DE3871853T2 - Kontaktultraschallkoepfe. - Google Patents
Kontaktultraschallkoepfe.Info
- Publication number
- DE3871853T2 DE3871853T2 DE8888303577T DE3871853T DE3871853T2 DE 3871853 T2 DE3871853 T2 DE 3871853T2 DE 8888303577 T DE8888303577 T DE 8888303577T DE 3871853 T DE3871853 T DE 3871853T DE 3871853 T2 DE3871853 T2 DE 3871853T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transducer
- transducers
- mounting plate
- array
- attached
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/223—Supports, positioning or alignment in fixed situation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/10—Number of transducers
- G01N2291/106—Number of transducers one or more transducer arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/263—Surfaces
- G01N2291/2638—Complex surfaces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2695—Bottles, containers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kontaktultraschallköpfe.
- Die Ultraschalluntersuchung oder -inspektion von Material oder Bauwerken, wie z.B. Druckwasserreaktorbehältern, wird typischerweise von der Innenseite des Behälters bzw. Gefäßes aus durchgeführt. Während solcher Untersuchungen werden Ultraschallwandler durch eine fernbediente Vorrichtung gehandhabt, um vorbestimmte Bereiche des Reaktorbehälters abzufahren. Die Untersuchung wird bewerkstelligt durch Erzeugung einer Ultraschallwelle, die an den untersuchten Behälter akustisch angekoppelt wird. Die Schallwelle läuft durch das Material des Behälters mit einer Geschwindigkeit hindurch, welche durch die Schallgeschwindigkeit des Materials festgelegt ist.
- Die Schallgeschwindigkeit ist ein Produkt aus der Dichte des Materials und seiner Elastizität. Reflexionen oder Echos der Schallwelle treten immer dann auf, wenn die Geschwindigkeit der fortschreitenden Schallwelle geändert wird. Die Größe des Echos steht in Beziehung zu der akustischen Impedanz der reflektierenden Materialgrenz- bzw. -zwischenfläche, oder, im Falle eines Defektes oder Risses, zu dessen Größe und Ausrichtung relativ zur Größe und Orientierung der übertragenen Schallwelle. Im allgemeinen werden zwei Methoden des Ankoppelns der übertragenen Schallwelle von dem Wandler auf den untersuchten Behälter angewendet. In einer als Immersionsverfahren bekannten Methode, wird der Wandler in Wasser eingetaucht und in einem festgesetzten Abstand, im allgemeinen einige Zoll (1 Zoll = 25,4 mm) von der Behälterwand angeordnet. Die Schallwellen werden von dem Wandler durch das Wasser und in die Behälterwand übertragen. Reflektierte Schallwellen werden von dem Wandler empfangen und elektronisch verarbeitet, um den Ort der Reflexion festzustellen.
- Bei einer zweiten Untersuchungsmethode, die als die Kontaktmethode bekannt ist, werden die Ultraschallwandler in direktem Kontakt mit dem untersuchten Behälter angeordnet. Der Schall wird durch einen dünnen Wasserfilm an den Behälter gekoppelt Der Wandler kann an einem fernbedienten Handhabungssystem angebracht sein, wie z.B. einem automatisierten Reaktorinspektionssystem (ARIS), welches die Anordnung der Wandlerköpfe im Inneren des Reaktorbehälters kontrolliert und steuert. Soweit bekannt, schlossen frühere Anwendungen der Kontaktuntersuchungsmethode die Verwendung von starren Platten ein, welche für jede geometrische Gestalt, die in dem Behälter untersucht wurden, speziell geformt waren. Ein Problem bei diesem Verfahren liegt darin, daß mehrere verschiedene Platten für eine typische Behälteruntersuchung erforderlich sind. Normalerweise muß das gesamte Untersuchungswerkzeug aus dem Behälter entfernt werden, um die Untersuchungsplatte zu wechseln. Das Entfernen des Untersuchungswerkzeugs, um die Untersuchungsplatte zu wechseln, ist unpraktisch oder nahezu undurchführbar, da solche Untersuchungen üblicherweise auf einem kritischen Weg (nach der Methode des kritischen Pfades) stattfinden.
