DE4410032A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Ultraschallwellenenergie - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf das Detektieren und das Feststellen von Eigenschaften von Ultraschallwellenenergie und betrifft im spezielleren eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren des Vor­ handenseins von Ultraschallwellenenergie an ausgewählten Stellen innerhalb eines Materialvolumens, wie beispiels­ weise von Ultraschallwellenenergie innerhalb eines Flüssigkeitsbades in einem Ultraschallreinigungsgerät, und zum Feststellen bestimmter Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie.

Die Vorteile der Ultraschallreinigung sind lange einge­ führt und ein breites Spektrum von Ultraschallreinigungs­ geräten und -techniken oder -verfahren wurde in dem Bemühen entwickelt, die Wirksamkeit von Ultraschall­ reinigung zu erhöhen. Unter den am weitesten verbreiteten Vorrichtungen und Verfahren sind diejenigen, bei denen zu reinigende Gegenstände in ein Bad einer auf Ultraschall­ wellenenergie ansprechenden Flüssigkeit eingetaucht werden, innerhalb dessen Ultraschallwellenenergie indu­ ziert wird durch den Gebrauch von Ultraschallwandlern, die mit dem Behälter, in dem das Bad gehalten ist, gekoppelt sind.

Ultraschallreinigungsgeräte, die solche Techniken oder Verfahren einsetzen, verwenden üblicherweise Ultraschall­ wellenenergie bei ungefähr entweder 20 kHz, 40 kHz oder 80 kHz. Während verschiedene Vorteile und Nachteile der Ultraschallreinigung, die mit Ultraschallwellenenergie bei jeder dieser Frequenzen durchgeführt wird, zugeschrieben wurden, fehlte der Industrie die Fähigkeit, auf einfache und wirksame Weise das Vorhandensein von Ultraschall­ wellenenergie in einem Reinigungsbad und bestimmte Eigen­ schaften der Ultraschallwellenenergie, an ausgewählten Stellen in dem Bad, zu detektieren und festzustellen. Zum Beispiel, während es bekannt ist, daß Ultraschallreinigung durch Kavitation bewirkt wird, die innerhalb der auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden Flüssigkeit in dem Reinigungsbad induziert wird, entzog sich das Vorhanden­ sein oder Nichtvorhandensein wirksamer Kavitation an irgendeiner ausgewählten Stelle in dem Reinigungsbad der Detektierung durch einfache und wirksame Vorrichtungen und Techniken oder Verfahren.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum einfachen und wirk­ samen Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschall­ wellenenergie innerhalb eines Materialvolumens und zum Feststellen bestimmter Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschallwellenenergie an einer ausgewählten Stelle innerhalb eines Materialvolumens, die eine visuelle Anzeige, die die Ultraschallwellenenergie an der ausgewählten Stelle und bestimmte Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie anzeigt, dadurch beschaffen, daß mit dem Materialvolumen, an der ausge­ wählten Stelle, eine Säule eines fluiden Mediums mit sichtbaren, auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden Teilchen darin gekoppelt wird, so daß beim Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie in der Säule die Teilchen in der Säule suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster angeordnet werden, das die Ultraschallwellenenergie anzeigt, wodurch aufgrund der Kopplung mit der ausge­ wählten Stelle das sichtbare Muster die visuelle Anzeige beschafft.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultra­ schallwellenenergie innerhalb eines Materialvolumens und zur Feststellung bestimmter Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie vor. Als solche erreicht die vorliegende Erfindung mehrere Ziele und Vorteile, von denen einige wie folgt zusammengefaßt werden: Die Erfin­ dung liefert einfache und wirksame Vorrichtungen und Techniken oder Verfahren zum raschen Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschallwellenenergie in einem gegebenen Material und zur Feststellung bestimmter Eigen­ schaften der Ultraschallwellenenergie an ausgewählten Stellen innerhalb eines Volumens des Materials; sie zeigt bestimmte Eigenschaften von Ultraschallwellenenergie bei der Schaffung wirksamer Reinigungsbedingungen bei ver­ schiedenen Frequenzen, die in einem Ultraschallreinigungs­ bad verwendet werden; sie ermöglicht eine sofortige Bestimmung der Wirksamkeit von Ultraschall­ wellenenergie an verschiedenen Stellen innerhalb eines Ultraschallreinigungsbades; sie zeigt eine eindrucksvolle und anschauliche visuelle Anzeige, die deutlich das Vor­ handensein von Ultraschallwellenenergie an verschiedenen ausgewählten Stellen innerhalb eines gegebenen Material­ volumens detektiert und bestimmte Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie feststellt; sie liefert wirtschaftliche und- hochwirksame Vorrichtungen und Techniken oder Verfahren, die vielfältigem Gebrauch bei der Auswertung der Wirksamkeit von Ultraschallwellen­ energie bei verschiedenen Ultraschallreinigungsanwendungen zugänglich sind.

