DE864768C

DE864768C - Quarzkopf mit Empfindlichkeitsreglung zur Werkstueckpruefung mit Ultraschall-Impulsen

Info

Publication number: DE864768C
Application number: DEK9717A
Authority: DE
Inventors: Herbert Krautkraemer; Josef Dr Krautkraemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-21
Filing date: 1951-04-21
Publication date: 1953-01-29

Description

Bei der - zerstörungsfreien Werkstückprüfung mit Ultraschall-ImpuIsen nach dem Echoverfahren wird in bekannter Weise ein Ultraschallgeber von einem Hochfrequenzerzeuger zu Ultraschall-Impulsen erregt. In Kontakt mit dem Prüfling sendet der Ultraschallgeber die Ultraschall-Impulse in diesen hinein, wobei sie sich mit einer für jeden Werkstoff bestimmten Schallgeschwindigkeit fortpflanzen.
Trifft die Ulfraschall4mpuls-Welle auf eine Fehlstelle im Innern des Prüflinge oder auf eine Endfläche, so wird ein Teil der Energie reilektiert und kann. zum Ge'ber oder einem an anderer Stellt des Werkstücks angekoppelten Empfänger für Ultraschall gelangen und entweder vom Geber selbst oder dem besonderen Empfänger nach bekannten Laufzeitmeßverfahren auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden. Als Geber und Empfänger für Ultraschall können Quarzplatten oder andere piezoelektrische Stoffe oder auch magnetostriktive Schwinger dienen.
Die SchalLstärke der ausgesandten Schallwelle nimmt, von einem gewissen Abstand vom Geber ab, mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung von diesem ab. Eine gegebene Fehlstelle, die von der Sdhallwelle getroffen wird, wirkt ebenfalls von einem gewissen Mindestabstand ab wie ein Geber, dessen Schallstärke mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung abnimmt. Betrachtet man also die Schallstärke, die von der Fehlstelle zum Geber zurückgelangt oder in seiner Nähe einen besonderen Empfänger trifft, so nimmt diese bei Veränderung des Abstands der Fehlstelle vom Geber umgekehrt wie die vierte Potenz des Abstands ab, wenn sich die Form und Lage der Fehlstelle in bezug auf die Lage zum Schallstrahl nicht ändert. Das bedeutet also, daß die Fehlerempfindlichkeit der Methode sehr stark von der Entfernung des Fehlers vom Geber und Empfänger abhängig ist. Bei fest eingestellter Stärke des Sendeimpulses und der Verstärkung des Empfängers, die bei den bekannten Ausführungen der Prüfgeräte beide regelbar sind, würde also ein nahegelegener Fe'hler viel stärker angezeigt als ein entfernter gleicher Größe. Der Prüfer muß also je nach dem zu untersuchenfden Bereich des Prüflings die Regler am Gerät bedienen, was eine zeitraubende Unterbrechung der Prüfung bedeutet. Ferner ist bei der willkürlichen Skala dieser Regler eine konstante Fehlerempfindlichlçeit für verschiedene Meßtiefen nicht ohne weiteres zu erreichen.
Beide Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Prüfkopf mit dem Ultraschallgeber und -empfänger, den der Prüfer in Kontakt mit dem Werkstück bringen muß, ein Regelglied mit Zeiger und Skala enthält oder ein solches als selbständige Einheit mit dem gewöhnlichen Prufkopf verbunden wird, z. B. mit Buchsen- und Steckerverbindung. Dann kann der Prüfer ohne Unterbrechung der Prüfung die jeweils gewünschte Empfindlichkeit einstellen.
Zwei Möglichkeiten der Schaltung des Regelglieds' sind in Fig. I und 2 schematisch eingezeichnet. In Fig. I ist a der Ultraschallgeber, z. B. eine Quarzplatte mit metallischen Belegen, die bei den bisherigen Ausführungen des Prüfkopfes über die Leitung b direkt mit dem Gerät verbunden ist und so entweder als Ultraschallgeber oder als Ultraschallempfänger oder gleichzeitig als Geber und Empfänger arbeitet. Erfindungsgemäß wird ein veränderlicher Ohmscher Regelwiderstand c parallel zum Geber geschaltet wie in Fig. I oder ein veränderlicher Ohmscher Spannungsteiler d wie in Fig. 2. Ferner kann das Regelglied ganz allgemein aus einem veränderlichen Ohmschen oder induktiven oder kapazitiven Vorwiderstand oder Parallelwiderstand oder ebensolchen Spannungsteiler bestehen.
Weiterhin wird erfindungsgemäß das Regelglied mit Zeiger und Skala versehen und die Skala in Längeneiniheiten der Meßtiefe, z. B. Meter in Eisen und Stahl, gewicht, so daß man für jede Meßtiefe die gleiche Fenlerempfindlichkeit erhält, wenn man den Regler auf die jeweilige Meßtiefe seiner Skala einstellt.

Claims

PATENTANSPRUCHE: I. Fassung für Ultraschallgeber oder -empfänger zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken mit Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Empfindlichkeit der Fehlerbestimmung nach der Echomethode ein Regelglied, das aus einem veränderlichen Ohmschen oder- induktiven oder kapazitiven Widerstand oder Spannungsteiler oder Kombinationen von solchen besteht, mit der Fassung zu einer Einheit zusammengebaut ist.
2. Einrichtung zur Empfindlichkeitsregelung bei der zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken mit Ultraschall nach der Echomethode, dadurch gekennzeichnet, daß das in Anspruch I genannte Regelglied als selbständige Einheit ausgeführt ist und an eine gewöhnliche Ultraschallgeber- oder -empfängerfassung mit Buchsen und Stecker oder Schraubkontaktverbindung unmittelbar angeschlossen oder in das Zuleitungskabel mit ebensolchen Kortaktverbindungen eingeschaltet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das benutzte Regelglied mit Zeiger und Skala ausgerüstet ist.