- Ultraschallsysteme, welche den Erfindern bekannt sind, schließen die folgenden ein.
- Das US-Patent Nr. US-A-4,489,729 mit dem Titel "Ultraschall-Bildsystem" zielt auf allgemeine Anwendungen auf medizinischem Gebiet ab und offenbart die Verwendung einer Vielzahl von Wandlern, Bereichssignaleinrichtungen, Zeitgebereinrichtungen, Erregungseinrichtungen für die Wandler, Einrichtungen zum Abhören einer Ultraschallwelle, Einrichtungen zum Auswählen einer Sende- bzw. Erregungsfolge der Wandler und Einrichtungen zum Erzeugen eines Ausgangssignals, welches repräsentativ für die empfangenen Ultraschallsignale steht.
- Die US-A-4,210,028 mit dem Titel "Verfahren und Vorrichtung für die Ultraschallmessung von Spannungskonzentrationen" zielt auf Behälterinspektionen ab und offenbart ein Ultraschallwandlerfeld, Einrichtungen zum Messen der Laufzeit der akustischen Wellen in dem interessierenden Gegenstand und eine Einrichtung zum Bestimmen von Laufzeitmessungen von irgendwelchen Veränderungen in der Schallgeschwindigkeit der akustischen Welle innerhalb des interessierenden Gegenstandes.
- Die US-A-4,096,755 mit dem Titel "Ultraschalluntersuchungsgerät" zielt auf die Untersuchung von Rumpfteilen von Flugzeugen ab und offenbart einen Schlitten, der über eine Oberfläche hinweg bewegbar ist, welche mittels Ultraschall untersucht werden soll, wobei abwechselnd Sende- und Empfangs-Ultraschallwandler auf dem Schlitten montiert sind, Einrichtungen, um zu bewirken, daß jeder der Sendewandler einen Schallausbruch in der Oberfläche erzeugt, getrennte Detektoren für jeden der Empfangswandler, um eine Phasenverschiebung des empfangenen Schalls zu erfassen, welcher durch den zugehörigen Empfangswandler empfangen wird aufgrund eines Defektes in der Oberfläche und zum augenblicklichen Anzeigen einer Phasenverschiebung, die eine Anzeige für einen Defekt darstellt, einen einzelnen Hauptanzeiger für alle Wandler und Einrichtungen zum Betätigen des Hauptanzeigers.
- Die US-A-4,252,022 mit dem Titel "Erfassung, Charakterisierung und Untersuchung von Defekten in Werkstücken durch akustische Bildwiedergabe" bezieht sich auf akustische Holographie und offenbart ein Verfahren zur Untersuchung von Defekten in Werkstücken, die eine unregelmäßige Oberfläche haben, mit Erzeugen und Fokussieren akustischer Energie auf eine oder nahe einer unregelmäßigen Oberfläche, Abtasten der Oberfläche mit der fokussierten akustischen Energie, Empfangen der aus den Echos von Defekten resultierenden akustischen Energie und Kontrollieren des Empfangs, um den Einfluß von Unterschieden in der ungleichmäßigen Oberfläche zu reduzieren.
- Die US-A-4,523,468 mit dem Titel "Phasenempfindliche Felduntersuchung von zylindrischen Gegenständen" zielt auf eine Rohruntersuchung ab und offenbart ein Verfahren für die Ultraschallokalisierung von Fehlstellen in einem Gegenstand, mit ersten und zweiten Wandlerfeldern und unter Betätigung zumindest eines Wandlers jedes Feldes und Veranlassen der verbleibenden Wandler, einen Reflexionsempfangszustand anzunehmen, Messen einer Laufzeit für die Ultraschallwelle zwischen Aussendung und Empfang, Bestimmen der räumlichen Beziehung zwischen dem sendenden und dem empfangenden Wandler und Bestimmen des Ortes eines Defektes aus der gemessenen Laufzeit und der relativen räumlichen Beziehung der Wandler.
