DE1905727C

DE1905727C - Device for distance measurement in ultrasonic testing, in particular for measuring the depth of defects or wall thickness of heavy forgings, hollow bodies, etc.

Info

Publication number: DE1905727C
Authority: DE
Inventors: Gerd 4000 Düsseldorf-Benrath Kleinmann
Original assignee: Stahl- und Röhrenwerk Reisholz GmbH, 4000 Düsseldorf
Publication date: 1972-07-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung bei der Ultraschull-Prüfung, insbesondere zur Fehlertiefen- oder Wandstärkenmessung schwerer Schmiedestücke, Hohlkörper usw., mit einem Entfernungsverglcichsstandard, je einem Ultraschallprüfkopf für den Prüfling und den Verglcichsstandard und mit einer Bildschirm-Anzeigevorrichtung zum Vergleich der von den beiden Ultraschallprüfköpfen empfangenen Ultraschallimpulse. The invention relates to a device for measuring distances in ultrasonic testing, in particular for measuring the depth of defects or wall thickness of heavy forgings, hollow bodies, etc., with a distance comparison standard, one ultrasonic probe each for the test item and the comparison standard and with an on-screen display device for comparing either of the two Ultrasonic probes received ultrasonic pulses.

Bei den bisher üblichen Verfahren zur Entfernungsmessung von Reflexionsstellen bei der Ultraschall-Prüfung, beispielsweise von Schmiedestücken, wurde ein Eichkörper benutzt, dessen Rückwandccho bzw. -cchos so cinjusticrt wurden, daß sie unter Berücksichtigung der Nullpunktkorrektur in einem bestimmten Verhältnis zu der auf der Skala des Bildschirmes vorhandenen Einteilung standen. Der sich hieraus ergebende Maßstab wurde als Umrechnungsfaktor von Skalenintervallen in mm benutzt. With the previously common methods for measuring the distance of reflection points in ultrasonic testing, For example, for forgings, a calibration body was used, the back wall of which was or -cchos were so cinjusticrt that they were taking into account the zero point correction in a certain ratio to that on the scale of the screen existing classification. The resulting scale was used as a conversion factor for scale intervals in mm.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß stets Eichkörper ausreichender Dicke und großer Genauigkeit während des Prüfvorganges am Prüfort vorhanden sein müssen, da nach jeder Umschaltung des Bereichs- oder Maßstabschalters eine neue Eichung erfolgen muß. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß zur Erhaltung eines einfachen Berechnungsmaßstabes, z. B. 1:10 oder 1:5, die volle Ausnutzung des Bildschirmes nicht immer gewährleistet ist. Unter der Voraussetzung daß die gesamte Prüfstrecke auf dem Bildschirm sichtbar gemacht wird, ist die Ablesegenauigkeit durch die ungenügende Ausnutzung des Bildschirmes beeinträchtigt. Die in bekannter Weise durchgeführte Eichcinstellung läßt beispielsweise eine Umschaltung auf andere Bereiche oder auf die Tiefenlupe nicht zu, da hierdurch die Eichcinstellung wieder ungültig würde.The disadvantage of this method is that calibration bodies are always of sufficient thickness and great accuracy must be present at the test location during the test process, since each time the Range or scale switch a new calibration must be carried out. Another disadvantage arises from the fact that to maintain a simple calculation scale, z. B. 1:10 or 1: 5, the full Utilization of the screen is not always guaranteed. Provided that the entire Test track is made visible on the screen, the reading accuracy is insufficient due to the Use of the screen impaired. The calibration adjustment carried out in a known manner leaves For example, switching to other areas or to the depth magnifier is not possible, as this results in the Calibration setting would become invalid again.

Es hat sich bei zahlreichen Ultraschall-Prüfgeräten auch als nachteilig erwiesen, daß ein bestimmter Punkt der Zeitachse seinen Standort durch Spannungsschwankungen verändern kann, was bei Nichtbeachtung zu Fehlmessungen führt.It has also proven to be disadvantageous in numerous ultrasonic testing devices that a certain Point of the time axis can change its location due to voltage fluctuations, which if not observed leads to incorrect measurements.

