DE951837C

DE951837C - Procedure for the automatic testing of large workpieces using ultrasound

Info

Publication number: DE951837C
Application number: DEH20514A
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Hoeller; Dipl-Phys Rudolf Wegner
Original assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Current assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Priority date: 1954-06-10
Filing date: 1954-06-10
Publication date: 1956-11-08

Description

Verfahren zum selbsttätigen Prüfen von großflächigen Werkstücken mittels Ultraschall Es ist die Steuerung von Schaltvorgängen durch von Fotozellen ausgelöste Impulse bekannt, so z. B. zur Steuerung zweier getrennter Relais oder Anzeigevorrichtungen oder zur Herstellung des Brückengleichgewichts bei Wheats toneschen oder ähnlichen Brückenschaltungen. Bei Projektierungseinrichtungen für lichtelektrisch gesteuerte Glühlampenkinos ist die Anwendung von über Fotozellen gesteuerten Lampenfeldern bekannt, bei denen jeder Lampe des Lampenfel des eine Fotozelle und ein Zwischenrelais zur Steuerung durch das Filmbild zugeordnet ist, wie auch Anordnungen bekannt sind, die bezwecken, mittels einer umlaufenden Lichtquelle, deren Licht auf eine in einem elektrischen Stromkreis liegende Selenzelle fällt, elektrische Energie zu erzeugen.Process for the automatic testing of large workpieces using Ultrasound It is the control of switching processes triggered by photo cells Impulse known, so z. B. to control two separate relays or display devices or for the establishment of the bridge equilibrium in Wheats Toneschen or the like Bridge circuits. With project planning devices for photoelectrically controlled Incandescent lamp cinemas is the use of lamp fields controlled by photocells known, in which each lamp of the Lampenfel of a photocell and an intermediate relay is assigned for control by the film image, as well as arrangements are known, the aim, by means of a rotating light source, the light of which on one in one Selenium cell lying in an electrical circuit drops to generate electrical energy.

Es ist ferner bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Prüfung von Blechen mittels Ultraschall. vorgeschlagen worden, bei dem laufend eine maßstabgetrene Registrierung der Fehlstellen stattfindet. Bei diesem Verfahren werden die Bleche auf einem Rollgang durch einen aus nebeneinander angeordneten Schallgebern und -empfängern bestehenden Prüfkamm geführt. Alle Schallgeber sind über eine Umschaltanlage mit einem Sender - verbunden, während alle Schallempfänger in einen Verstärker mit nachgeschaltetem Gleichrichter münden. Die vom Empfangsver- stärker entnommene Spannung wird an die Vertikalablenkung eines Oszillographen gelegt, während die Horizontalablenkung des Oszillographen synchron mit der Durchschaltung der einzelnen Prüfköpfe durch die Umschaltanlage zwischen Sender und Schallgeber läuft. Vor der Oszillographenröhre liegt ein horizontaler Schlitz, hinter dem ein Registrierpapier abläuft, auf dem man das maßstabgetreue Bild der Fehlstellen im Blech erhält. It is also already a method and an apparatus for continuous Testing of sheet metal using ultrasound. has been proposed in which one scale registration of the imperfections takes place. In this procedure will be the sheets on a roller table by one of sound generators arranged next to one another and recipients existing test comb. All sounders are via a switching system with a transmitter - connected, while all sound receivers in an amplifier with open downstream rectifier. The from the reception stronger Taken voltage is applied to the vertical deflection of an oscilloscope while the horizontal deflection of the oscilloscope synchronized with the switching of the individual Probe runs through the switching system between the transmitter and the sounder. Before the Oscillograph tube is a horizontal slot, behind which a recording paper runs, on which you get the true-to-scale image of the imperfections in the sheet metal.

Um bei diesem Anzeigeverfahren eine möglichst hohe Prüfdichte und ein stehendes oszillographisches Bild zu erhalten, müssen die Sendeköpfe mindestens I0- bis zumal je Sekunde durchgeschaltet werden. Mit den bekannten Schaltvorrichtungen, z. B. mechanischen Schaltelementen oder elektronischen Schaltern mit trägheitsarmen Relais, ist der Bau einer derartigen Schaltanlage sehr kompliziert. Außerdem muß bei Benutzung mechanischer Schaltelemente ein erheblicher Verschleiß der beweglichen Teile in Kauf genommen werden. In order to achieve the highest possible test density and To obtain a stationary oscillographic image, the transmitter heads must at least I0- are switched through every second. With the known switching devices, z. B. mechanical switching elements or electronic switches with low inertia Relay, the construction of such a switchgear is very complicated. Also must when mechanical switching elements are used, the movable ones are subject to considerable wear Parts are accepted.

