[go: up one dir, main page]

DE1013898B - Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen - Google Patents

Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen

Info

Publication number
DE1013898B
DE1013898B DES41792A DES0041792A DE1013898B DE 1013898 B DE1013898 B DE 1013898B DE S41792 A DES41792 A DE S41792A DE S0041792 A DES0041792 A DE S0041792A DE 1013898 B DE1013898 B DE 1013898B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transducer
transmission body
ultrasonic
electroacoustic
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DES41792A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Adolf Lutsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DES41792A priority Critical patent/DE1013898B/de
Priority to GB3464155A priority patent/GB822898A/en
Publication of DE1013898B publication Critical patent/DE1013898B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2487Directing probes, e.g. angle probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042Wave modes
    • G01N2291/0421Longitudinal waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042Wave modes
    • G01N2291/0422Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft eine Ultraschallschwingeranordnung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mittels Ultraschallimpulsen und weist einen von Sendung und Empfang umschaltbaren Ultraschallschwinger auf, der an einen Übertragungskörper angrenzt. Der Übertragungskörper, der im Hauptpatent mit Ballastkörper bezeichnet ist, dient zur Übertragung des Ultraschalls von der Schwingeranordnung in den zu prüfenden Körper. Nach dem Hauptpatent ist vorzugsweise geneigt zum Schwinger eine Vorrichtung angebracht, die den im Übertragungskörper zurückbleibenden und nicht in das Werkstück eindringenden Schallenergieanteil anzeigt. Als Anzeigevorrichtung dient ein oder mehrere Empfangsschwinger, die in der weiteren Beschreibung als Meßschwinger bezeichnet werden sollen. Mit einer solchen Anordnung läßt sich der von dem Schwinger in den zu prüfenden Körper hineingesandte Anteil der Ultraschallintensität bestimmen.
An der Grenzfläche zwischen dem Übertragungskörper und dem zu untersuchenden Werkstück werden die Ultraschallwellen sowohl in Form von Longitudrnalwellen als auch in Form von Transversalwellen, und zwar unter verschiedenen Winkeln in den Übertragungskörper reflektiert. Die stärkste Abhängigkeit von der Ultraschallintensität, die in das Werkstück abgegeben wird, zeigt der in Form von Longitudinalwellen reflektierte Anteil der Ultraschallintensität.
Gemäß der Zusatzerfindung wird daher der Ultraschallschwinger zur Messung der Größe der an der abstrahlenden Grenzfläche des Übertragungskörpers in den Übertragungskörper reflektierten Ultraschallintensität innerhalb des Longitudinalwellenfeldes angeordnet.
Um den Meß schwinger konstruktiv einfach an dem Schallkopf anbringen zu können, ist es oft nicht zweckmäßig, ihn unmittelbar in dem an der Grenzfläche des Übertragungskörpers reflektierten Ultraschallwellenfeld anzuordnen. Dies ist auch vielfach unzweckmäßig zur Trennung der reflektierten Longitudinalund Transversalwellen. Der Übertragungskörper weist erfindungsgemäß in solchen Fällen eine derartige Ausbildung auf, daß die von der abstrahlenden Grenzfläche des Übertragungskörpers in den Übertragungskörper reflektierte Ultraschallintensität an mindestens einer weiteren Grenzfläche des Übertragungskörpers reflektiert wird, bevor sie auf den Meßschwinger trifft.
Es ist darauf zu achten, daß diejenigen Anteile der in den Übertragungskörper reflektierten Ultraschallintensität, die nicht gemessen werden sollen, auch nicht den Meßschwinger treffen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Grenzflächen des Ultras challs ch winger anordnung
zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung
mittels Ultraschallimpulsen.
Zusatz zum Patent 929 153
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2
Dipl.-Ing. Adolf Lutsch, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden
Übertragungskörpers, die nicht im Strahlengang des in den festen Körper zu übertragenden Ultraschalls und der von der abstrahlenden Grenzfläche des Übertragungskörpers in den Körper reflektierten Ultraschalls, dessen Intensität zu messen ist, liegen, mit Ultraschall aufnehmenden und nicht wieder in den Übertragungskörper reflektierenden Stoffen bedeckt sind. Als ein derartiger Ultraschall aufnehmender und nicht wieder in den Übertragungskörper reflektierender Stoff wird vorteilhaft Hartgummi gewählt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung findet vorzüglich Anwendung in Kombination mit einer elektrischen, Hochfrequenzimpulse aussendenden und empfangenden Sende-Empfangs-Einrichtung in einem Gerät zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach dem Ultraschallimpulsreflexionsverfahren. Bei diesem Verfahren wird bekanntlich die Laufzeit von in Prüfkörper gesandten Ultraschallimpulsen zur Ermittlung von Inhomogenitäten in diesen Prüfkörpern gemessen. Es ist bei diesem Verfahren überdies wünschenswert, die Stärke der aus den beschallten Prüfkörpern reflektierten Impulse als Maß für Form und Größe der Inhomogenitäten in den beschallten Körper heranzuziehen. Das ist nur dann möglich, wenn die Größe der in den Prüfkörper geschallten Ultraschallimpulse, also — in anderen Worten — die von dem Schallkopf in den Prüfkörper übertragene Ultraschallintensität der Ultraschallimpulse, bekannt ist. Die hierzu erforderliche Messung läßt sich, wie' aus-
709 657/218
3 4
geführt, mit dem erfindungsgemäßen Meßschwinger ausgesandte Ultraschalleistung zu ermitteln ist. Dies durchführen. Bei Verwendung einer elektrische Hoch- kann dadurch erreicht werden, daß die an dem Meßfrequenzimpulse aussendenden und empfangenden schwinger auftretende Hochfrequenzschwingung dann, Sende-Empfangs-Einrichtung in Verbindung mit wenn der Schallkopf nicht an den Prüfkörper gelegt einem Schallkopf, der den erfindungsgemäßen Meß- 5 ist, durch eine gegenphasige Schwingung gleicher schwinger enthält, wird in Ausbildung der Erfindung Amplitude kompensiert wird. Zur Durchführung der Sendeschwinger, der dann gleichzeitig Empfangs- dieser Kompensation ist bei einer Ultraschallimpulsschwinger ist, und der Meßschwinger an den Ausgang ,Sende-Empfangs-Einrichtung erfindungsgemäß ein an dieser Sende-Empfangs-Einrichtung angeschlossen. den Ausgang der Sende-Empfangs-Einrichtung anist ein Kathodenstrahloszillograph zur Sichtbar- io geschlossenes, in verstellbarem zeitlichem Abstand machung der in den Prüfkörper eingesandten und aus von einem Hochfrequenzsendeimpuls, der von der ihm reflektierten Impulse vorgesehen, so werden die Sendeeinrichtung erzeugt wird, einen Hochfrequenzvon dem Meßschwinger abzunehmenden elektrischen impuls (weiterhin Kompensationsimpuls genannt) Hochfrequenzimpulse zweckmäßig ebenfalls auf dem erzeugendes und auf den Ausgang der Sende-Emp-Bildschirm dieses Kathodenstrahloszillographen sieht- 15 fangs-Einrichtung abgebendes Schaltelement (weibar gemacht. Die Höhe der auf dem Kathodenstrahl- terhin Kompensator genannt) vorgesehen, und weiteroszillographen sichtbaren, von dem Meßschwinger ab- hin sind Mittel vorgesehen, die die Phase des Komgenommenen Hochfrequenzimpulse ist dann ein sieht- pensationsimpulses gegenüber der Phase des von dem bares Maß für die von dem Schallkopf in den zu be- Meßschwinger abgegebenen Hochfrequenzimpulses schallenden Körper gesandte Intensität der Ultra- 20 umkehren, so daß am Ausgang der Sende-Empfangsschallimpulse. Einrichtung diese Impulse gegenphasig zueinander
Bei der Laufzeitbestimmung von Ultraschall- eintreffen.
impulsen in Prüfkörpern bei Verwendung eines Der Kompensator besteht zweckmäßig aus einer Schallkopfes mit einem Übertragungskörper zwischen Flüssigkeitsstrecke, in der sich in veränderbarem Sendeschwinger und Prüfkörper ist die Laufzeit der 25 Abstand zwei elektroakustische Wandler gegenüber-Ultraschallimpulse in diesem Übertragungskörper stehen, wobei diese beiden elektroakustischen Wandnicht wissenswert. Vielmehr interessiert nur die Lauf- ler, gegebenenfalls über veränderbare kapazitive zeit der Ultraschallimpulse zwischen der abstrahlen- Widerstände, an den Ausgang der Sende-Empfangsden Fläche des Überträgungskörpers und der zu er- Einrichtung und an den Meßschwinger angeschlossen mittelnden Inhomogenität im Prüfkörper. Die Lauf- 30 sind. Das Flüssigkeitsgemisch in dieser Flüssigkeitszeit der Ultraschallimpulse im Übertragungskörper strecke ist zweckmäßig so gewählt, daß es eine im geht doppelt ■— einmal beim Hinweg und einmal Bereich geoklimatischer Temperaturen unabhängige beim Rückweg der Ultraschallimpulse — in das Schallgeschwindigkeit aufweist. Ein Flüssigkeits-Laufzeitmeßergebnis ein und muß daher von diesem gemisch dieser Eigenschaft ist ein Gemisch aus etwa Meßergebnis abgezogen werden. Gemäß weiterer Aus- 35 20 Gewichtsprozent Äthylalkohol und etwa 80 Gebildung der Erfindung wird diese Korrektur an dem wichtsprozent Wasser.
Meßergebnis selbsttätig vollzogen, wenn der Über- Zur Unterdrückung von Mehrfachreflexionen im tragungskörper derartig ausgebildet ist, daß der Kompensator sind die abstrahlenden Flächen der Schallweg von der abstrahlenden Grenzfläche des beiden in ihm enthaltenen elektroakustischen Wand-Übertragungskörpers zu dem Sende-Empfangs- 40 ler in einem derartigen Winkel zueinander angeord-Schwinger und zu dem Meßschwinger gleich lang ist. net, daß die Strahlungscharakteristik des einen Es ist dann nämlich möglich, die Laufzeit — etwa auf elektroakustischen Wandlers den anderen elektrodem Bildschirm des Kathodenstrahloszillographen — akustischen Wandler nicht überdeckt, von dem sichtbaren Ort des von dem Meßschwinger Zur Veränderung der Laufzeit der Ultraschallabgegebenen Impulses aus zu zählen, da dieser von 45 impulse in dem Kompensator ist der Abstand der dem Meßschwinger abgegebene Impuls bereits um die beiden elektroakustischen Wandler im Kompensator bisher abzuziehenden zwei Laufzeiten des Ultra- durch eine Mikrometerschraube verstellbar, schallimpulses durch den Übertragungskörper hinter Die erforderliche Gegenphasigkeit der zur Komdem — gegebenenfalls ebenfalls auf dem Bildschirm pensation gelangenden Impulse wird erfindungsgemäß des Kathodenstrahloszillographen sichtbaren — Sende- 50 dadurch erreicht, daß in bezug auf die Fortpflanzungsimpulses liegt; in anderen Worten: der Nullpunkt richtung der die elektroakustischen Wandler durchder Laufzeitskala wird .mit dem Ort des von dem laufenden Impulse die Polarisationsrichtung einer der Meßschwinger abgegebenen Impulses zur Deckung elektroakustischen Wandler im Kompensator gleichgebracht, um die genannte Laufzeitkorrektur zu voll- gerichtet ist mit der Polarisationsrichtung entweder ziehen. 55 des Sendeschwingers oder des Meßschwingers und die
Die bisher aufgezeigte Ermittlung der von dem Polarisationsrichtung des anderen elektroakustischen
Schallkopf in den Prüfkörper eingeschallten Ultra- Wandlers im Kompensator der Polarisationsrichtung
Schallintensität mittels eines erfindungsgemäßen Meß- des verbleibenden Schwingers entgegengerichtet ist.
schwingers ist keine sogenannte Nullmethode. Unab- Die Merkmale der Erfindung werden an Hand der
hängig davon, ob der ,Schallkopf aus dem Prüfkörper 60 Fig. 1 bis 4 erläutert.
aufgesetzt ist oder nicht, wird der Meßschwinger Fig. 1 stellt schematisch den Verlauf der an einer
angeregt. Der den Schallkopf handhabende Prüfer Grenzfläche unterschiedlicher Materialkonstanten
ist daher darauf angewiesen, unterschiedliche Größen reflektierten und die Grenzfläche durchdringenden
dieser Anregung festzustellen. Diese Arbeitsweise Ultraschallwellen dar;
erfordert die Aufmerksamkeit des Prüfers und ist zu- 65 Fig. 2 gibt die Schaltungsanordnung einer Ultra-
dem nicht unbedingt genau. Wünschenswert wäre es, schallimpuls-Sende-Empfangs-Einrichtung mit dem
wenn der Meßschwinger dann, wenn der Schallkopf erfindungsgemäßen Schallkopf und der erfindungs-
nicht auf den Prüfkörper aufgesetzt ist, nicht an- gemäßen Kompensationseinrichtung wieder;
geregt wird, so daß —von diesem Nullwert aus- Fig. 3, 4 und 5 zeigen schematisch Bilder der auf
gehend — die von dem Schallkopf in den Prüfkörper 70 dem Bildschirm eines Kathodenstrahloszillographen
5 6
wiedergegebenen Impulse bei der Durchführung von den elektroakustischen Wandler 32 nicht überdeckt. Messungen mit dem erfindungsgemäßen Schallkopf. Der elektroakustische Wandler 32 ist mittels einer mit Wie in Fig. 1 ersichtlich, werden die von einem einem Gewinde versehenen Führung 33 in dem zylinelektroakustischen Wandler 1 ausgesandten Longi- drischen Körper 29 verschiebbar, so daß der Abstand tudinalwellenzüge 2 an der Grenzfläche 3 nach dem 5 zwischen den beiden elektroakustischen Wandlern 31 Reflexionsgesetz reflektiert und treffen auf den erfin- und 32 kontinuierlich zu verändern ist. Der eine dungsgemäßen Meßschwinger 4. Der Einfallswinkel elektroakustische Wandler 31 ist über eine Kapazität der Longitudinalwellen 2 auf die Grenzfläche 3 ist so 34 mit der Zuführung 26 zum Sendeschwinger 11 gewählt, daß nur ein Transversalwellenzug 5 durch verbunden. Diese Zuführung 26 ist an den Ausgang die Grenzfläche 3 dringt; dieser Winkel ist dadurch io 36 der Sende-Empfangs-Einrichtung 27 gelegt. Der bestimmt, daß er größer ist als der Grenzwinkel der elektroakustische Wandler 32 ist über die veränder-Totalreflexion der Longitudinalwellen. Auf Grund des bare Kapazität 37 ebenfalls mit der Zuführung 26 durch die Grenzfläche 3 gedrungenen Transversal- zum Eingang 36 der Sende-Empfangs-Einrichtung wellenzuges 5 wird an der Grenzfläche 3 ein Trans- verbunden. Mit der Sende-Empfangs-Einrichtung 27 versalwellenzug 6 reflektiert, der sich etwa senkrecht 15 ist ein Kathodenstrahloszillograph 38 vereinigt, auf zu dem Transversalwellenzug 5 ausbreitet und bei der dem die periodisch auf den Ausgang 36 gegebenen dargestellten Anordnung von Sendeschwinger 1 und Hochfrequenzimpulse gegeben und die ebenfalls in Meßschwinger 4 nicht auf den Meßschwinger 4 trifft. gleicher Periode auf ihn treffenden Hochfrequenz-Die auf den Meßschwinger 4 treffende Ultraschall- impulse sichtbar gemacht werden, intensität ist abhängig von der Intensität des Trans- 20 Die Arbeitsweise der in der Fig. 2 dargestellten versalwellenzuges 5 jenseits der Grenzfläche 3. Einrichtung ist folgende: Die von dem Ausgang 36
Ein nach dem in Fig. 1 dargestellten Prinzip ge- der Sende-Empfangs-Einrichtung 27 periodisch ausbauter Schallkopf 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Von gehenden elektrischen Hochfrequenzimpulse werden einem Sendeschwinger 11 wird die Intensität eines über die Leitung 26 dem Sendeschwinger 11 und über Longitudinalwellenbündels 12 durch einen Übertra- 25 die als Spannungsteiler wirkende Kapazität 35 und die gungskörper 13 in ein Werkstück 14 teilweise über- Leitung 25 mit kleiner Amplitude auch dem Meßtragen. Der Einfallswinkel des Longitudinalwellen- schwinger 22 zugeführt. Sie durchlaufen die Leitung bündeis 12 ist wieder derart gewählt, daß nur ein 39, weiterhin die als Spannungsteiler vorgesehene Transversalwellenzug 15 in dem Werkstück 14 auf- Kapazität 37 und den Kompensator 28, wo sie in Ultratritt. An der abstrahlenden Fläche 16 des Übertra- 30 schallimpulse verwandelt und wieder in elektrische gungskörpers 13 werden ein Longitudinalwellenzug 17 Hochfrequenzimpulse rückverwandelt werden, und und ein Transversalwellenzug 18 in den Übertra- gelangen dann über die Kapazitäten 34 und die Leigungskörper 13 reflektiert. Der Transversalwellenzug tung26 wieder auf den Ausgang 36 der Sende-18 trifft auf eine Grenzfläche 19 des Übertragungs- Empfangs-Einrichtung.
körpers 13, die mit einer Ultraschall aufnehmenden, 35 Die von dem Sendeschwinger 11 ausgehenden und aber nicht wieder reflektierenden Schicht 20 aus Hart- an der Grenzfläche 16 reflektierten und von dem Meßgummi abgedeckt ist. Der in den Übertragungskörper schwinger 22 aufgenommenen Impulse werden über 13 reflektierte Longitudinalwellenzug 17 wird an die Leitung 25 und die Kapazität 35 wieder an den einer unbedeckten Grenzfläche 21 des Übertragungs- Ausgang 36 der Sende-Empfangs-Einrichtung 27 gekörpers 13 reflektiert und trifft auf den Meßschwinger 40 führt. Die Intensität der umgekehrt von dem Meß-22. Um zu erreichen, daß in dem Übertragungskörper schwinger 22 ausgehenden Ultraschallimpulse verteilt 13 mehrfach reflektierte Ultraschallwellen weitgehend sich im wesentlichen in dem Übertragungskörper 13, absorbiert werden, sind weitere Ultraschall aufneh- da die abstrahlende Fläche des Meßschwingers klein mende, aber nicht wieder reflektierende Schichten 23 ist, und wird von den Belegungen 20,23 und 24 absor- und 24 aus Hartgummi an den Grenzflächen des Über- 45 biert. Sie wirkt daher nur mit einem vernachlässigtragungskörpers 13, an denen kein Ultraschall reflek- baren Anteil auf den Sendeschwinger 11. tiert werden soll und die kein Ultraschall zu durch- Die von dem Schallkopf 10 und von dem Kompen-
dringen hat, vorgesehen. Über abgeschirmte Zulei- sator 28 auf den Ausgang 36 der Sende-Empfangstungen 25 und 26 sind Sendeschwinger 11 und Meß- Einrichtung 27 abgegebenen Hochfrequenzimpulse schwinger 22 (dieser über die Kapazität 35) an einer 50 sind dann gegenphasig, wenn die elektroakustischen Sende-Empfangs-Einrichtung 27 zur Erzeugung und Wandler 31 und 32 bzw. 11 und 22 bezüglich der zum Empfang von elektrischen Hochfrequenzimpulsen Richtung der sie durchlaufenden Impulse (Pfeilrichangeschlossen. Abschirmungen 47 und 44 um die Zu- tung) unterschiedlich polarisiert sind. Das ist durch führungen 25 und 26 vermeiden, daß hochfrequente die Zeichen plus (+) und minus (—) an den elektro-Störungen der Sende-Empfangs-Einrichtung 27 zu- 55 akustischen Wandlern 11 und 22 bzw. 31 und 32 angeführt werden können. gedeutet. Die Amplitude der von dem Kompensator
Zur Kompensation der an dem Meßschwinger 22 auf den Ausgang 36 der Sende-Empfangs-Einrichtung auftretenden Impulse für den Fall, daß der Schallkopf 27 gelangenden Impulse wird durch Verändern der 10 von dem Prüfkörper 14 abgehoben ist, ist der Kapazität 37 so eingestellt, daß diese Impulse die von Kompensator 28 vorgesehen. Es besteht aus einem 6o dem Schallkopf zurückgelangenden Impulse gerade etwa zylindrischen Behälter 29, der mit einem Ge- kompensieren, wenn der Schallkopf 10 von dem Werkmisch 30 aus 80 Gewichtsprozent Wasser und 20 Ge- stück 14 abgehoben ist.
wichtsprozent Äthylalkohol gefüllt ist. Innerhalb des In den Fig. 3, 4 und 5 ist das Ergebnis der Kom-
zylindrischen Behälters 29 sind einander gegenüber- pensation und der Ermittlung der in das Werkstück 14 stehend elektroakustische Wandler 31 und 32 an- 65 übertragenen Ultraschallintensität auf Grund der auf gebracht. Die abstrahlenden Flächen dieser beiden dem Bildschirm des Kathodenstrahloszillographen 38 elektroakustischen Wandler 31 und 32 liegen nicht sichtbaren Sende- und Empfangsimpulse dargestellt, parallel, sondern — zur Unterdrückung von Mehr- In Fig. 3, 4 und 5 ist 40 der Sendeimpuls, dem in
fachreflexionen — derart, daß die Strahlungs- Fig. 3 ein Meßimpuls 41 folgt. Dieser Meßimpuls charakteristik des elektroakustischen Wandlers 31 7o rührt von dem an der Grenzfläche 16 reflektierten
Anteil des Sendeimpulses 40 her. Da bei dem in Fig. 3 dargestellten Impulsbild der Schallkopf 10 von dem Prüfkörper 14 abgehoben ist, entstand dieser Meßimpuls 41 nach Überlagerung mit dem entsprechenden Impuls aus dem Kompensator, der ihn infolge seiner Gegenphasigkeit auf eine kaum sichtbare Höhe herabdrückt.
In Fig. 4 ist der Schallkopf 10 auf einen Prüfkörper mit rauher Oberfläche gesetzt. Die Übertragung von Ultraschallintensität in den Prüfkörper 14 ist gering, und die an der Grenzfläche 16 in den Übertragungskörper reflektierte Ultraschallintensität nimmt nur wenig zu. Infolgedessen ist der Meßimpuls 42 nur um ein Geringes größer als der Meßimpuls 41.
Bei dem Impulsbild nach Fig. 5 ist der Schallkopf an eine polierte Fläche eines Prüfkörpers 14 gelegt. Die in den Übertragungskörper 13 in Form von Longitudinalwellen reflektierte Ultraschallintensität ist groß, so daß der Meßimpuls 43 bedeutend höher ist als der Meßimpuls 42 nach Fig. 4 und der Meß- ao impuls 41 nach Fig. 3. Daß bei zunehmendem Kontakt zwischen der abstrahlenden Fläche des Übertragungskörpers und dem Prüfkörper die in den Übertragungskörper in Form von Longitudinalwellen reflektierte Ultraschallintensität zunimmt, widerspricht der unmittelbaren Anschauung, ergibt sich jedoch aus der Eigenart der Fortpflanzung von Ultraschall in Form von Longitudinal- und Transversalwellen.

Claims (13)

Patentansprüche: 30
1. Ultraschallschwinger anordnung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mittels Ultraschallimpulsen mit einem an einen Übertragungskörper (Ballastkörper) angrenzenden, von Sen- dung auf Empfang umschaltbaren Ultraschallschwinger und einem zu diesem Schwinger vorzugsweise schräg an den Übertragungskörper angebrachten weiteren Empfangsschwinger (Meßschwinger) zur Anzeige des im Übertragungskörper zurückbleibenden und nicht in das Werkstück eindringenden Schallenergieanteiles, nach Patent 929 153, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschwinger zur Messung der Größe der an der abstrahlenden Grenzfläche des Übertragungskörpers in Form von Longitudinalwellen in den Übertragungskörper reflektierten Ultraschallintensität innerhalb dieses Longitudinalwellenfeldes angeordnet ist.
2. Ultraschallschwingeranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Übertragungskörpers, daß die von der abstrahlenden Grenzfläche des Übertragungskörpers in den Übertragungskörper reflektierte Ultraschallintensität an mindestens einer weiteren Grenzfläche des Übertragungskörpers reflektiert wird, bevor sie auf den Meßschwinger trifft.
3. Ultraschallschwingeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächen des Übertragungskörpers, die nicht im Strahlengang des in den festen Körper zu übertragenden Ultraschalls und der von der abstrahlenden Grenzfläche des Übertragungskörpers in den Übertragungskörper reflektierten Ultraschalls, dessen Intensität zu messen ist, liegen, mit Ultraschall aufnehmenden und nicht wieder in den Übertragungskörper reflektierenden Stoffen bedeckt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ultraschall aufnehmender und nicht wieder in den Übertragungskörper reflektierender Stoff Hartgummi gewählt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 in Kombination mit einer elektrische Hochfrequenzimpulse aussendenden und empfangenden Sende-Empfangs-Einrichtung in einem Gerät zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach dem Ultraschallimpulsreflexionsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeschwinger, der gleichzeitig als Empfangsschwinger arbeitet, und der Meßschwinger an den Ausgang dieser Sende-Empfangs-Einrichtung angeschlossen sind und die dem Sendeschwinger zugeleiteten und von dem Meßschwinger ausgesandten elektrischen Hochfrequenzimpulse auf dem Bildschirm eines Kathodenstrahloszillographen sichtbar gemacht werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 und insbesondere nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Übertragungskörpers, daß der Schallweg von der abstrahlenden Grenzfläche des Übertragungskörpers zu dem Sendeschwinger und zu dem Meß schwinger gleich lang ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein an den Ausgang der Sende-Empfangs-Einrichtung angeschlossenes, in verstellbarem zeitlichem Abstand von einem Hochfrequenzsendeimpuls, der von der Sende-Empfangs-Einrichtung erzeugt wird, einen Hochfrequenzimpuls (weiterhin Kompensationsimpuls genannt) erzeugendes und auf den Ausgang der Sende-Empfangs-Einrichtung abgebendes Schaltelement (weiterhin Kompensator genannt) und durch Mittel, die die Phase des Kompensationsimpulses gegenüber der Phase des von dem Meßschwinger abgegebenen Hochfrequenzimpulses umkehren, so daß am Ausgang der Sende-Empfangs-Einrichtung diese Impulse gegenphasig zueinander eintreffen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensator aus einer Flüssigkeitsstrecke besteht, in der sich in veränderbarem Abstand zwei elektroakustische Wandler gegenüberstehen, und daß diese beiden elektroakustischen Wandler gegebenenfalls über veränderbare kapazitive Widerstände an den Ausgang der Sende-Empfangs-Einrichtung und an den Meßschwinger angeschlossen sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsstrecke mit einem Flüssigkeitsgemisch gefüllt ist, das eine im Bereich geoklimatischer Temperaturen temperaturunabhängige Schallgeschwindigkeit aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsgemisch aus etwa 20 Gewichtsprozent Äthylalkohol und etwa Gewichtsprozent Wasser besteht.
11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Mehrfachreflexionen im Kompensator die abstrahlenden Flächen der beiden elektroakustischen Wandler im Kompensator in einem derartigen Winkel zueinander angeordnet sind, daß die Strahlungscharakteristik des einen elektroakustischen Wandlers den anderen elektroakustischen Wandler nicht überdeckt.
12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden elektroakustischen Wandler im Kompensator durch eine Mikrometerschraube verstellbar ist.
13. Einrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug auf die Fortpflanzungsrichtung der die elektroakustischen Wandler durchlaufenden Impulse die Polarisationsrichtung einer der elektroakustischen Wandler im Kompensator gleichgerichtet ist mit der Polarisationsrichtung entweder des Sendeschwingers oder des Meßschwingers und die Polarisationsrichtung des anderen elektroakustischen Wandlers
10
im Konpensator der Polarisationsrichtung des verbleibenden Schwingers entgegengerichtet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA-Patentschriften Nr. 2612772, 2 649 550, 667 780;
Krautkrämer in VDI-Zeitschrift, Bd. 93, Nr. 13 (1951), S. 349 bis 362.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DES41792A 1954-12-02 1954-12-02 Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen Pending DE1013898B (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES41792A DE1013898B (de) 1954-12-02 1954-12-02 Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen
GB3464155A GB822898A (en) 1954-12-02 1955-12-02 Apparatus for the ultrasonic testing of odjects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES41792A DE1013898B (de) 1954-12-02 1954-12-02 Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1013898B true DE1013898B (de) 1957-08-14

Family

ID=7484112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES41792A Pending DE1013898B (de) 1954-12-02 1954-12-02 Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE1013898B (de)
GB (1) GB822898A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3583211A (en) * 1968-11-18 1971-06-08 Branson Instr Pulse-echo ultrasonic test apparatus
JP3540139B2 (ja) * 1997-11-14 2004-07-07 日立建機株式会社 携帯用非破壊検査装置
IT202200013822A1 (it) 2022-06-30 2023-12-30 Gilardoni Spa Sonda ad ultrasuoni per il controllo non distruttivo dei materiali mediante impulsi ultrasonici.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2612772A (en) * 1946-02-14 1952-10-07 Robert A Mcconnell Supersonic test device
US2649550A (en) * 1950-10-26 1953-08-18 Sperry Prod Inc Reflection absorbing ultrasonic wedge
US2667780A (en) * 1951-07-26 1954-02-02 Sperry Prod Inc Ultrasonic inspection device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2612772A (en) * 1946-02-14 1952-10-07 Robert A Mcconnell Supersonic test device
US2649550A (en) * 1950-10-26 1953-08-18 Sperry Prod Inc Reflection absorbing ultrasonic wedge
US2667780A (en) * 1951-07-26 1954-02-02 Sperry Prod Inc Ultrasonic inspection device

Also Published As

Publication number Publication date
GB822898A (en) 1959-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1005758B (de) Einrichtung zur zerstoerungsfreien Materialpruefung mit Ultraschall
DE3113025C2 (de)
DE1958235A1 (de) Verfahren und Geraet zur Messung von Stroemungen in Leitungen
EP0871019A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Feststellung einer Überfüllung bei der Messung des Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter nach dem Impulslaufzeitverfahren
DE2502929A1 (de) Mehrfrequenz-ultraschalluntersuchungseinheit
DE102008041835A1 (de) Impulsechoverfahren mittels Gruppenstrahler und Temperaturkompensation
DE1573424A1 (de) Vorrichtung zur Materialuntersuchung mit Ultraschall
DE2511750C2 (de) Verfahren zur quantitativen werkstoff-korngroessenbestimmung
DE3441894C2 (de)
DE1013898B (de) Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen
DE1573627C3 (de) Ultraschall- Impuls- Echo- oder Durchstrahlungsverfahren für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung von elektrisch leitenden Materialien, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verwendungen des Verfahrens zur Ankopplungskontrolle und zur Dickenmessung des Prüflings
DE1205305B (de) Einrichtung zur kontinuierlichen Messung des Fuellstandes eines eine Fluessigkeit enthaltenden Behaelters mittels Schallwellen
DE1904837C3 (de) Ultraschall- MeBvorrichtung zur Werkstoffprüfung durch Impulslaufzeitmessung von Longitudinalwellen
EP1003614B1 (de) Prüfkopf für die ultraschallprüfung nach dem impuls-echo-verfahren
DE929153C (de) Ultraschall-Schwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschall-Impulsen
EP0086531A1 (de) Anordnung zur Untersuchung mit Ultraschall
DE2036613C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren von Diskontinuitäten hinsichtlich ihrer geometrischen Daten mittels eines auf die Diskontinuität gerichteten Bündels aus wiederkehrenden kurzen akustischen Impulsen
DE1116455B (de) Ultraschallwandler zur Aussendung und zum Empfang von mechanischen Impulsen in bzw. aus einem Gegenstand
DE1573611A1 (de) Schwingeranordnung fuer die Werkstoffpruefung und Wanddickenmessung nach dem Ultraschallechoverfahren
DE971993C (de) Schallkopf zur Schraegeinstrahlung von Ultraschallimpulsen in Pruefkoerper
DE1015613B (de) Ultraschalldickenmesser
DE1210210B (de) Schallkopf fuer die Ultraschall-Werkstoffpruefung
DE1015239B (de) Vorrichtung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschall nach dem Impuls-Echo-Verfahren
DE840071C (de) Echolotgeraet
DE1045111B (de) Vorrichtung zur Pruefung von Werkstuecken