Es ist beispielsweise auch bekannt, daß man unterdrückte Nachschwingungen eines Impulses (Bildschirm-Kosmetik) dadurch nachweisen kann, daß ein Impuls mit veränderlicher Laufzeit erzeugt wird, den man kontinuierlich von rechts an das betreffende Echo heranschiebt. Dies ist mit einer veränderlichen Reflektorstrecke im Wasser möglich, die mit einem zweiten Prüfkopf an das Ultraschall-Gerät mit angeschlossen wird. Infolge Interferenz mit den in Wirklichkeit vorhandenen Nachschwingungen zeigt der Meßimpuls bei der Annäherung verschiedene Minima und Maxima (J. u. H. K rau tk ram er: Werkstoffprüfung mit Ultraschall, 2. Auflage, Berlin—Heidelberg—New York, 1966, S. 168 und 169). It is also known, for example, that suppressed post-oscillation of a pulse (screen cosmetics) can be demonstrated by generating a pulse with a variable transit time, which is continuously pushed from the right to the echo in question. This is possible with a variable reflector section in the water, which is connected to the ultrasonic device with a second probe. As a result of interference with the post-oscillations that actually exist, the measuring pulse shows various minima and maxima as it approaches (J. and H. K rau tk ram he: materials test with ultrasound, 2nd edition, Berlin-Heidelberg-New York, 1966, p. 168 and 169).

Zur Entfernungsmessung bzw. Fehlerortbestimmung bei der Ultraschall-Prüfung nach der Impuls' reflexionsmethode zur Fehlertiefen- und Wandstärkenmessung ist das vorstehend beschriebene Verfahren ungeeignet.For distance measurement or fault location determination in the ultrasonic test after the pulse ' reflection method for measuring the depth of defects and wall thickness, the method described above is unsuitable.

Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung bzw. Fehlerortbestimmung bei der Ultruschall-Prüfung, insbesondere schwerer Schmiedestücke, mit der ohne Einsatz mehrerer Eichkörper eine Fehlertiefen- oder Wandstärkenmessung erfolgt, d. h. ohne daß eine neue Eichung bzw. NuII-puttküiorrcktur durchgeführt werden muß; ferner die Erzielung einer höheren Ablesegenauigkeit gegenüber bisher bekannten Geräten. The object of the invention is a device for distance measurement or fault location determination in ultrasonic testing, in particular heavy forgings, with which a fault depth or wall thickness measurement is carried out without the use of several calibration bodies, ie without a new calibration or zero-puttküiorckur having to be carried out; also the achievement of a higher reading accuracy compared to previously known devices.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung vorgeschlagen, daß der Vergleichsst&ndard in an sich bekannter Weise aus einem in einem mit flüssigem Medium gefüllteu Behälter stufenlos verstellbaren Reflektor besteht, daß der Reflektor so verschoben wird, daß sich die beiden vom Prüfling und vom Reflektor empfangenen Ultra-In order to achieve this object, it is proposed in a device mentioned at the outset that the comparison standard in a manner known per se from a container filled with a liquid medium continuously adjustable reflector is that the reflector is moved so that the two Ultra-

schall-Impulsc auf der Bildschirm-Anzeigevorrichtung deckungsgleich überlagern und daß auf dem Behälter eine auswechselbare, geeichte Skala zur Entfernungsablesung vorgesehen ist.sound impulses on the screen display device superimpose congruent and that on the container an exchangeable, calibrated scale for distance reading is provided.

