DE4027161A1 - Vorrichtung zur pruefung von laenglichen gegenstaenden mittels ultraschallwellen - Google Patents
Vorrichtung zur pruefung von laenglichen gegenstaenden mittels ultraschallwellenInfo
- Publication number
- DE4027161A1 DE4027161A1 DE4027161A DE4027161A DE4027161A1 DE 4027161 A1 DE4027161 A1 DE 4027161A1 DE 4027161 A DE4027161 A DE 4027161A DE 4027161 A DE4027161 A DE 4027161A DE 4027161 A1 DE4027161 A1 DE 4027161A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- probes
- ultrasound
- line
- ultrasonic
- receiving
- 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.)
- Granted
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 90
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 44
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 10
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 6
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2487—Directing probes, e.g. angle probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien
Werkstoffprüfung von länglichen Gegenständen mittels Ultraschallwellen, die von
mindestens einem Sende-Ultraschallkopf erzeugt und in den jeweiligen Gegenstand
über ein Ankopplungsmedium eingeschallt werden, wobei eine Empfangseinrichtung
für Ultraschallwellen vorgesehen ist, die von Fehlstellen im Gegenstand reflektiert
werden und in der Empfangseinrichtung Ausgangssignale erzeugen, die in einer
Auswerteanordnung auf das Vorhandensein von Fehlern im Gegenstand bewertet
werden.
Bei bekannten Vorrichtungen zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall
werden mittels Prüfschaltungen Anregeimpulse erzeugt, mit denen
Ultraschallschwinger, z. B. in Form von Ultraschallprüfköpfen, zur Abgabe von
Ultraschallwellen angeregt werden. Die Ultraschallschwinger sind über ein Medium,
beispielsweise Wasser, an die Prüflinge angekoppelt. Für den Empfang von
Ultraschallwellen, die im Prüfling reflektiert werden, sind Ultraschallprüfköpfe
vorgesehen, die Ultraschallwellen in elektrische Signale umwandeln, die von
Prüfschaltungen durch z. B. Zeittore und Blenden ausgewählt, verstärkt und bewertet
werden. Die Bewertung bezieht sich auf die Amplituden der Signale und auf die
Laufzeiten zwischen den Signalen. Die Prüfinformation, z. B. die Amplituden,
Grenzwertüberschreitungen, Laufzeiten usw. können mit einer
Datenverarbeitungseinrichtung erfaßt, ausgewertet, protokolliert und auf einem Monitor
angezeigt werden.
Zum Beispiel beim Schrägwalzen von Walzerzeugnissen können in diesen Fehlstellen
entstehen, die unter einem Neigungswinkel zur Längsachse verlaufen. Im Material
können auch vor dem Schrägwalzen schon Fehlstellen vorhanden sein. Wenn solche
Fehler gegen die Längsachse des jeweiligen Gegenstandes unter einem Winkel von
z. B. 45° geneigt sind, verändert sich nur die Winkellage, jedoch nicht die Orientierung
der Fehler beim Walzen. Üblicherweise liegen derartige Fehlstellen nach dem Walzen
im Bereich zwischen 5° und 50°.
Derartige gegen die Längsachse geneigte Fehler müssen bei der zerstörungsfreien
Prüfung ebenfalls erfaßt werden. Eine mögliche Vorrichtung zur Erkennung der
vorstehend beschriebenen Fehler besteht aus ringförmig angeordneten
Ultraschallprüfköpfen, die als Sender und/oder Empfänger für Ultraschallwellen
arbeiten. Dabei werden grundsätzlich nur Fehler gemessen, die unter einem Winkel
von 45° bzw. 135° gegenüber der Längsachse des Werkstückes verlaufen. Die
Ultraschallprüfköpfe sind bezüglich des Einschallwinkels einzeln auszurichten, damit
auch die schräg zur Längsachse verlaufenden Fehlstellen erfaßt werden. Eine derartige
Vorrichtung ist aufwendig. Die Einstellung der Ultraschallprüfköpfe erfordert viel Zeit.
Darüber hinaus ist nur eine relativ geringe Prüfgeschwindigkeit erreichbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art so auszubilden, daß Fehler, die in den länglichen Gegenständen
gegen die Längsachse eine Neigung von wesentlich weniger als 90° haben, auf
möglichst einfache Weise erfaßt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens drei
Ultraschallprüfköpfe in einer Reihe nebeneinander längs einer Linie angeordnet sind
oder deren abschallende Prüfkopfoberflächen parallel zu der Linie verlaufen, daß die
äußeren Ultraschallprüfköpfe als Empfangs-Ultraschallprüfköpfe und der oder die von
diesen umgebenen zumindest als Sende-Ultraschallprüfköpfe ausgebildet sind und daß
die Linie gegen die Längsachse des Gegenstandes unter einem Winkel αD mit
0°<αD<45° oder 135°<αD<180° geneigt ist.
