DE1013898B - Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen - Google Patents
Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels UltraschallimpulsenInfo
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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,
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2
München 2, Witteisbacherplatz 2
Dipl.-Ing. Adolf Lutsch, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden
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-
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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)
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
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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 |
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DES41792A DE1013898B (de) | 1954-12-02 | 1954-12-02 | Ultraschallschwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschallimpulsen |
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Publication Number | Publication Date |
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DE1013898B true DE1013898B (de) | 1957-08-14 |
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ID=7484112
Family Applications (1)
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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. |
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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 |
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1954
- 1954-12-02 DE DES41792A patent/DE1013898B/de active Pending
-
1955
- 1955-12-02 GB GB3464155A patent/GB822898A/en not_active Expired
Patent Citations (3)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB822898A (en) | 1959-11-04 |
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