DE1163051B - Schallgeber-Anordnung fuer die zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung und die Ultraschalldiagnostik - Google Patents
Schallgeber-Anordnung fuer die zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung und die UltraschalldiagnostikInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: G 01 η
Deutsche KL: 42 k-46/06
Nummer: 1163 051
Aktenzeichen: J 20288IX b / 42 k
Anmeldetag: 24. Juli 1961
Auslegetag: 13. Februar 1964
Die Erfindung betrifft eine Schallgeber-Anordnung für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und die
Ultraschalldiagnostik nach dem Ultraschall-Impulsreflexionsverfahren.
Die bekannten Schallgeber bestehen häufig aus einem in ein Gehäuse eingebauten piezoelektrischen
Element, das sowohl als Schallsender als auch als Schallempfänger arbeitet und senkrecht oder unter
einem festen oder veränderbarem Winkel in ein Prüfobjekt einstrahlt.
Weiterhin sind Schallgeber bekannt, die aus zwei nebeneinander angeordneten Piezoelementen bestehen,
wobei das eine als Schallsender und das andere als Schallempfänger arbeitet. Ihre Schallstrahlungsrichtungen
sind entweder zueinander parallel und senkrecht zur Objektoberfläche gerichtet
oder unter gleichen, aber einander entgegengesetzten Winkeln zu ihr, so daß sich die beiden Strahlungsfelder innerhalb des Prüfobjekts kreuzen.
Nachteilig bei den sowohl als Sender und Empfänger arbeitenden Impulsschallgebern ist die Tatsache,
daß sie eine »tote Zone« besitzen. Während der Zeitdauer des aufgedrückten Sendeimpulses, vergrößert
um die Zeitdauer des Abklingens der mechanischen Deformation sowie um die Zeit, die der
angestoßene Verstärker zur Beruhigung benötigt, kann kein Echosignal empfangen und verstärkt
werden.
Die aus zwei Piezoelementen bestehenden Schallgeber besitzen diese tote Zone dann nicht, wenn sich
die gebrochenen Schallstrahlungsbündel unmittelbar an der Werkstückoberfläche kreuzen. Jedoch haben
sie den Nachteil, daß durch die Kreuzung der äußeren Randstrahlen eine maximale Erfassungstiefe vorgegeben
ist, wie dies F i g. 1 zeigt.
Die Nachteile der beiden bekannten Schallgeberkonstruktionen werden erfindungsgemäß durch eine
Anordnung beseitigt, bei der zwei zylindrisch gekrümmte Piezoelemente so auf je einem auf das Prüfobjekt
aufzulegenden Kunststoffkeil aufgekittet sind, daß ihre Schallstrahlungsfelder in Richtung zum
Prüfobjekt divergieren und gegeneinander gerichtet sind. Die äußeren Randstrahlen dringen dabei senkrecht
in die Oberfläche des Objekts ein, während sich die inneren Randstrahlen unmittelbar an der
Prüfobjektoberfläche kreuzen.
In den Figuren zeigt F i g. 1 schematisch eine mit zwei Schallgebern 1 und 2 arbeitende bekannte Anordnung.
Dabei sind die beiden Schallgeber auf Kunststoffkeilen 3 und 4 angeordnet, die auf dem zu
prüfenden Werkstück 5 aufliegen. Die durch die Randstrahlen 6 und 7 bzw. 8 und 9 gekennzeichneten
Schallgeber-Anordnung für die zerstörungsfreie
Werkstoffprüfung und die Ultraschalldiagnostik
Werkstoffprüfung und die Ultraschalldiagnostik
Anmelder:
Jenoptik Jena G. m. b. H., Jena, Carl-Zeiss-Str. 1
Als Erfinder benannt:
Franz Hötzel, Jena,
Dr. Hans-Joachim Martin, Jena
Schallstrahlungsbündel sind so gerichtet, daß sie sich an der Oberfläche des Werkstückes 5 kreuzen. Die
maximale Erfassungstiefe ist bei dieser Anordnung durch die Kreuzung 10 der äußeren Randstrahlen 7
und 9 begrenzt.