- Die US-A-4,604,897 mit dem Titel "Mehrfachwandler Ultraschallwandler mit Wandlern verschiedener Größen" offenbart die Verwendung von Sonden verschiedener Größen und einer Kontrolleinrichtung für das wahlweise Aktivieren aufeinanderfolgender Gruppen von Wandlern.
- Die US-A-4,582,065 mit dem Titel "Schrittweises Ultraschallabtasten unter Verwendung eines gekrümmten Wandlerfeldes mit ungleichmäßigen Abständen" offenbart einen Aufbau für die Verwendung in einem medizinischen Diagnosesystem mit einer Mehrzahl von individuellen Ultraschallwandlerelementen und einem Befestigungsaufbau, welcher eine gekrümmte Feldfläche definiert, um die Wandlerelemente in einer konvexen gekrümmten Anordnung anzuordnen.
- Die GB-1,447,534 mit dem Titel "Ultraschalltestkopf" offenbart einen Ultraschalltestkopf für die Verwendung im zerstörungsfreien Überprüfen von Gegenständen. Der Testkopf weist einen Wandler auf, der an einem Halter befestigt ist, welcher gleitbar in einem Gehäuse montiert und von einer Feder nach außen vorgespannt ist.
- Der bekannte Stand der Technik befaßt sich nicht mit dem Problem von Veränderungen im Wasserwegabstand bei der Untersuchung im eingetauchten Zustand. Die Verwendung mehrerer Kontaktköpfe, welche so geformt sind, daß sie sich der Kontur des Abschnittes des untersuchten Behälters anpassen, ein zeitaufwendiger und unpraktischer Vorgang, wird auf dem Gebiet der Kontaktuntersuchung ebenfalls nicht angesprochen.
- Die US-A-4,166,395 mit dem Titel "Testkopfhalter in einem Testsystemträger, vorzugsweise für Ultraschalltestköpfe" offenbart ein Ultraschalltestkopfsystem für das Überprüfen von Reaktordruckbehältern in Kernenergieanlagen. Jeder Testkopf ist an einer kardanischen Aufhängung montiert, um eine Drehung um zwei zueinander senkrechte Achsen zu ermöglichen. Jeder Testkopf ist über einen Kolben und einen Zylinder mit einer Druckluftzufuhr verbunden und jeder Testkopf kann einzeln abgehoben und gegen eine Oberfläche herabgedrückt werden, ohne die anderen Testköpfe zu beeinflussen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Ultraschallkontaktwandlerkopfaufbau vorgesehen mit:
- einem stationären Gehäuse,
- einem beweglichen Aufbau, der gleitbar an dem stationären Gehäuse befestigt ist,
- einer Montageplatte für Wandler, welche an dem bewegbaren Aufbau befestigt ist,
- einem Feld von Wandlern, welche in der Montageplatte für die Wandler montiert sind,
- einem Wandleraufhängungssystem, welches an der Montageplatte für die Wandler und an den Wandlem befestigt ist, wobei in diesem System jeder der Wandler unabhängig gehalten wird, so daß ein Wandler, der in der Mitte des Feldes oder an einer Ecke des Feldes an einem Halter montiert ist, der eine Drehung um zwei Achsen ermöglicht, und daß ein Wandler, der an der Kante des Feldes montiert ist, an einem Halter befestigt ist, welcher eine Drehung um eine Achse erlaubt.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche im folgenden genau beschrieben wird, löst zumindest teilweise das oben erwähnte Problem in direkter Weise. Sie weist einen Kontaktkopfaufbau auf, der eine Mehrzahl von Wandlern hält, die in direktem Kontakt mit einem zu untersuchenden Gegenstand bzw. Werkstück angeordnet werden sollen. Der Kopfaufbau ist im Gebrauch auf einem fernbedienten Werkzeug montiert, das in der Lage ist, den Kopf durch den gesamten Gegenstand hindurch zu handhaben, der untersucht werden soll und der z.B. ein Reaktorbehälter sein kann. Jeder Wandler ist in einem individuellen Wandlerhalter befestigt und an einem unabhängigen Aufhängungssystem montiert, das in der Lage ist, die Kontur von ungleichmäßigen Flächen anzunehmen und sich auch an