DK153252B

DK153252B - Fremgangsmaade til positionsbestemmelse for en proevesonde

Info

Publication number: DK153252B
Application number: DK490182A
Authority: DK
Inventors: Svend Aage Lund; Peter Krarup; Thorkil Kristensen
Original assignee: Akad Tekn Videnskaber
Priority date: 1982-11-04
Filing date: 1982-11-04
Publication date: 1988-06-27
Also published as: DK153252C; FR2535849B1; US4530243A; JPS59119201A; DE3339661A1; GB2129566B; GB2129566A; DK490182A; FR2535849A1; DE3339661C2; GB8329237D0

Description

DK 153252B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til bestemmelse af positionen af en måleføler eller prøvesonde, som er frit bevægelig hen over og i konstant afstand fra overfladen af et prøveemne, såsom et lydhoved til ultralyd-5 undersøgelse af prøveemnets indre.

Ved en række metoder til udmåling og undersøgelse af forskellige materialer og prøveemner anvendes der en måleføler eller prøvesonde, som er frit bevægelig i en todimensional bevægelse hen over overfladen af et prøve-10 emne. Typiske eksempler er her de ikke-destruktive prøvningsmetoder til ultralydundersøgelse, hvor et ultralyd-prøvehoved føres hen over emnets overflade i stadig kontakt med denne, og til hvirvelstrømsundersøgelse, hvor en elektrisk målesonde føres hen over og i konstant af-15 stand fra emnets overflade. De emner, som skal undersøges, vil ofte have en plan overflade, men vil også kunne have en krummet overflade og f.eks. være rørformede emner eller cylindriske beholdere med dobbeltkrummede endebunde.

20 Ved manuelle undersøgelser skal.en operatør for hver enkelt fejlindikation foretage en opmåling og rapportering af den tilsvarende position og vinkelorientering af prøvesonden i forhold til det undersøgte emne. Ved hjælp af mekanisk-elektriske føringsindretninger 25 kan der opnås en direkte registrering af sondens position og vinkelorientering til ethvert tidspunkt under undersøgelsen. Eksempler på sådanne føringsindretninger er angivet i US patentskrift nr. 3 585 851, som viser anvendelsen af potentiometre til frembringelse af elek-30 triske signaler, som repræsenterer koordinater og vinkeldrejninger for et ultralydprøvehoved til undersøgelse af svejsesamlinger, samt i US patentskrift nr.

3 924 452, som tilsvarende viser anvendelsen af potentiometre til bestemmelse af position og vinkeloriente-35 ring for et ultralydprøvehoved til frembringelse af billeder af snitplaner i et prøveemne. Sådanne scanningsmekanismer vil ofte være komplicerede og kostbare at

DK 153252 B

2 fremstille og vedligeholde, og de har specielt vist sig mindre anvendelige ved undersøgelser med meget vanskelige eller begrænsede tilgængelighedsforhold, som f.eks. ved tæt sammenbyggede rørsystemer med mange forskellige 5 rørdimensioner.

Det har derfor været forsøgt at udvikle helt eller delvis berøringsfrie metoder til automatisk akustisk og/eller optisk positionsbestemmelse for en frit bevægelig og drejelig prøvesonde i forhold til overfla-10 den af et prøveemne. Typiske eksempler på sådanne løsningsforslag, bl.a. med anvendelse af optisk-elektriske metoder med faste, drejelige eller roterende smalle paralleliserede lysstråler er nærmere beskrevet i dansk fremlæggelsesskrift nr. 147 168 og i dansk patentan-15 søgning nr. 548/82. De fleste af disse hidtil kendte systemer forudsætter imidlertid, at der på prøveemnet opspændes profilerede føringsskinner eller førings-bælter, og at der langs med disse skal køre selvbevægelige scanningvogne, som det kan være vanskeligt at 20 fremstille tilstrækkelig robuste og driftsikre til anvendelse under de grove og smudsige arbejdsforhold, som ofte forekommer ved undersøgelser under industrielle arbejds- og montageforhold. Selv de mest avancerede fremgangsmåder anvender stadig hurtigt roterende ma-25 kanismer, som vil kunne volde problemer ved anvendelsen og vedligeholdelsen under industrielle driftsforhold.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde til positionsbestemmel-30 se for en måle- eller prøvesonde, som gør det muligt at fremstille og anvende systemer og apparater, som er helt uden bevægelige komponenter, og som kan gøres væsentlig enklere, billigere og mere robuste og driftsikre end de hidtil kendte.

