeweils zwischen dem Ausleger und dem Ultraschallkopfgehäuse ist eine Feder vorgesehen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Ultraschallkopfgehäuse mit einem zweiachsigen Wagen versehen. Zwischen diesem zweiachsigen Wagen und dem Ultraschallkopfgehäue sind Federn vorgesehen. Außerdem ist der Drehwiderstand als Potentiometer ausgebildet, und die Anschlußdrähte für die Positionserfassung und zum Ul.traschallkopf sind Jeweils in einem flexiblen Kabel angeordnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Größe der Verschiebung des Ultraschallkopfes seit Beginn der Messung durch die auf den Drehwiderstand übertragene Einstelländerung erfaßt wird. Dabei liegt das Rad auf der Prüfkörperoberfläche auf und dreht sich bei der Verschiebung des Ultraschallkopfes in Richtung der Ultraschallkopfbewegnng mit. Das Rad wird beispielsweise durch Federdruck leicht an die Prüfkörperoberfläche angedrückt. Der Drehbereich des Widerstandes kann an die interessierende Prüfweglänge durch Änderung des Rädchendurchmessers oder Einschub eines Potentiometers mit anderer Drehungszahl angeglichen werten.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genom¢n, in der ein AusfUhrungsbeisplel einer Vorrichtung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ultraschallabtastung gemäß der Erfindung und in Figur 2 ist eine vorteilhafte Ausfilhrungsform der Erfindung dargestellt.
In der Ausführungsform nach Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Ultraschallabtastung von ObJekten, insbesondere in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit einem Drehwiderstand 2 zur Positionserfassung vorgesehen, der beispielsweise an einem Ultraschallkopfgehäuse 4 angeordnet ist. An einander gegenüberliegenden Seitenflächen des UltraschallkopxrehEuses 4 sind zwei Ausleger 6 vorgesehen, die mitte einer Achse 8 miteinander verbunden sind. Auf dieser Achse 8 ist der Drehwiderstand 2 angeordnet. An den Enden der Achse 8 ist Jeweils ein Rad 10 vorgesehen. Zwischen den Auslegern 6 und dem Ultraschallkopfgehäuse 8 ist Jeweils eine Feder 12 angeordnet. Die Anschlußdrähte 14 für den Drehwiderstand 2 und den Ultraschallkopf bilden ein gemeinsames, flexibles Kabel.
Bei der Ultraschallabtastung von ObJekten liegt die Vorrichtung auf der Prüfkörperoberfläche 16 auf und die Räder 10 drehen sich bei der Verschiebung der Vorrichtung in Richtung der Ultraschallkopfbewegung, sc daß durch die auf den Drehwiderstand 2 übertragene Einstellungsänderung der Meßweg erfaßt wird. Die Prüfkörperoberfläche 16 sollte in Richtung der Ultraschallkopfbewegung möglichst eben sein um Bildverzerrungen zu vermeiden. Die Räder 10 werden durch Federdruck vorzugsweise leicht auf die psüfkörperoberfläche 16 gedrückt, sollten bei ruhender Vorrichtung aber auch von der Oberfläche abgehoben werden können.
Der Drehbereich des Itehwiderstandes 2 kann durch Änderung des Raddurchmessers an den Meßweg angeglichen werden. Außerdem kann der Drehwiderstand 2 auch als ein Potentiometer ausgebildet sein. Beim Potentiometer wird die Anpassung an verschiedene Meßwege durch verschiedene Potentiometer mit verschiedenen Drehungszahlen erreicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform nach Figur 2 ist der Ultraschallkopf mit dem Ultra- schallkopfgehäuse 4 mit einem zweiachsigen Wagen versehen. Zwischen dem zweiarhsigen Wagen und dem Ultraschallkopfgehäuse 4 sind Federn 18 vorgesehen. Eine der beiden Achsen 8 ist mit dem Drehwiderstand 2 versehen, der über die Räder 10 dem Meßweg entsprechend verstellt wird.Die Anschlußdrähte 14 für den Drehwiderstand 2 und den Ultraschallkopf sind Jeweils in einem flexiblen Kabel angeordnet.
Durch diese Gestaltung kann man Jederzeit den Ultraschallkopf austauschen oder durch einen anderen Prüfkopf ersetzen. Außerdem ist eine starre Mechanik zur Wegaufnahme nicht mehr erforderlich.
Die Vorrichtung zur Ultraschallabtastung von ObJekten ist damit tragbar und man kann wegen der Handlichkeit der Vorrichtung Jede bebliebige Prüffläche, die in Jeder beliebigen Orientierung, beispielsweise senkrecht, vorliegt, abtasten. Zusätzlich ist es möglich, auch einen gekrümmten Prufweg abzufahren, dessen Schnittbild auf einem Bildschirm als ebene Fläche dargestellt wird.
10 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

Patentansortiche 1. Vorrichtung zur Ultraschalabtastung von Objekten mit einem Ultraschallkopf und einer Positionserfassung, d a d u r c h & e k e n n z e i c h -n e t , daß zur Positionserfassung ein Drehwiderstand (2) vorgesehen ist, der im oder am UltraschallkopfgehEuse (4) angeordnet ist und unmittelbar oder mittelbar mit einem am Ultraschallkopfgehäuse (4) befestigten Rad (10) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der mit einem Rad (10) versehene Drehwiderstand (2) mit einem Ausleger (6) verbunden ist, der als mindestens einachsiger Wagen ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Jeweils zwischen dem Ausleger (6) und dem Ultraschallkopfgehäuse (4) eine Feder (12) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ultraschallkopfgehäuse (4) mit einem zweiachsigen Wagen versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem zweiachsigen Wagen und dem Ultraschallkopfgehäuse (4) Federn (18) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auswechselbare Räder (10) mit verschiedenen Raddurchmessern vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h r1 e t daß der Drehwlderstand (2) als Potentiometer ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß verschiedene Potentiometer mit veræchiedenen Drehungszahlen versehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähta (14) für die Positionserfassung und den Ultraschallkopf ein gemeinsames, flexibles Kabel bilden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (14) für die Positionserfassung und den Ultraschallkopf Jeweils in einem flexiblen Kabel angeordnet sind.