Oberflächenkonturen anzupassen, die von flachen ebenen Flächen bis hin zu Flächen von beispielsweise 330 mm (13 Zoll) Radius reichen. Die Wandler sind in einem größeren Wandlerhalter aufgenommen, der auf einem beweglichen Aufbau montiert ist. Der bewegliche Aufbau ist gleitbar an einem stationären Gehäuse montiert, das wiederum an einem fernbedienten Werkzeug montiert ist. Diese Bewegbarkeit ermöglicht es, daß der Kontaktkopf während der Untersuchung mit der Behälterwand in Kontakt bleibt, unabhängig von kleineren geometrischen Veränderungen in dem Behälter. Der bewegbare Aufbau ist mit Verschleißkissen versehen, welche die Last des beweglichen Aufbaues gegen die Wand des Reaktorbehälters aufnehmen. Dies ermöglicht es, daß das Aufhängungssystem der Wandler unabhängig funktioniert und minimiert den Verschleiß der Wandler. Der bevorzugte Kontaktkopfaufbau hat die Fähigkeit, alle für eine vollständige Reaktorbehälteruntersuchung erforderlichen Wandler zu tragen.
- Die Erfindung wird jetzt genauer anhand eines veranschaulichenden Beispiels unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen durchgehend gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen sind. Es zeigen:
- Figur 1 einen Kontaktkopfaufbau gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welcher an einem ARIS Manipulator montiert ist,
- Figur 2 ist eine seitliche Schnittansicht des Kontaktkopfaufbaues,
- Figur 3 ist eine weitere seitliche Schnittansicht des Kontaktaufbaues, um 45º aus der Sicht der Figur 2 gedreht mit einer Schnittebene entlang der Linie 3-3 in Figur 4, und
- Figur 4 ist eine direkte Draufsicht auf das Wandlerfeld des Kontaktkopfaufbaues.
- Die Figuren zeigen einen Kopfaufbau 10 für Ultraschallkontaktwandler, welcher ein stationäres Gehäuse 12 und einen bewegbaren Aufbau 14 aufweist.
- Das stationäre Gehäuse 12 ist so gestaltet, wie man am besten in den Figuren 1 und 2 sieht, daß es mit einem fernbedienten Werkzeug verbunden werden kann, indem man eine Montageplatte 16 an seiner Rückseite vorsieht. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Montageplatte 16 so gestaltet, daß sie an einem Manipulator befestigt werden kann, wie z.B. einem ARIS II oder III Manipulator 18, der in Figur 1 dargestellt ist. Es versteht sich jedoch, daß die Befestigungsplatte 16 auch so ausgestaltet werden kann, daß sie an einen anderen geeigneten Manipulator paßt. Wie in Figur 1 dargestellt, ist das stationäre Gehäuse 12 zylindrisch und ist an der Befestigungsplatte 16 mit irgendwelchen konventionellen Mitteln, wie z.B. Schrauben 20, montiert. Die Montageplatte 16 ist gleitbar angeordnet, so daß sie einen rohrförmigen Schaft 22 aufnimmt, durch welchen elektrische Verbindungen zu dem beweglichen Aufbau 14 verlaufen. Dichteinrichtungen, wie z.B. ein O-Ring 24, können verwendet werden, um ein Fluidleck zwischen der Montageplatte 16 und der Welle 22 zu vermeiden. Der Wandlerkopfaufbau 10 kann an dem ARIS Manipulator 18 montiert werden, indem der Schaft bzw. die Welle 22 in den Manipulator hinein erstreckt wird und an einem Steuersystem im Inneren desselben (nicht dargestellt) endet, wo alle elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Mit diesem direkten Anschluß an das Kontroll- bzw. Steuersystem, kann der Wandlerkopfaufbau 10 durch den Manipulator um 360º gedreht werden, um eine geeignete Ausrichtung für komplizierte Behältergeometrien aufrechtzuerhalten. Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, ist das stationäre Gehäuse 12 mit einem Flansch 26 rundherum entlang seiner vorderen inneren Kante versehen, welcher als eine Einrichtung zum Halten des beweglichen Aufbaues 14 in dem stationären Gehäuse 12 dient.