Zwischen dem Gegenstand und der Reihe der Ultraschallprüfköpfe findet während der
Prüfung eine Relativbewegung statt. Die Oberflächenabschnitte des Gegenstandes
werden nacheinander schraubenlinienförmig an den Ultraschallköpfen vorbeibewegt.
Die Ultraschallprüfköpfe können stationär sein, während der Gegenstand in seiner
Längsrichtung transportiert und zugleich gedreht wird. Die umgekehrte Anordnung ist
ebenfalls möglich.
Während Längs- und Querfehler auf die übliche Art erfaßt werden können, bietet die
oben beschriebene Vorrichtung die Möglichkeit, auch "Schrägfehler" mit einfachen
Mitteln aufzufinden. Insbesondere sind drei Ultraschallprüfköpfe in einer Reihe
angeordnet, wodurch sich ein besonders einfacher Aufbau ergibt. Der Winkel zwischen
der Längsachse des jeweiligen Gegenstandes und der Einwirkungsrichtung eines
Werkzeugs, wie z. B. schräg gestellter Walzen, wird für die Bearbeitung des
Gegenstandes eingestellt und ist daher üblicherweise vorgegeben. Anhand dieses
Winkels läßt sich die Änderung der Winkellage von Schrägfehlern während z. B.
eines Walzens ungefähr voraussagen. Es hat sich gezeigt, daß mit der oben
beschriebenen Vorrichtung eine besonders gute Fehlererkennung möglich ist, wenn die
Neigung der Linie der Ultraschallprüfköpfe ein Drittel der Neigung eines Fehlers
gegen die Längsachse des jeweiligen Gegenstandes beträgt.
Um Fehler z. B. mit einem Neigungswinkel von 15° gegen die Längsachse eines
Gegenstandes feststellen zu können, ist ein Winkel der Linie von 5° gegenüber der
Längsachse des jeweiligen Gegenstandes vorzusehen. Mit Neigungswinkeln der Linien
von 10°, 15° oder 18° gegenüber der Längsachse können grundsätzlich Fehler bis zu
30°, 45° oder 60° Neigung gegenüber der Längsachse erfaßt werden.
Der die Ultraschallwellen sendende mittlere Ultraschallprüfkopf kann auch als
Empfangs-Ultraschallprüfkopf arbeiten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind den für den Empfang eingerichteten
Ultraschallprüfköpfen in einer Auswerteanordnung Verstärker nachgeschaltet, wobei
die Verstärkungsfaktoren für die beiderseits eines Sende-Ultraschallprüfkopfes
angeordneten Empfangs-Ultraschallprüfköpfe höher eingestellt sind als der
Verstärkungsfaktor für den Sende-/Empfangs-Ultraschallprüfkopf. Insbesondere wird
der Verstärkungsfaktor bis 10mal größer als der Verstärkungsfaktor des dem Sende-/
Empfänger-Ultraschallprüfkopfes nachgeschalteten Verstärkers eingestellt.
Es hat sich gezeigt, daß der Empfänger des Sende-/Empfangs-Ultraschallprüfkopfes in
einer Anordnung, wei sie oben beschrieben ist, bei Schrägfehlern in etwa mit einer
Neigung der Fehler gegen die Längsachse vom Dreifachen der Neigung der Linie der
Ultraschallprüfköpfe höhere Amplituden der Fehlersignale erzeugt als die
benachbarten Ultraschallprüfköpfe, sofern die Fehler von der "Idealneigung" nicht um
mehr als 5° abweichen. Weichen die tatsächlichen Fehler jedoch mehr als 5° von der
Idealneigung ab, bei der die Neigung der Linie der Ultraschallprüfköpfe ¹/₃ der
Neigung der angenommenen Fehler beträgt, erzeugen die beiderseits des Sende-
Ultraschallprüfkopfes angeordneten Empfangs-Ultraschallprüfköpfe höhere Amplituden.
Solche Amplituden reichen für die Fehlererkennung völlig aus, so daß auf die
Verwendung des Sende-Ultraschallprüfkopfes als Empfänger verzichtet werden kann,
um den meßtechnischen Aufwand zu reduzieren.
Das Prüfkopflineal kann auch aus aneinandergereihten Einzelprüfköpfen bestehen,
die stufenförmig verlaufen, um so von Prüfkopf zu Prüfkopf einen gleichen Abstand
zum Gegenstand zu erzielen. Hierdurch ergeben sich gleiche Einschallcharakteristika,
wodurch eine gleichmäßige Erfassung der Signale gewährleistet ist. Selbstverständlich
verlaufen die von den Prüfkopfoberflächen (abschallende Flächen) ausgehenden
Normalen parallel zueinander und senkrecht zu der zuvor beschriebenen Linie.
