DE934504C

DE934504C - Einrichtung zur Schwaechung von stoerenden Nebenechos bei dem Ultraschallimpulsverfahren der zerstoerungsfreien Werkstueckpruefung

Info

Publication number: DE934504C
Application number: DED14614A
Authority: DE
Inventors: Erich Dr Martin; Karl Dr Werner
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1953-03-19
Filing date: 1953-03-19
Publication date: 1955-10-27

Description

Bei einer keine von Werkstfi.ckuntersuchungen mittels Ultraschall-Impuls-Laufzeit-Verfahren kann man die Ultraschall - Sender - Empfänger - Komblination, in Zukunft Prüfkopf genannt, nicht unmittelbar auf die Werkstückoberfläche aufsetzen, z. B. bei schneller Überprüfung von rauhen Oberflächen, insbesondere bei s elbsttätigen Registrierverfahren. Bekanntlich wählt man in diesen und ähnlichen Fällen feste oder flüssige Zwischenkörper.
D,ie Höhe dieses Zwischenkörpers, also der Abstand zwischen Sende- und Empfangsquarz, wird üblicherweise so groß gewählt, daß alle interessierenden Echoimp,ulse aus.dem Werkstück vor dem zweiten Echo von der Grenzfläche Zwischenkörper-Werkstückoberfläche kommen. Würde man die Höhe des Zwischenkörpers kleiner machen, dann störten die jetzt dichter aufeinanderfolgenden Mehrfachechos von der Grenzfläche des Zw,ischenstücks das Auffinden der eigentlich interessierenden Echos aus dem Werkstück, insbesondere auch deshalb, weil jeder Echoimpuls aus dem Werkstück eine Reihe von durch die Zwischenlçörperhöhe bedingten zusätzlichen Impulsen im Gefolge hat.
Erfindungsgemäß können bei Werkstücken mit verhältnismäßig kleiner Ultraschallabsorption solche durch den Zwischenkörper bedingte störende Nebenechos beseitigt werden, indem in das Zwischenstück Ultraschallabsorber eingelagert werden, die einen dem ZWischenkörpermedium möglichst gleichen Schallwellenwiderstand aufweisen, wie z. B. eine Gummischeibe in Wasser.
Bild I gibt schematisch eine solche Anordnung wieder. Dabei bedeuten Q den X-Schnitt-Quarz, W das Werkstück, Z -den Zwischenkörper und A den Absorber.
Alle Schallwelienzüge, die zweimal durch den Zwischenkörper hindurchlaufen, mögen in ihrer Amplitude um den Faktor K geschwächt werden.
Dann werden unter der annähernd hier erfüllten Annahme, daß es sich um ebene Wellen handele, die Schallwellenzüge, die n-mal den Weg hin und zurück durch den Zwischenkörper nehmen, in ihrer Amplitude um den Faktor - K geschwächt. Wäre z. B. K = in, dann wäre bei n = 2 K = o,oi,-bei n = 3 K = 0,OOI usw., so daß die störenden Nebenechos schnell abgeklungen wären. Zur Erläuterung sind die Reflektogramme eines Werkstückes bei verschiedenen Prüfköpfen in Bildern 2 bis 5 dargestellt. Bild 2 zeigt den unmittelbar an das Werkstück angekoppelten Quarz. Auf dem Reflektogramm sind außer dem Sendeimpuis nur -das Fehlerecho und das Bodenecho zu sehen. In Bild 3 ist der Zwischenkörper ohne Absorbereinlage zwischen Quarz und Werkstück angeordnet. Das Reflektogramm zeigt die störenden Vielfachechos. In den Bildern 2 bis 5 ist im Werkstück die Schallgeschwindigkeit halb so groß rwie im Zwischenkörper angenommen. Bild 4 zeigt die Wirkung des eingelagerten Absorbers an. Der Absorber ist so ausgelegt, daß der zusätzllche Absorptionsfaktor gleich t/4 ist. Die in Bild 2 interessierenden Echos sind um den Faktor K = 1/4 geschwächt, aber die Nebenechos sind stärker geschwächt auf 1/16, 1/64 usw. Bild 5 zeigt letzt'lich ein Refleldogramm, das sich aus dem von Bild ergibt, wenn der Verstärkungsgfad so erhöht wird, daß die interessierenden Echoimpulse wieder so hoch sind, wie bei direktem Kontakt des Quarzes mit dem Werkstück (Bild 4).
Nimmt man eine Flüssigkeit als Zwischlenkörpermedium, am praktischsten Wasser, so ergeben sich folgende Vorteile in Verbindung mit dem Absorber: die Flüssigkeitshöhe kann geändert werden, ohne daß sich das Reflektogramm des Werkstückes nennenswert ändert, durch die Absorberscheibe - bei Wasser eine Gummischeibe - ist ein mechanisoher Schutz der Quarzplfatte gegeben, und weiterhin kann durch die verhältnismäßig nahe Anordnung der Absorberscheibe an der Werkstückoberfläche der Flüssigkeitsverbrauch auf ein Minimum beschränkt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstückprüfung nach dem Ul'traschall-Imp-u4s-Laufzeit-Verfahren, insbesondere für rauhe Oberflächen und große Prüfgeschwindigkeit, unter Verwendung eines Zwischenkörpers zwischen der Ultraschall-Sender-Empfäuger-Kombination, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenkörper ein Ultraschallabsorber eingelagert ist von annähernd gleichem SchaLlwellenwiderstanld wie der des Zw,isohenkörpermediums, derart, daß die durch däs mehrfache Hin- und Zurücklaufen der Schallwellen im Zwischenkörper bedingten Mehrfachechos stärker geschwächt werden, als die. Echos von Fehlstellen in Werkstücken, die nur einmal den Hin- und Rückweg durch den Zwischenkörper nehmen.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser als Zwischenkörpermedium benutzt wird und die Zwischenkörperhöhe sich je nach der Oberflächenform selbsttätig einstellt.