DE2945202A1

DE2945202A1 - Tragbares ultraschall-pruefgeraet fuer die zerstoerungsfreie werkstoffpruefung

Info

Publication number: DE2945202A1
Application number: DE19792945202
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 5160 Düren Renzel
Original assignee: Krautkraemer GmbH and Co; Krautkraemer GmbH
Current assignee: Krautkraemer GmbH and Co; Krautkraemer GmbH
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1981-05-21
Also published as: DE2945202C2; US4333346A; IT8050100A0

Description

- 5 "
Krautkrämer GmbH 31. Oktober 1979

Luxemburger Str. 449 P/bdl

5ooo Köln 41 K-133

TRAGBARES ULTRASCHALL-PRÜFGERÄT FÜR DIE ZERSTÖRUNGSFREIE

WERKSTOFFPRÜFUNG.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf tragbare Ultraschall (US-) Prüfgeräte für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mit einem Oszillografen-Bildschirm zur Darstellung der gemessenen US-Echos.

Bei bekannten US-Prüfgeräten der erwähnten Art muß vor der eigentlichen Messung zunächst eine relativ zeitaufwändige Justierung des Bildschirms per Hand durch den Prüfer vorgenommen werden. Dieser Justiervorgang erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Probekörpern und muß von Zeit zu Zeit, etwa nach dem Anschalten des Gerätes, wiederholt werden. Außerdem ist nach jedem Wechsel eines Prüfkopfes oder der zu prüfenden Materialart ein entsprechend neuer Justiervorgang des Bildschirmbereichs erforderlich.

Zwar sind aus dem Anlagenbau sogenannte US-Systemgeräte bekannt, bei denen die entsprechenden Justier- und Abgleichvorgänge weitgehend automatisch und rechnergesteuert erfolgen, doch sind derartige Geräte aufgrund ihrer Größe als tragbare US-Geräte nicht verwendbar.

130021/0201

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein US-Gerät der eingangs erwähnten Art anzugeben, das einerseits als tragbares US-Universalgerät verwendet werden kann und daher handlich ist und eine einfache Bedienung erlaubt, und das andererseits den US-Prüfer von einem Großteil der bei bekannten Geräten vorzunehmenden Justier- und Abgleichvorgängen entlastet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Merkmale enthalten die Unteransprüche·

Die vorliegende Erfindung beruht also zum einen auf der Verwendung eines in dem Gerät integrierten Mikroprozessors, der sowohl die zeitgerechte Ansteuerung der einzelnen Geräteeinheiten wie Sender, Empfänger, Sägezahngenerator und Monitor übernimmt, als auch die vorgegebenen Werte (etwa für die Bildbreite oder die Monitorlage) in Zeitwerte bzw. in Taktzahlimpulse umrechnet, die dann eine entsprechende Einstellung der erwähnten Geräteeinheiten bewirken. Durch Verwendung dieses Mikroprozessors wird der üblicherweise bei bekannten US-Prüfgeräten erforderliche hardware-mäßige Aufwand für die US-relevante Elektronik wesentlich verringert.

Zum anderen nützt die Erfindung den ohnehin für die A-BiId-Darstellung benötigten Oszillografen-Bildschirm zur Darstellung zusätzlicher Informationen aus. So dient dieser Bildschirm zusätzlich sowohl zur Anzeige der eingegebenen und gegebenenfalls berechneten Daten, als auch zur Einblendung von Zahlen und Daten sowie des Monitorbalkens quasi gleichzeitig zur gemessenen A-Bild-Darstellung. Schließlich können auch gespeicherte Α-Bilder dargestellt werden.

Die Aufteilung in mehrere Tastaturfelder ermöglicht überdies einen wesentlich platzsparenderen Aufbau als die üblicher-

130021/0201

ORIGINAL INSPECTED

weise in Mikroprozessorsystemen benutzten ASCII-Tastaturen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen .

Es zeigt:

Fig.1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen US-Prüfgerätes;

Fig.2 die Frontansicht eines US-Gerätes gem. Fig.1;

Fig.3a bis 3d einige Bildschirmdarstellungen des Gerätes nach Fig.2, zur Anzeige der vorgegebenen Prüfkopf-, Material- und Bildschirmdater.;

Fig.4 eine A-Bilddarstellung auf dem Bildschirm des Gerätes nach Fig.2 mit Kopfzeile und Monitorbalkendarstellung;

Fig.5 ein Fig.1 erweiterndes Blockschaltbild;

Fig.6 eine Tafeldarstellung auf dem Bildschirm zwecks A-Bildspeicherung- und Wiedergabe;

Fig.7 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Umwandlung der digital vorliegenden und auf dem Bildschirm darzustellenden Information in entsprechende Hellsteuer- und y-Signale zur Steuerung der Kathodenstrahlröhre;

130021/0201

In Fig.1 ist der Mikroprozessor, der die Steuerung der einzelnen Gerätebaueinheit bewirkt, mit 1 bezeichnet (im vorliegenden Fall wurde beispielsweise ein Z-8o Mikroprozessor verwendet). Er enthält u.a. den eigentlichen Prozessor (CPU) 2 und die Speicher 3,4 und 5 sowie den internen BUS 6. Der Mikroprozessor 1 ist über einen PIO-Baustein 7 mit dem Geräte-BUS-System verbunden. Dieses BUS-System besteht aus einem 8 Leitungen aufweisenden Datenbus (A - A„) und einem 8 Leitungen aufweisenden Steuerbus (B - B„). An diese wiederum sind die einzelnen Baugruppen 8 bis 12 sowie das Bedienungsfeld und der Kassettenspeicher 14 angeschlossen.

Bei dem Sender 15, dem Prüfkopf 16 und dem Empfänger 17 handelt es sich um handelsübliche Baugruppen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele für den Trigger 8, den Sägezahngenerator 9 und den Monitor 12 werden in parallelen Patentanmeldungen offenbart und werden außerdem - sofern diese Baugruppen für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind - weiter unten kurz erläutert. Auch die Beschreibung der in dieser Anmeldung erstmals offenbarten Baugruppe 11, die mit "Bildschirmschrift" bezeichnet wurde, erfolgt weiter unten.

Der Sender 15 wird mit Hilfe eines Sendeauslöseimpulses (SAP) - der von dem Mikroprozessor 1 erzeugt und von dem Trigger 8 decodiert wird - getastet. Der elektrische Sendeimpuls gelangt an den Prüfkopf 16 und bewirkt die Abstrahlung eines US-Impulses in das Prüfstück 18. Dort wird der US-Impuls an Ungänzen reflektiert und gelangt wiederum als Echo zum Prüfkopf 16. Der entsprechende elektrische Impuls wird in dem Empfänger 17 verstärkt und gelangt über den Schalter S und den Y-Verstärker 19 an die Y-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 2o. Die X-Ablenkplatten (Zeitablenkung) dieser Röhre sind über einen X-Verstärker 21 mit dem Sägezahngenerator verbunden>während die Hellsteuersignale von der HW-Steuerungs-Baugruppe 1o über einen Z-Verstärker 22 an den Wehneltzylinder gelangen.

130021/0201

Der mit 23 bezeichnete Taktgenerator liefert die zur Taktung der einzelnen Baugruppen 8, 11 und 12 sowie des Mikroprozessors 1 erforderlichenTaktirapulse.

Fig.2 zeigt die Frontansicht eines US-Prüfgerätes, in dem die Schaltung gern'. Fig.1 realisiert ist. Im wesentlichen sind außer dem Bildschirm 24 vier Tastaturfelder T1 bis T4 vorgesehen, wobei ein Drehknopf 25 und eine Vervielfachertaste 26 funktionsmäßig zum Tastenfeld T3 gehören.

Das Tastenfeld T1 besteht aus drei Tasten, die für die Grunddarstellungsarten des US-Prüfgerätes verantwortlich sind. Dabei steht T für die Benutzung des Geräts als Terminal (Tafeldarstellung), A für die konventionelle A-BiId-

>
Darstellung und A für die A-Bild-Darstellung mit zusätzlicher

Cursor- bzw. Kopfzeile.

Das Tastenfeld T2 enthält die Tasten zum Aufruf der Grundfunktionen wie Bildschirm (BS)-, Prüfkopf (PK)-, Material (MA)- und Monitor (MO)-Daten.

Das Tastenfeld T4 stellt zusätzliche Funktionen (Sonderfunktionen) zur Verfugung wie etwa die Aufnahme und Speicherung von Α-Bildern (AS) sowie die Messung von Laufzeiten (LZ).