Um diese Nachteile zu vermeiden, werden nach der Erfindung bei einer Umschaltanlage durch eine rotierende strahlenförmige Lichtquelle im Umkreis um dieselbe angeordnete lichtempfindliche elektrische Organe, z. B. Fotozellen, fortlaufend nacheinander belichtet, die in den lichtempfindlichen elektrischen Organen entstehenden Ströme über einen Widerstand geleitet und die an diesem abfallende Spannung zum Öffnen der vorher gesperrten Elektronenröhren ausgenutzt. Dabei werden die lichtempfindlichen elektrischen Organe vorzugsweise rotationssymmetrisch um die Lichtquelle angeordnet. In order to avoid these disadvantages, according to the invention in a Switching system by a rotating radial light source in the vicinity around the same arranged light-sensitive electrical organs, e.g. B. photocells, continuously exposed one after the other, which arise in the light-sensitive electrical organs Currents passed through a resistor and the voltage drop across it to the Opening of the previously blocked electron tubes exploited. This will be the photosensitive electrical organs are preferably arranged rotationally symmetrically around the light source.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß man ein völlig trägheitsloses Arbeiten der Umschaltanlage erreicht und außerordentlich hohe Umschaltfrequenzen erzielt. The advantages of the process according to the invention are that one a completely inertia-free operation of the switching system achieved and extraordinary high switching frequencies achieved.

Die Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht vorzugsweise aus einer Lichtquelle beliebiger Art und einem um dieselbe rotierenden Zylinder aus lichtundurchlässigem Material mit einem Blendensystem, das so gestaltet ist, daß die Lichtquelle jeweils nur ein lichtempfindliches elektrisches Organ beleuchtet. Dabei besteht der Zylinder zweckmäßig aus einem geschwärzten Blechmantel. Um auf dem Oszillographen ein einwandfreies Bild zu erhalten, ist der die Rotation des Zylinders bewirkende Motor mit dem Kippgenerator des Oszillographen synchronisiert. Hierdurch ist eine maßstabgetreue Abbildung der Lage der einzelnen Prüfköpfe über die ganze Breite des Registrierpapiers gewährleistet. Der Widerstand, an dem die Vorspannung für die Rohre abfällt, ist einerseits in den Stromkreis des lichtempfindlichen elektrischen Organs und andererseits zwischen die Kathode und eines der Gitter einer Elektronenröhre geschaltet. Dabei muß die Einschaltung in den Stromkreis des.lichtempfindlichen elektrischen Organs so erfolgen, daß von diesem ausgehende elektrische Strqmimpulse an dem Teil des Widerstandes, der mit dem Gitter verbunden ist, eine positive Spannung erzeugen. Je nachdem, welches Gitter man zum Öffnen und Sperren. der Röhre verwendet, und je nach den Eigenschaften dieser Röhren kann es von Vorteil oder auch notwendig sein, daß zum Sperren der Röhre oder während des Betriebs eine relativ zur Kathode negative Spannung erforderlich ist. Bei derartigen Anordnungen müssen dann der Minuspol der Spannungsquelle der Fotozelle oder beide Pole dieser Spannungsquelle relativ zur Kathode negatives Potential haben. The device for performing the method according to the invention consists preferably from a light source of any type and one rotating around the same Cylinder made of opaque material with a screen system designed in this way is that the light source illuminates only one light-sensitive electrical organ at a time. The cylinder expediently consists of a blackened sheet metal jacket. In order to To get the oscilloscope a perfect picture is the rotation of the The engine that causes the cylinder is synchronized with the oscillating generator of the oscilloscope. This provides a true-to-scale image of the position of the individual test heads the entire width of the recording paper is guaranteed. The resistance at which the The preload for the tubes drops is part of the circuit of the light-sensitive electrical organ and on the other hand between the cathode and one of the grids of a Electron tube switched. It must be switched into the circuit of the light-sensitive electrical organ take place in such a way that electrical Strqmimpulse emanating from this a positive voltage across the part of the resistor connected to the grid produce. Depending on which grid you want to open and lock. the tube used, and depending on the properties of these tubes it may be beneficial or even necessary be that for locking the tube or during operation one relative to the cathode negative voltage is required. In such arrangements, the negative pole the voltage source of the photocell or both poles of this voltage source relative have negative potential to the cathode.