- Der bewegliche Aufbau 14 hat, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, einen Hauptabschnitt 28, der so bemessen ist, daß er gleitbar in dem stationären Gehäuse 12 aufgenommen ist, und er hat eine zylindrische Form. Der rohrförmige Schaft 22 erstreckt sich durch eine rückwärtige Platte 30 und stellt einen Weg für elektrische Anschlüsse von dem ARIS Manipulator 18 in den Wandlerkopfaufbau 10 bereit. Der rohrförmige Schaft 22 endet im Inneren des beweglichen Aufbaues 14 und kann an einer inneren Platte 32 angebracht sein oder mit dieser einstückig ausgebildet sein. Eine Wandlermontageplatte 34 kann einstückig mit der inneren Platte 32 oder an dieser angebracht sein mit irgendwelchen geeigneten Mitteln wie z.B. Schrauben. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Wandlermontageplatte 34 so angeordnet, daß sie neun verschiedene Wandler 36 aufnimmt. Wie in Figur 4 dargestellt, sind die Wandler 36 vorzugsweise in einem 3 x 3 Feld angeordnet. Jeder Wandler 36 ist in einen individuellen Wandlerhalter 38 eingepaßt. Die vier Wandlerhalter 38c, d, e, f an den Ecken sind jeweils in Kardanaufhängungen 40c, d, e, f für die Eckwandler montiert, welche ermöglichen, daß die Eckwandler 38c, d, e, f sich um zwei getrennte Achsen unabhängig voneinander drehen können. Jede Kardanaufhängung 40c, d, e, f für die Eckwandler wird durch zwei (nicht dargestellte) Kolben rechtwinklig zu dem Kardanbügel an ihrem Platz gehalten, um eine der Drehrichtungen für den Wandler bereitzustellen. Jeder Kolben ist durch eine Druckfeder vorgespannt, um eine Bewegung des Wandlers zwischen einer ersten normalen ebenen Position und einer zweiten gedrehten Position unter Ansprechen auf eine Bewegung über unebene Oberflächen zu ermöglichen. Seitliche Wandler 36b, g, h, i sind jeweils in seitlichen Wandlerhaltern 38b, g, h, i montiert, welche erlauben, daß die jeweiligen seitlichen Wandler um eine Achse drehbar sind. Jeder seitliche Wandlerhalter 38b, g, h, i wird durch zwei Kolben an seinem Platz gehalten, die bezüglich des Wandlerhalters um im wesentlichen 180º voneinander beabstandet sind. Jeder Kolben wird durch eine Druckfeder vorgespannt, um zu ermöglichen, daß sich der Wandler zwischen einer ersten normalen flachen Position und einer zweiten gedrehten Position während der Bewegung über unebene Oberflächen bewegt. Zusätzlich wird, wie man in Figur 3 sieht, ein Kolben 42 verwendet, um eine zusätzliche Lastverteilung auf jeden der seitlichen Wandler 36b, g, h, i vorzusehen. Jeder Kolben 42 wird in Richtung auf seinen zugehörigen Wandler durch eine Feder 44 vorgespannt. Der mittlere Wandler 36a ist in einem zentralen Wandlerhalter 38a montiert, der durch vier Kolben an seinem Platz gehalten wird, wobei jeweils einer an einer Ecke des Wandlerhalters 38a montiert ist. Jeder Kolben ist durch eine Druckfeder vorgespannt, um eine Bewegung des zentralen Wandlers 36a zwischen einer ersten flachen Position und einer zweiten gedrehten Position während der Bewegung über unebene Oberflächen hinweg zu ermöglichen. Dies ergibt eine Drehung um zwei getrennte Achsen. Auch wenn jedes separate Aufhängungssystem nicht vollständig dargestellt ist, so sind die Kolben 46 und die Feder 48 dennoch anschauliche Beispiele für die allgemeine Anordnung des vorstehend beschriebenen Wandleraufhängungssystems.