Wird nun die Taste T gedruckt, so schaltet das Ger^t zunächst die Ultra,schalldarstellung ab, d.h. Schalter S (Fig.1) wechselt in Stellung B. Es erscheinen auf dem Bildschirm dann alle Zeilen der aktuellen - d.h. bereits vorher eingestellten - Funktionstafel.

Die Figuren 3a bis 3d geben Ansichten des Bildschirms 4 mit den verschiedenen Tafeldarstellungen wieder. In der obersten Zeile steht dabei jeweils die Art der Tafeldarstellung (Material, Prüfkopf, Bildschirm, Monitor). Jede Zeile setzt

130021/0201

29A5202

- 1ο -

sich aus einer Cursorstelle (verschiebbar von Zeile zu Zeile mit den Tasten $ , ^. (Fig.2)), einem erläuternden Text (unveränderbar), einem Datenbereich (spezifisch veränderbar über das Tastenfeld T3) und einer Benennung zusammen, die die Art und die Begrenzung der Daten angibt.

Bei Betätigung einer der Tasten der Tastenfelder T2 oder T4 werden der Text und die Benennungen zunächst als unveränderliche Bestandteile aus dem ROM-Speicher 3 (Fig.1) in den dafür vorgesehenen Bereich des Auslese-RAM-Speichers übertragen. Anschließend werden die veränderbaren Teile der Tafel, die Cursorstelle und die Daten aus dem entsprechenden RAM-Speicherbereich 4 in die entsprechenden Stellen des Auslese-RAM-Speichers 5 eingefügt. Die derart komplett zusammengesetzte Tafel wird solange in ständiger Folge über die Bildschirmschrift-Baugruppe 11 ausgelesen bis die näc'.iste Taste gedrückt wird.

Sind die entsprechenden Daten für das zu prüfende Material (Schallgeschwindigkeit, etc.), den verwendeten Prüfkopf (Länge der Vorlaufstrecke, Schallgeschwindigkeit der Vorlaufstrecke etc.), den Darstellungsbereich des Bildschirms (Bildschirmanfang, Bildschirmbreite etc.) und gegebenenfalls der Monitorblende eingegeben, so berechnet der Mikroprozessor aus diesen Werten nach Druck auf die Taste A (oder A) die Einstellwerte für den Trigger 8, den Sägezahngenerator 9 und gegebenenfalls für den Monitor 12.

Anschließend erscheint auf dem Bildschirm 24 das dem Prüfstück entsprechende A-BiId. In dem dargestellten Bild sind die vorher eingegebenen Prüfkopf-, Material- und Bildschirmdaten automatisch berücksichtigt, so daß eine Nachjustierung nicht erforderlich ist. Der Schalter S in Fig. 1 ist, wie dargestellt, mit dem Kontakt A verbunden. Der Sender 15 wird wie bei bekannten US-Geräten dur^ch einen Sendeauslöseimpuls (SAP) in bestimmten konstanten Zeitabschnitten ausgelöst.

- 11 -

130021/0201

29A5202

- Γι -

Allerdings wird der SAP nicht separat hardware-raäßig erzeugt, sondern vom Mikroprozessor 1 geliefert. Der SAP startet sowohl die Triggerstufe 8 (in der der digitale Signalwert außerdem decodiert wird), den Sender 15 und falls erwünscht, die Monitorstufe 12.

Mach Ablauf der vom Mikroprozessor 1 berechneten Haltezeit, erzeugt der Trigger 8 einen Impuls und leitet damit die Erzeugung eines Sägezahnimpulses - mit einer ebenfalls vom Mikroprozessor bestimmten Hinlaufzeit - durch den Sägezahngenerator 9 ein. Der Sägezahnimpuls wird einerseits den X-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 2o zugeführt. Andererseits wird dieses Signal zur Erzeugung des Hellsteuerungssignales HST herangezogen, indem ein Sägezahnimpuls einer entsprechend eingestellten und in Fig.1 nicht dargestellten Schmitt-Triggerstufe zugeführt wird. Diese Stufe erzeugt einen der jeweiligen Hinlaufzeit des Sägezahnimpulses entsprechenden Rechteckimpuls, der über die zentrale Hardwaresteuerung 1o der Z-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre 2o zugeführt wird.