Dies ist in einfacher Weise durch geeignete Verbindung der beiden Spannungsquellen oder bei Verwendung einer gemeinsamen Spannungsquelle durch geeignete Anbringung der Anzapfungen für die Fotozellenspannung und die Röhrenspannung erreichbar.This is done in a simple manner by suitably connecting the two Voltage sources or when using a common voltage source by suitable Attachment of the taps for the photocell voltage and the tube voltage reachable.

Vorzugsweise verwendet man zur Steuerung der Röhre im oben beschriebenen Sinne das Schirmgitter einer Pentode, wobei sämtliche andere Elektroden in der sonst üblichen Art verschaltet werden. Da eine Pentode in üblicher Schaltung praktisch gesperrt ist, wenn das Schirmgitter Kathodenpotential hat, kann in diesem Falle der Arbeitswiderstand des Fotozellenkreises zwischen der Kathode und dem Schirmgitter der Röhre liegen. Preferably one uses to control the tube as described above Meaning the screen grid of a pentode, with all other electrodes in the otherwise the usual way. Practical as a pentode in a common circuit is blocked when the screen grid has cathode potential, can in this case the working resistance of the photocell circuit between the cathode and the screen grid of the tube.

Eine negative Vorspannung zum Sperren der Röhre ist dann nicht erforderlich. Bei der vorliegenden Anordnung wird als Röhre die Endverstärkerröhre des Senders gewählt.A negative bias to block the tube is then not required. In the present arrangement, the power amplifier tube of the transmitter is used as the tube chosen.

Die Umschalteinrichtung arbeitet auf sehr einfache Art und Weise. Durch die Rotation des Zylinders werden nacheinander die jedem Schallsender zugeordneten lichtempfindlichen elektrischen Organe belichtet und geben in der gleichen Reihenfolge positive Vorspannung an das Schirmgitter der jeweiligen Endverstärkerröhre ab. Nach dem Anbringen der positiven Gitterspannung kann die Röhre ihre normalen Funktionen ausüben, und der entsprechende Sender tritt in Tätigkeit. Die Umschalteinrichtung selbst weist ebenfalls noch erhebliche Vorteile auf, da ein Verschleiß der beweglichen Teile praktisch nicht auftritt und dieselben von sehr primitiver Bauart sein können. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache und billige Herstellung und eine äußerst geringe Störanfälligkeit. The switching device works in a very simple way. The rotation of the cylinder means that each sound transmitter is assigned one after the other light-sensitive electrical organs exposed and give in the same order positive bias voltage to the screen grid of the respective power amplifier tube. To After applying the positive grid voltage, the tube can perform its normal functions exercise, and the corresponding transmitter comes into action. The switching device itself also has considerable advantages, since the movable ones are worn Parts practically does not occur and the same can be of a very primitive design. This results in a very simple and inexpensive manufacture and an extremely low susceptibility to failure.

Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem als Steuer- und gleichzeitig Endverstärkerröhre eine Pentode verwandt ist. In Fig. I ist schematisch eine Anlage für einen Sender dargestellt, während aus Fig. 2 in ebenfalls schematischer Darstellung die Anordnung der rotierenden Lichtquelle und der lichtempfindlichen elektrischen Organe zu ersehen ist. The drawing shows an exemplary embodiment according to the invention to which a pentode is used as a control and power amplifier tube at the same time. In Fig. I is shown schematically a system for a transmitter, while Fig. 2 also shows a schematic representation of the arrangement of the rotating light source and the light-sensitive electrical organs can be seen.

Das Blech 7 gleitet über die Senderschallköpfe 1 hinweg, welche durch die Endverstärkerröhre 2 erregt werden. Sämtliche Elektroden der Endverstärkerröhre 2 sind in üblicher Weise verschaltet. The sheet 7 slides over the transmitter transducers 1, which through the power amplifier tube 2 are energized. All electrodes of the power amplifier tube 2 are connected in the usual way.