35 Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der an vendes mindst to hinanden krydsende smalle stænger af elektrisk ledende materiale, som hver anbringes i kon- 3

DK 153252 B

stant afstand fra prøveemnets overflade, og hvoraf mindst én holdes fast i forhold til prøveemnet, og mindst én holdes fast i forhold til prøvesonden, i sådanne afstande fra emnets overflade, at stængerne til 5 stadighed er i glidende berøring og elektrisk kontakt med hinanden i krydsningspunkterne, samt ved, at der for hver position af prøvesonden successivt sendes en elektrisk strøm gennem stængerne og samtidig foretages en måling af det elektriske spændingsfald i den strøm-10 førende stang fra et forud fastlagt referencepunkt på stangen til krydsningspunktet med den anden eller én af de andre stænger, idet denne anden stang anvendes som måleføler ved spændingsbestemmelsen, hvorefter de målte spændingsfald ved hjælp af elektroniske regne-15 kredsløb udnyttes til bestemmelse af den øjeblikkelige position af prøvesonden i forhold til et forud fastlagt referencesystem på overfladen af prøveemnet.

Herved opnås det, at der kan fremstilles og anvendes hidtil ukendte og overraskende simple scanning-20 systemer og scanningapparater, som er helt uden bevægelige og dermed sårbare komponenter af nogen art. De til udøvelse af fremgangsmåden i øvrigt nødvendige elektriske og elektroniske elementer er alle velkendte enheder og integrerede kredsløb, som kan sammenbygges 25 til helt indkapslede enheder med små dimensioner og stor driftssikkerhed, selv under de grovest forekommende arbejdsforhold i praksis. Samtidig vil de anvendte enheder kunne fremstilles med så små dimensioner, at de vil kunne anvendes selv under de vanskeligst forekom-30 mende tilgængelighedsforhold i praksis.

En hensigtsmæssig udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der anvendes én stang, som holdes fast i forhold til prøveemnet, og én stang, som holdes fast i forhold til prøve-35 sonden, idet denne sidste stang under afsøgningen af prøveemnets overflade holdes med i hovedsagen konstant vinkelorientering i forhold til det på overfladen fast-

DK 153252B

4 lagte referencesystem.

I denne form udøves fremgangsmåden i den enklest tænkelige udformning med anvendelse af et minimum af enheder og elektriske og elektroniske komponenter. I 5 mange praktisk forekommende tilfælde, som f.eks. rutinemæssig undersøgelse af svejsesamlinger med ultralyd, vil det være fuldt tilstrækkeligt at nøjes med en enkelt, fast afsøgningsretning i hovedsagen vinkelret på svejsningens længderetning. I andre tilfælde vil den 10 anvendte måleføler eller prøvesonde slet ikke have nogen egentlig afsøgningsretning, og en bestemmelse af en varierende vinkelorientering vil da være helt overflødig.

En anden hensigtsmæssig udøvelsesform for frem-15 gangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der anvendes én stang, som holdes fast i forhold til prøveemnet, og. mindst to stænger, som holdes fast i forhold til prøvesonden.

Herved opnås det på den enklest tænkelige måde 20 med et minimum af elementer, som skal gøres fast til prøveemnet, at der kan foretages en bestemmelse af såvel positionen som vinkelorienteringen for en helt frit bevægelig og drejelig prøvesonde med en eller flere definerede afsøgningsretninger.

25 En tredie hensigtsmæssig udøvelsesform for frem gangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der anvendes mindst to stænger, som holdes fast i forhold til prøveemnet, og én stang, som holdes fast i forhold til prøvesonden.

30 Denne udøvelsesform, som blot er en symmetrisk udgave af den netop beskrevne, vil kunne være mere hensigtsmæssig ved visse anvendelser i praksis, f.eks. ved ultralydundersøgelse af en svejsesamling med en ujævn overvulst, hvor der mest bekvemt vil kunne fast-35 gøres en stang på hver side af svejsningen og parallelt med dennes længderetning.