Wird statt der Taste A die Taste A gedrückt, so erscheint auf dem Bildschirm zusätzlich zum gemessenen A-BiId noch eine Kopfzeile und zwar diejenige Zeile,vor der der Cursor in der aktuellen Tafel steht. Diese Kopfzeile wird - unabhängig von ihrer Position in der Tafeldarstellung in den oberen Bereich des Bildschirms 24 gesetzt.

Fig. 4 zeigt eine entsprechende Bildschirmdarstellung. Bei dieser Darstellung schaltet der Schalter S (Fig.1) ständig zwischen den Kontakten A und B hin und her. Während der Verweildauer des Schalters S in Stellung A (Verweilzeit <s» 18 msec) erscheint das A-BiId (entweder einmal oder mehrere Male hintereinander). In der Schalterstellung B (Verweilzeit ca. 2 msec) erscheint einmal die Cursorzeile. Für einen Betrachter erscheinen aufgrund der relativ kurzen Verweilzeiten und der ständigen Wiederholung beide Darstellungen praktisch gleichzeitig.

- 12 -

130021/0201

- i 2 -

Soll zusätzlich zum A-BiId mit Kopfzeile auch noch ein Monitorbalken (entsprechend den vorher eingegebenen Werten für den Monitoranfang, die Monitorbreite und -höhe) dargestellt werden, so betätigt man folgende Tasten: In T2 Taste MO, auf dem Bildschirm 24 erscheint die Tafel "Monitor" (vgl. Fig.3d). Mit den Tasten > und J^. wird der Cursor auf die Zeile "Darstellung" gestellt und mit der Taste "Yes" in T3 wird dann der Monitor eingeschaltet. Der Monitorbalken erscheint dann nach Betätigung der Taste A oder A. Im letzteren Fall wird etwa 18 ms lang abwechselnd ein US-A-BiId,anschließend der Monitorbalken usw. dargestellt. Dann erscheint etwa 2 ms die Cursorzeile usw. Fig. 4 zeigt eine entsprechende Bildschirmdarstellung.

Während der US-A-Bild-Darstellung bleibt der Monitor elektronisch in Funktion und dient zur Bewertung der US-Signale.

Bei dem Betrieb mit zwei Monitoren wird abwechselnd zwischen dem ersten Monitor und zwischen dem zweiten Monitor während 18 ms hin- und hergeschaltet.

Durch die Verwendung des Mikroprozessors 1 ist es möglich, den hardware-mäßigen Teil des US-Prüfgerätes geringer zu halten als dieses bei vergleichbaren bekannten US-Handgeräten bisher möglich war. Die einzelnen Logikoperationen beispielsweise zur Einblendung von Zahlen und Buchstaben etc, erfolgen nicht mehr durch eine aufwendige Hardware (vgl. zum Stand der Technik etwa die DE-OS 23 25 724) sondern durch eine entsprechende Programmierung der ROM- und RAM-Speicher. Aufgrund des geringen erforderlichen Hardwareaufwandes hat es sich als möglich erwiesen, das US-Gerät gem. Fig.1 um einige Gerätebaueinheiten zu erweitern.

Fig.5 zeigt einen Ausschnitt einer gegenüber Fig.1 erweiterten Schaltung. Zusätzlich sind ein Laufzeitmesser 27, ein A-BiIdwandler 28 und eine IEC-BUS Interfaceeinheit 29 für den Anschluß des US-Gerätes an eine zusätzliche nicht dargestellte externe Auswerteeinheit vorgesehen.

- 13 -

130021/0201

ORIGINAL INSPECTED

Das gemessene US-Signal wird außer dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre (Fig.1) auch dem A-Bildwandler 28 (Fig.5) zugeführt und von diesem digitalisiert. Der jeweilige digitale Wert kann wahlweise in dem RAM-Speicher und zusätzlich auch in dem Kassettenspeicher 14 (Fig.1) abgelegt werden. Um diesen Vorgang einzuleiten, wird die Taste AS in T4 (Fig.2) gedrückt. Es erscheint dann die in Fig.6 wiedergegebene Tafel. Mit dem Cursor (Tasten £ oder ^ ) wird die Zeile "Aufnahme" gewählt und der Vorgang der A-Bild-Aufnahme läuft durch Betätigung der Taste "Yes" in T3 automatisch ab. Soll später das gespeicherte A-BiId auf dem Bildschirm 24 dargestellt werden, so braucht lediglich die Zeile "Wiedergabe LIM" : Yes!?" vorgesetzt zu werden.

Sofern erforderlich, kann die gespeicherte A-Bild-Darstellung auch vor der Wiedergabe auf dem Bildschirm 24 mit Hilfe des Mikroprozessors in ei ie .logarithmische Darstellung umgerechnet werden.

Mit Hilfe des Laufzeitmessers 27 wird die Laufzeit der US-Impulse in an sich bekannter Weise gemessen·

Im folgenden wird näher auf die Gerätebaueinheit 11 eingegangen, die für die Decodierung der digital vorliegenden Bildschirminformation verantwortlich ist. Die Schaltung dieser Einheit ist in Fig. 7 dargestellt.

Wie Fig.7 zeigt, besteht die Bildschirmschrift-Einheit im wesentlichen aus zwei Teilbaugruppen. Die erste Teilbaugruppe ist für die Y-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre verantwortlich und setzt sich aus einem Zwischenspeicher 3o, einen D/AWandler 31 und einem Verstärker 32 zusammen. Die zweite Teilbaugruppe, bestehend aus einem zweiten Zwischenspeicher 33, einem Schieberegister 34 und einem elektronischen Schalter 35, bewirkt die Z-Ablenkung (Helligkeitssteuerung) der Kathodenstrahlröhre. Die übergabebefehle für die beiden Zwischenspeicher 3o und 33 gelangen von dem Steuerbus über einen Befehlsdecoder 36 an diese Speicher, während die

- 14 -

130021/0201

Zwischenspeicher 3o und 33 selbst direkt mit dem Datenbus des Gerätebus-Systems CFig.1) verbunden sind.

Soll nun beispielsweise der Bildschirm zur Darstellung der einzelnen Funktionstafeln(z.B. Druck auf die Taste T sowie zwecks Dateneingabe Druck einer der Tasten des Tastaturfeldes 3) verwendet werden, so erfolgt - ähnlich wie beim Fernsehbild - ein zeilenweiser Aufbau der Tafeln . Das Bild wird also zeilenweise von oben links nach unten rechts geschrieben. Es setzt sich bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus maximal 1o Textzeilen (Kommentarzeilen) a 21 Zeichen pro Zeile zusammen. Jede Zeile wird aus 5 Bildzeilen zusammengesetzt (vgl. auch Fig.3a-3d). Jede Bildzeile besteht aus 16 Byte, die über die Parallelschnittstelle 34 Byte für Byte aus dem Auslese-RAM-Speicher 5 (Fig.1) als Helligkeitsinformation an die Z-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre übergeben wird. Im einzelnen läuft folgender Prozess ab:

Der US-Prüfer will beispielsweise neue Bildschirmdaten vorgeben (z.B. Fehleranzeige zwischen 2o und 5o mm Tiefe im Prüfstück 18). Bei Druck auf die Taste MA (Fig.2) überträgt der Mikroprozessor 1 die Tafel für die Materialdaten in den Auslese-RAM-Speicher 5. Über den Datenbus gelangt die digitale Information (Ablenkung des Leuchtstrahls) für die oberste Bildzeile in den Zwischenspeicher 3o. Der Zwischenspeicher 3o wird dazu über den Steuerbus und den Befehlsdecoder 36 veranlaßt. Voraussetzung hierfür ist das Anliegen eines "Ready-Signals" RDYA,das vom PIO-Baustein 7 (Fig.1)geliefert wird. Das "Strobe-Signal" STBA teilt dann dem ΡΙΟ-Baustein die Ausführung des Steuersignals dem Steuerbus mit. Anschließend stehen die im Zwischenspeicher 3o gespeicherten Daten am Digital-Analog-Wandler 31 an und werden auf einen entsprechenden Spannungswert U mittels des Verstärkers 32 verstärkt. Die Spannung U hebt den (bisher noch dunkelgetasteten) Leuchtstrahl der Oszillografenröhre 2o in die oberste linke Ec^ke des Bildschirms .