Lediglich das Schirmgitter 8 ist über einen Widerstand g an die Kathode Io gelegt, wobei der Widerstand g andererseits in den Stromkreis I I der Fotozelle 12 eingebaut ist. Sobald die Fotozelle 12 belichtet wird, fließt innerhalb des Stromkreises 11 ein der Belichtungszeit entsprechender Strom- impuls, welcher am Widerstandg eine Spannung erzeugt. Dadurch erhält das Schirmgitter 8 eine positive Spannung, der Stromfluß in der Röhre wird freigegehen, und der Senderschallkopf 1 tritt in üblicher Art und Weise in Funktion.Only the screen grid 8 is connected to the cathode via a resistor g Io placed, with the resistor g on the other hand in the circuit I I of the photocell 12 is installed. As soon as the photocell 12 is exposed, flows within the circuit 11 a current corresponding to the exposure time impulse, which a voltage is generated at the resistor. This gives the screen grid 8 a positive Voltage, the flow of current in the tube is released, and the transmitter probe 1 comes into operation in the usual way.

Nach Fig. 2 sind die Fotozellen 12 auf einem strichpunktiert angedeuteten Kreis 13 nm eine Lichtquelle 4 angeordnet. Um die Lichtquelle 4 rotiert ein geschwärzter Blechzylinder 5, an dem ein Blendensystem 6 derart angebracht ist, daß j weils nur eine Fotozelle 12 beleuchtet wird. Der rotierende Blechzylinder 5 öffnet und sperrt also in einer von seiner Umdrehungszahl abhängigen Frequenz nacheinander die einzelnen Sendernhren. According to Fig. 2, the photocells 12 are indicated on a dash-dotted line Circle 13 nm a light source 4 is arranged. A blackened one rotates around the light source 4 Sheet metal cylinder 5, on which a diaphragm system 6 is attached such that j because only a photocell 12 is illuminated. The rotating sheet metal cylinder 5 opens and locks so in a frequency dependent on its number of revolutions the individual ones one after the other Station watches.

Wie bereits erwähnt, ist der die Rotation des Blechzylinders bewirkende, in der Zeichnung nicht dargestellte Motor mit dem Kippgenerator des Oszillographen synchronisiert.As already mentioned, the rotation of the sheet metal cylinder is Motor not shown in the drawing with the oscillating generator of the oscilloscope synchronized.

PATENTANSPRCHE: I. Verfahren zum selbsttätigen Prüfen von großflächigen Werkstücken mittels Ult,raschall in einer Kammanlage, bei dem sämtliche Schallempfänger über einen Verstärker mit Gleichrichter an die senkrechte Ablenkung eines Elektronenstrahloszillograpben und sämtliche Schallgeber über eine Umschaltanlage an einen einzigen Sender angeschlossen werden, wobei die Umschaltanlage synchron mit der waagerechten Ablenkung des Oszillographen läuft, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine rotierende strahlenförmige Lichtquelle im Umkreis um dieselbe angeordnete lichtempfindliche elektrische Organe, z.B. Fotozellen, fortlaufend nacheinander belichtet werden, die in den lichtempfindlichen elektrischen Organen entstehen--den Ströme über einen Widerstand geleitet werden und die an diesem abfallende Spannung zum Öffnen der vorher gesperrten Elektronenröhren ausgenutzt wird. PATENT CLAIMS: I. Method for automatic testing of large areas Workpieces by means of ult, rasall in a comb system, in which all sound receivers via an amplifier with rectifier to the vertical deflection of an electron beam oscillograph and all sounders are connected to a single transmitter via a switching system the switching system synchronized with the horizontal deflection of the oscilloscope runs, characterized in that by a rotating radial light source light-sensitive electrical organs arranged in the vicinity, e.g. photocells, continuously exposed one after the other in the light-sensitive electrical Organs arise - the currents are directed over a resistance and that are connected to this The falling voltage is used to open the previously blocked electron tubes will.

Claims

2. The method according to claim I, characterized in that the photosensitive electrical organs are arranged rotationally symmetrically around the light source.

3. Device for performing the method according to claim I and 2, characterized in that the rotating radial light source consists of a resting light source (4) of any type and a cylinder rotating around it (5) made of opaque material with a diaphragm system (6) that so is designed that the light source (4) only one light-sensitive electrical Organ (I2) illuminated.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cylinder (5) consists of a blackened sheet metal jacket.

5. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that the rotation of the cylinder (5) causing the motor with the tilt generator of a Oszillqgraphen is synchronized.

6. Vorric, htung for performing the method according to claim I, characterized characterized in that a resistor (g) on the one hand in the circuit (I I) of the light-sensitive electrical organ's rule (I2) and on the other hand between the cathode and one of the grids of an electron tube (2) is connected.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the resistor (g) is connected to the screen grid (8) of an electron tube (2).

References considered: British Patent No. 674 235; French Patent No. 884 736; German patent specification No. 880 5I2, 680 4in, 663 93I, 554 29I, 87I 930.