Durch die stufenförmige Anordnung ergibt sich des weiteren eine geringe Bautiefe.
Dies macht sich vorteilhaft hinsichtlich des Volumens des Prüfbeckens und der
Auslegung der Mechanik bemerkbar.
Vorzugsweise können auch mehr als drei Prüfköpfe zur Erzielung einer höheren
Prüfgeschwindigkeit entlang einer Linie angeordnet werden, wobei vorzugsweise jeweils
drei aufeinanderfolgende Prüfköpfe zur Gewinnung einer Meßeinheit aus Empfangs-/
Sende- und Empfangs-Ultraschallprüfkopf geschaltet werden, wobei gegebenenfalls
der Sende-Ultraschallprüfkopf auch als Empfangs-Ultraschallprüfkopf arbeiten kann.
Ein weiterer besonders hervorzuhebender Lösungsvorschlag sieht vor, daß die
Einschallwinkel der einzelnen Prüfköpfe voneinander abweichen, also individuell
eingestellt werden können. Hiedurch können in einem noch größeren Winkelbereich
Fehler festgestellt werden.
Ferner ist ganz allgemein noch zu bemerken, daß nach der erfindungsgemäßen Lehre
nicht nur Schrägfehler, die durch Bearbeitung eines Werkstücks ausgebildet bzw.
geprägt werden, erfaßt werden können, sondern auch solche, die im Prüfling an sich
vorhanden sein können. Hierzu gehören z. B. Einschlüsse im Vormaterial.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur
aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in
Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung
zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigt
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von länglichen
Gegenständen mit einer aus drei Prüfköpfen bestehenden Meßanordnung,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von länglichen
Gegenständen mit einer aus drei Prüfköpfen bestehenden Meßanordnung,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer der ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von
länglichen Gegenständen entsprechenden, mehr als drei Prüfköpfe umfassenden
Meßanordnung,
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von länglichen
Gegenständen entsprechenden, mehr als drei Prüfköpfe umfassenden
Meßanordnung und
Fig. 5 Einzelheiten der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtungen.
Eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von länglichen Gegenständen
mit regelmäßiger geometrischer Oberfläche, insbesondere von Rohren (1) oder
Stangen, enthält drei Ultraschallprüfköpfe (2, 3, 4), die in einer Reihe
nebeneinander angeordnet sind.
Die Ultraschallprüfköpfe (2, 3, 4) können aus einem Schwinger bestehen, der
sich durch Auftrennen einer Elektrode wie drei Einzelschwinger verhält.
Der mittlere Ultraschallprüfkopf (3) arbeitet als Sende-Ultraschallprüfkopf oder als
Sende-/Empfangs-Ultraschallprüfkopf. Die beiden äußeren Ultraschallprüfköpfe (2,
4) sind Empfangs-Ultraschallprüfköpfe.
Dadurch, daß die Ultraschallprüfköpfe (2, 3 und 4) quasi einen "Basisschwinger"
besitzen, ändert sich der Abstand zum Werkstück (1) von Prüfkopf zu Prüfkopf.
Die Rohre (1), von denen in Fig. 1 nur eins dargestellt ist, werden in einem
Wasserbad (5) in Richtung ihrer Längsachse (6) an den Ultraschallprüfköpfen (2, 3,
4) vorbeibewegt und gleichzeitig gedreht, so daß die einzelnen Oberflächenabschnitte
schraubenlinienartig nacheinander die Ultraschallprüfköpfe (2, 3, 4) passieren.
Es können auch mehr als drei Ultraschallprüfköpfe in einer Reihe nebeneinander
angeordnet sein (Fig. 3 bzw. Fig. 4). Bei mehr als drei Ultraschallprüfköpfen werden
grundsätzlich drei aufeinanderfolgende Prüfköpfe (E1, E2 und E3 bzw. E2,
E3 und E4 . . .) als Meßeinheit geschaltet, wobei die jeweiligen beiden äußeren
Empfangs-Ultraschallprüfköpfe sind, während der dazwischenliegende zumindest Sende-
und gegebenenfalls Empfangs-Ultraschallprüfkopf ist.
Es besteht die Möglichkeit, die Ultraschallprüfköpfe (2 bis 4 bzw. E1 bis En)
schraubenlinienartig am Rohr (1) vorbeizubewegen.
Die Ultraschallprüfköpfe (2, 3, 4) (Fig. 1) und gegebenenfalls mehr
Ultraschallprüfköpfe (E1 bis En) (Fig. 3) sind in einer Reihe längs einer Linie (7)
angeordnet. In den Fig. 2 und 4 bestehen die Meßeinheiten aus aneinandergereihten
Einzelprüfköpfen (E1′ . . . En′), wobei die abschallenden Schwingerflächen parallel
zueinander und parallel zu der Linie (7) verlaufen.
