NL8020337A - Supersone keuring. - Google Patents

Description

! I

80 2 0 3 3 1 i

Supersone keuring. j

De uitvinding heeft betrekking op een supersone scheuropspoor- i inrichting voor het vaststellen van onregelmatigheden in een pijp of j | soortgelijke constructie. Het supersoon beproeven zonder beschadiging j | van het materiaal van voorwerpen, zoals pijpen, is algemeen bekend. Bij· | i |5 een dergelijk beproeven wordt een supersone bundel energie door een | i ' j overdrager in een voorwerp gezonden, en maakt het opsporen van terug- j

j I

kaatsingen of echo's vanaf de inwendige structuur in het voorwerp het j vaststellen mogelijk van eigenschappen van die inwendige structuur. j | |

Indien meer in het bijzonder een piëzoelectrisch kristal j I ' j ;10 impulsvormig wordt geactiveerd met een electrisch energiesignaal, ver- ' oorzaakt die electrische impuls het uitzenden van een supersoon signaal.

Het is eveneens bekend, dat indien het supersone signaal terugkaatst vanaf een voorwerp in zijn baan en terugkeert naar het piëzoelectrische kristal, dit aanspreekt door het produceren van een electrisch signaal.

;15 Het is derhalve mogelijk supersone signalen in een proefvoorwerp te zenden, waarvan de inwendige structuur van belang is, en informatie te | ontwikkelen uit kristaluitgangssignalen, die het gevolg zijn van de | terugkaatsingen vanaf de inwendige structuur van het voorwerp.

] i Supersone technieken voor het onderzoeken van de inwendige !20 structuur van een pijp of andere cilindrische voorwerpen, zijn bekend, ί | Wanneer het van belang zijnde voorwerp een pijp is en het van belang | zijnde gebied in de pijp een in lengterichting zich uitstrekkend las-| ; gebied is, is het voor het bestuderen van de inwendige structuur van | het pijplasgebied tot nu toe doeltreffender de supersone signalen in de I25 pijp te zenden dwars op het lasgebied in plaats van volgens zijn lengte.

8 0 2 0337 2 \ >

Een voorwerp van een voorgesteld mechanisme voor het vaststellen van de inwendige structuur van een pijp op een cilindrisch voorwerp1 j is het octrooi nr. 3.924.453 ten name van Clark c.s. De invalshoeken van de supersone bundels in de pijp in de Clark-inrichting zijn ongelijk.

5 Indien deze techniek van supersone scheuropsporing wordt toegepast, , wordt de korrelatie van de ernst van de scheur met de teruggekaatste signaalsterkte moeilijk als gevolg van de niet monotone veranderingen in de sterkte van de ontvangen echo als een functie van de afstand. j Het octrooi nr. 3.694.415 ten name van Whittington stelt een! 10 andere vorm van supersone scheuropsporing voor voor gebruik met een j cilindrisch voorwerp. Het Whittington-octrooi leert het gebruik van een: groep supersone overdragers, welke overdragers volgens een cirkelvormigie of cilindrische opstelling rond de pijp moeten worden geplaatst. Midde-! len moeten zijn voorzien voor het geprogrammeerd impulsvormig activeren! i 15 van de overdragers, waaruit deze groep bestaat, opdat supersone bundels! met de juiste fase aankomen op een bepaald punt in de pijpstructuur, en' dan die structuur binnengaan om te worden teruggekaatst door scheuren j of onregelmatigheden in de pijp.

I Het octrooi nr. 3.916.675 ten name van Perdijon stelt nog j 20 een andere werkwijze voor voor het supersoon beproeven van de inwendige! j structuur van een cilindrische inrichting. De Perdijon-inrichting past j [ ' I j j een ingewikkeld terugslagmiddel toe, dat evenwijdige supersone bundels i ; ontvangt van een supersone overdrager, en deze bundels terugkaatst in ! de pijpstructuur. Zoals is in te zien door de ingewikkeldheid van het 25 Perdijon-voorstel moet er bij het ontwerpen van het terugslagmiddel voor worden gezorgd, dat de invalshoek van de afgebogen bundel de pijp onder de juiste hoek raakt. Het ingewikkelde ontwerp, vereist voor de \ juiste terugslagplaatgedaante moet worden herhaald voor pijpen van verschillende afmetingen en gedaanten, en de ingewikkeldheid wordt in be- !30 langrijke mate vergroot indien een verandering moet worden bereikt in het opspoorvermogen.

| De onderhavige uitvinding omvat een supersone scheurdetector voor het aftasten van een ringvormige doorsnede van een voorwerp, waarvan de inwendige structuur van belang is. Het gebruik van een nieuw J ; j 35 supersone overdragerontwerp doet supersone energie de doorsnede binnen- 8020337 \ v 3 gaan en die doorsnede volledig aftasten op scheuren en onregelmatigheden. Wanneer een scheur aanwezig is in de doorsnede, wordt supersone energie! vanaf die scheur teruggekaatst en keert deze terug langs zijn invalsbaan naar de pverdrager, waar de teruggekaatste supersone energie wordt omgej-5 zet in electrische energie. Een vergrote aftastbetrouwbaarheid wordt verkregen door het in eerste instantie op de van belang zijnde ringvormige doorsnede doen botsen van de supersone energie volgens een golfvorjn, waarvan de invalshoeken met die doorsnede in hoofdzaak gelijk zijnu Gelijke bundelinvalshoeken hebben gelijke bundelbrekingshoeken tot gevolg 10 wanneer de supersone energie het van belang zijnde voorwerp binnengaat. Indien de brekingshoeken gelijk zijn en de overdragerafmetingen op juiste j | wijze vastgesteld, tast de supersone bundel het inwendige van de ring- 1 vormige doorsnede volledig af en worden geen scheuren gemist.

Gelijke invalshoeken kunnen worden bereikt door het toepassen 15 van een supersone overdragerinrichting, waarvan de gedaante geheel of nagenoeg geheel overeenkomt met die van een evolvente. Een evolvente | is een kromme, getrokken door het einde van een strak koord, dat bij j het wikkelen of afwikkelen op een vaste kromme een bepaalde gedaante j teweeg brangt. In theorie kan het supersone overdrageroppervlak een ί 20 reeks vlakke evolventen omvatten met een oneindig kleine breedte, welke: bij het bij elkaar optellen een oppervlakte-evolvente verschaffen. i

Constructieoverwegingen schrijven echter voor, dat in plaats van het j toepassen van een feitelijke evolvente, een ge cfeelte van een cirkel | wordt gebruikt bij het verwezenlijken van de overdrager. j ;25 Bij het ontwerpen van het feitelijke overdrageroppervlak, ' worden drie punten gekozen op een theoretische evolvente, en wordt een ! cirkel getrokken door deze drie punten. De overdrager, die feitelijk wórdt geconstrueerd, omvat een doorsnede van een cilinder, waarvan de straal geheel overeenkomt met de straal van de cirkel, die een echte 30 evolvente benadert.

Met geometrische overwegingen kan worden aangetoond, dat indien de invalshoeken van een supersone bundel op een hoekdwarsdoor-snede, zoals van een pijp, moeten botsen, de evolvente moet worden ontwikkeld uit een beschrijvende kromme of ontwondene, die geheel overeen-35 komt met een cirkel. Ook kan worden aangetoond, dat het middelpunt van 80 2 0 3 3 7 4

de cirkelvormige ontwondene, die de evolvente voortbrengt, moet samen-vallen met de hartlijn van de af te tasten pijp. I

Met de onderhavige uitvinding wordt de nauwkeurige gedaante | en afmeting van de ontwondene, dat wil zeggen de beschrijvende kromme, \ 5 vastgesteld op grohd van overwegingen van de te bestuderen pijpafmetingj. Bij het vaststellen van de straal van de ontwondene is het van primair | belang om vast te stellen onder welke invalshoek de supersone bundel I in de pijp moet worden geprojecteerd. De twee beperkingen van de pijp- |

I I

| straal en de bundelinvalshoek bepalen een ontwondene met gelijke straal· I i 10 voor het ontwikkelen van een theoretisch overdrageroppervlak met de | juiste evolvente gedaante. Uit het theoretische overdrageroppervlak wordt een quasi-evolvente gekozen, die geheel overeenkomt met een gedeelte van de cirkel, uit welke cirkel een cilindrisch overdrageropper-15 vlak wordt geconstrueerd.

Een overdrageroppervlak met deze uitvoering doet supersone i golven met gelijke of nagenoeg gelijke invalshoeken botsen op het opperj-| vlak van een pijp. Bij breking in de pijpstructuur, neigen deze golven j j tot het bewegen in banen, die de bundelenergie concentreren noch diffun-20 deren. !

Gelijke invalshoeken verschaffen ook een regelmatiger energie-overdracht naar de pijp. Het is bekend, dat het veranderen van de invalshoek van de supersone energie de hoeveelheid naar de pijp overgebrachte' energie verandert. Indien de op de pijp invallende golfvorm volgens zijn 25 lengte in invalshoek verandert, verandert derhalve de overgebrachte golfvorm in de mate van door de pijp overgebrachte hoeveelheid energie.: Deze niet regelmatige energieverdeling verschaft niet regelmatige echo-; signalen vanaf pijpscheuren, hetgeen toppen en dalen veroorzaakt in de signaalanplitude. De gelijke energieinhoud van stralen, die komen van S30 een evolventeoverdrager, verschaft een signaalaanspreking, die de toppen i i | en dalen tot een minimum beperkt.

; Wanneer het overdrageroppervlak is geconstrueerd, moet dit | in een juis geometrisch verband worden gehouden met de pijpconstructie,; ; opdat de juiste invalshoeken worden gehandhaafd. Voor het bereiken van !35 deze juiste correlatie tussen het overdrageroppervlak en het pijpopper-vlak, wordt een wigconstructie, die supersone bundels doorlaat, tussen I ! 8020337 > 1 % Λ ' ·* 5 . .. ..... ............ ............ ..............

de pijp en de overdrager geplaatst. Voor het verkrijgen van de juiste j correlatie is de wegconstructie ontworpen om twee belangrijke oppervlakken te bevatten. Eén oppervlak werkt samen met de pijpconstructie, en j het andere oppervlak werkt samen met het supersone overdrageroppervlak.j 15 Dezelfde quasi-evolvente zoals gebruikt voor het construeren van de overdrager, kan worden gebruikt voor het verwezenlijken van één wigop-pervlak. Voor het andere oppervlak is het alleen nodig, dat de buitendiameter van de pijp bekend is opdat het tweede oppervlak van de wegconstructie in zijn geheel overeenkomt met die diameter.

10 Naast de beperkingen, gesteld aan de gedaante van het over- j drageroppervlak, is een eis aanwezig met betrekking tot één afmeting j van de overdragerconstructie. In de uitvoeringsvorm van het overdrager-! oppervlak, welke uitvoeringsvorm een segment omvat van een cilinder, heeft deze afmeting betrekking op de omtrekslengte of -afmeting van het i15 segment van de cilinder of het aantal pi-radialen, dat dat segment snijdt. ! Voor het begrijpen van deze beperking moet men de voortplan-; ting onderzoeken van supersone bundels in de pijpconstructie. Wanneer de supersone bundels de pijp binnengaat, wordt hij op het buitenopper- ; vlak gebroken (de brekingshoek is natuurlijk afhankelijk van de brekings-20 index van het wig- en pijpmateriaal), waarna hij beweegt naar het binnen-oppervlak van de pijp. De invalshoek op dit oppervlak is zodanig, dat er een in hoofdzaak totale inwendige terugkaatsing is. De supersone bundel met nagenoeg niet afgenomen energie wordt dan weer naar het buitenoppervlak overgebracht en weer in hoofdzaak totaal inwendig terugge-; 25 kaatst. Inwendige terugkaatsing gaat gedurende aan eental terugkaatsingen door totdat de bundel geleidelijk wordt gedempt.

Het is in te zien, dat om zeker te zijn dat een scheur in de; pijpconstructie wordt opgespoord, het aantal terugkaatsingen de supersone bundel de gehele van belang zijnde doorsnede in de pijp moet doen be- j 30 strijken, Indien het quasi-evolvente oppervlak een onvoldoende omtreks-i afmeting heeft, is het denkbaar, dat er segmenten in de pijpconstructie aanwezig zijn, die de supersone bundel nimmer snijdt. Om deze reden is ; er een minimale overdragerafmeting, die verzekert dat de te onderzoeken pijp op juiste wijze wordt bestreken door de teruggekaatste bundels in ; 35 die pijpconstructie. Ook moet worden opgemerkt, dat elke afmeting voorbij 8020337 6 ! i I dit minimum, bovenmatig is en geen nuttige rol vervult. Omdat de ver-vaardigingskosten van het supersone overdrageroppervlak toenemen wanneer de afmeting van de overdrager toeneemt, mag de minimale afmeting niet sterk worden overschreden.

5 Indien andere gebieden dan het in directe aanraking met de supersone overdrager zijnde gebied, van belang zijn, kunnen de plexiglaswig en het overdrageroppervlak 'volgens de omtrek worden bewogen rond de pijpconstructie opdat andere gebieden van de pijpconstructie worden : i 1 ! | beproefd. Het is dus in te zien, dat de onderhavige uitvinding niet ] |10 het ontwerp vereist van een supersone overdrageroppervlak, dat de pijp-| I constructie volledig omvat noch dat een ingewikkeld terugslagorgaan ! nodig is.

Dienovereenkomstig is één doeleinde van de onderhavige uitvinding het verschaffen van een scheuraftastinrichting en -werkwijze, 15 die een van belang zijnd gebied in een ringvormig voorwerp volledig aftasten. Deze en andere doeleinden, kenmerken en voordelen van deze uit-: vinding worden duidelijk uit de volgende gdetaïlleerde beschrijving, j beschouwd in samenhang met de bijgaande tekening. j

Fig. 1 is een ruimtelijk aanzicht van een supersone scheur- j 20 detector, die een pijpdoorsnede aftast op scheuren, ! fig. 2 is een dwarsdoorsnede van een supersone scheurdetector in aanraking met een doorsnede van een pijp, fig. 3 is een schematisch doorsnede, die twee scheurdetectoren ! toont in verschillende standen rond de omtrek van een t© onderzoeken i : 5 25 pijp, j fig. 4 toont een scheurdetector, waarvan de omtrekslengte ! voldoende is voor het aftasten van de in deze figuur weergegeven pijp, 1 ! fig. 5 toont een eindaanzicht met weggenomen delen van een scheurdetectorsamenstel, dat zijn detector in nauwsluitend verband houdt 30 met een af te tasten pijp, fig. 6 toont een onderaanzicht vanaf de pijp van het scheur-; detectorsamenstel van fig. 5, fig. 7 toont een schematisch electrisch schema van de elec- : tronentechniek voor het regelen van het zenden en ontvangen van super- : 35 sone signalen.

8020357 * v 7 j Fig. 1 toont het supersone scheurdetectorsamenstel van de j I onderhavige uitvinding, geplaatst langs een pijp 10. De pijp 10 heeft | i j een hartlijn 11 en een lengtelas 14. In te zien is, dat de las 14 een j

| I

! nagenoeg rechte lijn vormt volgens een lengte van de pijp. De pijp heeft | ' | 15 binnen- en oppervlakken 15,17, waarvan de onderlinge afstand de dikte j bepaalt van de af te tasten pijp.

Een detectormonteersamenstel of -constructie 16 rust, zoals | weergegeven in fig. 1, bovenop de pijp 10. Deze monteerconstructie wordt ί | | door een willekeurig geschikt middel, niet weergegeven, volgens de pijp-10 lengte getrokken in een richting, aangeduid door de pijl A. Alternatief; wordt de pijp 10 bewogen ten opzichte van de detectormonteerconstructie 16, omdat een onderlinge beweging moet worden verkregen. j

De detectormonteerconstructie 16 is een uithouderinrichting,1 die een dwarsdeel 26 bevat, dat een paar eindstukken 32 draagt. Elk j 15 eindstuk 32 bevat een paar uithouderarmen 28, waarvan er slechts drie j zichtbaar zijn in fig. 1. Elke uithouderarm 28 draagt een uithouderrol | 30. Een draaibare monteerstang 34 strekt zich uit tussen de twee eind- I stukken 32. Twee detectormonteerarmen 18 zijn gemonteerd aan deze stang-34. | 20 Wanneer een onderlinge beweging plaatsvindt tussen de pijp | en de detector, houdt het uithouderdwarsstuk 26 de vier uithouderarmen j 28 onderling in een vast verband. De detectormonteerarmen 18 daarentegen zijn draaibaar gemonteerd met de stang 34 en uitgevoerd om te draaien j wanneer de detectormonteerconstructie kleine verschillen tegenkomt in 25 het oppervlak van de pijp. Wanneer de detectormonteerconstructie 16 langs de pijp wordt getrokken in de door pijp A aangeduide richting, worden de uithouderrollen 30 in onderling symetrisch verband gehouden met be-trekking tot het lasgebied 14. Het samenstel 16 is dus bedoeld om zodanig te worden bediend, dat een vlak, bepaald:! door de hartlijn 11 van 30 de pijp en het lasgebied, de stang 34 middendoor deelt.

Twee supersone overdrageropspoororganen 20 zijn gemonteerd aan de detectormondteerarmen 18. Wanneer de supersoneopspoorganen 20 langs de pijp 10 bewegen, worden signalen gezonden vanaf een electron!-sche signaaleenheid 24 door middel van twee schematisch afgebeelde 35 electrische onderlinge verbindingen 22 en 23. Een electronische signaal- 8020337 8 bewerker, vervat in de eenheid, zendt signalen naar de supersone over-drageropspoororganen 20, waardoor deze supersone geluidsgolven in de pijp zenden voor het aftasten op scheuren en gebreken wanneer de ! | waarneemmonteerconstructie langs de pijp beweegt. De electronische sig-j i 5 naaleenheid 24 interpreteert tevens teruggekaatste signalen van binnenuit de pijpconstructie wanneer deze signalen terugkaatsen of als echo terugkomen van verschillen in dichtheid in de pijpconstructie. Zoals is te zien aan de hand van fig. 7 zijn passende middelen verbonden met de electronische signaaleenheid voor het op passende wijze markeren van de 10 pijp op plaatsen, waar gebreken of scheuren zijn aangetroffen. Teneinde j het supersoon koppelen te verzekeren tussen de overdragerorganen 20 en de pijp 10, wordt door twee slangen 21 een vloeibaar koppelmedium ver- ! schaft- Deze slangen verschaffen gewoonlijk een laag water, die tussen j i de organen 20 en de pijp 10 wordt geperst voor het koppelen daarvan voor 15 het supersoon overdragen. j

Door het toepassen van twee tegenover elkaar opgestelde overdragers , kan elke overdrager worden beproefd door het daaraan zenden van

i I

| een impuls van de andere overdrager. Op deze wijze wordt een juiste kopt | peling tussen de pijp en de overdrager verzekerd. Ook kunnen bepaalde | |20 scheuren moeilijk zijn op te sporen voor één enkele overdrager, maar j j zullen deze dankzij het verschil in gerichtheid ten opzichte van de tweede overdrager, op dat tweede orgaan verschijnen.

! Fig. 2 is een schematische weergeving van een supersone scheurdetector 50 met zijn mechanische monteerconstructie verwijderd.

|25 De scheurdetector 50 heeft een supersone overdrager 51, voorzien van i een oppervlak 52. De detector 50 bevat ook een geluid doorlatende wig | 54, die samenwerkt met het oppervlak 52, een overdragerhuis 56 en een electrische verbinding 58, bevestigd aan de overdrager 51.

I De wig 54 is, zoals weergegeven, in directe aanraking met 30 één buitenoppervlak 62 van één pijp 60. De wig moet doorlatend zijn voor geluid, en kan zijn geconstrueerd van een kunstmatige acrylaathars, zoals op de markt gebracht onder de handelsnaam Lucite. Omdat de wig j 54 in directe aanraking is met het buitenoppervlak 62 van de pijp, heeft de wig natuurlijk één oppervlak met een krommingsstraal, die overeenkomt ;35 met de krommingsstraal van het buitenoppervlak van de pijp.

! ; 8020337 * 1 9

Tijdens bedrijf zendt de signaaleenheid, in schematische vorm weergegeven in fig. 1, een electrisch signaal langs een electrische verbinding 58 naar de overdrager 51. De overdrager bestaat uit een mate- riaal, dat bij ontvangst van een electrisch signaal een supersone geluids- i 5 energiegolf produceert over zijn oppervlak 52. Wanneer de supersone j overdrager een electrisch signaal ontvangt van de electrische signaal- j eenheid, worden supersone energiebundels doorgelaten door de wig 54 totdat zij botsen op de pijp 60. Het is juist om over de supersone energie te spreken als een energievolume, waarbij echter de bundel duide-10 lijkheidshalve wordt beschouwd in een dwarsdoorsnedevlak, aangeduid als; een aantal afzonderlijke bundel elementen, waarvan de banen nagenoeg ! rechte lijnen volgen. !

Bij het binnengaan van de pijp 60 worden de supersone bundels I : weggebroken van de loodlijn op het pijpoppervlak, en gaan zij door de 15 pijp op zoek naar scheuren of andere onregelmatigheden in de pijp.

Indien een scheur of onregelmatigheid wordt aangetroffen, wordt super- ! sone energiebundelenergie teruggekaatst vanaf die scheur, en volgt deze1 weer zijn invalsbaan naar het supersone overdrageroppervlak 52.

Supersone bundels gaan vanaf het overdrageroppervlak 52 20 volgens rechtlijnige banen en raken het buitenoppervlak 62 van de pijp.; Gebruikelijke invallende bundelelementen, aangeduid door de onderbroken' lijnen 70, 72, 74 gaan van de overdrager 51 en raken de pijp 60 op de j uitwendige plaatsen 76, 77, 78 langs het buitenoppervlak 62 van de pijp'.

Wanneer de gebruikelijke bundelelementen 70, 72, 74 het pijp-j25 oppervlak raken, vormen zij invalshoeken A', A" en A'". Bij het binnen-I gaan van de pijpconstructie, worden de afzonderlijke supersone bundels weggebroken vanaf de loodlijn op het oppervlak van de pijp volgens gebroken bundelbanen 80, 82, 84 voor het vormen van brekingshoeken S', S", ! en S'". Deze gebroken bundels gaan door de pijpconstructie op zoek naar ;30 scheuren en onregelmatigheden totdat zij de inwendige punten 86, 87, 88 j bereiken, die zich bevinden op het binnenoppervlak 64 van de pijp 60. Indien deze gebroken invalshoek op het binnenoppervlak groter is dan een kritische hoek (de definitie van een kritische hoek is bekend op dit gebied), vindt een in hoofdzaak totale inwendige terugkaatsing plaats i 35 en worden de bundels vanaf het binnen- naar het buitenoppervlak gezonden.

80203 37 10

De kritische hoek is afhankelijk van de brekingsindex van de pijp en van de samenstelling, vervat in de pijp. In de in fig. 1 weergegeven uitvoering, is de inwendige samenstelling lucht. De supersone bundels gaan verder met het terugkaatsen vanaf de binnen- en buitenoppervlakken^ 5 van de pijp totdat geleidelijk een dempint optreedt, die de bundelsterkte doe t afnemen.

Zoals het best is te zien in fig. 2, omvat het supersone geluid producerende overdrageroppervlak 52 nagenoeg een evolvente. Een beschrijvende kromme of ontwondene, weergegeven als een cirkel 59, be- j 10 vindt zich coaxiaal met de pijp en heeft en diameter, die kleiner is j dan het binnenoppervlak 64 van de pijp. Het overdraheroppervlak 52 is : zodanig geconstrueerd, dat voor elk punt op zijn oppervlak er een denk-; beeldige lijn bestaat naar dat punt, welke lijn de ontwondene 59 snijdt! op een punt en in een richting volgens een raaklijn aan deze ontwondene'. 15 Door het kiezen van een punt 53 in het middengebied van het overdrager-] oppervlak 52 is het mogelijk een baan 72 te volgen naar het oppervlak j | 52, welke baan de ontwondene 59 snijdt qp een punt 92. De baan 72 snijdt | de ontwondene 89 in een richting, die loodrecht staat op een straal 96 j ] naar het snijpunt 92. Op soortgelijke wijze is in te zien, dat voor andere punten 55 en 57 op het overdrageroppervlak 52, loodlijnbanen 70 ] ; j20 en 74 bestaan, die de ontwondene 59 snijden in de punten 90 en 94 en I ! met richtingen volgens een raaklijn aan de ontwondene.59.

Eén manier voor het trekken van een evolvente omvat de techniek van het afwikkelen van een poort met een potlood of ander markeerorgaan aan zijn einde rondom de ontwikkelingskromme of ontwondene. 25 Verwijzende naar fig. 2 kan dus een strak koord met een potlood of markeerorgaan aan zijn einde vastgebonden, om de ontwondene 59 worden gewikkeld. Wanneer het koord wordt afgewikkeld, valt het samen met de banen 70, 72 en 74 en tekent het potlood de evolvente dwarsdoorsnede-gedaante af van het oppervlak 52.

30 De grootte van de invalshoeken.A', Ά" en A'11 tussen de pijp 60 en de supersone bundels, is afhankelijk van de grootte van de ont-wikkelingscirkel of ontwondene 59. Wanneer de straal 95 van de ontwondene de straal nadert van het binnenoppervlak 64 van de pijp, nemen deze 35 invalshoeken toe. Wanneer de straal 95 van de ontwondene kleiner wordt, 8020337 11 !.............. .........'..................'...... ........ ................! worden ook de invalshoeken A', A" en A''1 kleiner. Wanneer de afmeting van de ontwondene 59 de grens nadert van een punt, gecentreerd op de j pijphartlijn, nemen de invalshoeken af tot nul, en worden de gebruike- j lijke stralen 70, 72 en 74 radiaal op het buitenoppervlak 62 van de pijp. 5 Aangetoond kan worden, dat ongeacht de afmeting van de ont wondene 59 de invalshoeken A', A" en A'11 gelijk moeten zijn zolang de ontwondene een cirkel omvat. In feite raken alle delen van een superson'e i bundel, uitgezonden door een overdrager, voorzien van een overdrager-oppervlak, ontwikkeld door een cirkelvormige ontwondene, de ringvormige j 10 dwarsdoorsnede van een pijp onder gelijke hoeken langs het buitenopper-i vlak van die pijp.

I Het bewijs van deze stelling is niet ingewikkeld. Hij vereist i het aantonen van congruentie tussen twee in fig. 2 weergegeven driehoe-; ken. Eén driehoek bevat hoekpunten, bepaald door het middelpunt 99 van ; 15 de ontwondene, het raakpunt 90 aan de ontwondene van een gebruikelijke : straal 70 en het punt waar de straal 70 het buitenoppervlak 76 van de pijp snijdt. De tweede driehoek bevat hoekpunten, bepaald door het | middelpunt 99 van de ontwondene, een tweede raakpunt 92 aan de ontwon- dene en een tweede snijpunt 77 van die raaklijn met het buitenoppervlak' 20 62 van de pijp. Door aanname zijn de hoeken tussen de gebruikelijke j stralen 70 en 72 en de gebruikelijke ontwondene stralen 95 en 96 , rechte hoeken. Omdat de stralen 95 en 96 stralen zijn naar dezelfde cirkel, zijn deze zijden van de twee driehoeken in lengtte gelijk. Ook is de afstand vanaf het middelpunt van de ontwondene 99 naar de twee snij-25 punten 77 en 76 gelijk, omdat zij eenvoudig de buitenstraal zijn van | de pijp 60. Derhalve hebben de twee hiervoor bepaalde driehoeken twee gelijke zijden en één gelijke hoek, en moeten zij derhalve congruent zijn. Omdat dit waar is, moet de hoek A", bepaald door de gebruikelijke straal 72 en de loodlijn op de pijp in het punt 77, waar de gebruikelijke 30 straal 72 de pijp snijdt, gelijk zijn aan de hoek A', bepaald door een ' tweede gebruikelijke straal 70 en de loodlijn op het punt 76, waar de straal 70 het buitenoppervlak 62 van de pijp 64 raakt. Dit voltooit het; bewijs, dat een evolvente gebruiktelijke bundelstralen zendt om te botsen rond de pijp met gelijk, niet loodrechte invalshoeken.

35 Door het toepassen van gelijke invalshoeken A', A" en A" 1 8020357 12 tast een detector, vervaardigd overeenkomstig de onderhavige uitvinding1, | de pijp 60 volledig af. Het is leeerzaam de drie gebruikelijke bundel-banen 70, 72, 74 waar zij de pijp 60 binnengaan, te onderzoeken. Deze gebruikelijke bundels gaan de pijp binnen op de punten 76, 77, 78, ; 5 die op onderling gelijke afstanden liggen rond het buitenoppervlak 62 van de pijp 60. Dat wil zeggen,dat de omtreksafstand tussen het onderste punt 76 en het middenpunt 77 ongeveer gelijk is aan de omtreksafstand vanaf het middenpunt 77 naar het bovenste punt 78.

Bij het binnengaan van de pijp wordt de supersone bundel 10 gebroken als gevolg van het verschil in brekingsindices van de pijp 60 en de wig 54. Bij het breken worden de gebruikelijke bundelbanen 70, j i I 72, 74 gebogen voor het vormen van gelijke brekingshoeken respectie- ! | velijk S', S" en S'1’. Bij het gaan door de pijp 30, volgen de gebruikelijke bundels banen 80, 82, 84 en raken zij het binnenoppervlak 64 15 op nagenoeg op onderling; gelijke afstanden liggende punten 86, 87, 88. : De omtreksafstand tussen de onderste plaats 86 en de middenplaats 87 is dus ongeveer gelijk aan de omtreksafstand tussen de middenplaats 87 ; | | en de bovenste plaats 88. Deze gebruikelijke bundels neigen dus tot i het handhaven van hun scheiding zonder te divergeren of te convergeren : 20 wanneer zij door de gehele pijp 60 heengaan.

Indien passende invalshoeken worden gekozen raken de bundel-; banen 80, 82, 84 het binnenoppervlak 64 onder hoeken, die voldoende j groot zijn voor het tot gevolg hebben van een vrijwel totale inwendige : terugkaatsing. Indien, zoals te zien in de fig. 3 en 4, deze invals- | 25 hoeken op de juiste wijze zijn gekozen, gaat de bundel de pijp binnen s en wordt hij een aantal malen vanaf de binnen- en buitenpijpwand terug-j gekaatst voordat hij wordt gedempt.'In één uitvoeringsvorm van de uit- j voeringsvorm van de uitvinding, blijken invalshoeken van 33° tot 45° i | doeltreffend te zijn voor het verkrijgen van de vereiste werking, waar- i 0 !30 bij een invalshoek van ongeveer 35 de beste resultaten produceert, i Zoals reeds opgemerkt is het mogelijk selectief de gewenste invalshoek te kiezen door het veranderen van de straal van de ontwondene of i de ontwikkelingskromme.

Het voorgaande geometrische bewijs en de besprekingen van I35 de werking hebben alle betrekking op een overdrageroppervlak met een < \ 8020337 13 dwarsdoorsnede, die in zijn geheel overeenkomt met een evolvente. Hoewel constructieoverwegingen de mogelijkheid van de constructie van een | evolvent overdrageroppervlak niet uitsluiten, suggereren zij wel het gebruik van een overdrageroppervlak, dat een evolvente benadert. In de > 5 praktijk' worden drie punten, zoals de drie punten 53, 55, 57, gekozen in fig. 2, gekozen op een werkelijke evolvente. Gebruikmakende van deze drie punten is het mogelijk een cirkel te construeren, die door deze j punten gaat en de werkelijke evolvente dicht benadert. De cirkel is op j zijn beurt de dwarsdoorsnedeweergeving van een cilinder. De feitelijke 10 overdrager omvat een segment van een cilinder, waarvan de dwarsdoorsnede in zijn geheel overeenkomt met de segment van die cirkel, waarvan drie punten overeenkomen met een optimale evolvente gedaante. Hoewel deze quasi-evolvente of cirkel geen precies gelijke invalshoeken kan produceren, benaderen de resultaten gelijke hoeken met de mate van 15 nauwkeurigheid, die vereist is voor het op passende wijze aftasten van | een lasgebied op scheuren of onregelmatigheden.

i De fig. 3 en 4 tonen de wijze waarop de supersone aftast- j werking kan veranderen in afhankelijkheid van de fysische afmetingen | van het overdrageroppervlak. De supersone scheurdetector 110, weergege-; :20 ven rechts in fig. 3, is een schematische weergeving van een scheurde- j tector, geconstrueerd onder toepassing van het in fig. 2 beschreven j ontwerp. Deze omvat een overdragerhuis 112, een signaalkabel 111, een wig 122 en een overdrager 115 met een oppervlak 116. De Lucite-wig 122 ; werkt samen met een pijp 160, voorzien van binnen- 164 en buiten- 162 25 oppervlakken. Zoals weergegeven in de figuur, is de grootte van het overdrageroppervlak 116 klein ten opzichte van de breedte van het pijp-; segment. De breedte van de supersone bundel, die zich voortplant vanaf de overdrager, is aangeduid door de twee begrenzende supersone bundels j 118 en 120.

i30 Eén supersone bundel 124, uitgezonden vanaf het oppervlak 116, gaat naar een plaats 121 op het buitenoppervlak 162 van de pijp 160, waar hij wordt gebroken. De bundel 124 gaat dan door de pijp 160 naar . een plaats 126 op het binnenoppervlak, waar een vrijwel totale inwendige terugkaatsing plaatsvindt. Soortgelijke inwendige terugkaatsingen vinden 35 plaats op de plaatsen 128, 130 langs de dwarsdoorsnede van de pijp. Voor 8020337 14 het verduidelijken van dit aantal terugkaatsingen, dat kan plaatsvinden!, wordt de afgebeelde supersone bundel 124 vijf maal inwendig teruggekaatst voordat de bundel een scheur 100 raakt, en kaatst hij op soortgelijke j wijze vijf maal terug voordat hij weer de lucite-wig binnengaat.

5 De overdrager 115 is geconstrueerd van een piëzoelectrisch ; kristal. Dit kristal vertoont de eigenschap, dat wanneer hij fysische energie ontvangt in de vorm van geluidsgolven, hij deze nergie omzet in een electrisch signaal. Wanneer dus de golf weer zijn invalsbaan volgt en de overdrager 115 raakt, wordt een electrisch signaal gezonden! 10 naar een kabel 111, die dat signaal overbrengt naar een passende elec- ] tronische signaaleenheid (niet weergegeven in fig. 3). Door op dit j gebied bekende (en te beschrijven) electronische foutenzoekende programma-technieken is het mogelijk de aanwezigheid en plaats af te leiden van de scheur 100 in de pijp 160 door interpretatie van de teruggekaatste 15 signalen.

| Zoals in te zien uit de weergeving van de scheurdetector 150 indien bewogen naar links in fig. 3, kan een overdrageroppervlak met | i ί J ; een smalle bundel de gehele pijpconstructie niet voldoende aftasten. |

De scheurdetector 150 omvat een overdragerhuis 152, een signaalkabel j 20 151, een Lucite-wig 153 en een overdrager 155 met een oppervlak 156.

; Het oppervlak 156 produceert een supersone bundel 167 met buitenste I ; ί begrenzingen 166, 168, die een betrekkelijk smalle bundel bepalen. De | bundel 167 gaat de pijp binnen op een plaats 161 op het buitenoppervlak1 \ 162 en wordt gebroken. Wanneer de bundel het binnenoppervlak 164 raakt,1 I5 vindt een totale (of nagenoeg totale) inwendige terugkaatsing plaats en ί beweegt de bundel verder langs het inwendige van de pijp. Als gevolg | van de smalle breedte van de bundel 167 echter, raakt de bundel nimmer i ] de scheur 100. In plaats daarvan gaat de bundel verder langs zijn baan totdat hij volledig is gedempt.

; 30 Het is uit deze bespreking duidelijk, dat de detector 110 in één stand teruggekaatste signalen ontvangt van de scheur 100, en dat de; detector 150 in de tweede stand geen teruggekaatst signaal ontvangt van de scheur. Een supersoon signaal met breedteafmetingen, die naar ; omstandigheden te smal zijn voor de pijp 160, kan dus een scheur of 35 onregelmatigheid in de inwendige structuur van de pijp missen.

8020337 15 j ί ; Zoals is weergegeven in fig. 4 is het mogelijk een supersone! ! scheurdetector 180 overeenkomstig de onderhavige uitvinding te constru-| eren met een overdrager 182, die voldoende groot is voor het volledig aftasten van de pijp 160. Opgemerkt moet worden, dat de in fig. 4 weer-; 5 gegeven pijp 160 dezelfde binnen- 162 en buiten- 164 oppervlakken heeft' | als de in fig. 3 weergegeven pijp. De detector 180 omvat een overdrageri- huis 184, een kabel 186, een Lucite-wig 188 en een supersone overdrager I 189 met een oppervlak 190. Drie gebruikelijke supersone bundelsegmenten i 191, 192, 193 zijn schematisch weergegeven bij het uit het overdrager- j 10 oppervlak 190 naar buiten komen. Indien de supersone bundel wordt bekort voor het produceren van.islechts een van deze bundels 192 met een breedte, die ongeveer gelijk is aan de bundelbreedte van fig. 3, zou de scheur 100 kunnen worden gemist aangezien de bundel op onvoldoende wijze de | ! pijp aftast. Met toeneming van de overdragerbreedte voor het produceren! 15 van een bundel, bepaald door de twee buitengrenzen 191, 193, weergegevèn in fig. 4, wordt elke verandering in dichtheid als gevolg van de aanwe-! i zigheid van een scheur ongeacht zijn plaats in de pijp, opgespoord. ! Zoals te zien in fig. 4 raakt een van de twee representatieve bundelsegmenten 191 of 193 de scheur 100 voor het produceren van een terug- j !20 kaatsing, die terugkeert naar de supersone overdrager en door de elec-tronische signaaleenheid wordt geïnterpreteerd (niet weergegeven in fig. 4).

De twee representatieve bundelbanen 191, 193 tonen de vereiste omstandigheden voor het op juiste wijze met de bundel aftasten :25 voor een bepaalde pijpafmeting. Indien één bundelbaan 193 aanwezig is, die eerste wordt teruggekaatst vanaf het buitenoppervlak 162 op een punt 194 binnen de begrenzing 191 van de invallende supersone energie, vindt een volledig supersoon aftasten plaats. In fig. 4 raakt dus een van de representatieve banen 191 of 193 de scheur 100. Als gevolg van :30 de niet convergerende en niet divergerende aard van de bundels, tasten zij de pijp 160 volledig af in de nabijheid van de detector 180, en gaan zij dooe met aftasten wanneer zij in een omtreksrichting rond de pijp bewegen.

Voor een pijp met een bepaalde buiten- en binnendiameter ;35 is het mogelijk optimale overdragerbreedten vast te stellen. Het is 802033? " 16 i duidelijk, dat wanneer de pijpdikte toeneemt, de overdragerbreedte j j i I eveneens moet toenemen. Voor een wanddikte van 9,5 mm is vastgesteld, j ! | | dat een overdrageroppervlaktebreedte van 51 mm de pijp aftast op scheu-j ren. Voor andere pijpdikten is het wenselijk overdragerafmetingen te j 15 kiezen, uitgekoezen voor het zo volledig mogelijk als gewenst aftasten [ i op scheuren of andere onregelmatigheden in de pijpstructuur. Omdat als gevolg van constructieoverwegingen een cirkelboog wordt gebruikt / in plaats van een zuivere evolvents, is de omtreksafmeting van de boog i de afmeting, die wordt veranderd voor aanpassing aan de dikte van de 10 af te tasten pijp.

In de fig. 5 en 6 is een manier weergegeven voor het monteren van een supersone overdrager volgens de onderhavige uitvinding. Fig. 5 j is een eindaanzicht van de minder gedetailleerd in fig. 1 weergegeven j opspoormonteerconstructie. j 15 Een eindstuk 002 is aangebracht, dat twee volgens de omtrek | zich uitstrekkende uithouderarmen 204 heeft. De uithouderarm 204 (aan | de linkerzijde) is gedeeltelijk in doorsnede weergegeven voor het aan- j geven van de wijze waarop rolboringen 206 een rol 208 dragen voor aan- ' raking met de pijp 210. De rol 208 omvat een stangvormig dwarsdeel 212,| !20 dat zich uitstrekt in de boringen 206, aangetroffen in de uithouderarm j ! 204. Door middel van twee legers 214 draait de rol 208 rond het stang- \ \ vormige dwarsdeel. De uithouderarm 204 is representatief voor de andere' drie uithouderarmen, die in fig. 5 niet zijn weergegeven. j

De uithouderarm 204 rechts in fig. 5 is weggebroken voor het: 25 weergeven van een supersone detectormonteerinrichting 216. Deze detec- ; tormonteerinrichting is verstelbaar gemonteerd aan een detectormond-teerarm 218. De detectormonteerarm 218 omvat een van een sleuf voorziene arm, die dient als een montering voor twee detectormonteersteunen 220, I waarvan er slechts een is weergegeven. Een in fig. 5 niet weergegeven ! 30 dwarsstuk houdt de twee detectormonteersteunen 220 in lengterichting ; van de pijp op een vaste onderlinge afstand. Elke monteersteun heeft | een daaraan bevestigd tapeind 222, dat zich uitstrekt door de sleuf in | de detectormonteerarm 218.

De plaats van de steun 220 ten opzichte van de arm 218 kan |35 worden versteld door het losschroeven van een schroefknop 224, die 8020337 i *> ' 17 samenwerkt met het tapeind 222. De knop werkt verder tegen een vast- j schroefsluitring 226, die een wrijvingsverbinding tweeg brengt met de j van een sleuf voorziene arm 218. Wanneer de knop 224 wordt los ge schroef ld, gaat de wrijvingsverbinding tussen de arm 218 en de vastsschrpefsluit- ! 5 ring 226 verloren en kan de steun 220 worden bewogen langs de detector-! | monteerarm 218 volgens de omtrek van de te onderzoeken pijp. Wanneer de juiste verstelling is verkregen, wordt de knop 224 weer aangeschroefd j en de wrijvingsverbinding weer tot stand gebracht. Het verstelvermogen j van de steun 220 maakt het mogelijk de beproevingsinrichting, belichaamt ί 10 door de onderhavige uitvinding, verstelbaar te monteren op pijpen met verschillende diameters.

De detectormonteersteun 220 draagt eein draaipen 228. Een tussenmonteersteun 230 is draaibaar gemonteerd door de draaipen 228. j Deze draaiverbinding maakt het mogelijk de tussensteun 230 te draaien | 15 rond een hartlijn 232 van de draaipen 228 (fig. 6). De supersone detec-· tor is gemonteerd om te draaien met de tussensteun 230 rond de hartlijnj 232 als een deel van een kompasbeugelinrichting voor het monteren van de supersone detector. j ! Een draagdeel 234 is draaibaar gemonteerd aan de tussensteun' ;20 230. Twee slofdraagdelen 236 zijn bevestigd aan het draagdeel 234. Elk : slofdraagdee1 236 omvat een U-vormig deel met een binnengedeelte 238 en: | een buitengedeelte 240. Deze gedeelten dienen voor het volgens een vast; | verband ten opzichte van het schoendraagdeel 236 houden van een aantal schuifsloffen 242. Deze schuifsloffen 242 rusten op de pijp en schuiven 125 langs de pijp, wanneer de detectormonteerconstructie 200 langs de lengte ί van de pijp wordt getrokken, en houden de detectormontering in het ! juiste verband ten opzichte van de pijp.

Elk draagdeel 234 is draaibaar gemonteerd aan zijn tussensteun 230 voor het draaien rond een hartlijn 244 loodrecht op de hart- i |30 lijn 232. Deze draaihartlijn is de tweede hartlijn van de kompasbeugel-; I inrichting voor de slofdraagdelen 236. De delen kunnen dus vrij draaien rond twee hartlijnen teneinde het de gedragen sloffen 242 mogelijk te | maken in aanraking te zijn met de pijp ongeacht verschillen in de pijp.: ί :

De supersone scheurdetector is gemonteerd in een detector- 135 montering 250. De detectormontering 250 is vast bevestigd aan het 8020337 18 slofdraagdeel 236. Een overdragerhuisconstructie 252 is verstelbaar | gemonteerd in de detectormontering 250. De stand van de overdragerhuis-j constructie 252 ten opzichte van de detectormontering 250 kan worden ' versteld totdat het verband van de montering ten opzichte van de pijp j 5 optimaal is voor het zenden van supersone geluidsgolven met gelijke j invalshoeken in de pijp. j

Een eerste paar schroeven 254 werkt samen met twee sleuven j i 256 in de detectormontering 250. Deze schroeven 254 zijn geschroeid in | de overdragerhuisconstructie en kunnen worden losgeschroefd, en hun stand 110 versteld door het verschuiven daarvan volgens de twee sleuven. Wanneer j ! ! | deze verstelling is aangebracht voor een bepaalde pijp, worden deze schroeven vastgeschroefd en blijft de overdragerhuisconstructie vast ten opzichte van de detectormontering.

Eén Lucite-wig 260 is aangebracht tussen de overdrager, die j i 15 is gemonteerd aan het overdragerhuis, en de pijp. Omdat de gedaante i van de Lucite-wig evenals die van de overdrager afhankelijk is van de | af te tasten pijp, zijn middelen voorzien voor het verwijderen van de \ wig en het vervangen daarvan door een wig met een andere gedaante. De : Lucite-wig 260 is bevestigd aan de overdragerhuisconstructie 252 door j20 middel van twee verzonken schroeven 262.

j | Wanneer pijpen met verschillende afmetingen moeten worden | afgetast, wordt een nieuwe overdrager gemonteerd in het huis 252 door i willekeurige geschikte middelen voor het in voortdurend fysisch verband met elkaar houden van het huis en de overdrager. Het eerste paar i25 schroeven 254 wordt dan versteld voor het in het 'juiste verband ten i opzichte van de pijp 210 houden van het overdrageroppervlak (niet weergegeven in fig. 5). Wanneer dit is gedaan, wordt een passende Lucite -wig met een zelfde krommingsstraal als de pijp, die wordt onderzocht, bevestigd aan het huis 252 door de verzonken schroeven 262.

30 Fig. 6 toont de monteerinrichting 216, gezien vanaf het oppervlak van de pijp. Er zijn vijf schuifsloffen 242 aanwezig aan weerszijden van de overdragerhuisconstructie 252. Hoewel de verzonken ! i

Lucite-monteerschroeven in dit aanzicht niet kunnen worden gezien, is te zien, dat de Lucite-wig 260 is bevestigd aan de overdragerhuiscon-35 structie. Nabij de zijden van de Lucite-wig 260 zijn watermondstukken 8020337 > * · 19 i 264 aanwezig, waardoor water wordt gesproeid. Dit water dient voor het j j supersoon koppelen van de Lucite-wig 260 aan de pijp 210. Gewoonlijk j I wordt een spleet tussen 0,254 en 0,889 mm gehandhaafd tussen de wig en ; J de pijpwand. Water wordt door de mondstukken geperst voor het vullen :5 van deze spleet voor het koppelen van de wig aan de wand. Het water i kan toevoegingen bevatten, zoals aerosol, die werken als bevochtigings-i j j ! middelen. j | ! | Een supersoon overdrageroppervlak 266, overeenkomende met die,

welke gedetailleerd zijn beschreven, is in fig. 6 met een onderbroken I

10 lijn weergegeven. Hoewel de beschrijving van fig. 2 het oppervlak ken- i merkte als een evolvente of een quasi-evolvente, is het aanzicht vanaf ; i de pijp er een van een rechthoekige overdrager. De langere van de twee zijden zijn feitelijk evolvent of quasi-evolvent van gedaante. De kortere | van de twee zijden zijn zowel in dit aanzicht als in een willekeurig i ; |15 ander mogelijk aanzicht van het overdrageroppervlak lijnen. In één | uitvoeringsvorm, gebruikt voor het beproeven van een pijp, waarvan de j binnen- en buitenoppervlakken een dwarsdoorsnede vormen van 50,1 mm, zijn de afmetingen van deze rechthoekige overbrenger 31,7 x 57,1 mm.

Wanneer de detectormonteerconstructie 216 beweegt langs de 120 pijp, zendt de in de detectormontering 250 gemonteerde overdrager super- sone signalen uit, die de pijp aftasten op onregelmatigheden in de las-; structuur. De tijdinstelling van deze uitgezonden signalen wordt gere- : geld door de electronische signaaleenheid 24 van fig. 1. Een blokschema, | dat een gebruikelijke keten 300 verduidelijkt, die zou kunnen worden I25 gebruikt voor het regelen van het zenden en ontvangen van signalen door S de supersone overdrager, is weergegeven in fig. 7. De keten 300 is electrisch verbonden met twee overdragers 302,304 door middel van elec- | trische verbindingen 306,308. Deze twee overdragers komen overeen met | de twee overdragers, aangebracht aan weerszijden van de pijp, zoals ;30 weergegeven in fig. 1.

; De overdragers worden geactiveerd door een activeersignaal, : dat wordt gezonden vanaf een impulsgeneratorketen 310. De impulsgenera-: torketen 310 bevindt zich in de electronische signaaleenheid en is ver bonden met elk der twee overdragers. De van de impulsgenerator gezonden1 !35 electrische energie wordt door de overdragers omgezet in supersone energie.

8020357 *·>, 20

Wanneer het uitgezonden signaal terugkaatst vanaf scheuren I

of onregelmatigheden in de pijpstructuur, botsen de terugkerende of j teruggekaatste signalen op de overdrager, en worden zij weer omgezet in electrische signalen. Deze terugkeersignalen keren terug langs de kabelë 5 306,308 naar een ontvangereenheid 312. Deze teruggekeerde electrische signalen worden door de ontvanger bewerkt en naar een keten 314 of 316 j met poortwerking gezonden, welke keten een signaal zendt door middel j van een electrische verbinding naar een registratietoestel, dat de aan-j wezigheid van de scheur of het gebrek in de pijp registreert. Het in |10 fig* 7 weergegeven stelsel bevat een registratiestelsel met overmaat, j ! dat zowel een strook tabelregistratietoestel 320 bevat als een verf mar-; i i kering 322 voor het met een verfplek markeren van het pijpoppervlak op j de plaats van de scheur. j

Het van de inpulsgenerator 310 naar de overdragers 302,304 j | 115 gezonden signaal is een electronische impuls, die leidt op een spanning's-peik, gevolgd door een gedempte spanningssinusgolf. Het gedempte gedeelte i van het signaal is het gevolg van slingeren in de keten. j \ Als gevolg van de plaatsing van de twee overdragers is het noodzakelijk, dat de impulsgeneratoren hun activeersignaal afwisselen 20 om te verzekeren, dat het signaal van een (bijvoorbeeld 302) niet nadelig het ontvangen van de supersone energie door de andere 304 beïnvloedt. Indien bijvoorbeeld beide overdragers tezelfdertijd zouden worden geac-i tiveerd door de impulsgeneratoreenheid, zouden de overdragers niet weten of zij een teruggekaatst signaal zouden ontvangen van een scheur of een 25 gebrek in de lasstructuur, of alleen een overgebrachte golf vanaf de andere overdrager. Voor het op juiste wijze programmeren van de overdrager active ring, bevat een impulsgeneratoreenheid een programmeeror-gaan, dat wordt geregeld door een stuurorgaan. Het stuurorgaan werkt als een klok of tijdvergelijking in de impulsgeneratoreenheid, en het 30 programmaorgaan activeert afwisselend de twee overdragers voor het i produceren van de supersone geluidsgolven van de onderhavige uitvinding.

Impulsgeneratoren, zoals de hiervoor vermelde generator zijn; op dit gebied bekend. Een in de handel beschikbaar orgaan is een eenheid van Krautkramer-Branson, Inc. , die een model TGl van de stuureenheid 35 bevat, en een model PSI van het programmeerorgaan. Deze eenheid maakt 8020337 21 Γ.................. ..... ..................... ........... ..... ......... ........ i ί ! I gebruik van twee SD4-zenderorganen, die worden gedreven door een NE2 j i voedingsbroneenheid. Het is de NE2 of een quivalente voedingsbron die ; I energie verschaft voor de overige elementenvan de te beschrijven elec- j | tronische signaaleenheid.

|5 Zoals aangetekend in fig. 7 zijn beide overdragers electrisch verbonden met een ontvangereenheid 312. De belangrijkste werkingen van ί de ontvanger 312 zijn het versterken en vormen van de signalen van de overdragers 302 en 304. Het gebruikelijke terugkaatssignaal van een scheur in het lasgebied doet de overdrager een omhullende kromme produ-10 ceren van RF-signalen met een betrekkelijk kleine spanning. Opdat de daaropvolgende registratieinrichting kan aanspreken op deze signalen, j i moeten zij in belangrijke mate worden versterkt. Omdat de registratie- j toestellen 320 en 322 het best aanspreken op impulsen of pieken, moet de versterkte RF-omhullende kromme eveneens zijn gevormd voor het verkrij-15 gen van één enkele impuls van ongeveer 5 ys.

Een schakeling voor het verkrijgen van deze vereiste impuls is op dit gebied bekend. Een model ANS 11 en ANS 1 van Krautkeamer - j

Branson, Inc. bijvoorbeeld werkt als versterker in een gebruikelijke j ontvangeenheid. Een TAl afstandsamplitudecirrectieeenheid moet eveneens! i | 120 zijn opgenomen voor het automatisch corrigeren van veranderingen in | i teruggekaatste bundelamplitude als gevolg van natuurlijk optredende j j demping in de pijp. Deze TAl-eenheid corrigeert automatisch deze dem- | ' ping en verschaft derhalve een regelmatig signaal voor de schakeling 314,316 net poortwerking.

;25 De schakeling 314,316 met poortwerking ontvangt signalen van de teruggekaatste supersone energie ongeacht of de scheuren, die deze signalen produceren, zich in het lasgebied bevinden. In de geopenbaarde uitvoeringsvorm zijn in beginsel alleen scheuren binnen het lasgebied van belang voor de gebruiker. De poorten 314,316 dienen voor het blokke-30 ren van signalen, komende van scheuren of onregelmatigheden buiten het lasgebied. Dit vermogen is verkregen door kennis van de tijdsduur, die de impuls nodig heeft om het lasgebied te bereiken en terug te keren naar de overdrager.

Bijvoorbeeld fig. 3 in ogenschouw nemende, kan het lasgebied 35 een bereik zijn, aangeduid door twee begrenzingen 178,179, die het 8020357 22 -, * - ♦ gebrek 100, zoals weergegeven in deze figuur, omvatten. Onder toepassing van de kennis van de snelheid waarmee de supersone bundel door de pijp | j gaat, is het mogelijk de schakeling 314,316 van fig. 7 met poortwerking | te programmeren voor het door signalen pas laten activeren van de regis^- ί 5 tratiemiddelen na een eerste vertraging, tijdens welke tijd teruggekaatste signalen moeten komen van buiten het lasgebied. Indien de schakelinjg met poortwerking het eerdere signalen bijvoorbeeld mogelijk maakt regisj- i ί I tratieinrichting te activeren, worden onregelmatijden rechts van het ; begrenzingsgebied 179 in fig. 3 opgespoord. Deze onregelmatigheden zijn' 10 van weinig belang voor de gebruiker in deze toepassing, en mogen derhalve de registratietoestellen 320 of 322 niet regelen. Op soortgelijke |

wijze zijn onregelmatigheden links van de linker lasbegrenzing 178 van I

j | weinig belang. De schakeling met poortwerking is derhalve werkzaam voor! I - ! ί het activeren van de registratieschakeling tijdens slechts een korte ! 15 tijdsduur, tijdens welke de teruggekaatste signalen komen van binnen het | lasgebied. i ; Een keten met poortwerking en de voornoemde mogelijkheden is Ι een model nr. BLl geproduceerd door Krautkramer-Branson, Ine. Deze j schakeling is verstelbaar om het onderzoeken mogelijk te maken van 20 pijpen met verschillende diameters, en verschillende overdragerplaat- j ! singen met betrekking tot de pijplasstructuur. Ter verduidelijking ! j i 'zijn in één uitvoeringsvorm de BLl ketens met poortwerking gesloten en ' laten zij geen signalen toe het registratieorgaan te bereiken gedurende' een tijdsduur van 50 ys. Deze ketens openen dan en laten teruggekaatste 25 signalen de registratieinrichting activeren gedurende een tijdsduur I van 20 ys. Gedurende deze open tijdsduur van 20 ys, hebben de terugge- ; kaatste signalen het lasgebied afgetast, en zijn zij van belang voor | de gebruiker. De BLl sluit dan, en verwaarloost terugkerende signalen, ! die afkomstig zijn gebieden buiten de lasstructuur en derhalve van |30 geen belang zijn.

v:;,- Gedurende de tijdsduur, waarin de poorten 314,316 ontvangen ; signalen zenden naar een registratietoestel, werken zij ook voor het ; vormen en verlengen van de door de ontvanger gezonden impuls. In een i : I gebruikelijke voorbeeld kan de door de ontvanger gezonden impuls van 35 5 ys worden verlengd tot een impuls van 30 ms, die werkzaam is voor het; 8020337 23 .. » regelen van de registratietoestellen. j

De schakeling van fig. 7 kan worden gebruikt voor het activeren van een reeks verschillende registratietoestellen, welke toestellen alle de aanwezigheid aangeven van een scheur in het lasgebied. j 5 Zoals weergegeven in fig. 7 kan een inrichting 320 zijn aangebracht voor | het voortdurend op een strook grafiekregistratietoestel registreren van; ! de aanwezigheid van een scheur binnen de lasstructuur. Het is ook moge-; ; lijk de schakeling met poortwerking te verbinden met een verfmarkeer-j orgaan 322, dat automatisch een verfplek produceert op de pijp in het j | 10 gebied van de lasscheur. Een kathodestraalbuis, gemonteerd aan een kijker | toestel, kan eveneens worden gebruikt voor het produceren van een weer-; ' geving, die indicatief is voor een scheur in een werkstuk.

i j | Als voorbeelden van op dit gebied bekende toestellen voor ; j het produceren van deze resultaten, kan men een TOl model door Kraut-15 kramer-Branson, Ine. kiezen voor het activeren van het verfaanbrengor-gaan, een RVI model door dezelfde fabrikant voor het activeren van het j strookgrafiekregistratietoestel en kan een PSl programmeerorgaan, weer j door dezelfde fabrikant, worden gebruikt als een CRT-oscilloscooptoes- : tel voor het verschaffen van een direct uitleesbaar signaal als indica-; 20 tie voor de aanwezigheid van een scheur.

Hoewel het onderhavige met bijzonderheden is beschreven, \ moet het duidelijk zijn, dat verschillende wijzigingen en veranderingen· j daarin kunnen worden uitgebracht zonder de geest en de omvang van de j | uitvinding, aangegeven in de volgende conclusies, te verlaten. j | | | 8 0 2 0 33 7

Claims (24)

1. 2. Supersone scheurdetector volgens conclusie 1, met het j kenmerk, dateen dwarsdoorsnede van het eerste oppervlak een evolvente j omvat, gekarakteriseerd door een ontwikkelende cirkel, waarvan het j i middelpunt samenvalt met de hartlijn van een te onderzoeken voorwerp. \ 20 3. Supersone scheurdetector volgens conclusie 1, ! met het kenmerk, dat de overdrager een opsporend-zendend piëzoelectrisch kristal omvat.
2. 4. Supersone scheurdetector volgens conclusie 2, ! met het kenmerk, dat de overbrengmiddelen een Lucite-wig omvatten met I25 een tweede oppervlak, dat samenwerkt met het voorwerp.
3. 5. Supersone scheurdetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een dwarsdoorsnede van het eerste oppervlak een door een cirkelvormige ontwondene ontwikkelde evolvente benadert.
4. 6. Supersone scheurdetector volgens conclusie 5, 30 met het kenmerk, dat het oppervlak een gedeelte is van een cilinder, waarbij de dwarsdoorsnede een boog van een cirkel omvat, waarvan drie punten samenvallen met een feitelijke evolvente.
5. 7. Supersone scheurdetector voor het opsporen van onregelmatigheden in een voorwerp met een ringvormige dwarsdoorsnede, 35 gekenmerkt door een overdrager, die een signaaluitzendoppervlak bevat 8020337 !...... ........""................. ............................... ......... .......... ............... ..... ...... I voor het naar het voorwerp zenden van een golf supersone energie, welke; overdrager zodanig is uitgevoerd, dat op een willekeurig punt in een j vlak van de dwarsdoorsnede van het voorwerp de golf op het voorwerp botst onder niet radiale invalshoeken, die in hoofdzaak gelijk zijn aan! 5 de invalshoeken van elk ander punt in het vlak, door een overbrengmiddel, dat samenwerkt met het oppervlak en supersone signalen overbrengt naar ; het voorwerp, en door aan de overdrager bevestigde middelen voor het j ; correleren van terugkaatsingen van de supersone signalen met de structuur van het voorwerp.
6. 8. Supersone scheurdetector volgens conclusie 7, met het i kenmerk, dat een dwarsdoorsnede van het oppervlak in zijn geheel over- j i eenkomt met een evolvente, gekarakteriseerd door een cirkelvormige i i ontwondene, waarvan het middelpunt samenvalt met de hartlijn van de te j onderzoeken ringvormige dwarsdoorsnede.
7. 9. Supersone scheurdetector volgens conclusie 8, ! met het kenmerk, dat het overbrengmiddel een Lucite-wig omvat met een ] eerste wigqppervlak, dat samenwerkt met het cilindrische voorwerp, en j met een tweede wigqppervlak, dat samenwerkt met de evolvente. ! i !
8. 10. Supersone scheurdetector volgens conclusie 7, i 20 met het kenmerk, dat het oppervlak een segment van een cilinder omvat, : waarbij een dwarsdoorsnede van deze cilinder een segment van een cirkel1 omvat, waarvan drie punten samenvallen met drie punten van een evolvente, waarvan de ontwikkelende kromme een cirkelvormige ontwondene omvat.
9. 11. Werkwijze voor het aftasten van een werkstuk, voorzien ;25 van een ringvormige doorsnede, zoals een pijp of een pijplasgebied, gekenmerkt door de stappen van het vervaardigen van ;een supersone over-! drageroppervlak, zodanig gevormd dat een vlak in dwarsdoorsnede evenwijdig aan de ringvormige doorsnede de overdrager volgens een evolvente ! snijdt, van het impulsvormig activeren van de overdrager met een elec- , 130 trisch signaal voor het zodoende produceren van een supersone golfvorm,1 waarvan de afzonderlijke componenten langs verschillende rechtlijnige ! banen bewegen naar het werkstuk, welke componenten op het voorwerp j botsen onder in hoofdzaak gelijke niet radiale invalshoeken, en het ! correleren van terugkaatsingen van de golfvorm vanaf het voorwerp met i35 onregelmatigheden binnen de voorwerpstructuur. I : 802035? τ -- * ............ .......................................— I
10. 12. Werkwijze volgens conclusie 11, gekenmerkt door de stap j van het tussen de overdrager en het voorwerp aanbrengen van een over- | i brengmiddel voor het handhaven van het gewenste ruimtelijke verband ! tussen de overdrager en het voorwerp zonder in belangrijke mate de | j i 5 golfvorm te dempen. !
11. 13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het; overbrengmiddel een Lucite-wig omvat, waarbij de supersone overdrager een piëzo-electrisch kristal omvat.
12. 14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het: :10 supersone overdrageroppervlak een vier randen figuur omvat, waarvan twee van de randen evolventen omvatten, en de twee andere randen rechte1 lijnen. ;
13. 15. Werkwijze voor het op lasgebreken en structurele onregelmatigheden aftasten van een pijplasgebied, gekenmerkt de stappen van het 15 vervaardigen van een supersone overdrageroppervlak met een dwarsdoorsnede, waarvan de gedaante overeenkomt met een cirkel, waarvan althans drie punten samenvallen met drie punten op een evolvente, ontwikkeld door een cirkelvormige ontwikkelende ontwondene, waarvan het middelpunt samen- j valt met de hartlijn van de pijp, het in nauwsluitend verband met de j 20 pijp plaatsen van het oppervlak en het tot stand bren-gen van een onderlinge beweging tussen de pijp en het oppervlak, het impulsvormig acti- ! | j ! veren van het supersone overdrageroppervlak met herhaaldelijke electro-: ; nische signalen voor het zodoende naar de pijp doen overbrengen van i ! i supersone energiebundels, het met een doorlatend medium aan de pijp 25 koppelen van het oppervlak, welk medium werkzaam is voor het in een in ; hoofdzaak gelijk fysisch verband houden van het oppervlak en de pijp voor het zodoende verzekeren dat de bundels de pijp binnengaan met in hoofdzaak gelijke invalshoeken, en het interpreteren van electrische signalen van de supersone overbrenger, geproduceerd door supersone 30 bundelterugkaatsingen in de pijp, teruggekaatst vanaf een dichtheids-verandering in de pijp als aanduiding van een structurele onregelmatigheid.
14. 16. Supersone scheurdetector voor het opsoren van onregelmatigheden in een voorwerp, voorzien van althans één segment met een 35 ringvormige dwarsdoorsnede, gekenmerkt door een overdrager, die een 8020337 21 j signaaluitzendoppervlak bevat, dat een segment van een cilinder bena- | dert, vanwelke cilinder een dwarsdoorsnede drie punten snijdt op een i 1 I cirkel, die samenvalt met drie punten op een evolvente, waarvan de | ontwikkelende kromme een cirkelvormige ontwondene omvat, door een over-' 5 brengmiddel, dat samenwerkt met het oppervlak en supersone signalen overbrengt naar het voorwerp, en door electronische middelen, bevestigd aan de overbrenger voor het correleren van terugkaatsingen van de supersone signalen met de structuur van het voorwerp.
15. 17. Scheurdetector volgens conclusie 16, met het kenmerk, 10 dat het overbrengmiddel twee oppervlakken bepaalt, te weten een eerste oppervlak voor samenwerking met de overdrager, en een tweede oppervlak j voor samenwerking met het voorwerp, welke eerste en tweede oppervlakken: dwarsdoorsneden bevatten, die een cirkel benaderen.
16. 18. Scheurdetector volgens conclusie 17, met het kenmerk, 15 dat het overbrengmiddel een baan bepaalt voor het leveren van een fluïdum voor het supersoon koppelen van het tweede oppervlak aan het ! voorwerp.
17. 19. Supersone scheurdetector voor het opsporen van scheuren in een lasgebied van een pijp, gekenmerkt door een overdrager, die een I I20 signaaluitzendoppervlak bevat met een dwarsdoorsnede, die een evolvente; ; benadert met een cirkelvormige ontwikkelingskromme, door een impuls-| opwekkend middel voor het bekrachtigen van de overdrager en het zodoende i overbrengen van supersone energie naar de pijp, door overbrengmiddelen, ' | die een eerste oppervlak bevatten met een bij benadering evolvente dwars-25 doorsnede voor samenwerking met de overdrager, en een tweede cilindrisch oppervlak, gekoppeld aan de pijp, welke overbrengmiddelen een supersoon1 doorlatend materiaal omvatten, bevestigd aan de overdrager voor het in verband tot de pijp houden van de overdrager, en door een electronische schakeling, gekoppeld aan de overdrager voor het correleren van terug-I30 kaatsingen van supersone energie met scheuren in het lasgebied.
18. 20. Scheurdetector volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat het overbrengmiddel een baan bepaalt voor het verschaffen van een supersoon koppelfluïdum tussen het cilindrische oppervlak en de pijp. 8020337 Ëv. d. I a-1 j OKI 1981 j
19. 21. Werkwijze voor het aftasten van een werkstuk, voorzien van een buitenoppervlak, dat althans één segment bevat, dat in het al- j gemeen cilindrisch is en een hartlijn bepaalt, zoals een pijp of een pijplasgebied, gekenmerkt door de stappen van het bij het werkstuk | i5 plaatsen van een supersone overdrager, voorzien van een uitzendopper-vlak, dat zodanig is gevormd dat een vlak loodrecht op de hartlijn het uitzendoppervlak volgens een evolvente snijdt, het impulsvormig acti-| veren van de overdrager met een electrisch signaal voor het verschaffen van een supersone golfvorm, welke golfvorm botst op het uitwendige opper-10 vlak van het werkstuk onder in hoofdzaak gelijke invalshoeken die niet j radiaal zijn ten opzichte van het werkstuk, en het correleren van terug- ; kaatsingen van de golfvorm vanaf het voorwerp met onregelmatigheden in : de voorwerpstructuur.
20. 22. Werkwijze volgens conclusie 21, gekenmerkt door de stap j 15 van het tussen de overdrager en het werkstuk aanbrengen van een over- j brengmiddel voor het handhaven van een gewenst ruimtelijk verband tussen ! de overdrager en het werkstuk zonder de golfvorm tijdens zijn doorgang j naar het werkstuk in merkbare mate te dempen. |
21. 23. Werkwijze volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de j 20 stap van het tussenplaatsen het tussenplaatsen omvat van een overbreng-i middel, dat een lucite-wig omvat, waarbij de stap van het plaatsen het i | plaatsen omvat van een supersone overdrager, die een piëzo-electrische ; ! kristale bevat. j 24Werkwijze volgens conclusie 23, mët het kenmerk, dat de 25 stap van het plaatsen verder het plaatsen omvat van een supersone over-; drager, voorzien van een oppervlak, dat een vierhoeks figuur bepaalt, waarvan twee randen'evolventen bepalen en twee randen rechte lijnen bepalen.
22. 25. Werkwijze voor het aftasten van een werkstuk, voorzien 30 van een in het algemeen cilindrisch buitenoppervlak, dat een hartlijn bepaalt, zoals een pijp of een pijplasgebied, gekenmerkt door de stappen van het bij het werkstuk plaatsen van een supersone overdrager, die een dwarsdoorsnede bepaalt loodrecht op de hartlijn overeenkomende met een deel van een cirkel, waarvan althans drie punten samenvallen met drie 35 punten op een evolvente, die wordt bepaald als ontwikkeld door een ριίΓ 8020337 2 3 s cirkelvormige ontwikkelende ontwondene, concentrisch met de hartlijn, het tot stand brengen van een onderlinge beweging tussen de pijp en de overdrager, het impulsvormig activeren van de overdrager met herhaaldelijke ëlectrische signalen voor het naar het werkstuk doen overbrengen 15 van supersone energie, het koppelen van het uitzendoppervlak van de I i | overdrager aan het werkstuk met een koppelmedium voor het in een in hoofd- j zaak gelijk fysisch verband houden van het uitzendoppervlak en het werkstuk voor het onder in hoofdzaak gelijke invalshoeken op het buitenoppervlak van het werkstuk invallend houden van de supersone energie, en het 10 interpreteren van electrische signalen van de supersone overdrager, ge-; produceerd in aanspreking op supersone energieterugkaatsingen in het ; werkstuk, welke terugkaatsingen afkomstig zijn van een dichtheidsveran-; dering in het werkstuk als aanduiding van een inwendige structurele i onregelmatigheid.
23. 26. Inrichting voor het opsporen van scheuren in een werkstuk, dat althans één segment bepaald met een in het algemeen cilindrisch buitenoppervlak, voorzien van een hartlijn, gekenmerkt door een supersone overdrager, voorzien van een in het algemeen concaaf uitzendge- j bied, althans bij benadering bepaald door een stel lijnen in hoofdzaak j 20 evenwijdig aan de hartlijn, door een constructie voor het bij het werk-' | stuk houden van de overdrager tijdens bedrijf, waarbij door zijn uit- ; | zendgebied bepaalde loodlijnen zich uitstrekken in het werkstuk zonder j de hartlijn te snijden, door een schakeling voor het electrisch impuls-' vormig activeren van de overdrager voor het voortplanten van supersone | 25 energie naar het werkstuk volgens de loodlijnen, en door een interpreterende schakeling, die aanspreekt op supersone echo's van binnenuit het werkstuk voor het aangeven van de aanwezigheid van een werkstukscheur.
24. 27. Supersone onderzoekinrichting voor het opsoren van scheuren in een werkstuk, voorzien van een buitenoppervlak, dat althans een 30 segment bevat, dat in het algemeen cilindrisch is en een hartlijn heeft, gekenmerkt door een supersone overdrager, voorzien van een in het algemeen concaaf gebogen uitzendoppervlak, bepaald door een stel lijnen evenwijdig aan de hartlijn, en door een monteerconstructie voor het bij het werkstuk houden van de overdrager tijdens bedrijf, waarbij door het 35 uitzendoppervlak bepaalde loodlijnen zich zonder snijding van de hartlijn uitstrekken in het werkstuk. 8020337