En hensigtsmæssig udøvelsesform for fremgangsmå-

DK 153252B

5 den ifølge opfindelsen ved afsøgning af et prøveemne med cylindrisk overflade er ejendommelig ved, at den eller de stænger, som holdes fast i forhold til prøveemnet, anbringes i hvert sit plan vinkelret på em-5 nets frembringerretning og gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne, og at den eller de stænger, som holdes fast i forhold til prøvesonden, gøres retliniede og fortrinsvis anbringes parallelt med et forekommende afsøgnings-10 plan for prøvesonden.

I denne form vil fremgangsmåden kunne tid øves på rørformede eller massive cylindriske emner på ganske tilsvarende måde som på emner med plan overflade, og den vil derfor være særdeles velegnet til ultralyd-15 undersøgelse af svejsesamlinger i komplicerede rørsystemer med meget begrænsede tilgængelighedsforhold.

En hensigtsmæssig udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved afsøgning af et emne med i hovedsagen sfærisk overflade er ejendommelig ved, at 20 den eller de stænger, som holdes fast i forhold til prøveemnet, anbringes i hvert sit plan parallelt med et plan, der går gennem den sfæriske overflades centrum, og gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne, og at den eller 25 de stænger, som holdes fast i forhold til prøvesonden, ligeledes gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne, og ligeledes anbringes i hvert sit plan parallelt med et plan, som til enhver tid går gennem den sfæriske overflades cen-30 trum, hvilket sidste plan fortrinsvis er sammenfaldende med et forekommende afsøgningsplan for prøvesonden.

I denne form vil fremgangsmåden kunne udøves på dobbeltkrummede emner på ganske tilsvarende måde som på emner med plan overflade, og den vil herved også 35 være velegnet til f.eks. ultralydundersøgelse af hvælvede endebunde til cylindriske beholdere.

DK 153252B

6

En sidste hensigtsmæssig udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der yderligere i mindst ét af de punkter, hvor to af stængerne krydser hinanden, anbringes en vinkeltransor, 5 som er lejret glidende i forhold til begge de hinanden krydsende stænger, og som kan afgive elektriske signaler, der til enhver tid repræsenterer den øjeblikkelige vinkel mellem de to stænger og dermed prøvesondens øjeblikkelige vinkelorientering i forhold til det på 10 emnets overflade fastlagte referencesystem.

Ved visse anvendelser i praksis vil denne udøvelsesform kunne være hensigtsmæssig, dels på grund af en forenkling af de nødvendige elektriske og elektroniske kredsløb,· dels fordi den vil kunne muliggøre en 15 bedre og sikrere elektrisk kontakt mellem stængerne i krydsningspunktet.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser det grundlæggende princip for ud-20 øvelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 princippet for en udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 3 princippet for en anden udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, 25 fig. 4 princippet for en tredie udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 5 princippet for en sidste udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

I fig. 1 er skematisk vist en prøvesonde 1, som 30 er frit bevægelig og drejelig hen over og i konstant afstand fra overfladen af et prøveemne 2. Prøveemnet er i fig. 1 vist at have en plan overflade, men vil i princippet lige så vel kunne have en cylindrisk eller dobbeltkrummet overflade. Prøvesonden kan f.eks. tæn-35 kes at være et vinkellydhoved til ultralydundersøgelse af prøveemnet ved impuls-ekkometoden.

DK 153252B

7

En smal stang 3a af elektrisk ledende materiale anbringes i konstant afstand fra prøveemnets overflade og holdes ved hjælp af flytbare holdeanordninger 13 fast i forhold til prøveemnet 2 og dermed i forhold 5 til et forud fastlagt referencesystem x,y på emnets overflade. To smalle stænger 3b og 3c, ligeledes af elektrisk ledende materiale, anbringes i konstant afstand fra prøveemnets overflade og holdes fast i forhold til prøvesonden 1, i det viste tilfælde paral-10 lelt med vinkellydhovedets afsøgningsplan, d.v.s. parallelt med projektionen 14 af lydvejen 15 på emnets overflade. De tre stænger anbringes i sådanne afstande fra overfladen af emnet, at stangen 3a til stadighed er i glidende berøring og elektrisk kontakt 15 med stængerne 3b og 3c i krydsningspunkterne 4ab og 4ac.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen udøves derefter på. følgende måde:

For hver enkelt position af prøvesonden, som øn-20 skes bestemt, sendes der successivt en elektrisk strøm gennem stængerne, f.eks. først gennem stangen 3a, dernæst gennem stangen 3b og sidst gennem stangen 3c.