Durch den Aufbau der Prüfkopflineale durch Einzelprüfköpfe ergibt sich der Vorteil,
daß ein im wesentlichen gleichbleibender Abstand zwischen dem jeweiligen Prüfkopf
(E1′ . . . En′) und dem Werkstück (1) und damit gleichbleibende
Einschallscharakteristika erzielt werden.
In Fig. 4 werden - gleichfalls wie in Fig. 3 - drei aufeinanderfolgende Prüfköpfe (E1′
bis E3′ . . . En-2′ bis En′) zu einer Meßeinheit geschaltet, wobei die jeweils
äußeren Prüfköpfe als Empfangs- und der jeweils eingeschlossene Prüfkopf zumindest
als Sende-Ultraschallprüfkopf arbeiten.
Die Ultraschallprüfköpfe können plan oder linienfokussiert sein.
In den Rohren (1) können Fehlstellen vorhanden sein. Beispielhaft ist in Fig. 1 ein
Fehler (8) dargestellt, der sich im wesentlichen längs der Linie (9) erstreckt, die gegen
die Längsachse (6) unter einem Winkel αF geneigt ist, der größer als 0° und kleiner
als 90° ist (selbstverständlich kann ein Fehler auch zwischen 90° und 180° liegen, was
jedoch aus Gründen der Einfachheit nicht stets erwähnt wird).
Vielfach werden die Rohre (1) durch z. B. Schrägwalzen bearbeitet. Durch das
Schrägwalzen verändern sich die Winkelpositionen der Fehler, d. h., die Winkel αF der
durch die Fehler ihrer Längs- oder Breitenausdehnung verlaufenden Linie (9)
gegenüber der Längsachse (6) werden durch das Schrägwalzen kleiner, so daß kaum
Winkel αF im Bereich von 70 bis 90° auftreten, wenn das Schrägwalzen beendet ist.
Sind zu Beginn des Schrägwalzvorganges Fehler vorhanden, die z. B. im wesentlichen
unter einem Winkel von 45° zur Längsachse (6) verlaufen, dann verändert sich ihre
Lage, wobei der Neigungswinkel nach dem Walzen im Bereich von 5° bis 40° liegen
kann. Die Richtung der Fehler, also deren Orientierung, wird jedoch nicht geändert.
Um derartige Fehler, die auch als "Schrägfehler" bezeichnet werden, zu erfassen,
werden die in einer Reihe nebeneinander, z. B. auf einem Träger, angeordneten
Ultraschallprüfköpfe (2, 3, 4) verwendet, die durch das Wasser an das Rohr (1)
angekoppelt sind. Die drei oder mehr Ultraschallprüfköpfe bilden das Prüfkopflineal
und sind gemeinsam einstellbar.
Um Fehler mit von 0° und 90° (bzw. 90° und 180°) verschiedenen
Neigungswinkeln αF zuverlässig erfassen zu können, sind die Ultraschallprüfköpfe (2,
3, 4) mit ihrer Linie (7) unter einem Winkel αD, der von 0° und 90° (bzw. 90°
bzw. 180°) verschieden ist, gegen die Längsachse (6) geneigt. Es hat sich
gezeigt, daß der Neigungswinkel der Linie (7), d. h., der Neigungswinkel αD des
Prüfkopflineals, gegenüber der Längsachse (6) ein Drittel des Neigungswinkels αF eines
Fehlers gegenüber der Längsachse (6) sein sollte, um diesen Fehler mit hohem
Echosignal zu detektieren. Der Einschallwinkel verläuft dann normal zu der Linie (7)
des Prüfkopflineals. Mit Neigungswinkeln von 5°, 10°, 15° oder 18° der Linie (7) bzw.
des Prüfkopflineals gegen die Längsachse (6) werden Fehler mit Neigungswinkeln von
in etwa 15°, 30°, 45° bzw. 60° ausreichend erfaßt.
Das Prüfkopflineal selbst kann gegenüber der durch die Mittelachse (6) des Rohres
(1) horizontal verlaufenden Ebene derart versetzt sein, daß sich ein Einschallwinkel
von vorzugsweise 19° ergibt (Einschallwinkel gleich Winkel zwischen auftreffendem
Ultraschall und Lot im Auftreffpunkt).