- Die Wandlermontageplatte 34 ist mit einer Einrichtung versehen, um zu ermöglichen, daß das Aufhängungssystem der Wandler unabhängig von dem Druck des Manipulators auf die Oberfläche, welche untersucht wird, funktioniert und um den Verschleiß der Wandler minimal zu machen. Wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, ist eine Mehrzahl von Verschleißkissen 50, in dieser bevorzugten Ausführungsform acht Stück, an der Montageplatte 34 für die Wandler mit Hilfe irgendwelcher konventioneller Mittel, wie z.B. Schrauben, angebracht. Die Verschleißkissen 50 erstrecken sich an der Vorderseite der Montageplatte 34 für die Wandler etwas weniger nach vorn als die Wandler 36, um den Kontakt der Wandler mit der untersuchten Oberfläche zu ermöglichen, während die Verschleißkissen 50 fortgesetzt die Last des Wandlerkopfaufbaues 10 aufnehmen.
- Der Wandlerkopfaufbau 10 ist mit einer Einrichtung zum Überwachen des Ausmaßes des Teleskopvorschubs des bewegbaren Aufbaues 14 in dem stationären Gehäuse 12 versehen. Wie in Figur 3 dargestellt ist, ist ein Positionsdecoder 52 in dem bewegbaren Aufbau 14 montiert. Eine Kette 54 ist mit ihrem einen Ende an der Montageplatte 16 montiert, greift in ein Zahnrad des Positionsdecoders 52 ein und ist mit ihrem zweiten Ende an einem Aufnahmezahnrad 56 verankert, das federnd vorgespannt ist. Das Aufnahmezahnrad 56 hält die Kette 54 unter Spannung, so daß jegliche Bewegung des bewegbaren Aufbaues 14 in dem stationären Gehäuse 12 von dem Decoder 52 erfaßt und an eine Anzeigeeinrichtung übertragen wird. Eine Einrichtung zum elektrischen Außerbetriebsetzen des Manipulators, um eine Beschädigung des Wandlerkopfaufbaues 10 oder der untersuchten Oberfläche als Folge eines übermäßigen Druckes gegen die untersuchte Oberfläche zu vermeiden, ist ebenfalls in Form eines Begrenzungsschalters 58 vorgesehen. Der Begrenzungsschalter 58 ist in dem bewegbaren Aufbau 14 montiert und hat einen Stempel 60, der sich in Richtung der Montageplatte 16 erstreckt. Wenn der bewegbare Aufbau 14 vollständig in das stationäre Gehäuse 12 hineingleitet, berührt der Stempel 60 die Montageplatte 16 und wird in den Begrenzungsschalter 58 hineingedrückt, welcher den Manipulator 18 elektrisch abschaltet, um zu vermeiden, daß er einen übermäßigen Druck gegen die untersuchte Oberfläche ausübt. Das Gleiten des bewegbaren Aufbaues 14 nach vorn in dem stationären Gehäuse 12 kann erreicht werden durch die Verwendung von Druckluft oder eines Hydraulikfluids, welches von dem Manipulator 18 zugeführt wird. Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, sind elektrische Anschlüsse zu und von den Wandlern 36, dem Positionsdecoder 52 und dem Begrenzungsschalter 58 durch einen Kabelbaum 62 bereitgestellt, welcher sich durch den rohrförmigen Schaft 22 in den Manipulator 18 hinein erstreckt.
