DE746329C - Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen von Fehlstellen in festen Gegenstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen von Fehlstellen in festen Gegenständen Es ist bereits bekannt, zur Offenbarung der in festen Körpern vorhandenen Fehlstellen, wie z. B. Lunker, Risse, Einschlüsse usw.. ultraakustische Schwingungen zu benutzen.
• Hierbei bestand jedoch nicht die Möglichkeit, ein sichtbares und genaues Bild der Fehlstelle im festen Körper, also z. B. des Umrisses eines Lunkers, zu erhalten. Die vorliegende Erfindung hat nun den Zweck, derartige genaue Bilder der in einem festen Gegenstand vorhandenen Feststellen zu erzeugen und auf diese Weise den zu untersuchenden, für Lichtstrahlen undurchsichtigen Gegenstand sozusagen zu durchschauen. tie Erfindung geht dabei von einem der fahren zum Feststellen von Fehlstellen in festen Gegenständen mittels auf piezoelektrischein Wege erzeugter, durch den zu untersuchenden Körper geleiteter ultraakustischer Schwingungen aus, die nach ihrem Durchgang durch den Prüflinge eine piezoelektrische Kristallplatte erregen, an deren Flächen ein der Intensität der durchgedrungenen ultraakustischen Strahlen entsprechender Potentialunterschied entsteht. Erfindungsgemäß werden hierbei die an der piezoelektrischen Empfängerplatte erzeugten elektrostatischen Ladungen in der auf dem Gebiet des Fe.rnsehwesens bekannten Weise in einzelne Zeilen und Punkte zerlegt, die alsdann nach dem Prinzip des Fernsehempfanges in ein optisehes bzw. graphisches Bild umgewandelt werden. Sender und Empfänger können dabei beliebiger Art sein, Die Vorrichtung zur Ausführung des neuartigen Verfahrens kann. beispielsweise so beschaften sein, daß die der piezoelektrischen Senderplatte gegenüber angeordnete Empfängerplatte an dem Boden einer die Rolle eines Fernsehsenders spielenden Braunschen Röhre dicht anliegt, deren Innen- bzw. Außenseite mit vielen kleinen Elektroden bedeckt ist, die durch die den zu untersuchenden Gegenstand durchdringen den ultraakustichen Strahlen erregt werden. Dabei kann die Braunsche Röhre gegebenenfalls sowohl an der Innen- als an der Außenfläche mit einem Netz der erwähnten kleinen Elektroden bedeckt sein.
• Zur Lösung der Aufgabe, ein elektrisches Bild der im. Innern des undurchsichtigen Gegen standes vorhandenen Fehlstelle herzustellen, werden hochfrequente akustische, sog. ultraakustische Schwingungen, d.h. mechanische Schwingungen der Ordnung etwa 3 1 o' bis 107 benutzt. Solche Schwingungen können auf beliebige Weise erregt werden. Fiir den Zweck der Erfindung ist es aber praktisch am vorteilhaftesten, dieselben mittels einer planparallelen Piezoquarzplatte mit Metallbelägen zu erhalten, welchen hochfrequente elektromlagnetisehe Schwingungen entsprechender Spannung zugeführt werden.
• Eine solche Quarzplatte wird, an einer ihrer Seiten einen Belag aufweisend, mit ihrer anderen Seite an den zu untersuchenden Körper gelegt, welcher, falls es sich um einen Metalkörper handelt, als zweiter Belag der Quarzplatte dient. Die in der letzteren von einem Hochfrequenzgenerator erregten til traakustischen Schwingungen verbreiten sieh in dem zu untersuchenden Körper und bilden ein senkrecht zur Quarzplatte gerichtetes Bündel von parallelen ultraakustischen Strahlen, welche mit gleicher Intensität die gesamte Dicke eines homogenen zu untersuchenden Körpers durchdringen.
• Befindet sich aber irgendwo im Körper ein Fehlstelle, z. B. ein Lunker, so werden die ultraakustischen Strahlen durch diese Stelle zurückgehalten. Es ist also so, als ob das Strahlenbündel ein Schattenbild des sich seinem Durchdringen durch den Körper entgegenstellenden Widerstandes mit sieh trägt.
• Des weiteren wird ilm Wege der ultraakustischen Strahlen, und zwar an der Stelle, wo dieselben den zu untersuchenden Körper verlassen, eine zweite Piezoquarzplatte angeordnet, welche auf dieselbe Frequenz wie die erstere abgestimmt ist. Die ultraakustischen Strahlen, die den Körper durchdrungen haben und unterwegs durch keine Fehlstelle zurückgehalten werden, rufen an denjenigen Stellen der Quarzplatte. an welche sie gelangen, Resonanzschwingungen hervor. Auf diese Weise fängt die gesamte Fläche der Empfängerquarzplatte. mit Ausnahme der dem Schatten der Fehlstelle entsprechenden Teile, zu schwingen an. Ist die auf diese Weise zum Schwingen gebrachte Q uarzplatte beiderseits mit Belägen versehen, so entstehen an den letzteren bekanntlich diesen Schwingungen proportionale elektrostatische Ladungen.
• Wird nun eine derartige Quarzplatte mit ihrer einen Seite an den zu untersuchenden Körper gelegt, weicher gegebenenfalls einen Belag der Platte bildet, und denkt msn sich den zweiten Belag als eine Anzahl vonein ander isolierter Punkte an der anderen Seite der Quarzplatte, so entstehen and den Punkten elektrische Ladungen, deren Verteilung ein genaues elektrisches Bild der die ultraakustischen Strahlen zurückhaltenden Fehlstelle 141 det.
• Die auf solche Weise erzeugte Verteilung der elektrischen Leitungen kann nun durch irgendeine auf dem Fernsehgebiet bekannte Abwicklungsvorrichtung, z.B. durch eine Abwicklungsscheibe mit spiralförmig angeordneten Punkten bzw. durch den Kathodenstrahl einer Elektronenröhre, abgetastet und die auf diese Weise erhaltenen Impulse nach gehöriger Verstärkung zur Herstellung eines sichtbarren Bildes der Fehlstelle an dem Schirm eines Fernsehempfängers irgendeiner bekannteil Art benutzt werden, An Hand der Abbildung, die eine Versuchsanordnung schematisch darstellt, sei die Erfindung näher erläutert.
• Der zu untersuchendu Körper, z. B. co dicker Stahlblock I, besitze die mit 5 bezeichnetzen bunker, Zur Feststellung derselben wird an den Körper eine Quarzplatte 2 mit einem Metallbelag an ihrer äußeren Seite angelegt. Als zweiter Belag dient der Stahlblock 1 selbst. Führt man den Belägen der Quarzplatte Hochfrequenzschwingungen von einem Generator 6 aus zu, so gerät die Platte 2 in Schwingungen und sendet ein Bündel zu ihrer Fläche senkrecht gerichteter ultraakustischer Strahlen 4 durch den Stahlblock 1 hindurch. Diese Strahlen gelangen ungehindert bis zur Gegenseite des Stahlblockes, aus genommen an den Stellen, an denen die Lunker liegen. An diesen Stellen hören die durch die Strahlen verursachten Schwingungen im Körper des Stahlblockes auf.
• An der Stelle des Austrittes der ultraakustischen Strahlen aus,dem Stahlblock I wird an den Block eine zweite Piezoquarzplatte 3 angelegt, deren Eigenschwingungsfrequenz übereinstimmt.
• Diese zweite Platte ist ebenfalls mit einem äußeren Metallbelag versehen. der vom Stalllblock I selbst verkörpert wird.
• Die an die Empfängerplatte 3 nach Durchdringung des Stahlblockes I gelangenden Ultraresonanzwingungen erregen an ihrem außeren Belag ein elektrostatisches Feld, dessen Verteilung als ein Schattenbild der inneren Beschaffenheit des Blockes 1 erscheint. Diese Verteilung des eletrostatischen Feldes kann nun, wie obenstehend erklärt,, mittels einer Albwicklunlgsvorrichtung abgetastet und in der auf dem Gebiet des Fernsehwesens bekanten Weise in einzelne Zeilen und Punkte zerlegt werden, um weiterhin nach dem Prinzip des Fernsehempfängers in ein sichtbares bzw. graphisches Bild umgestaltet zu werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE : I Verfahren zum Feststellen von Fehlstellen in festen Gegenständen mittels auf piezoelektrischem Wege erzeugter, durch den zu untersuchenden Gegenstand geleiteter ultraakustischer Schwingungen, die nach ihrem Durchgang durch den Prüfling eine piezoelektische Kristallplatte erregen, an deren Fiächen ein der Intensität der durchgedrungenen ultraakustischen Strahlen entsprechender Potentialunterschied entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die an der piezoelektrischen Empfängerplatte erzeugten elektrostatischen Ladungen in der auf dem Gebiet des Fernsehwesens bekannten Weise in einzelne Zeilen und Punkte zerlegt werden, die alsdann nach dem Prinzip des Fernsehempfängers in ein optisches bzw. graphisches Bild umgewandelt werden.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die der piezoelektrischen 5 enderplatte gegenüber angeordnete Empfängerplatte an dem Boden einer die Rolle eines Fernsehsenders spielenden Braunschen Röhre anliegt, deren Innen-bzw. Außenseite mit vielen kleinen Einzelelektroden bedeckt ist, die durch die den zu untersuchenden Gegenstand durchdringenden ultraakustischen Strahlen erregt werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunsche Röhre sowohl an der Innen- als auch an der Außenfläche mit einem Netz kleiner Elektroden bedeckt ist.

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.