Den Empfänger-Ultraschallprüfköpfen (2 und 4) sind jeweils Verstärker (10, 11)
nachgeschaltet, die sich in einer Auswerteanordnung (12) befinden. Der Sende-/
Empfangs-Ultraschallprüfkopf (3) ist mit seinem Empfangsteil an einen Verstärker (13)
und mit seinem Sendeteil an einen Verstärker (14) angeschlossen. Der Verstärker (14)
wird von einer Sende- und Empfangstaktsteuerung (15) mit Steuersignalen
beaufschlagt. Die Verstärkungsfaktoren der drei Verstärker (10, 11, 13) sind auf
unterschiedliche Werte einstellbar. Die Ausgänge der Verstärker (10, 11, 13) sind
mit einer Einrichtung (16) zur Echoamplitudenprüfung verbunden, bei der es sich um
eine Datenverarbeitungsanlage, z. B. einen Rechner, handelt, die auch einen Monitor
(17) aufweist. Die Sende- und Empfangstaktsteuerung, die Einrichtung (16) und der
Monitor (17) sind Bestandteile der Auswerteanordnung (2), die eine optische und/oder
akustische Meldung bei einem Fehler erzeugt und/oder den Fehler auf einem nicht
näher dargestellten Speichermedium protokolliert.
Die Verstärker (10, 11) der Empfangs-Ultraschallprüfköpfe beiderseits des Sende-
Ultraschallprüfkopfes haben bis 10fach höheren Verstärkungsfaktor als der Verstärker
(13). Dies gilt grundsätzlich für alle beiderseits eines Sende-Ultraschallprüfkopfes
angeordneten Empfangs-Ultraschallprüfköpfe. Es hat sich gezeigt, daß bei Fehlern,
deren Neigung im Winkelbereich von etwa ±5° bis ±15°, bezogen auf αF, liegt, die
empfangenen Ultraschallechos vorzugsweise in die Empfangs-Ultraschallprüfköpfe (2,
4), also die Ultraschallprüfköpfe beiderseits eines Sende-Ultraschallprüfkopfes
gelangen. Zur Reduzierung des empfängerseitigen Aufwandes kann daher die
Empfängerfunktion des Ultraschallprüfkopfes (3) entfallen. Dabei wird auch der
gesamte entsprechende Empfängerkanal eingespart. Der Empfangsteil des
Ultraschallprüfkopfes (3) liefert nur bei Schrägfehlern mit einer Neigung αF ungefähr
3αD eine höhere Amplitude bei empfangenen Ultraschallsignalen als die Empfangs-
Ultraschallprüfköpfe.
Die Diskriminierung von Fehlern innerhalb der mit der Auswerteanordnung (12)
eingestellten Blenden bzw. Tore erfolgt auf Schwellenwertüberschreitung, d. h. normal.
Es können auch Blenden abgeschaltet werden, wenn keine Diskriminierung der
empfangenen Ultraschallechosignale gewünscht wird. Die Blendenbreite ist einstellbar.
Der Beginn einer Blende kann von einem Triggertakt der Sende- und
Empfangstaktsteuerung (15) abgeleitet werden.
Fehler werden durch Bewertung der Ultraschallechoamplitude, die bei jedem von der
Sende- und Empfangstaktsteuerung (15) erzeugten Prüftakt innerhalb der gesetzten
Blende empfangen wird, festgestellt. Es kann für jede Blende und auch für jeden
Empfangskanal ein eigener Schwellenwert vorgegeben werden.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von länglichen
Gegenständen mittels Ultraschallwellen, die von mindestens einem Sende-
Ultraschallkopf erzeugt und in den jeweiligen Gegenstand über ein
Ankopplungsmedium eingeschallt werden, wobei eine Empfangseinrichtung für
Ultraschallwellen vorgesehen ist, die von Fehlstellen im Gegenstand reflektiert
werden und in der Empfangseinrichtung Ausgangssignale erzeugen, die in einer
Auswerteanordnung auf das Vorhandensein von Fehlern im Gegenstand
bewertet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens drei Ultraschallprüfköpfe (2, 3, 4) in einer Reihe
nebeneinander längs einer Linie (7) angeordnet sind oder deren abschallenden
Prüfkopfoberflächen parallel zu der Linie verlaufen, daß die äußeren
Ultraschallprüfköpfe (2, 4) als Empfangs-Ultraschallprüfköpfe und der oder die
von diesen umgebenen Ultraschallprüfköpfe (3) zumindest als Sende-
Ultraschallprüfköpfe ausgebildet sind und daß die Linie (7) gegen die
Längsachse (6) des Gegenstandes unter einem Winkel αD mit 0°<αD<45°
oder 135°<αD<180° geneigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Linie (7) gegen die Längsachse (6) unter einem Winkel (αD) geneigt
ist, der etwa ein Drittel des Winkels (αF) der Neigung derjenigen als
Schrägfehler detektierbaren Fehlstellen im Gegenstand (1) beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel (αD) der Linie (7) im Bereich von 5° bis 20° liegt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei αF<3αD-5° oder αF<3αD+5°
der von den Empfangs-Ultraschallprüfköpfen (2, 4) umgebene Prüfkopf (3)
allein als Sende-Ultraschallprüfkopf arbeitet.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Ultraschallprüfköpfen (2, 3, 4) in der Auswerteanordnung (12)
Verstärker (10, 13, 11) nachgeschalter sind, deren Verstärkungsfaktoren auf
unterschiedliche Werte einstellbar sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärker (10, 11) der in der Reihe außen angeordneten
Ultraschallprüfköpfe einen bis zehnfach höheren Verstärkungsfaktor haben als
die Verstärker (13) für zwischen diesen als Sende-/Empfangsultraschallprüfköpfe
ausgebildeten Prüfköpfen.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jeden Ultraschallempfangsprüfkopf in der Auswerteanordnung (12) die
empfangenen Ultraschallechosignale auf ein Fehlerkriterium überprüfbar sind.