- In der bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der rohrförmige Schaft 22 durch die Montageplatte 16 für eine Befestigung an einem ARIS II oder III Manipulator. Die Montageplatte und der rohrförmige Schaft können jedoch auch so ausgestattet werden, daß sie an irgendeinem anderen geeigneten Manipulator befestigt werden können. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die Montageanordnung für die Wandler die Austauschbarkeit von Wandlern ermöglicht und ein Minimum von 25 % Abtastüberlappung für jeden Wandler vorsieht.
Claims (5)
1. Kopfaufbau (10) für Kontaktultraschallwandler mit:
einem stationären Gehäuse (12),
einem bewegbaren Aufbau (14), der gleitbar an dem stationären Gehäuse angebracht ist,
einer Befestigungsplatte (34) für Wandler, welche an dem bewegbaren Aufbau (14)
angebracht sind,
einem Wandlerfeld (36), welches in der Befestigungsplatte (34) für Wandler montiert ist,
einem Aufhängsystem für die Wandler, welches an der Befestigungsplatte (34) für die Wandler
und an den Wandlern (36) angebracht ist, wobei in diesem System jeder der Wandler unabhängig
gehaltert ist, so daß ein Wandler, der in der Mitte des Feldes oder in einer Ecke des Feldes
montiert ist, an einem Halter befestigt ist, der eine Drehung um zwei Achsen erlaubt und daß ein
Wandler, der an einer Kante des Feldes montiert ist, an einem Halter befestigt ist, der eine
Drehung um eine Achse erlaubt.
2. Aufbau nach Anspruch 1, welcher Verschleißpolster (50) aufweist, die in der
Befestigungsplatte (34) für die Ultraschallwandler montiert sind.
3. Aufbau nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Begrenzungsschalter (58), der in dem
bewegbaren Aufbau (14) montiert ist.
4. Aufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher eine Einrichtung zum
Überwachen des Ausmaßes der Bewegung des beweglichen Aufbaues (14) innerhalb des
Gehäuses (12) aufweist.
5. Aufbau nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Überwachen der Bewegung einen
Positionscodierer aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US4367287A | 1987-04-28 | 1987-04-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3871853D1 DE3871853D1 (de) | 1992-07-16 |
DE3871853T2 true DE3871853T2 (de) | 1992-12-24 |
Family
ID=21928304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8888303577T Expired - Lifetime DE3871853T2 (de) | 1987-04-28 | 1988-04-20 | Kontaktultraschallkoepfe. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0289207B1 (de) |
JP (1) | JPS63284465A (de) |
KR (1) | KR920004755B1 (de) |
CA (1) | CA1315869C (de) |
DE (1) | DE3871853T2 (de) |
ES (1) | ES2032015T3 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2712091A1 (fr) * | 1993-11-05 | 1995-05-12 | Sepema Sa | Sondeur manuel pour l'inspection cartographique par ultrasons de produits métallurgiques. |
FR2717578B1 (fr) * | 1994-03-17 | 1996-06-07 | Framatome Sa | Dispositif de contrôle non destructif par ultrasons d'une paroi cylindrique accessible par un passage annulaire de faible largeur. |
US9746445B2 (en) * | 2013-04-16 | 2017-08-29 | The Boeing Company | Apparatus for automated non-destructive inspection of airfoil-shaped bodies |
JP6097659B2 (ja) | 2013-08-30 | 2017-03-15 | 川崎重工業株式会社 | 超音波探傷装置 |
US11009485B2 (en) | 2018-09-12 | 2021-05-18 | Framatome Inc. | Method of identifying and removing surface irregularities before ultrasonic inspection and device for identifying surface irregularities |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1966376C3 (de) * | 1969-05-07 | 1974-06-12 | Shurtronics Corp., Santa Ana, Calif. (V.St.A.) | Haltevorrichtung für einen oder mehrere in einem Sondenkopf einer Ultraschall-Prüfvorrichtung eingebauten zylindrischen piezoelektrischen Schallgeber. Ausscheidung aus: 1923174 |