Vorteilhafterwei.se sind die Prüfköpfe über einen mit Schaltern sowie Potentiometern ausgerüsteten Verteilerkasten mit dem Bildschirm verbunden, so daß Prüfling und Vergleichsecho auf den Bildschirm übertragen werden. Durch entsprechende Schalter am Verteilerkasten können die genannten Echos auch getrennt sichtbar gemacht werden. Die Einstellung der Reflektoren bis zur Deckungsgleichheit erfolgt durch Verschieben einer Anzeigevorrichtung, die über eine auswechselbare, geeichte Skala gleitet. Die Einteilung dieser Skala ist entsprechend der Schallgeschwindig-The probes are advantageously equipped with switches and potentiometers Distribution box connected to the screen, so that the test item and comparison echo on the screen be transmitted. The echoes mentioned can also be separated by means of appropriate switches on the distribution box be made visible. The reflectors are adjusted until they are congruent Moving a display device that slides over an exchangeable, calibrated scale. The introduction this scale is corresponding to the sound velocity

kcitsverhältnisse zwischen dem flüssigen Medium der Meßeinrichtung und dem Material des Prüflings so berechnet, daß die jeweiligen Entfernungen ohne Umrechnung direkt in Millimeter ablesbar sind. Hierbei ist die Abhängigkeit der Schallgeschwindig-Conditions between the liquid medium of the measuring device and the material of the test object are as follows calculated that the respective distances can be read directly in millimeters without conversion. Here the dependence of the sound velocity is

keit von der Temperatur des flüssigen Mediums berücksichtigt.is taken into account by the temperature of the liquid medium.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Vergleichsecho aus einem in einem flüssigen Medium, z. B. Glyzerin, beweglich angeord-When using the device according to the invention, a comparison echo is made of one in one liquid medium, e.g. B. glycerine, movably arranged

neten Reflektor empfangen und gleichzeitig mit dem aus dem Prüfling herrührenden Echo auf dem Bildschirm sichtbar gemacht. Nach deckungsgleicher Einstellung der vorgenannten Anzeigen ist die Entfernung des aus dem Prüfling empfangenen Echos anreceived reflector and at the same time with the echo originating from the test item on the screen made visible. After congruent setting of the aforementioned displays, the distance is of the echo received from the device under test

einer geeichten Skala ablesbar. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß mehrere Vergleichsechos von mehreren Reflektoren sichtbar gemacht werden.readable from a calibrated scale. Another possibility is that several comparison echoes from several reflectors can be made visible.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet gegenüber den bisher üblichen Prüfverfahren eine Reihe von Vorteilen, so entfallen z. B. die Eichung der Zeitlinie und die hierfür benötigten Eichkörper. Ebenso ist eine Nullpunktkorrektur nicht mehr erforderlich. Die Ablesung der Entfernung erfolgt nicht mehr in Skalenteilen, sondern direkt in mm auf einer auswechselbar angeordneten Skala. Diese Skalen sind für beliebige Materialien bzw. Schallgeschwindigkeiten sowie für Longitudinal- und Transversalwellen geeicht.The device according to the invention offers a number of test methods compared to the previously customary test methods of advantages, such. B. the calibration of the timeline and the calibration bodies required for this. as well a zero point correction is no longer required. The distance is no longer read in scale divisions, but directly in mm on an interchangeable scale. These scales are for any material or speed of sound as well as for longitudinal and transverse waves calibrated.

Der Prüfer ist während seiner Arbeit nicht mehrThe examiner is no longer during his work

ss an eine bestimmte Eicheinstellung gebunden. Null· punkt, Bereich, Maßstab und Ttefenlupe können nach Belieben verstellt werden.ss bound to a specific calibration setting. Zero· Point, area, scale and magnifying glass can be adjusted as required.

Durch Spannungsschwankungen und Temperatur· einflüsse bedingte Veränderungen der Zeitlinie kön«Changes in the time line caused by voltage fluctuations and temperature influences can

nen das Meßergebnis nicht mehr beeinträchtigen, da diese Veränderungen vom Vergleichsecho angezeigt werden.can no longer affect the measurement result, since these changes are indicated by the comparison echo.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Vor· richtung bei der Winkelkopfpfüfung von Hohlkör·It is within the scope of the invention that the device for the angle head inspection of hollow bodies

6$ pern usw. eingesetzt werden kann. 6 $ pern etc. can be used.

in der Zeichnung ist eine mögliche Ausführung»· form der erflndungigernößen Vorrichtung schema· tisch dargestellt,in the drawing is a possible implementation »· shape of the invented device scheme shown at the table,