8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehr als drei Ultraschallprüfköpfe ein Prüfkopflineal bilden, wobei drei
aufeinanderfolgende Prüfköpfe jeweils Meßeinheiten bilden, die nacheinander
ansteuerbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sende-Ultraschallprüfkopf einer Meßeinheit Empfangs-
Ultraschallprüfkopf der vorhergehenden bzw. nachfolgenden Meßeinheit ist.
10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Prüfkopflineal aus stufenförmig angeordneten Einzelprüfköpfen besteht,
deren abschallende Prüfkopfoberflächen parallel zueinander und senkrecht
zu der Linie (7) verlaufen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mittlere Abstand der Einzelprüfköpfe zum zu prüfenden Gegenstand
(1) im wesentlichen gleich ist.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einschallwinkel der Einzelprüfköpfe voneinander abweichen.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4027161A DE4027161A1 (de) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Vorrichtung zur pruefung von laenglichen gegenstaenden mittels ultraschallwellen |
| US07/605,360 US5165280A (en) | 1990-08-28 | 1990-10-30 | Device for testing of oblong objects by means of ultrasonic waves |
| ITTO910662A IT1250000B (it) | 1990-08-28 | 1991-08-27 | Dispositivo per l'esame di oggetti di forma allungata mediante onde ultrasoniche. |
| FR9110678A FR2667154A1 (fr) | 1990-08-28 | 1991-08-28 | Dispositif de controle non destructif aux ultra-sons de produits de forme allongee. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4027161A DE4027161A1 (de) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Vorrichtung zur pruefung von laenglichen gegenstaenden mittels ultraschallwellen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4027161A1 true DE4027161A1 (de) | 1992-03-05 |
| DE4027161C2 DE4027161C2 (de) | 1993-04-29 |
Family
ID=6413068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4027161A Granted DE4027161A1 (de) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Vorrichtung zur pruefung von laenglichen gegenstaenden mittels ultraschallwellen |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5165280A (de) |
| DE (1) | DE4027161A1 (de) |
| FR (1) | FR2667154A1 (de) |
| IT (1) | IT1250000B (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007147764A1 (de) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Aluminium Norf Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung von walzen |
| EP2157425A1 (de) | 2008-08-22 | 2010-02-24 | Salzgitter Mannesmann Präzisrohr GmbH | Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von metallischen Werkstücken auf Fehler mittels Ultraschall |
| US7757559B2 (en) | 2007-05-25 | 2010-07-20 | Magnetic Analysis Corporation | Oblique flaw detection using ultrasonic transducers |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2695727B1 (fr) * | 1992-09-14 | 1994-10-28 | Cezus Co Europ Zirconium | Procédé de contrôle ultrasonore en immersion d'une pièce métallique et son utilisation. |
| US5319683A (en) * | 1993-08-09 | 1994-06-07 | Westinghouse Electric Corp. | Calibration arangement and method of calibrating an inspection instrument |
| US5431054A (en) * | 1994-04-07 | 1995-07-11 | Reeves; R. Dale | Ultrasonic flaw detection device |
| US6115326A (en) * | 1998-10-22 | 2000-09-05 | Integrated Medical Systems, Inc. | Ultrasonic micro-machined selectable transducer array |
| US6266983B1 (en) * | 1998-12-09 | 2001-07-31 | Kawasaki Steel Corporation | Method and apparatus for detecting flaws in strip, method of manufacturing cold-rolled steel sheet and pickling equipment for hot-rolled steel strip |
| US6725721B2 (en) * | 2001-10-22 | 2004-04-27 | Magnetic Analysis Corporation | Ultrasonic multi-element transducers and methods for testing |
| US6651502B1 (en) | 2002-04-03 | 2003-11-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for acoustic imaging of a tubular shape |
| DE102004059856B4 (de) * | 2004-12-11 | 2006-09-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur zerstörungsfreien Untersuchung eines Prüfkörpers mittels Ultraschall |
| EP2469276B1 (de) * | 2007-05-15 | 2017-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung eines Prüfgegenstands mit Ultraschallwellen |
| CA3177996A1 (en) | 2010-06-16 | 2011-12-22 | Mueller International, Llc | Infrastructure monitoring devices, systems, and methods |