US3950660A (en) * | 1972-11-08 | 1976-04-13 | Automation Industries, Inc. | Ultrasonic contact-type search unit |
GB1447534A (en) * | 1973-11-07 | 1976-08-25 | Tomilov B V Olshvang J N | Ultrasonic test head |
DE2655179A1 (de) * | 1976-12-06 | 1978-06-08 | Kraftwerk Union Ag | Pruefkopfhalterung an einem pruefsystemtraeger, vorzugsweise fuer ultraschall-pruefkoepfe |
JPS58180945A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | Hitachi Ltd | 超音波探傷装置 |
US4489729A (en) * | 1982-09-03 | 1984-12-25 | Medtronic, Inc. | Ultrasound imaging system |
JPS59150334A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-28 | Toshiba Corp | 超音波探触子 |
-
1988
- 1988-04-20 DE DE8888303577T patent/DE3871853T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-20 ES ES198888303577T patent/ES2032015T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-20 EP EP88303577A patent/EP0289207B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-22 KR KR1019880004586A patent/KR920004755B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-04-25 JP JP63100450A patent/JPS63284465A/ja active Pending
- 1988-04-27 CA CA000565273A patent/CA1315869C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0289207B1 (de) | 1992-06-10 |
EP0289207A2 (de) | 1988-11-02 |
KR920004755B1 (ko) | 1992-06-15 |
JPS63284465A (ja) | 1988-11-21 |
DE3871853D1 (de) | 1992-07-16 |
CA1315869C (en) | 1993-04-06 |
EP0289207A3 (en) | 1989-11-08 |
KR880013412A (ko) | 1988-11-30 |
ES2032015T3 (es) | 1993-01-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100376809B1 (ko) | 넓은 표면적을 갖는 항공기 구조체의 비 파괴 검사를수행하는 장치 및 방법 | |
US3977236A (en) | Apparatus and method for ultrasonic fastener hole inspection | |
DE2204237C3 (de) | Vorrichtung mit einer Ultraschallsonde zur Prüfung von Werkstücken | |
DE69927788T2 (de) | Kontakt-ultraschallwandler mit mehreren elementen | |
DE2260932C3 (de) | Verfahren zum Bestimmen der RiBtiefe von in Werkstücken auftretenden Rissen | |
CA2982809A1 (en) | System for inspecting rail with phased array ultrasonics | |
AU2005330963A2 (en) | Tool, sensor and device for a wall non-distructive control | |
DE102009047317A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallprüfung | |
DE69424785T2 (de) | Verfahren zur messung der dicke von plattenkonstruktionen und rohren | |
DE69510658T2 (de) | Elektromagnetisch-akustischer schallwandler zum messen von lasten und spannungen von bolzen | |
US4327579A (en) | Ultrasonic tire testing apparatus | |
WO2009130230A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur zerstörungsfreien ultraschalldetektion von defekten im inneren eines halbleitermaterials | |
US4274289A (en) | Transducer positioning system for ultrasonic tire testing apparatus | |
US4170891A (en) | Positioning calibration apparatus for transducers employed in nuclear reactor vessel inspection apparatus | |
DE3871853T2 (de) | Kontaktultraschallkoepfe. | |
DE3236017C2 (de) | Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines Werkstückes | |
US4337660A (en) | Ultrasonic tire testing apparatus | |
DE3322849A1 (de) | Steuerung fuer ein akustisches pruefsystem | |
DE112009000944T5 (de) | System und Verfahren zum Prüfen von Schweißnähten | |
WO2009150148A1 (de) | Verbesserte zerstörungsfreie ultraschalluntersuchung mit kopplungskontrolle | |
US4868798A (en) | Contact ultrasonic transducer head | |
EP1576364B1 (de) | Verfahren zur auswertung von ultraschallsignalen eines fehlers in einem werkstück | |
US4864178A (en) | Ultrasonic probe for testing the material of slotted or hollow pieces of the material | |
DE2238130B2 (de) | Verfahren zur Ermittlung und Kompensation von unterschiedlichen Schallschwächungseigenschaften bei der Ultraschall-Werkstoffprüfung | |
US4681730A (en) | Process and device for detecting leaking nuclear fuel elements in a nuclear assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |