DE885490C - Verfahren und Einrichtung zum Feststellen von Fehlerstellen in Werkstuecken mittels Ultraschalls - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zum Feststellen von Fehlerstellen in Werkstücken mittels Ultraschalls Eine Untersuchung von Werkstücken auf Sprünge, Inhomogenitäten und Einschlüsse mittels Ultraschalls, bei dem die Fehlerstellen sichtbar gemacht werden, ist erstmalig durch Sokoloff bekanntgeworden. An solchen Fehlerstellen findet eine Reflexion oder Absorption der Ultraschallwellen statt.
• Demzufolge wird an der dem Schallgeber gegenüberliegenden Seite weniger Schallenergie austreten als an benachbarten Punkten.
• Für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mittels Ultraschalls ist fernerhin vorgeschlagen worden, die gesamte, aus dem Schallgeber, Prüfling und Schallaufnehmer bestehende Vorrichtung in einem Flüssigkeitsbehälter, insbesondere in einem Wasser-oder Olgefäß, anzuordnen, wobei in diesem Behälter der Schallgeber oder der Schallempfänger oder beide mit der strahlenden Fläche schräg gegen die Fläche des Prüflings aufgestellt sind.
• Bei dieser vorgeschlagenen Anordnung wirkt der Schallempfänger auf ein Schreibgerät ein, dessen Schreibstift auf einer Fläche schreibt, die ebenso groß oder entsprechend maßstäblich verkleinert oder vergrößert ist wie die abzutastende Fläche des Prüflings. Die Fehlerstelle zeigt sich dann auf dem auszuwertenden Diagramm als Unterbrechung der Abtastlinien oder als geschriebene Linie, je nachdem ob ein Schalldurchgang einem Anziehen oder Abfallen des Schreibstiftes entspricht. Die Bewegung des Schreibstiftes ist dabei zweckmäßigerweise mit der des Senders und der des Empfängers gekoppelt.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, diese bekannten Anordnungen, insbesondere hinsichtlich einer besseren Fehlererkennbarkeit, weiterauszubilden.
• Die Erfindung geht von einem Verfahren aus, bei dem der Prüfling vom Schallstrahl zeilenweise abgetastet und im Prüfling vorhandene Fehlerstellen mittels einer Aufzeichnungsvorrichtung sichtbar gemacht werden, und die Erfindung besteht darin, daß ein Prüfling verwendet wird, dessen Ränder so ausgebildet sind, daß derAbtaststrahldurch dieRänder absorbiert oder an diesen gebeugt oder reflektiert wird, so daß die Umrißlinien des Prüflings wie die Fehlerstellen selbst aufgezeiclmet werden. Die Erfindung sei nachstehend an Hand der in den Figuren schematisch dargestellten beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert.
• In der Fig. I ist mit I der Prüfling bezeichnet, der ungefähr in der Mitte eine Fehlerstelle 2 aufweisen und zwischen Schallgeber 3 und Schallempfänger 4 von rechts nach links bewegt werden soll. Nach jedem Vorbeigang wird der Prüfling um eine Zeile gehoben und dann wieder von links nach rechts zwischen dem Schallgeber und dem Schallempfänggr zurückbewegt usf. Der Schallgeber ist beispielsweise ein Piezoquarz, desgleichen auch der Schallempfänger 4. Die schallausstrahlende Fläche des Schallerzeugers 3 ist um einen bestimmten Winkel gegen die Fläche des Prüflings I geneigt. Da im Ausführungsbeispiel -die Durchstrahlmethode des Prüflings benutzt wird, befindet sich der Schallempfänger auf der gegenüberliegenden Seite des Prüflings, der über einen Verstärker 5 das Aufzeichnungsgerät 6 betreibt. Der Zeichenstift des Gerätes 6 macht maßstäblich die gleichen Abtastbewegungen wie der Prüfling I mit. Man kann natürlich auch ohne weiteres so verfahren, daß man bei ruhendem Prüfling I den von 3 nach 4 verlaufenden Schallstrahl eine Abtastbewegung durchführen läßt.
• In der Fig. 2 ist diejenige Phase der Abtastbewegung zur Darstellung gebracht, in der der vom Geber 3 ausgehende Schallstrahl auf die Fehlerstelle 2 auftrifft. In diesem Fall wird der auf die Fehlerstelle 2 auftreffende Schallstrahl reflektiert und trifft nicht auf den Empfänger 4 auf. In diesem Augenblick wird also das Aufzeichnungsgerät 6 nicht ansprechen und der Zeichenstift dieses Gerätes eine Unterbrechung der Abtastlinien über die Länge der Fehlerstelle 2 markieren.