| US10175135B2 (en) | 2011-08-12 | 2019-01-08 | Mueller International, Llc | Leak detector |
| AU2013334158B2 (en) | 2012-10-26 | 2017-12-14 | Mueller International, Llc | Detecting leaks in a fluid distribution system |
| US9528903B2 (en) | 2014-10-01 | 2016-12-27 | Mueller International, Llc | Piezoelectric vibration sensor for fluid leak detection |
| US10283857B2 (en) | 2016-02-12 | 2019-05-07 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
| US10305178B2 (en) | 2016-02-12 | 2019-05-28 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
| US10859462B2 (en) | 2018-09-04 | 2020-12-08 | Mueller International, Llc | Hydrant cap leak detector with oriented sensor |
| US11342656B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-05-24 | Mueller International, Llc | Nozzle cap encapsulated antenna system |
| US11473993B2 (en) | 2019-05-31 | 2022-10-18 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap |
| US11542690B2 (en) | 2020-05-14 | 2023-01-03 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap adapter |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2751810A1 (de) * | 1977-11-19 | 1979-05-23 | Ibema Gmbh & Co Kg | Ultraschall-pruefvorrichtung zum zerstoerungsfreien pruefen von schweissnaehten |
| DE2939480A1 (de) * | 1979-09-28 | 1981-04-16 | Kubota Ltd. | Verfahren zur ermittlung von rissen u.dgl. in einem rohr mit hilfe von ultraschall |
| DE8403661U1 (de) * | 1984-02-08 | 1984-05-03 | Eberlein, Herbert, Dipl.-Ing., 8871 Bubesheim | Vorrichtung zum anfertigen von bilderrahmen |
| US4641531A (en) * | 1986-03-27 | 1987-02-10 | Reeves Roger D | Ultrasonic inspection apparatus and method for locating multiple defects in eccentric wall tubular goods |
| WO1990003572A1 (de) * | 1988-09-22 | 1990-04-05 | Krautkrämer Gmbh & Co. | Vorrichtung zur ultraschallprüfung langgestreckter, rotationssymmetrischer prüfstücke nach dem einkopf-impuls-reflexionsverfahren |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE929153C (de) * | 1953-01-28 | 1955-06-20 | Siemens Reiniger Werke Ag | Ultraschall-Schwingeranordnung zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mittels Ultraschall-Impulsen |
| DE1026554B (de) * | 1954-09-03 | 1958-03-20 | Siemens Ag | Anordnung zur Pruefung von Walzgut mit Ultraschallimpulsen |
| US3228232A (en) * | 1962-08-23 | 1966-01-11 | American Mach & Foundry | Ultrasonic inspection device |
| US3683680A (en) * | 1970-02-03 | 1972-08-15 | British Railways Board | Ultrasonic flaw detection apparatus |
| ES471752A1 (es) * | 1977-07-15 | 1979-06-16 | Kraftwerk Union Ag | Dispositivo para la verificacion volumetrica de las paredes de las paredes de recipientes o tubos. |
| JPS5763447A (en) * | 1980-10-06 | 1982-04-16 | Toshiba Corp | Ultrasonic flaw detector |
| US4523468A (en) * | 1983-10-03 | 1985-06-18 | Trw Inc. | Phased array inspection of cylindrical objects |
| DE8529564U1 (de) * | 1985-10-17 | 1987-04-09 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Prüfkopf zur Ultraschallprüfung |
| SU1293638A1 (ru) * | 1985-11-10 | 1987-02-28 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения | Способ ультразвукового контрол изделий |
| SU1416904A1 (ru) * | 1986-05-26 | 1988-08-15 | Институт Прикладной Физики Ан Бсср | Ультразвуковой преобразователь |
-
1990
- 1990-08-28 DE DE4027161A patent/DE4027161A1/de active Granted
- 1990-10-30 US US07/605,360 patent/US5165280A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-27 IT ITTO910662A patent/IT1250000B/it active IP Right Grant
- 1991-08-28 FR FR9110678A patent/FR2667154A1/fr active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2751810A1 (de) * | 1977-11-19 | 1979-05-23 | Ibema Gmbh & Co Kg | Ultraschall-pruefvorrichtung zum zerstoerungsfreien pruefen von schweissnaehten |
| DE2939480A1 (de) * | 1979-09-28 | 1981-04-16 | Kubota Ltd. | Verfahren zur ermittlung von rissen u.dgl. in einem rohr mit hilfe von ultraschall |
| DE8403661U1 (de) * | 1984-02-08 | 1984-05-03 | Eberlein, Herbert, Dipl.-Ing., 8871 Bubesheim | Vorrichtung zum anfertigen von bilderrahmen |
| US4641531A (en) * | 1986-03-27 | 1987-02-10 | Reeves Roger D | Ultrasonic inspection apparatus and method for locating multiple defects in eccentric wall tubular goods |
| WO1990003572A1 (de) * | 1988-09-22 | 1990-04-05 | Krautkrämer Gmbh & Co. | Vorrichtung zur ultraschallprüfung langgestreckter, rotationssymmetrischer prüfstücke nach dem einkopf-impuls-reflexionsverfahren |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007147764A1 (de) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Aluminium Norf Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung von walzen |