Die obigen Ziele und Vorteile sowie weitere Ziele und Vorteile werden durch die vorliegende Erfindung erreicht, die kurz beschrieben werden kann als Vorrichtung und Ver­ fahren zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschall­ wellenenergie an einem ausgewählten Ort innerhalb eines Materialvolumens durch Beschaffung einer visuellen Anzeige, die die Ultraschallwellenenergie an der ausge­ wählten Stelle und bestimmte Eigenschaften der detektier­ ten Ultraschallwellenenergie anzeigt, indem mit dem Materialvolumen, an der ausgewählten Stelle, eine Säule eines auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden fluiden Mediums mit darin suspendierten, auf Ultraschallwellen­ energie ansprechenden sichtbaren Teilchen gekoppelt wird, so daß entsprechende Ultraschallwellenenergie in der Säule induziert wird, wodurch die sichtbaren Teilchen in einem sichtbaren Muster angeordnet werden, um die visuelle An­ zeige, die die Ultraschallwellenenergie an der ausge­ wählten Stelle anzeigt, einzurichten.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschallwellenenergie an einer ausgewählten Stelle innerhalb eines Materialvolumens zum Beschaffen einer visuellen Anzeige, die die Ultraschall­ wellenenergie an der ausgewählten Stelle und Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie anzeigt, umfaßt eine Kammer mit einer Wand, ein fluides Medium innerhalb der Kammer, in einer Säule, die sich in einer Richtung längs der Wand der Kammer erstreckt, und sichtbare Teilchen innerhalb des fluiden Mediums innerhalb der Kammer zur Suspendierung innerhalb der Säule, wobei zumindest ein Teil der Wand der Kammer an die Säule angrenzend durchsichtig ist, um eine Betrachtung der Säule von außerhalb der Kammer zu ermöglichen, und wobei die Säule des fluiden Mediums mit den sichtbaren Teilchen darin auf Ultraschallwellenenergie anspricht, so daß beim Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie in der Säule die Teilchen in der Säule suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster angeordnet werden, das die Ultraschall­ wellenenergie anzeigt, wodurch aufgrund von Kopplung der Vorrichtung mit der ausgewählten Stelle das sichtbare Muster die visuelle Anzeige beschafft.

Vorteilhafterweise umfassen die sichtbaren Teilchen fein zerteilte Metallteilchen, vorzugsweise ein relativ dichtes Metallpulver.

Besonders günstig ist es, wenn die Metallteilchen aus Silber bestehen.

Von Vorteil ist es, wenn das fluide Medium eine Flüssig­ keit umfaßt, die auf Ultraschallwellenenergie anspricht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Flüssigkeit, die auf Ultraschallwellenenergie anspricht, ein chloriertes Lösungsmittel umfaßt.

Ferner ist es günstig, wenn zusätzliches sichtbares Material in dem fluiden Medium enthalten ist, wobei das zusätzliche sichtbare Material vergleichsweise wenig auf die detektierte Ultraschallwellenenergie anspricht, so daß ein kontrastierender Hintergrund beschafft wird, gegen den die Betrachtung der suspendierten und angeordneten sicht­ baren Teilchen verbessert wird.

Das zusätzliche sichtbare Material umfaßt vorzugsweise Teilchen aus einem synthetischen polymeren Material, insbesondere aus Acrylharz.

Von Vorteil ist es, wenn die Kammer ein röhrenförmiges Teil aus durchsichtigem Material, vorzugsweise aus Glas, umfaßt.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschallwellenenergie an einer aus­ gewählten Stelle innerhalb eines Materialvolumens zum Be­ schaffen einer visuellen Darstellung, die die Ultraschall­ wellenenergie an der ausgewählten Stelle und Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie anzeigt, wird mit dem Materialvolumen, an der ausgewählten Stelle, eine Säule eines auf Ultraschallwellenenergie an­ sprechenden fluiden Mediums mit darin suspendierten, auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden sichtbaren Teilchen gekoppelt, so daß entsprechende Ultraschallwellenenergie in der Säule induziert wird, wodurch die Teilchen in der Säule suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster angeordnet werden, um die visuelle Anzeige, die die Ultra­ schallwellenenergie an der ausgewählten Stelle anzeigt, einzurichten.

Besonders günstig ist es, wenn die Säule in einer Richtung parallel zu der Richtung, in der die Ultraschallwellen­ energie ausgebreitet wird, ausgerichtet wird, so daß das sichtbare Muster sichtbare Bänder umfaßt, die sich trans­ versal zu der Säule erstrecken und längs der Säule vonein­ ander beabstandet sind.

Eine erfindungsgemäße Sonde, die auf das Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie innerhalb eines gegebenen Materials zum Beschaffen einer visuellen Anzeige, die die Wellenenergie in dem gegebenen Material anzeigt, an­ spricht, umfaßt eine Kammer mit einer Wand und sichtbare Teilchen innerhalb eines fluiden Mediums innerhalb der Kammer, in einer Säule, die sich in einer Richtung längs der Wand der Kammer erstreckt, zur Suspendierung innerhalb der Säule, wobei zumindest ein Teil der Wand der Kammer an die Säule angrenzend durchsichtig ist, um eine Betrachtung der Säule von außerhalb der Kammer zu ermöglichen, und wobei die Säule des fluiden Mediums mit den sichtbaren Teilchen darin auf Ultraschallwellenenergie anspricht, so daß beim Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie in der Säule die Teilchen in der Säule suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster angeordnet werden, das die Ultra­ schallwellenenergie anzeigt, wodurch aufgrund von Kopplung der Sonde mit dem gegebenen Material das sichtbare Muster die visuelle Anzeige beschafft.

Vorteilhafterweise umfassen die sichtbaren Teilchen fein zerteilte, dichte Metallteilchen.

Besonders günstig ist es, wenn die Metallteilchen aus Silber bestehen.

Von Vorteil ist es, wenn das fluide Medium eine Flüssig­ keit umfaßt, die auf Ultraschallwellenenergie anspricht.

Ferner ist es günstig, wenn in dem fluiden Medium zusätz­ liches sichtbares Material enthalten ist, wobei das zu­ sätzliche sichtbare Material vergleichsweise wenig auf die detektierte Ultraschallwellenenergie anspricht, um einen kontrastierenden Hintergrund zu beschaffen, gegen den eine Betrachtung der suspendierten und angeordneten sichtbaren Teilchen verbessert wird.

Von Vorteil ist es, wenn die Kammer ein röhrenförmiges Teil aus durchsichtigem Material, vorzugsweise aus Glas, umfaßt.

Gegenstand der Erfindung sind also eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschallwellenenergie an einer ausgewählten Stelle innerhalb eines Materialvolumens, die eine visuelle Anzeige, die die Ultraschallwellenenergie an der ausge­ wählten Stelle und bestimmte Eigenschaften der detektier­ ten Ultraschallwellenenergie anzeigt, beschaffen, indem mit dem Materialvolumen, an der ausgewählten Stelle, eine Säule eines auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden fluiden Mediums mit darin suspendierten, auf Ultraschall­ wellenenergie ansprechenden sichtbaren Teilchen gekoppelt wird, so daß entsprechende Ultraschallwellenenergie in der Säule induziert wird, wodurch die Teilchen in der Säule suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster ange­ ordnet werden, um die visuelle Anzeige, die die Ultra­ schallwellenenergie an der ausgewählten Stelle anzeigt, einzurichten.

Die Erfindung wird vollständiger verstanden werden, während noch weitere Ziele und Vorteile offenbar werden werden, in der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß konstruierte Vorrichtung;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Vorrichtung;

Fig. 3 eine teilweise schematische Darstellung, die die Vorrichtung im Gebrauch bei der Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

Jetzt bezugnehmend auf die Zeichnung, insbesondere auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnung, ist eine erfindungsgemäß konstruierte Vorrichtung in der Form einer Sonde 10 darge­ stellt. Es ist zu sehen, daß die Sonde 10 ein röhren­ förmiges Teil 12 in der Form einer zylindrischen Röhre 14 umfaßt, die eine durchsichtige Wand 16 aufweist, welche eine Kammer 18 innerhalb des röhrenförmigen Teils 12 ein­ richtet. Ein fluides Medium ist innerhalb der Kammer 18 enthalten und ist dargestellt in der Form einer Säule 20 von auf Ultraschallwellenenergie ansprechender Flüssigkeit 22, innerhalb derer fein zerteilte Teilchen 24 aus einem Material, das sichtbar ist und das auf Ultraschallwellen­ energie in einer im einzelnen unten beschriebenen Weise anspricht, suspendiert sind. Eine Kappe 26 schließt die Säule 20 innerhalb des röhrenförmigen Teils 12 dicht ein.

Die Flüssigkeit 22 ist ein auf Ultraschallwellenenergie ansprechendes flüssiges Medium von einer Art, die in der Ultraschallreinigung wohlbekannt ist, und wird vorzugs­ weise aus verfügbaren chlorierten, fluorierten und Kohlen­ wasserstoff-Lösungsmitteln ausgewählt. Einige Beispiele geeigneter Lösungsmittel umfassen Methylenchlorid, fluorierte Lösungsmittel, die unter der Handelsbezeichnung FREON bekannt sind, 1-1-1-Trichlorethan oder 1-1-1-Trichlorethylen und Perchlorethylen. Die bevorzugten Materialien für die Teilchen 24 sind dichte Metallpulver. Fein zerteiltes Silber oder Gold, in Teilchengrößen so klein wie diejenigen, die als Pigmente verwendet werden, sind deshalb am meisten bevorzugt, weil diese Materialien ziemlich dicht sind, einen hohen Grad von Sichtbarkeit bieten und korrosionsbeständig sind. Das röhrenförmige Teil 12 kann aus Quarz oder einem anderen durchsichtigen Material hergestellt sein und wird am wirtschaftlichsten aus Glas hergestellt.

Übergehend zu Fig. 3 ist ein mit 30 bezeichnetes Ultra­ schallreinigungsgerät schematisch dargestellt. Es ist zu sehen, daß das Ultraschallreinigungsgerät 30 einen Be­ hälter 32 umfaßt, innerhalb dessen ein Bad 34 einer auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden Reinigungsflüssig­ keit angeordnet ist. Mehrere Ultraschallwandler 36 sind an der Außenseite des Bodens 38 des Behälters 32 in einer jetzt wohlbekannten Weise angeordnet, und ein Ultraschall­ generator 40 ist mit den Ultraschallwandlern 36 verbunden. Ein zu reinigender Gegenstand 42 ist für einen gewöhn­ lichen Ultraschallreinigungsprozeß in das Bad 34 einge­ taucht. Die Sonde 10 wird verwendet, um das Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie innerhalb des das Bad 34 bildenden Materialvolumens zu detektieren und bestimmte Eigenschaften der detektierten Ultraschallwellenenergie festzustellen. Daher wird die Sonde 10 mit dem Material des Bades 34 gekoppelt, indem die Sonde 10 in das Bad 34 wie gezeigt eingeführt wird, wobei die Sonde 10 und die Säule 20 in der Sonde 10 in einer im wesentlichen vertikalen Ausrichtung gehalten werden. Die vertikale Aus­ richtung ordnet die Säule 20 im wesentlichen parallel zu der Richtung an, in der sich die Ultraschallwellenenergie von den Wandlern 36 durch das Bad 34 ausbreitet.

Aufgrund dieser Kopplung der Sonde 10 mit dem Bad 34 wird die Ultraschallwellenenergie in dem Bad 34, an der Stelle, an der die Sonde 10 angeordnet ist, ähnliche Ultraschall­ wellenenergie in der Säule 20 in der Kammer 18 der Sonde 10 induzieren. Dann werden die sichtbaren Teilchen 24 entlang sichtbarer Bänder 50 angeordnet, die sich trans­ versal durch die Säule 20, in einer im wesentlichen horizontalen Richtung, die im wesentlichen senkrecht auf der Ausbreitungsrichtung der Ultraschallwellenenergie in dem Bad 34 steht, erstrecken. Die sichtbaren Bänder 50 sind in vertikaler Richtung voneinander beabstandet und richten eine visuelle Anzeige 52 in der Form eines Musters aus sichtbaren Bändern 50 ein, das das Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie an der Stelle, an der die Sonde 10 mit dem Material des Bades 34 gekoppelt ist, anzeigt. Es hat sich herausgestellt, daß der vertikale Abstand dieser sichtbaren Bänder 50 dem Abstand von Bändern der Kavitation in dem Bad 34, die als Energiebänder oder stehende Wellen bezeichnet werden, entspricht. Da die Ultraschallreinigung nur an denjenigen Stellen im Bad 34 stattfindet, an denen Kavitation auftritt, beschafft die Sonde 10 einen im wesentlichen sofortigen, anschaulichen und eindrucksvollen visuellen Hinweis darauf, wo eine Reinigung stattfinden wird. Dadurch wird eine rasche Aus­ wertung der Reinigungswirksamkeit der Ultraschallwellen­ energie in dem Bad 34 ermöglicht. Wo die Frequenz der detektierten Ultraschallwellenenergie 20 kHz beträgt, sind die sichtbaren Bänder 50 in vertikaler Richtung ungefähr 2,5 cm (1 Zoll) voneinander beabstandet. Wo die Frequenz der detektierten Ultraschallwellenenergie 40 kHz beträgt, sind die sichtbaren Bänder 50 in vertikaler Richtung näherungsweise 1,3 cm (½ Zoll) voneinander beabstandet.

Bei einer Frequenz von 80 kHz sind die sichtbaren Bänder 50 um ungefähr 0,6 cm (¼ Zoll) voneinander getrennt, was einen so kleinen Abstand darstellt, daß die Kavitation im wesentlichen über die gesamte Tiefe des Bades 34 für die Reinigung wirksam ist. So beschafft die Sonde 10 eine deutlich sichtbare Detektion der Frequenz der Ultraschall­ wellenenergie im Bad 34 und zeigt die Wirksamkeit der Reinigung, die bei jeder Frequenz erzielt wird, durch eine Darstellung der Eigenschaften der von jeder Frequenz in dem Bad 34 induzierten Kavitation.

Während die Frequenz der Ultraschallwellenenergie durch den Abstand der sichtbaren Bänder 50 in der Säule 20 gezeigt wird, wird die Intensität der Ultraschallwellen­ energie an irgendeiner ausgewählten Stelle in dem Bad 34 durch die Schärfe und Abgrenzung der sichtbaren Bänder 50 angegeben. Das heißt, je höher die Leistung oder Inten­ sität der detektierten Ultraschallwellenenergie ist, um so enger und genauer definiert werden die einzelnen sicht­ baren Bänder 50 sein. Durch Bewegen der Sonde 10 an ausge­ wählte Stellen in dem Bad 34, wie durch die alternativen Positionen der Sonde 10 in Fig. 3 gestrichelt dargestellt, wird die visuelle Anzeige 52 einen Hinweis auf die Inten­ sität der Ultraschallwellenenergie an jeder ausgewählten Stelle beschaffen. Auf diese Weise wird die Sonde 10 nicht nur dazu verwendet, Leistungsniveaus zu bestimmen, sondern auch dazu, tote oder leistungslose Stellen in dem Bad 34 aufzufinden, die üblicherweise als Ergebnis von ungün­ stiger Anordnung oder schlechter Leistung eines oder mehrerer der Ultraschallwandler 36 auftreten. Da Ultra­ schallwellenenergie stark gerichtet ist, kann die Sonde 10 zusätzlich dazu benutzt werden, Abschattungen, die in der Umgebung des zu reinigenden Gegenstandes 42 auftreten können, zu detektieren, wobei derartige Abschattungen das Ergebnis von Absorption von Ultraschallwellenenergie durch den Gegenstand 42 in der Umgebung des Gegenstands 42 sind.

Um die Sichtbarkeit der Bänder 50 aus sichtbaren Teilchen 24 zu erhöhen, kann zusätzliches sichtbares Material in der Flüssigkeit 22 der Säule 20 suspendiert werden, wobei das zusätzliche sichtbare Material aus Materialien ausge­ wählt wird, die nicht auf Ultraschallwellenenergie an­ sprechen werden wie es das Material der Partikel 24 tut, so daß das zusätzliche sichtbare Material einen kontra­ stierenden Hintergrund beschafft, gegen den die Teilchen 24 visuell besser abgegrenzt sind. Pigmentierte synthe­ tische polymere Materialien stehen für diesen Zweck zur Verfügung, wobei das bevorzugte Material ein dunkler gefärbtes Acrylharz ist, das in der Säule 20 in Teilchen 54 angeordnet ist, die eine Teilchengröße aufweisen, die klein genug ist, um in der Flüssigkeit 22 gemeinsam mit den sichtbaren Teilchen 24 suspendiert zu werden.

Es wird eingesehen werden, daß die vorliegende Erfindung die mehreren, oben zusammengefaßten Ziele und Vorteile erreicht, nämlich: Die Erfindung liefert einfache und wirksame Vorrichtungen und Techniken oder Verfahren zum raschen Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschall­ wellenenergie in einem gegebenen Material und zur Fest­ stellung bestimmter Eigenschaften der Ultraschallwellen­ energie an ausgewählten Stellen innerhalb eines Volumens des Materials; sie zeigt bestimmte Eigenschaften von Ultraschallwellenenergie bei der Schaffung wirksamer Reinigungsbedingungen bei verschiedenen Frequenzen, die in einem Ultraschallreinigungsbad verwendet werden; sie ermöglicht eine sofortige Bestimmung der Wirksamkeit von Ultraschallwellenenergie an verschiedenen Stellen inner­ halb eines Ultraschallreinigungsbades; sie zeigt eine eindrucksvolle und anschauliche visuelle Anzeige, die deutlich das Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie an verschiedenen ausgewählten Stellen innerhalb eines gegebenen Materialvolumens detektiert und bestimmte Eigen­ schaften der detektierten Ultraschallwellenenergie fest­ stellt; sie liefert wirtschaftliche und hochwirksame Vor­ richtungen und Techniken oder Verfahren, die vielfältigem Gebrauch bei der Auswertung der Wirksamkeit von Ultra­ schallwellenenergie bei verschiedenen Ultraschallreini­ gungsanwendungen zugänglich sind.

Es versteht sich, daß die obige detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung nur dazu dient, ein Beispiel zu geben. Verschiedene Einzelheiten von Entwurf, Konstruktion und Verfahren können modifiziert werden, ohne von dem wahren Geist und dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschallwellenenergie an einer ausgewählten Stelle innerhalb eines Materialvolumens (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zum Bereitstellen einer visuellen Anzeige (52), die die Ultraschallwellenenergie an der ausgewählten Stelle und Eigenschaften der detek­ tierten Ultraschallwellenenergie anzeigt,
eine Kammer (18) mit einer Wand (16),
ein fluides Medium (22) innerhalb der Kammer (18), in einer Säule (20), die sich in einer Richtung längs der Wand (16) der Kammer (18) erstreckt, und
sichtbare Teilchen (24) innerhalb des fluiden Mediums (22) innerhalb der Kammer (18) zur Suspendierung innerhalb der Säule (20) umfaßt,
wobei zumindest ein Teil der Wand (16) der Kammer (18) an die Säule (20) angrenzend durchsichtig ist, um eine Betrachtung der Säule (20) von außerhalb der Kammer (18) zu ermöglichen, und wobei die Säule (20) des fluiden Mediums (22) mit den sichtbaren Teilchen (24) darin auf Ultraschallwellenenergie anspricht, so daß beim Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie in der Säule (20) die Teilchen (24) in der Säule (20) suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster (50) angeordnet werden, das die Ultraschallwellenenergie anzeigt, wodurch aufgrund von Kopplung der Vorrichtung (10) mit der ausge­ wählten Stelle das sichtbare Muster (50) die visuelle Anzeige (52) bereitstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbaren Teilchen (24) fein zerteilte Metallteilchen umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteilchen ein relativ dichtes Metall­ pulver umfassen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteilchen aus Silber bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium (22) eine Flüssigkeit umfaßt, die auf Ultraschallwellen­ energie anspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit, die auf Ultraschallwellenenergie anspricht, ein chloriertes Lösungsmittel umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliches sichtbares Material (54) in dem fluiden Medium (22) enthalten ist, wobei das zusätzliche sichtbare Material (54) vergleichsweise schlecht auf die detektierte Ultraschallwellenenergie anspricht, so daß ein kontrastierender Hintergrund beschafft wird, gegen den die Betrachtung der suspendierten und angeord­ neten sichtbaren Teilchen (24) verbessert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche sichtbare Material (54) Teilchen aus synthetischem polymerem Material umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische polymere Material ein Acrylharz ist.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18) ein röhrenförmiges Teil (12) aus durchsichtigem Material umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Material Glas ist.

12. Verfahren zum Detektieren des Vorhandenseins von Ultraschallwellenenergie an einer ausgewählten Stelle innerhalb eines Materialvolumens, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Beschaffen einer visuellen Anzeige, die die Ultraschallwellenenergie an der ausgewählten Stelle und Eigenschaften der detektierten Ultra­ schallwellenenergie anzeigt, mit dem Materialvolumen, an der ausgewählten Stelle, eine Säule eines auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden fluiden Mediums mit darin suspendierten, auf Ultraschallwellenenergie ansprechenden sichtbaren Teilchen gekoppelt wird, so daß entsprechende Ultraschallwellenenergie in der Säule induziert wird, wodurch die Teilchen in der Säule suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster angeordnet werden, um die visuelle Anzeige, die die Ultraschallwellenenergie an der ausgewählten Stelle anzeigt, einzurichten.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule in einer Richtung parallel zu der Richtung, in der die Ultraschallwellenenergie ausge­ breitet wird, ausgerichtet wird, so daß das sichtbare Muster sichtbare Bänder umfaßt, die sich transversal zu der Säule erstrecken und längs der Säule vonein­ ander beabstandet sind.

14. Eine Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (10) auf das Vorhandensein von Ultraschallwellen­ energie in einem gegebenen Material (34) zur Be­ schaffung einer visuellen Anzeige (52), die die Ultraschallwellenenergie in dem gegebenen Material (34) anzeigt, anspricht, und daß die Sonde (10)
eine Kammer (18) mit einer Wand (16) und
sichtbare Teilchen (24) innerhalb eines fluiden Mediums (22) innerhalb der Kammer (18), in einer Säule (20), die sich in einer Richtung längs der Wand (16) der Kammer (18) erstreckt, zur Suspendierung in der Säule (20), umfaßt,
wobei zumindest ein Teil der Wand (16) der Kammer (18) angrenzend an die Säule (20) durchsichtig ist, um die Betrachtung der Säule (20) von außerhalb der Kammer (18) zu ermöglichen, und wobei die Säule (20) des fluiden Mediums (22) mit den sichtbaren Teilchen (24) darin auf Ultraschallwellenenergie anspricht, so daß bei Vorhandensein von Ultraschallwellenenergie in der Säule (20) die Teilchen (24) in der Säule (20) suspendiert werden und in einem sichtbaren Muster (50) angeordnet werden, das die Ultraschallwellen­ energie anzeigt, wodurch aufgrund von Kopplung der Sonde (10) mit dem gegebenen Material (34) das sicht­ bare Muster (50) die visuelle Anzeige (52) beschafft.

15. Sonde nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbaren Teilchen (24) fein zerteilte, dichte Metallteilchen umfassen.

16. Sonde nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteilchen aus Silber bestehen.

17. Sonde nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Medium (22) eine Flüssigkeit umfaßt, die auf Ultraschallwellenenergie anspricht.

18. Sonde nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliches sichtbares Material (54) in dem fluiden Medium (22) enthalten ist, wobei das zusätzliche sichtbare Material (54) vergleichsweise schlecht auf die detektierte Ultraschallwellenenergie anspricht, so daß ein kontrastierender Hintergrund beschafft wird, gegen den die Betrachtung der suspendierten und angeord­ neten sichtbaren Teilchen (24) verbessert wird.

19. Sonde nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18) ein röhren­ förmiges Teil (12) aus durchsichtigem Material umfaßt.

20. Sonde nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das durchsichtige Material Glas ist.