Bei der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung liegen auf dem zu prüfenden Werkstück 5
zwei Kunststoffkeile 11 und 12. Auf die Keile sind zylindrisch gekrümmte keramische Piezoelemente 13
und 14 aufgekittet, die beispielsweise aus Bariumtitanat oder Bleizirkonat bestehen können. Der
Krümmungsradius der Piezoelemente 13 und 14 ist so bemessen, daß die inneren Randstrahlen 15 und 17
etwa 15° gegen die Normale geneigt sind. Durch eine schallisolierende Schicht 19 zwischen den beiden
Kunststoffkeilen 11 und 12, die beispielsweise aus 0,2 mm starkem Kork besteht, wird erreicht, daß
keine Schallenergie durch direkte Schalleitung vom Sendekeil 11 zum Empfangskeil 12 gelangen kann
und daß die Oberfläche des Prüfobjekts 5 allein kein Echo hervorruft. Die durch die Randstrahlen 15
und 16 bzw. 17 und 18 gekennzeichneten Strahlungsfelder lassen erkennen, daß bereits unmittelbar unter
der Oberfläche des Prüfobjekts 5 befindliche reflektierende Unhomogenitäten Von beiden Schallgebern
erfaßt werden, während in der Tiefe des Objekts der Erfassungsbereich überhaupt nicht begrenzt ist.
Beide Kunststoffkeile 11 und 12 haben an ihren Außenseiten eingefräste schallzerstreuende Riffelungen
20, die vermeiden sollen, daß durch die Nebenkeulen der Piezoelemente Oberflächenwellen angeregt
werden.
Claims (3)
1. Schallgeber-Anordnung für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und die Ultraschalldia-
409 508/220
gnostik nach dem Ultraschall-Impulsreflexionsverfahren,
bestehend aus zwei piezoelektrischen Elementen, von denen das eine als Sender und
das andere als Empfänger arbeitet, dadurch
gekennzeichnet, daß die Piezoelemente zylindrisch gekrümmt und so auf je einen auf das
Prüfobjekt aufzulegenden Kunststoffkeil aufgekittet sind, daß ihre Schallstrahlungsfelder in
Richtung zum Prüfobjekt divergieren und gegeneinander gerichtet sind.
2. Schallgeber-Anordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel
der zylindrisch gekrümmten Piezoelemente so bemessen ist, daß die äußeren Randstrahlen der
Schallstrahlungsfelder senkrecht auf der Prüfobjektoberfläche stehen und sich die inneren
Randstrahlen nach Brechung an der Grenzschicht Kunststoffprüfling unmittelbar unter der Prüfobjektoberfläche
kreuzen.
3. Schallgeber-Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffkeile
über die äußeren Randstrahlen hinaus verlängert sind und an der Außenseite eingefräste
schallzerstreuende Riffelungen tragen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 508/220 2.64 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEJ20288A DE1163051B (de) | 1961-07-24 | 1961-07-24 | Schallgeber-Anordnung fuer die zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung und die Ultraschalldiagnostik |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEJ20288A DE1163051B (de) | 1961-07-24 | 1961-07-24 | Schallgeber-Anordnung fuer die zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung und die Ultraschalldiagnostik |
GB2583463A GB978183A (en) | 1963-06-28 | 1963-06-28 | Improvements in or relating to sound transducers for nondestructive testing of materials and ultrasonic diagnosis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1163051B true DE1163051B (de) | 1964-02-13 |
Family
ID=25982315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEJ20288A Pending DE1163051B (de) | 1961-07-24 | 1961-07-24 | Schallgeber-Anordnung fuer die zerstoerungsfreie Werkstoffpruefung und die Ultraschalldiagnostik |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1163051B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1573572B1 (de) * | 1964-02-28 | 1972-05-31 | Siderurgie Fse Inst Rech | Ultraschallkopf fuer ein ultraschallgeraet zur ortung von fehlern in einem relativ zu dem ultraschallkopf bewegten pruefling |
-
1961
- 1961-07-24 DE DEJ20288A patent/DE1163051B/de active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1573572B1 (de) * | 1964-02-28 | 1972-05-31 | Siderurgie Fse Inst Rech | Ultraschallkopf fuer ein ultraschallgeraet zur ortung von fehlern in einem relativ zu dem ultraschallkopf bewegten pruefling |
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