| US7757559B2 (en) | 2007-05-25 | 2010-07-20 | Magnetic Analysis Corporation | Oblique flaw detection using ultrasonic transducers |
| US8397575B2 (en) | 2007-05-25 | 2013-03-19 | Magnetic Analysis Corporation | Oblique flaw detection using ultrasonic transducers |
| US8997574B2 (en) | 2007-05-25 | 2015-04-07 | Magnetic Analysis Corporation | Oblique flaw detection using ultrasonic transducers |
| US9970904B2 (en) | 2007-05-25 | 2018-05-15 | Magnetic Analysis Corporation | Oblique flaw detection using ultrasonic transducers |
| EP2157425A1 (de) | 2008-08-22 | 2010-02-24 | Salzgitter Mannesmann Präzisrohr GmbH | Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von metallischen Werkstücken auf Fehler mittels Ultraschall |
| DE102008039818A1 (de) | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Salzgitter Mannesmann Präzisrohr GmbH | Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von metallischen Werkstücken auf Fehler mittels Ultraschall |
| DE102008039818B4 (de) * | 2008-08-22 | 2015-10-01 | Salzgitter Mannesmann Precision Gmbh | Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von metallischen Werkstücken auf Fehler mittels Ultraschall |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2667154A1 (fr) | 1992-03-27 |
| ITTO910662A1 (it) | 1993-02-27 |
| ITTO910662A0 (it) | 1991-08-27 |
| IT1250000B (it) | 1995-03-30 |
| US5165280A (en) | 1992-11-24 |
| DE4027161C2 (de) | 1993-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4027161C2 (de) | ||
| DE3751714T2 (de) | Verfahren und Apparatur zum Ultraschallnachweis von Rissen | |
| DE112006001786B4 (de) | Verfahren und System zum Bestimmen von Materialeigenschaften mittels Ultraschalldämpfung | |
| DE2260932C3 (de) | Verfahren zum Bestimmen der RiBtiefe von in Werkstücken auftretenden Rissen | |
| DE1648637A1 (de) | Ultraschall-Pruefeinrichtung fuer Schweissnaehte od.dgl. | |
| EP1491887B1 (de) | Verfahren zum Ermitteln der Porosität eines Werkstückes mittels Ultraschall | |
| EP1649301B1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zur zerstörungsfreien prüfung von gegenständen mittels ultraschallwellen | |
| EP2032978B1 (de) | Ultraschall-prüfgerät mit array-prüfköpfen | |
| DE2617674A1 (de) | Ultraschall-verfahren zur beurteilung bzw. bestimmung von akustischen inhomogenitaeten | |
| EP0160922B1 (de) | Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken oder Bauteilen mit Ultraschall und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE2129110C3 (de) | Verfahren zum Überprüfen von metallischen Schweißnähten auf Fehlerfreiheit mittels Ultraschall | |
| DE10304270B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Auffinden von Fehlstellen, insbesondere in Form von Materialrissen, in einem rotationssymmetrischen Prüfling aus einem zumindest metallische Materialanteile aufweisenden Werkstoff | |
| DE1096077B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Pruefung von Draehten, Stangen, Blechen oder Baendern mittels Ultraschall | |
| DE2238130C3 (de) | Verfahren zur Ermittlung und Kompensation von unterschiedlichen Schallschwächungseigenschaften bei der Ultraschall-Werkstoffprüfung | |
| EP1576363B1 (de) | Ultraschallprüfgerät und verfahren zur auswertung von ultraschallsignalen | |
| EP1087229A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion eines Fehlers mittels Ultraschall | |
| DE19957905C5 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Schweißnähten mittels Ultraschall | |
| DE4022152C2 (de) | ||
| DE102009040748B4 (de) | Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Schweißnähten in Werkstücken mittels Ultraschall | |
| DE2802278C3 (de) | Verfahren und Anordnung zum Nachweis von oberflächennahen Fehlern bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung | |
| BE1027960B1 (de) | Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung | |
| DE102004026995B4 (de) | Vorrichtung zur akustischen Untersuchung eines Messobjektes | |
| DE2852768C2 (de) | Ultraschall-Prüfanlage | |
| DE602005002534T2 (de) | Bestimmung der Fläche einer lateralen Schattenzone in einem Ultraschallprüfungsverfahren | |
| EP2273260B1 (de) | Verbesserte zerstörungsfreie Untersuchung von Hochdruckleitungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |