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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Änderung des im Sichtgerät einer Ultraschallimpulseinrichtung sichtbaren Untersuchungsbereiches, d. h. des Zeitabschnittes, welcher dem Durchgang der Ultraschallwellen durch ein Teilgebiet des geprüften Materials entspricht.
Bei zerstörungsfreien Prüfmethoden, die mittels Ultraschallwellen durchgeführt werden, ist es von Wichtigkeit, bestimmte Teilgebiet des geprüften Materials kontrollieren zu können, z. B. gewisse Gebiete, welche in einer bestimmten Entfernung hinter dem Eindringungspunkt des Ultraschallwellenbändels in das Material gelegen sind. Zwecks eingehender Kontrolle eines solchen Gebietes ist es zweckmässig, auf dem Bildschirm des Sichtgerätes eines Fehlerprüfgerätes das Bild dieses Gebietes in einem möglichst grossen Zeitmassstab bei gleichzeitiger Verzögerung in bezug auf den Einflihrungszeitpunkt des Wellenbündels zu erhalten.
Dies erreicht man durch eine elektrische Verzögerung der Signale, welche das Elektronenblindel in der Kathodenstrahlröhre ablenken, d. h. durch Versetzung der Zeitachse im Verhältnis zum Zeitpunkt der Aussendung des Ultraschallwellensendeimpulses. Das Empfangsgerät der Einrichtung empfängt ununterbrochen die reflektierten Signale, welche durch die Ungleichartigkeit des Materials verursacht werden, aber nur die Signale, welche in einem bestimmten Zeitabschnitt ankommen, werden auf dem Bildschirm der Oszillographenröhre veranschaulicht, die als Anzeigegerät der Anordnung dient. Dank einer solchen Massnahme ist es möglich, die ganze Bildschirmfläche der Oszillographenröhre zur Darstellung eines interessierenden Gebietes auszunutzen.
Durch eine stetige Veränderung der elektrischen Verzögerung des Zeitpunktes des Ablaufes der Zeitbasis im Verhältnis zum Sendeimpuls ist es möglich, den ganzen Materialausschnitt, welcher hinter dem Einflihrungspunkt der Welle liegt, zu beobachten, bis auf eine Entfernung, welche von den Parametern der elektrischen Anord-
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Zeitbasis,Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Schaltung eingangs genannter Art derart auszubilden, dass die Nachteile der vorgenannten Schaltungen, welche mit der Umschaltung der Schwingungszeiten der Verzögerungsmultivii bratoren verbunden sind, eliminiert werden, bei gleichzeitiger Beibehaltung der Eigenschaft, dass jede Änderung des Gebietes der Sichtbarmachung im Sichtgerät einer bestimmten Änderung des Untersuchungsbereiches im Prlifling proportional ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltung eingangs genannter Art mit Takt- und Zeitbasisgenerator da- durch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des Taktgenerators je einer der Eingänge zweier Addierschaltungen angeschlossen ist und zweite Eingänge derselben mit je einer Schaltung zur Einspeisung eines konstanten Poten- tials verbunden sind, der Ausgang der einen Addierschaltung mit einer ersten, zugleich als Amplitudendetektor ausgebildeten verzögerungsschaltung. die an den Auslösekreis des Sendeimpulsgenerators der Ultraschallim- pulseinrichtung angeschlossen ist, und der Ausgang der zweiten Addierschaltung mit einer zweiten, ebenfalls zugleich als Amplitudendetektor ausgebildeten Verzögerungsschaltung, die an den Auslösekreis des Zeitbasis- generators angeschlossen ist, verbunden ist,
und dass der Ausgang des Zeitbasisgenerators ausser zum Sichtgerät auch noch durch eine Kopplungsschaltung zu einem dritten Eingang der ersten Addierschaltung geführt ist.
Diese Lösung der Aufgabe ermöglicht die Erzielung grosser Änderungen der Sichtbereiche wie auch eine genaue und stabile Abbildung des geprüften Gebietes bei gleichzeitiger Einfachheit der konstruktiven Lösung.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Hinweise auf die Figuren be- schrieben. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Schaltung, die Fig. 2 und 3 den Verlauf der
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Spannungen in verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 1 und die Fig. 4 den Schaltplan eines Ausfuh- rungsbeispieles der Schaltung der Fig. 1.
Das Ausgangssignal eines Taktgenerators-l-wird einem der drei Eingänge einer Addierschaltung --2-und einem der zwei Eingänge einer Addierschaltung --3-- zugefUhrt. Der Taktgenerator-l-gibt die Taktfrequenz des Gerätes und erzeugt zu diesem Zweck eine Sägezahnspannung.
An den zweiten Eingang der Addierschaltung --2-- wird eine konstante Spannung von einer Schaltung - angelegt, an den zweiten Eingang der Addierschaltung --3-- wird auch eine konstante Spannung von einer Schaltung --8-- angelegt, die ein Potentiometer --10-- (Fig. 4) aufweist. Die Ausgänge der Addierschal- tungen-2 bzw. 3-- sind an Verzögerungsschaltungen-4 bzw. 5-- angeschlossen. Die Verzögerungsschaltung - erzeugt ein Signal zur Auslösung des Sendeimpulsgenerators, die Verzögerungsschaltung-5-- erzeugt ein Auslösesignal zur Auslösung des Zeitbasisgenerators --6--. Der Ausgang des Zeitbasisgenerators --6-- ist auch durch eine Kopplungsschaltung --9-- mit dem dritten Eingang der Addierschaltung --2-- verbunden.
An den Ausgängen der Addierschaltungen --2 und 3-- erhält man die in Fig. 2a abgebildeten Signale. Die ausgezogene Linie stellt das Signal --U2 -- am Ausgang der Addierschaltung --2-- dar und die gestrichelte Li- nie stellt das Signal--U-am Ausgang der Addierschaltung --3-- dar. Die Verschiebung des Signals von der Addierschaltung --3 -- wird durch die Änderung des konstanten Potentials am Eingang dieser Schaltung mit Hil- fe des Potentiometers --10-- in der Schaltung --8-- erreicht.
Um die Wirkungsweise der Schaltung laut der Erfindung klarer darzustellen, wird die Schaltung zuerst ohne Berücksichtigung der Vorgänge beschrieben, die sich aus der Verbindung des Generators --6-- mit der Addierschaltung --2-- durch die Kopplungsschaltung --9-- ergeben.
Die Verzögerungsschaltungen --4 und 5-- enthalten zwei gleiche Amplitudendetektoren. An den Ausgängen der Schaltungen erfolgt eine sprunghafte Änderung des Signalpegels in dem Augenblick, in dem die Signalamplitude am Eingang den Schwellwert-U-überschreitet.
In der Fig. 2b ist das Ausgangssignal --U4-- von der Verzögerungsschaltung --4-- abgebildet und in der
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voreilen zu lassen oder zu verzögern.
In den Fig. 2e, 2f. 2g und 2h wurden Vorgänge in den gleichen Punkten in dem Fall dargestellt, wenn die Frequenz des Taktgenerators-l-beispielsweise zweimal kleiner ist. Die Änderung der Frequenz des Genera- tors-l-hat die Änderung der Abfallflanke des Sägezahnimpulses am Generatorausgang unter Aufrechterhaltung seiner Amplitude zur Folge.
Die Wirkungsweise der Addierschaltungen --2 und 3 -- hängt nicht von der Flankensteilheit des Sägezahnimpulses vom Taktgenerator-l-ab, weil in diesen Schaltungen die Addierung der Potentiale aller Eingänge dieser Schaltungen erfolgt. Die Wirkung der Verzögerungsschaltungen --4 und 5-- ist also die gleiche wie oben beschrieben, auch bei beispielsweise zweifach verringerter Frequenz. Die Inpulsbreiten der Impulse-U und U -an den Ausgängen der verzögerungsschaltungen --4 und 5-- sind zweimal grösser bei zweifacher Verringerung der Taktfrequenz.
Dadurch ist der Änderungsbereich der Impulsbreite von --U5 -- aus der Verzögerungsschaltung --5-- auch zweimal grösser und die Voreilung bzw. die Verzögerung der Auslösung des Zeitbasisgenerators --6-- im Verhältnis zum Taktimpuls ist auch zweimal grösser im Falle der zweifachen Verringerung der Taktfrequenz. Bei andern als den beispielsweisen Änderungen der Taktfrequenz werden die Verläufe der einzelnen Impulse immer entsprechend proportional den vorgenommenen Taktfrequenzänderungen.
Die Abhängigkeit der Auslösungsverzögerung des zeitbasisgenerators --6-- im Vergleich zum Taktimpuls von der Zeitbasisgeschwindigkeit vomWirkungsbereich des Gerätes erfolgt in der Schaltung laut der Erfindung durch die zusätzliche Verbindung des Ausganges des Zeitbasisgenerators --6-- durch die Kopplungsschaltung --9-- mit dem dritten Eingang der Addierschaltung --2--. Die am Ausgang der Addierschaltung --2-- entstehenden Vorgänge sowie die Vorgänge, die infolge der Wirkung der Kopplungsschaltung --9-- am Ausgang der Verzögerungsschaltung --4-- erscheinen, sind in der Fig. 3 dargestellt, wobei die Fig. 3a den Vorgang am Ausgang der Addierschaltung --2-- und die Fig. 3b am Ausgang der Verzögerungsschaltung --4-- zeigen.
Die Wirkungsweise der Schaltung unter Berücksichtigung der Kopplungsschaltung --9-- wird nachstehend beschrieben. Das Zeitbasissignal-U-wird nach dem Durchlauf durch die Kopplungsschaltung --9-- dem Eingang der Addierschaltung --2-- zugeführt. Nach einer Addierung mit dem Signal vom Taktgenerator-lund mit dem konstanten Potential von der Schaltung --7-- wird das Summensignal an den Eingang der Verzö-
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gerungsschaltung --4-- angelegt. In Abhängigkeit von der Grösse der durch die Verzögerungsschaltung-5- eingeführten Verzögerung kann das Ausgangssignal von der Addierschaltung --2-- so aussehen, wie es beispielsweise. in der Fig. 3a mit gezogener Linie dargestellt wurde.
Dieses Beispiel gilt für den Fall, in dem die Zeitbasisverzögerung grösser als die Taktimpulsverzögerung ist.
Für den Fall, in dem Zeitbasisverzögerung kleiner als die Taktimpulsverzögerung ist, wird das Signal beispielsweise so verlaufen, wie es in der Fig. 3a mit gestrichelter Linie gezeigt ist. Aus dem in der Fig. 3a darge-
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Vergleich ergibt es sich, dass im Falle der kiemeren Zeitbasisverzögerung als dieZeitbasissignals, d. h. vom Wirkungsbereich des Fehlerprüfgerätes abhängig.
Die besprochenen Wirkungsweisen werden in der Anordnung nach Fig. 4 verwirklicht, die ein Ausführungs- beispiel der Summierschaltungen-2 und 3-der Koppelanordnung-9-und der Regelspannungsquellen -- 7 und 8-- darstellt.
Die Summierschaltungen --2 und 3-- sind als Paralleladdierwerke aufgebaut, die auf Widerstände --20,
21 und 22 bzw. 201, 211-- arbeiten, und die Summierung der Ströme der Addierwerkkreise erfolgt am Ein- gangswiderstand des Amplitudendetektors (Verzögerungsschaltung)-4 bzw. 5-. Als Quelle des Regelsignals ist für die Anordnung --7-- ein Widerstandsteiler vorgesehen, der durch stabilisierte Spannungsquellen gespeist ist und der aus Widerständen --25 und 26-- aufgebaut ist, auf welchen das Gleichspannungssignal erzeugt wird.
Für die Anordnung --8-- ist ein Teiler, der aus dem Widerstand --27--, dem Potentiometer --10-- und dem Widerstand --29-- besteht, vorgesehen, der ebenfalls an die oben erwähnten Stromquellen angeschlossen ist.
Das Potentiometer-10-- erfüllt die Rolle eines Impülsbreiteregelgliedes des Detektors --5--, die Widerstän- de --27 und 29-- aber begrenzen den Regelbereich des Potentiometers. Das Regelglied --9-- besteht aus einer Diode und einem Kondensator. Die Diode ist während der linear anwachsenden Erzeugung der Zeitbasisspannung bei kleinem Innenwiderstand der Quelle des Zeitbasissignals und einem kleinen Wert des Kondensators für die Spannung der Zeitbasis stromleitend. Im Zeitpunkt des Rückschlages der Zeitbasis wird die Diode gesperrt und der Kondensator entladet sich aber den Widerstand --22-- und den Eingangswiderstand des Detektors --4--. Infolgedessen erreicht man eine Verlängerung der Spannungsabfallzeit in der Summierschaltung, was den Pegeldetektor vor einer vorzeitigen Rückkehr in seinen Ruhezustand bewahrt.
Eine vorzeitige Rückkehr kann im Falle einer grossen Anwachsgeschwindigkeit der Spannung der Zeitbasis und grosser Hysterese des Detektors erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Änderung des im Sichtgerät einer Ultraschallimpulseinrichtung sichtbaren Untersuchungs- bereiches. mitTakt-und Zeitbasisgenerator, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des Taktgenerators (1) je einer der Eingänge zweier Addierschaltungen (2, 3) angeschlossen ist und zweite Eingänge derselben mit je einer Schaltung (7, 8) zur Einspeisung eines konstanten Potentials verbunden sind, der Ausgang der einen Addierschaltung (2) mit einer ersten, zugleich als Amplitudendetektor ausgebildeten Verzögerungsschaltung (4), die an den Auslösekreis des Sendeimpulsgenerators der Ultraschallimpulseinrichtung angeschlossen ist, und der Ausgang der zweiten Addierschaltung (3) mit einer zweiten,
ebenfalls zugleich als Amplitudendetektor ausgebildeten Verzögerungsschaltung (5), die an den Auslösekreis des Zeitbasisgenerators (6) angeschlossen ist, und dass der Ausgang des Zeitbasisgenerators (6) ausser zum Sichtgerät auch noch durch eine Kopplungsschaltung (9) zu einem dritten Eingang der ersten Addierschaltung geführt ist.