- 15 -

130021/0201 ORIGINAL INSPECTED

Anschließend wird der Zwischenspeicher 33 mit dem ersten Helligkeitsteuerungs-Byte aus dem Auslese-RAM-Speicher 5 über den Datenbus und mit Hilfe des Steuerbus und des Decoders 36 geladen. Dieser digitale Wert wird dem Parallel-Serien-Wandler 34 übergeben, der im Takt der synchronisierten Frequenz die jeweiligen Helligkeitszustände H(hell) und L(dunkel) dem Schalter 35 übergibt. Die von dem Taktgenerator (Fig.1) erzeugte und rechnersynchrone Frequenz wird erst dann gestartet, nachdem der Sägezahngenerator 9 von der Kippverzögerungsstufe 8 den Triggerimpuls erhalten hat. Mit dem Startkipp-Impuls (Fig.7) startet der links oben stehende Leuchtatrahl der Bildröhre und wandert nach rechts oben. Dabei wird er im Takt der aus dem Schieberegister 34 geschobenen Helligkeitsinformation Z-moduliert. In der Zeit, in der das Schieberegister ausgeschrieben wird, wird über den Zwischenspeicher bereits das nächste Byte Helligkeitsinformation vorbereitet und dann dem Schieberegister nahtlos übergeben, wenn dieses leer ist. Nach 16 Byte Helligkeitsinformation ist der Elektronenstrahl am rechten Rand der Bildröhre angelangt; die erste Bildzeile der obersten Textzeile (Kommentarzeile) ist dargestellt worden.

Während des Rücklaufs des Sägezahnimpulses gelangen keine weiteren Helligkeitssteuerungs-Bytes mehr an die Z-Ablenkung, der Elektronenstrahl ist hierbei also dunkel getastet über das'leere* Schieberegister 3A. Anschließend wird über den Zwischenspeicher 3o, dem D/A-Wandler 31 und dem Verstärker 32 die Spannung· U um den Abstand einer Bildzeile verringert und die nächsten 16 Byte Helligkeitsinfprmation für die 2. Bildzeile der 1. Kommentarzeile werden übertragen.

Nach 5 dieser Schreib-Vorgänge (Bildzeilen) ist eine komplette "Kommentarzeile" bestehend aus 21 Buchstaben auf dem Bildschirm erschienen. Der Mikroprozessor schaltet 3 Bildzeilen tiefer und beginnt mit der nächsten Kommentarzeile. Nach 1o Kommentarzeilen ist der Elektronenstrahl rechts.

- 16 -

130021/0201

unten am Bildschirm angekommen. Der Mikroprozessor entscheidet neu, ob die bereits geschriebene Tafel nochmals erscheinen soll, oder ob entsprechend einer inzwischen eingegebenen Anweisung des US-Prüfers eine andere Darstellungsart oder Funktion ausgeführt werden soll.

Soll auf dem Bildschirm 24 eine Kopfzeile zusätzlich zum A-BiId dargestellt werden (Fig.1 und 4), so erfolgt der Aufbau dieser Kopfzeile wiederum zellenförmig, wie im Falle der obenbeschriebenen Funktionstafeldarstellung (vgl. auch die völlig andere und wesentlich umständlichere Darstellung im Falle der bereits erwähnten DE-OS 23 25 724 sowie bei herkömmlichen Oszillografen.)

Soll außerdem der Monitorbalken dargestellt werden (Fig.4), so wird die Balkenhöhe (Monitorschwelle) als Bildzeilenamplitudenwert 0 über den Zwischenspeicher 3o, den D/AWandler 31 und den Verstärker 32 eingestellt. Der Zustand "Dunkel" wird dann durch eine in Echtzeit (Ultraschallzeit) ablaufende (TTL-) Blende hellgetastet. Hierzu werden die über die Taste MO (Fig.2) und die Tastatur T3 .eingegebenen Werte für den Monitoranfang und die Monitorbreite von dem Mikroprozessor 1 in entsprechende Laufzeitwerte umgerechnet.

Das von dem Decoder 36 gelieferte Signal "Trigger" kann als Triggersignal für den Sägezahngenerator 9 in den Fällen benutzt werden, in denen keine Echtzeit-US-Bild-Darstellung erfolgt, weil in diesen Fällen die bei der A-Bild-Darstellung erforderliche Kippverzögerung aufgrund der Vorlaufstrecke des Prüfkopfes etc. (die der Trigger 8 berücksichtigt) keine Rolle spielt.

Zwar können alle Prüfkopf-, Material-, Bildschirm- und Monitordaten mit Hilfe des Tastaturfeldes 3 eingestellt werden, doch hat sich gezeigt, daß häufig nur eine Zu- oder Abnahme des voreingestellten Wertes um jeweils 1 bit erforderlich ist. Um nicht den gesamten neuen Wert eintasten zu müssen,

- 17 -

130021/0201

hat sich die Verwendung des in Fig. 2 dargestellten Drehknopfes 25 als besonders vorteilhaft erwiesen. Er ist mit einem optischen Winkelkodierer zur Inkrementierung bzw. Dekrementierung des aktuellen Datenwertes der Cursorzeile verbunden.

130021/0201

•Al·

Leerseite

Claims

Krautkrämer GmbH 31. Oktober 1979 Luxemburger Str. 449 P/bdl 5ooo Köln 41 K-133 Patentansprüche

1.1 Tragbares Ultraschall-Prüfgerät für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mit einem Oszillografen-Bildschirm zur Darstellung der gemessenen Ultraschall-Echos, gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) die Steuerung der für die Funktionsweise des Ultraschallgerätes wichtigsten Geräteeinheiten wie Sender (15), Sägezahngenerator (9) und Monitor (12), erfolgt mit Hilfe eines in dem US-Gerät enthaltenen Mikroprozessors (1);

b) das US-Gerät weist mehrere Tastaturfelder (13;T1-T4) auf, über die die gewünschten Bildschirmdaten wie Bildanfang und Bildbreite sowie die zu berücksichtigenden Prüfkopf- und Materialdaten als digitale Werte eingegeben werden können;

c) der. Bildschirm (24) wird außer zur Darstellung der gemessenen Ultraschall-Echos sowohl zur Anzeige der jeweils über die Tastaturfelder (13;T1-T4) eingegebenen Werte als auch zur Darstellung weiterer Funktionen (Monitorbalkendarstellung, gespeicherte A-Bilddarstellung) verwendet.

130021/0201

OfclOiNAL INSPECTED

2. Ultraschall-Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im wesentlichen drei Tastaturfelder (T1-T3) vorgesehen sind (Fig.2), daß durch das erste Tastaturfeld (T1) die Grundfunktion des Gerätes festgelegt wird (Tafeldarstellung, A-Bilddarstellung etc.), daß durch das zweite Tastaturfeld (T2) die Spezifizierung der Tafeldarstellung erfolgt (Bildschirmdaten, Prüfkopfdaten etc.), und daß mit Hilfe des dritten Tastaturfeldes (T3) die Datenvorgabe in die jeweils dargestellte Tafel vorgenommen wird.

3. Ultraschall-Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen Zeilen der dargestellten Tafeln für die Prüfkopf -, Material-, Bildschirm- und Monitordaten folgenden Aufbau besitzen: 1 Cursorstelle, die von Zeile zu Zeile verschiebbar ist, einen erläuternden Text, der unveränderbar ist, einen Datenbereich, der mit dem Tastaturfeld T3 verändert werden kann und einer Benennung, die die Art und die Begrenzung der Daten angibt.

A. Ultraschall-Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich zu den drei Tastaturfeldern (T1-T3) ein viertes Tastaturfeld (TA) vorgesehen ist, mit dem die Messung/Berechnung und Darstellung von Sonderfunktionen (gespeicherte A-Bildermittlung und -Darstellung, Laufzeitmessung etc) vorgegeben wird.

5. Ultraschall-Prüfgerät nach Anspruch 2 bis A, dadurch gekennzeichnet , daß dem dritten Tastaturfeld (T3) ein Drehknopf (25) zugeordnet ist, mit dem über einem im Ultraschall-Prüfgerät angeordneten Winkelkodierer die Datenwerte quasianalog eingestellt werden können, indem der durch Druck auf die Tastatur vorgegebene Datenwert jeweils nacheinander um eine Einheit erhöht (inkrementiert) oder vermindert (dekrementiert) wird.

130021/0201

ORIGINAL INSPECTED

6. Ultraschall-Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein A-Bildwandler (28) vorgesehen ist, der die gemessenen US-Signale digitalisiert, wobei die entsprechenden digitalen Werte entweder nur in einem dem Mikroprozessor (1) zugeordneten Speicher (5) oder auch auf einer Kassette 14} gespeichert werden.

7. Verfahren zum Betrieb des Ultraschall-Prüfgerätes nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung der Tafeln für die Prüfkopf-, Material-, Bildschirm- und Monitordaten sowie zur Darstellung einer Kopfzeile zusätzlich zum gemessenen A-BiId, ein zellenförmiger Bildaufbau mit Helligkeitsmodulation (Fernsehbild) verwendet wird, und daß die Kippfrequenz des Sägezahngenerators (9) vorzugsweise einen konstanten und von der A-Bilddarstellung im allgemeinen verschiedenen Wert aufweist.

8. Verfahren zum Betrieb des Ultraschall-Prüfgerätes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Inforrnationswerte über die jeweilige Zeilenhöhe aus dem Mikroprozessor (1) über den Datenbus des Gerätes in einen ersten Zwischenspeicher (3o) gelangen, daß diese Informationswerte dann in einen entsprechenden analogen Wert umgewandelt, anschließend verstärkt und schließlich den Y-Platten der Kathodenstrahlröhre (2o) zugeführt werden, daß die digitalen Helligkeitsmodulationswerte ebenfalls über den Datenbus in einen zweiten Zwischenspeicher (33) gelangen, daß diese Werte dann über einen Parallel-Serienwandler (34) und einen elektronischen Schalter (35) der Z-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre (2o) zugeführt werden, und daß die Übergabebefehle für die beiden Zwischenspeicher (3o, 33) von einem Befehlsdecoder (36) gegeben werden, der über den Steuerbus des Gerätes mit dem Mikroprozessor (1) in Verbindung steht.

130021/0201

9. Verfahren zum.Betrieb des Ultraschall-Prüfgerätes nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (1) zur Darstellung eines gespeicherten Α-Bildes konstante Helligkeitswerte vorgibt, wobei die entsprechenden digitalen Informationen über den Datenbus, einen Zwischenspeicher (33) und einen Parallel-Serienwandler (34) an die Z-Ablenkung der Kathodenstrahlröhre (2o) gelangen, und daß die gespeicherten Amplitudenwerte des Α-Bildes über den Datenbus, einen zweiten Zwischenspeicher (3o), einen D/A-Wandler (31) und einen Verstärker (32) an die Y-Platten der Kathodenstrahlröhre (2o) geführt werden.

10. Verfahren zum Betrieb des Ultraschall-Prüfgerätes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Darstellung des Monitorbalkens die Höhe des Balkens von dem Mikroprozessor über den Datenbus, einen Zwischenspeicher (3o), einen D/A-Wandler (31) mit nachgeschaltetem Verstärker (32), der mit den Y-Platten der Kathodenstrahlröhre 2o verbunden ist, eingestellt wird, und daß der Anfang und die Breite des Monitorbalkens durch eine in Echtzeit ablaufende Blende bestimmt ist, wobei das Blendensignal über einen Schalter (35) die Kathodenstrahlröhre (2o) helltastet.

11. Ultraschall-Prüfgerät nach Anspruch 7 bis 1o, dadurch gekennzeichnet , daß zur Darstellung zusätzlicher Informationen auf dem Bildschirm (24) nur eine einzige Schaltungsvorrichtung (11 ) vorgesehen ist, die im wesentlichen aus zwei Teilbaugruppen besteht, wobei die erste Teilbaugruppe aus einem mit dem Daten-Bus in Verbindung stehenden Zwischenspeicher (3o), einem diesem nachgeschalteten D/AWandler (31) sowie einem Verstärker (32) besteht und die zweite Teilbaugruppe einen ebenfalls mit dem Datenbus in Verbindung stehenden Zwischenspeicher (33), einem dem Zwischenspeicher nachgeschalteten Schieberegister (34), und einem dem Schieberegister folgenden elektronischen Schalter (35) enthält, und daß die Freigabe und Ladung der Zwischenspeicher (3o, 33) mit Hilfe eines Befehldecoders (36) vorgenommen wird, der mit dem Steuerbus in Verbindung steht.

130021/0201