DE866561C

DE866561C - Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen von Fehlstellen in Werkstuecken mit Ultraschall

Info

Publication number: DE866561C
Application number: DES10516D
Authority: DE
Inventors: Reimar Dr Phil Pohlman
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1941-07-05
Filing date: 1941-07-05
Publication date: 1953-02-09

Description

Es ist be.kannt, daß die Eigenfrequenzen -sowie die höheren Harmonischen bei fehlerhaften Werkstücken andere sind als die des gleichen fehlerfreien Werkstückes. Auf dieser-Erscheinung aufbauend ist man so vorgegangen, z. B. einen in Schwingungen versetzten Betonbalken mit einemTonabnehmer abzutasten oder die Eigenfrequenzen durch angedoppelte Sender und Empfänger der Reihe nach zu bestimmen. Auf diese Weise läßt sich die Anwesenheit eines Risses oder einer Störung und bei entsprechend genauer Abtastung sogar der Ort der Fehierstelle bestimmen. Dieses Vorgehen ist naturgemäß sehr zeitraubend, besonders bei einer Serienuntersuchung, wo es meistens, nicht einmal darauf ankommt, die genaue Lage der Störung zu kennen, -sondern nur darauf, ein Werkstück als brauchbar oder unbrauchbar zu beurteilen. ^ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei schneller Reihenuntersuchung zahlréicher, aber gleicher Werkstücke mit möglichst geringem Zeit- und Kostenaufwand die fehlerhaften Werkstücke auszusondern.
Erfindungsgemäß wird nun so verfahren, daß-der Prüfling nacheinander in seinen Eigenfrequenzen erregt wird und letztere mit denen des fehlerfreien Werkstückes verglichen werden, indem beim stetigen Durchlaufen des Frequenzspektrums durch eine auf das fehlerfreie Werkstück angepaßte Schauvorrichtung diese nur dann zum Ansprechen kommt, wenn das Spektrum eines fehlerhaften Werkstückes durchlaufen wird.
Die hier genannte, mit der Kapazität des Senders verbundene Einrichtung besteht zweckmäßig aus einer Scheibe mit Löchern und Stegen, welche in ihrer Lage und Breite so gesrählt sind, daß sie die Schauöffnung des- Empfhngerindikators gerade dann verdecken, wenn er bei den Eigenfrequenzen des fehlerfreien Werkstückes ansprechen würde.
Auf diese Weise werden bei langsam rotierendem Drehkondensator beim fehlerfreien Werkstück alle Eigenfrequenzen einmal erregt. Die hierbei erfolgende Empfängeranzeige durch Meßinstrument, Glimmrohr u. a. wird durch die auf den Kondensator aufgesetzte Schablone jedoch verdeckt. Für das durchblickendeAuge erfolgt also keine Anzeige, Aufleuchten usw. Verschiebt sich jedoch infolge eines Fehlers irgendeine Eigenfrequenz oder nimmt selbst die Dämpfung irgendeiner früheren Eigenfrequenz erheblich zu, so daß die Resonanzkurve sich dadurch verbreitert, so folgt eine Anzeige bzw. ein Aufleuchten des Indikators auch außerhalb der verdeckenden Stege der Schablone, so daß nunmehr bei der Rotation von Drehkondensator und Scha--blone eine Anzeige sichtbar ist und das Werkstück ausgeschieden werden kann.
In den Fig. I und 2 ist ein Ausftthrungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens stark schematisiert dargestellt.
Das Werkstück I, das beispielsweise bei 2 eine Schweißstelle haben mag, die einen Fehler 3 aufweist, wird von einer Schallquelle 4 mit Ultraschall durchstrahlt. Die aus dem Werkstück austreteride Ultraschallenergie wird durch eine schematisch angedeutete Schallinse 5 auf einen an sich bekannten Indikator 6 konzentriert, der beispielsweise bei seiner Erregung Helligkeit ergibt. Vor dem Indikator 6 ist eine Scheibe 7 angeordnet, die in Fig. 2 nochmals, in der Draufsicht dargestellt ist. Die Scheibe 7 ist mit dem Einstellknopf 8 des Drehkondensators 9 mechanisch verbunden oder gekuppelt; Der Kondensator g gehört zu der Senderschaltung, die den Schallgeber 4 erregt, und dient zur Änderung der Frequenz jenes Senders.
Wie Fig. 2 zeigt, ist auf der Scheibe 7 eine Reihe von Öffnungen IO vorgesehen, zwischen denen Stege II stehengeblieben sind. Die Stege II sind nun in ihrer Breite und in ihrem Abstand so bemessen, daß :bei einem fehlerfreien Prüfkörper I gerade bei den Kondensatorstellungen, bei denen der Prüfkörper seine Eìgenschwingungen aufweist, ein Steg den Indikator 6 verdeckt, so daß sein Ansprechen nicht sichtbar wird. Ersetzt man den fehlerfreien Prüfkörper I durch einen mit Fehlern behafteten, so liegen dessen Eigenfrequenzen anders, und der Indikator 6 wird ansprechen, wenn der Kondensator so eingestellt ist, daß eine oder mehrere der Öffnungen io davor liegen. Zweckmäßigerweise bildet man die Anordnung so aus, daß man für vers chiedene WerkstücktypeV entsprechende Schablonenscheiben 7 auswechseln, und das Gerät den verschiedenen Erfordernissen anpassen kann. Der Indikator braucht im übrigen nicht in der eben erläuterten Form ausgebildet zu sein, sondern kann auch durch ein Meßinstrument, eine Glimmlampe od. dgl.- dargestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Feststellen' von Fehlstellen in Werkstücken mittels Ultraschalls, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling nacheinander in seinen Eigenfrequenzen erregt wird und letztere mit denen des fehlerfreien Werkstückes verglicheri werden, indem beim stetigen Durchlaufen des' Frequenzspektrums durch eine dem fehlerfreien Werkstück angepaßte Schauvorrichtung diese nur dann zum Ansprechen kommt, wenn das Spektrum eines fehlerhaften Werkstückes durchlaufen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Kapazität des Senders verbundene Einrichtung aus einer Scheibe mit Löchern und Stegen besteht, welche in ihrer Lage und Breite so gewählt sind, daß sie die Schauöffnung des Empfängerindikators gerade dann verdecken, wenn er bei den Eigenfrequenzen, des fehlerfreien Werkstückes ansprechen würde.

Angezogene Druckschriften: Ingenieur-Archiv, Bd. 5, 1934, S. 352 bis 362; AkustischeZeitschrift,3.Jahrg., 1938,S. 132 bis 136.