• In der Fig. 5 ist das Schaubild der vom Aufzeichnungsgerät 6 aufgezeichneten Abtastlinien schematisch dargestellt. Die einzelnen Abtastlinien sind mit a1 bis an bezeichnet. In dem Bereich der Abtastlinien a6 ; bis a14 ist eine Fehlerstelle 2, die durch eine Schraffur besonders dargestellt ist, registriert worden. Um nun die Lage dieser Fehlerstelle 2 auch bezüglich der äußeren Abmessungen des Prüflings I festzulegen, ist in erfindungsgemäßer Weise der Rand des Prüfkörpers I so ausgebildet, daß dieser bei der Abtastbewegung eine Beugung des vom -Geber 3 ausgehenden Schallstrahles bewirkt, so daß der Schallstrahl beim Vorbeigleiten der Randstellen den Schall empfänger 4 nicht treffen kann. Man erhält auf diese Weise auf dem Schaubild des Gerätes 6 einen geschlossenen Bereich mit Unterbrechungen der Schaulinien, der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist und der äußeren Umrandung des Prüfkörpers I maßstäblich entspricht. Auf diese Weise ist die örtliche Lage der Fehlerstelle 2 zu den äußeren Umrandungen eindeutig festgelegt.
• In der Fig. 3 ist diejenige Phase aus der Abtastbewegung herausgegriffen, wo der Schallstrahl an einer der Randstellen abgebeugt wird. Man kann natürlich nun die Wirkung der Beugung bzw. die Ab blendung des auf den Empfänger 4 fallenden Schallstrahles noch besonders verstärken, indem man gemäß der in Fig. 4 gezeigten Weise besondere Einspannvorrichtungen oder Bügelklemmen 7 oder Einspannköpfe oder sonstige Hilfsvorrichtungen vorsieht, die entweder eine besonders starke Abbeugung des Schallstrahles bewirken oder gegebenenfalls auch den Schallstrahl an den Randstellen mehr oder weniger stark absorbieren. Dasselbe kann man grundsätzlich durch die Anwendung allgemein schallabsorbierender Mittel in Form von Leisten oder Schienen oder durch Anbringen von Schallreflektoren an den Randstellen erreichen. Die Hilfsvorrichtung 7 kann vorteilhafterweise auch einen mit Luft oder einen sonstigen gasgefüllten Hohlraum 8 enthalten und kann beispielsweise aus Hartpapier oder Hartgewebe bestehen. Ferner kann diese Hilfsvorrichtung 7 gleichzeitig zum Festhalten des Prüflings I benutzt werden.
• Die Erfindung ist natürlich nicht nur auf die Durchstrablmethode beschränkt, sondern kanal ebenso in dem Fall benutzt werden, wo nicht der durch den Prüfling durchgehende Schall, sonden der von einer etwaigen Fehlerstelle2 reflektierte Strahlungsanteil gemessen wird. Bei fehlerhaftem Prüfling erfolgt dabei keine Reflexion und somit Nullanzeige am Gerät 6. Es ist zweckmäßig, die Frequenz der vom Schallgeber 3 ausgehenlden Schallwellen so einzuregeln, daß der Prüfling I zu Resonanzschwingungen angeregt wird.
• Das Aufzeichnungsgerät kann entweder mit einem Ritzstift oder einer Tintenfeder arbeiten; es kann auch ein Gerät sein, bei dem ein Lichtzeiger über ein lichtempfindliches Papier hinwegbewegt wird. Im Bedarfsfalle kann selbstverständlich auch ein Kathodenstrahloszillograph für die Aufzeichnung der Fehlerstelle 2 mit den Umrandungen 8' des Prüflings I benutzt werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zum Feststellen von Fehlerstellen in Werkstücken mittels Ultraschalls, bei dem der Prüfling vom Schallstrahl zeilenweise abgetastet und im Prüfling vorhandene Fehlerstellen mittels einer Aufzeichnungsvorrichtung sichtbar gemacht werden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Prüflings, dessen Ränder so ausgebildet sind, daß der Abtaststrahl durch die Ränder absorbiert oder an diesen gebeugt oder reflektiert wird, so daß die Umrifilinien des Prüflings in gleicher Weise wie die Fehlerstellen selbst aufgezeichnet werden.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hilfgrorrichtungen, die auf die Umrandungen des Prüflings aufgebracht werden und die eine Beeinflussung des Schallstrahles an den Randstellen bewirken.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabbeugenden, schallreflektierenden oder schallabsorbierenden Hilfsvorrichtungen gleichzeitig zum Festhalten des Prüflings diienen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabbeugenden, schallreflektierenden oder schallabsorbierenden Hilfsvorrichtungen leisten- oder schienenförmig ausgebildet sind.
5. 5. Einrichtung nach. Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß die Hilfsvorrichtungen aus Hartpapier oder Hartgewebe bestehen.