Medens stangen 3a er strømførende, foretages der først en måling af det elektriske spændingsfald i den-25 ne stang fra et forud fastlagt referencepunkt 5a til krydsningspunktet .4ab' med stangen 3b, idet. denne sidste stang.anvendes som måleføler ved spændingsbestemmelsen. I forbindelse med den kendte elektriske modstand 1 stangen 3a og dermed det kendte spændings-30 fald pr. længdeenhed af denne repræsenterer det målte spændingsfald direkte den øjeblikkelige afstand langs med stangen 3a fra referencepunktet 5a til krydsningspunktet 4 ab.

Dernæst foretages der en måling af spændingsfaldet 35 fra referencepunktet 5a til krydsningspunktet 4ac med stangen 3c, idet denne sidste stang nu samtidig anvendes som måleføler ved spændingsbestemmelsen. Det

DK 153252B

8 således målte spændingsfald repræsenterer direkte den øjeblikkelige afstand langs med stangen 3a fra referencepunktet 5a til krydsningspunktet 4ac.

Dernæst sendes der en elektrisk strøm gennem 5 stangen 3b og foretages samtidig en måling af spændingsfaldet fra referencepunktet 5b på denne stang til krydsningspunktet 4ab med stangen 3a, idet denne sidste stang nu anvendes som måleføler ved spændingsbestemmelsen. Endelig kan der sendes en elektrisk 10 strøm gennem stangen 3c og samtidig foretages en bestemmelse af spændingsfaldet fra referencepunktet 5c på denne stang til krydsningspunktet 4ac med stangen 3a, idet denne sidste stang endnu en gang anvendes som måleføler. De således målte spændingsfald repræsenterer 15 direkte de øjeblikkelige afstande langs med stængerne 3b og 3c henholdsvis fra punkt 5b til punkt 4ab og fra punkt 5c til punkt 4ac.

Tre af de fire således bestemte elektriske spændingsfald bestemmer entydigt de øjeblikkelige positions-20 koordinater x,y for prøvesondens lydudsendelsespunkt 16 og vinkelorienteringen v for ultralydvejens projektion 14 i forhold til referencesystemet på prøveemnets overflade. Det fjerde målte spændingsfald vil om ønsket kunne anvendes til kontrol eller til forøgelse 25 af målenøjagtigheden i positionsbestemmelsen.

De målte spændingsfald udnyttes ved hjælp af elektroniske regnekredsløb 7 til beregning og generering af elektriske koordinatsignaler x, y og v, som kan være afpassede efter og videresendes til ethvert 30 kendt apparatur til automatisk registrering og lagring af resultaterne af en foretagen undersøgelse. I det viste tilfælde er lydhovedet forbundet til et sædvanligt ultralydapparat 17, som gennem en intensitets- og løbetidsmåling for reflekterede ultralydim-35 pulser kan generere og videresende elektriske amplitudesignaler a og afstandssignaler d, der repræsenterer længden af den af lydimpulserne gennemløbne lyd-

DK 153252 B

9 vej 15. De fem viste udgangssignaler er f.eks. netop tilstrækkelige til frembringelse og registrering på kendt måde af komplette projektions- og snitbilleder, som viser beliggenheden og størrelsen af de reflek-5 terende fejlsteder i emnets indre.

De anvendte målestænger vil principielt kunne have enhver ønsket udformning, når blot krydsningspunkterne 4ab og 4ac er tilstrækkelig veldefinerede til det foreliggende formål, og vil kunne fremstilles 10 af ethvert ønsket elektrisk ledende materiale, når blot materialets elektriske modstand er tilstrækkelig stor til, at de målte spændingsfald kan bestemmes med den fornødne nøjagtighed til det foreliggende formål.

En nærliggende mulighed vil være at udføre stæn-15 gerne af små tyndvæggede rør, såkaldte kanylerør, af rustfrit stål. Praktiske forsøg har vist, at sådanne rør i længder på ca. 200 mm er tilstrækkelig robuste til formålet og giver tilstrækkelig lille kontaktmodstand i krydsningspunkterne, og at der med sådanne rør 20 uden videre kan opnås rigeligt store målehastigheder og en nøjagtighed i positionsbestemmelsen på nogle få tiendedele mm, hvilket vil være mere end tilstrækkeligt til de fleste praktiske målings- og prøvningsformål.

En anden nærliggende mulighed vil være at udforme 25 stængerne som udspændte strenge af elektrisk modstandstråd, hvorved der vil kunne opretholdes og bestemmes meget præcist definerede krydsningspunkter med ganske lille kontaktmodstand. I begge de nævnte tilfælde vil man kunne forøge og sikre målenøjagtigheden ved hele 30 tiden at holde stængerne trykket mod hinanden ved hjælp af en fjederbelastning eller en anden passende forspænding .

Det elektriske system til strømforsyning til stængerne og til spændingsmålingen vil kunne udformes 35 på mange forskellige nærliggende måder med anvendelse af såvel jævn- som vekselstrøm. En nærliggende mulighed vil være at anvende et lavohmsystem som konstant-

DK 153252B

ίο strømkilde til strømforsyningen og et h^jøhlflSyStSItl til måling af spændingsfaldene i stængerne. Til forøgelse af målenøjagtigheden vil man endvidere kunne anvende en løbende kalibrering ved at foretage samtidige refe-5 rencemålinger af de elektriske spændinger ved begge ender af de frie længder af de strømførende stænger.

De elektroniske regnekredsløb 7 til beregning og udnyttelse af de målte spændingsfald vil ligeledes kunne udformes på mange forskellige kendte og hensigts-10 mæssige måder til de foreliggende formål og vil således af en fagmand på området uden videre kunne sammensættes af eksisterende færdige integrerede kredsløb, som findes tilgængelige på det almindelige marked.

Fig. 2 viser princippet for den enklest tænke-15 lige udøvelsesform af fremgangsmåden ifølge opfindelsen med anvendelsen af én stang 8a, som holdes fast i forhold til emnet 2, og én stang 8b, som holdes fast i forhold til prøvesonden 1. I dette tilfælde gives der afkald på bestemmelse af en varierende vinkeloriente-20 ring af prøvesonden, som derfor må føres med en i hovedsagen konstant vinkelorientering i forhold til det forud fastlagte referencesystem x,y på overfladen af prøveemnet .

Ud fra denne kendte vinkel v ^ og en løbende må-25 ling af spændingsfaldene i stængerne helt på samme måde som ovenfor beskrevet kan der til enhver tid genereres elektriske målesignaler, som repræsenterer de øjeblikkelige positionskoordinater x,y for prøvesonden.

Fig 3. viser princippet i den udøvelsesform for 30 fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er beskrevet udførligt ovenfor i forbindelse med fig. 1, her blot vist i projektion på overfladen af prøveemnet 2, med anvendelse af én stang 9a, som holdes fast i forhold til prøveemnet, og to stænger 9b og 9c, som holdes 35 fast i forhold til prøvesonden 1.

Fig. 4 viser tilsvarende princippet i en tredie udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

DK 153252B

11 I denne symmetriske udgave i forhold til fig. 1 og 3 anvendes der to stænger 10a og 10b, som holdes fast i forhold til prøveemnet 2, og en enkelt stang 10c, som holdes fast i forhold til prøvesonden 1. Ud fra 5 en løbende måling af spændingsfaldene i stængerne, i princippet helt på samme måde som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 1, kan der til enhver tid genereres elektriske målesignaler, som repræsenterer den øjeblikkelige position x,y og vinkelorientering vafa for 10 prøvesonden i forhold til det forud fastlagte referencesystem på overfladen af prøveemnet.

Fig. 5 viser princippet i en sidste udøvelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen svarende til fig. 2 med anvendelse af én stang 11a, som hol-15 des fast i forhold til prøveemnet 2, og én stang 11b, som holdes fast i forhold til prøvesonden 1. I krydsningspunktet llab mellem de to stænger anbringes der yderligere en sædvanlig vinkeltransor 12, som er lejret glidende i forhold til begge de hinanden krydsende 20 stænger, og som kan afgive elektriske signaler, der til enhver tid repræsenterer den øjeblikkelige vinkel v ^ mellem de to stænger og dermed prøvesondens øjeblikkelige vinkelorientering i forhold til det forud fastlagte referencesystem på overfladen af prøveemnet 2.

25 Med denne tilføjelse kan der med anvendelse af kun to stænger alligevel genereres de nødvendige målesignaler til løbende bestemmelse af prøvesondens øjeblikkelige position x,y og vinkelorientering v ^ i forhold til referencesystemet på emnets overflade.

30 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er hidtil be skrevet anvendt ved prøveemner med plane overflader, men den vil principielt lige så vel kunne anvendes ved rørformede emner eller cylindriske beholdere. I så fald kræves det blot, at den eller de stænger 3a, 8a, 35 9a, 10a, 10b eller 11a, som er vist på fig. 1-5, og som holdes fast i forhold til prøveemnet 2, anbringes i planer, som står vinkelret på emnets frem

DK 153252B

12 bringerretning og gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne samtidig med, at den eller de stænger 3b, 3c, 8b, 9b, 9c, 10c eller 11b, som holdes fast i forhold til prøve-5 sonden 1, gøres retliniede og fortrinsvis anbringes parallelt med et eventuelt forekommende afsøgningsplan for denne.

Så længe vinklen mellem de krydsende stænger kun varieres inden for et mindre område omkring 90°, vil 10 fremgangsmåden ved de fleste anvendelser, specielt ved emner med større krumningsradier, direkte kunne udøves med tilstrækkelig nøjagtighed helt som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 1 - 5, idet pos itionskoor-dinaten y blot bestemmes langs med den krummede overr: 15 flade af det cylindriske prøveemne. Ved nødvendige større ændringer af vinkelorienteringen og ved emner med mindre krumningsradier vil det uden videre være muligt at indrette de elektroniske regnekredsløb 7 til på kendt måde at foretage de nødvendige korrek-20 tioner i koordinatberegningen under hensyntagen til prøveemnets geometriske form.

På tilsvarende måde vil fremgangsmåden ifølge opfindelsen også principielt lige så vel kunne anvendes ved afsøgning af emner med i hovedsagen sfæriske over-25 flader, såsom kugleformede beholdere eller hvælvede endebunde til cylindriske beholdere. I så fald kræves det blot, at den eller de stænger 3a, 8a, 9a, 10a, 10b eller 11a, som er vist på fig. 1-5, og som holdes fast i forhold til prøveemnet 2, anbringes i hvert 30 sit plan parallelt med et plan, der går gennem den sfæriske overflades centrum, og gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne samtidig med, at den eller de stænger 3b, 3c, 8b, 9b, 9c, 10c eller 11b, som holdes 35 fast i forhold til prøvesonden 1, ligeledes gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne, og ligeledes anbringes i

DK 153252B

13 hvert sit plan parallelt med et plan, som til enhver tid går gennem den sfæriske overflades centrum, hvilket sidste plan fortrinsvis gøres sammenfaldende med et eventuelt forekommende afsøgningsplan for prøvesonden.

5 Så længe vinklen mellem de krydsende stænger kun varieres inden for et mindre område omkring 90°, vil fremgangsmåden ved de fleste anvendelser, specielt ved emner med større krumningsradier, direkte kunne udøves med tilstrækkelig nøjagtighed helt som beskrevet oven-10 for i forbindelse med fig. 1-5, idet positionskoordinaterne x og y blot bestemmes langs med den krummede overflade af prøveemnet. Ved større ændringer af vinkelorienteringen og ved emner med mindre krumnings-radier vil det uden videre være muligt at indrette de 15 elektroniske regnekredsløb 7 til på kendt måde at foretage koordinatberegningen i et egentligt sfærisk koordinatsystem og. med de nødvendige korrektioner under hensyntagen til den geometriske form af prøveemnet .

20 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen har hidtil været beskrevet i hovedsagen med ultralydundersøgelse som anvendelseseksempel. Det vil imidlertid være indlysende for fagmanden, at de generelle principper for udøvelsen af fremgangsmåden lige så vel vil kunne anvendes 25 ved positionsbestemmelse for målefølere eller prøvesonder til talrige andre formål inden for måle- og prøvningsteknikken. Som et enkelt typisk og nærliggende anvendelsesformål inden for måleteknikken kan eksempelvis nævnes automatisk opmåling ved planimetre-30 ring af foreliggende uregelmæssigt formede lukkede kurver på plane, cylindriske eller sfæriske overflader.

Med et føringsudstyr som beskrevet ovenfor og med tilføjelse af kendte yderligere elektroniske regnekredsløb vil man således frit kunne føre en måleføler eller må-35 lespids rundt langs med omkredsen af en foreliggende lukket kurve og derved opnå direkte automatisk udlæsning eller registrering af kurvens omkredslængde og af

Claims

1. Fremgangsmåde til bestemmelse af positionen af en måleføler eller prøvesonde (1), som er frit bevægelig hen over og i konstant afstand fra overfladen af et prøveemne (2), såsom et lydhoved til ultralydundersøgelse af prøveemnets indre, kendete g-10 net ved, at der anvendes mindst to hinanden krydsende stænger (3a,3b,3c,) af elektrisk ledende materiale, som hver anbringes i konstant afstand fra prøveemnets overflade, og hvoraf mindst én (3a) holdes fast i forhold til prøveemnet (2), og mindst én (3b, 15 3c) holdes fast i forhold til prøvesonden (1), i så danne afstande fra emnets overflade, at stængerne til stadighed er i glidende berøring og elektrisk kontakt med hinanden i krydsningspunkterne (4ab,4ac), samt ved, at der for hver position af prøvesonden successivt 20 sendes en elektrisk strøm gennem stængerne og samtidig foretages en måling af det elektriske spændingsfald i den strømførende stang fra et forud fastlagt referencepunkt (5a,5b,5c) på stangen til krydsningspunktet (4ab, 4ac) med den anden eller en af de andre stænger, idet 25 denne anden stang anvendes som måleføler ved spændingsbestemmelsen, hvorefter de målte spændingsfald ved hjælp af elektroniske regnekredsløb (7) udnyttes til bestemmelse af den øjeblikkelige position af prøvesonden i forhold til et forud fastlagt referencesystem (x,y) på 30 overfladen af prøveemnet.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der anvendes én stang (8a), som holdes fast i forhold til prøveemnet (2), og én stang (8b), som holdes fast i forhold til prøvesonden (l),idet 35 denne sidste stang (8b) under afsøgningen af prøveemnets overflade holdes med i hovedsagen konstant vinkelorientering (va^) i forhold til det på overfladen fastlagte referencesystem (x,y). DK 1532S2B

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der anvendes én stang (9a) , som holdes fast i forhold til prøveemnet (2), og mindst to stænger (9b,9c), som holdes fast i forhold til prøveson- 5 den (1).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der anvendes mindst to stænger (10a, 19b), som holdes fast i forhold til prøveemnet (2), og én stang (10c), som holdes fast i forhold til prøve- 10 sonden (1).

4 DK 153252B det omkredsede areal, samt om ønsket modstands- og inertimomenter af dette areal omkring valgfrie tværsnits-akser .

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2, 3 eller 4 ved afsøgning af et prøveemne med cylindrisk overflade, kendetegnet ved, at den eller de stænger, som holdes fast i forhold til prøveemnet, anbringes i 15 hvert sit plan vinkelret på emnets frembringerretning og gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne, og at den eller de stænger, som holdes fast i forhold til prøvesonden, gøres retliniede og fortrinsvis anbringes parallelt 20 med et forekommende afsøgningsplan for prøvesonden.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2, 3 eller 4 ved afsøgning af et emne med i hovedsagen sfærisk overflade, kendetegnet ved, at den eller de stænger, som holdes fast i forhold til prøveemnet, 25 anbringes i hvert sit plan parallelt med et plan, der går gennem den sfæriske overflades centrum, og gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne, og at den eller de stænger, som holdes fast i forhold til prøvesonden, lige-30 ledes gives en sådan krumning, at de følger emnets overflade i konstant afstand fra denne, og ligeledes anbringes i hvert sit plan parallelt med et plan, som til enhver tid går gennem den sfæriske overflades centrum, hvilket sidste plan fortrinsvis er sammen-35 faldende med et forekommende afsøgningsplan for prøvesonden . » DK 153252B

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, kendetegnet ved, at der yderligere i mindst ét af de punkter (llab), hvor to af stængerne (11a,11b) krydser hinanden, anbringes en vinkeltransor 5 (12), som er lejret glidende i forhold til begge de hinanden krydsende stænger, og som kan afgive elektriske signaler, der til enhver tid repræsenterer den øjeblikkelige vinkel ν&^ mellem de to stænger og dermed prøvesondens øjeblikkelige vinkelorientering i for-10 hold til det på emnets overflade fastlagte referencesystem.