Ein in der Zeichnung ,dargestellter üenälterl nimmt das flüssige Medium und einen beweglich angeordneten Reflektor 2 auf. Auf dem Behälter 1 sind geeichte Skalen 3 auswechselbar und eine Anzeigevorrichtung 4, die mit dem Reflektor 2 verbunden ist, längsbewegliuh über die Skala 3 gleitend angebracht. An einer Stirnfläche des Behälters 1 befindet sich ein Ultraschall-Prüfkopf 5, der über einen Verteilerkasten 8 mit Schalter 9 und Potentiometer 10 mit einer Bildschirm-Anzeigevorrichtung 11 verbunden ist. Das aus einem Prüfling 6 herrührende Echo wird mit Hilfe eines Ultraschall-Prüfkopfes 7 über den Verteilerkasten 8, Schalter 9' und Potentiometer 10' auf die Bildschirm-Anzeigevorrichtung 11 übertragen. A container shown in the drawing receives the liquid medium and a movably arranged reflector 2. Calibrated scales 3 are interchangeable on the container 1 and a display device 4, which is connected to the reflector 2 , is attached to slide longitudinally over the scale 3. An ultrasonic test head 5 is located on one end face of the container 1 and is connected to a screen display device 11 via a distribution box 8 with switch 9 and potentiometer 10. The echo originating from a test object 6 is transmitted to the screen display device 11 with the aid of an ultrasonic test head 7 via the distribution box 8, switch 9 'and potentiometer 10'.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfernungsmessung, z. B. zur Ermittlung der Fehlertiefe in Schmiedestücken usw., wird das vom Prüfling 6 ermittelte Echo in bekannter Wiise auf die Bildschirm-Anzeigevorrichtung 11 übertragen, Mit Hilfe des verstellbaren Reflektors 2, der mit der Anzeigevorrichtung 4 verbunden ist, wird anschließend das Vergleichsecho ebenfalls auf die Bildschirm-Anzeigevorrichtung 11 übertragen und dort mit dem Prüfecho zur Deckung gebracht. An der Anzeigevorrichtung 4 ist nun auf der Skala 3 dis Entfernung bzw. die Fehlertiefe in dem geeichten Maßstab ablesbar. Dieser Maßstab kann in jeder gewünschten Maßeinheit, z. B. mm oder Zoll, geeicht werden.When using the device according to the invention for distance measurement, for. B. to determine the Defect depth in forgings, etc., the echo determined by the test object 6 is based on in a known way the screen display device 11 transmitted, With the help of the adjustable reflector 2, which is with the Display device 4 is connected, the comparison echo is then also on the screen display device 11 and brought there to coincide with the test echo. On the display device 4 can now be read on the scale 3 dis distance or the depth of the error in the calibrated scale. This scale can be in any desired unit of measure, e.g. B. mm or inches.

Der Störeinfluß, der durch die Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von der Temperatur des flüssigen Mediums verursacht wird, kann durch Einschaltung einer Regeleinrichtung mit Thermostat ausgeschaltet werden.The interference caused by the dependence of the speed of sound on the temperature of the liquid Medium caused can be switched off by switching on a control device with a thermostat will.

Claims

Patent claims:

1. Device for distance measurement in the

Ultrasonic testing, especially for measuring the depth of defects or wall thickness of heavy forgings, Hollow bodies etc. with a distance comparison standard, each with an ultrasonic probe

ίο for the test item and the comparison standard and with a screen display device for comparing the two ultrasonic probes received ultrasonic pulses, characterized in that the

equal standard in a manner known per se from a container filled in a liquid medium (1) continuously adjustable reflector (2) consists of shifting the reflector (2) so that that the two from the test item (6) and from

ao reflector (2) received ultrasonic pulses on the screen display device (11) congruent overlay and that on the container an exchangeable, calibrated scale (3) for distance reading is provided.

as

2. Device according to claim 1, characterized in that that the probes (S and 7) have a switch (9 and 9 ') and potentiometers (10 and 10 ') equipped distribution box (8) are connected to the screen (11).

3. Device according to claims 1 and 2,

characterized in that glycerine is used as the liquid medium.

1 sheet of drawings