DE2227259A1 - Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen werkstoffpruefung mittels ultraschall - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen werkstoffpruefung mittels ultraschall

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Description

Dipl.-Phys. Joachim Hert-ertz
5105 Laurensberg
Roermonder Str. 2 Prof. Dr. R. Pohlman - 1 -
51 Aachen
Im Johannistal 33
Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Werkstoffprüfung mittels Ultraschall.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur berührungslosen Werkstoffprüfung und die verfahrensgemäßen berührungslosen Einrichtungen zur Erzeugung und zum Empfang der benutzten Ultraschallwellen.
Es sind Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung bekannt, die darauf beruhen, daß die Energie der an Fehlerstellen gestreuten bzw. reflektierten Schallwellen mittels eines Empfängers abgenommen und ausgewertet wird. Diese bekannten Verfahren verwenden Impulse bzw, kurze Wellenzüge, die durch ihre Laufzeit zwischen Sender und Empfänger identifiziert und eindeutig von den Störsignalen unterschieden werden können, die während des Sendevorganges in den Empfänger eingestreut werden.
Weiterhin sind Verfahren zum berührungslosen Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen in magnetostriktiven Werkstoffen durch Ausnutzung der Magnetostriktion bekannt. Außerdem sind Verfahren zum berührungslosen Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen in elektrisch leitfähigen Werkstoffen durch Ausnutzung elektrodynamischer Wechselwirkungen bekannt.
Die Verwendung der obengenannten berührungslosen Sende- und Empfangsverfahren für die obengenannten Materialprüfverfahren führt zu technischen Schwierigkeiten, da bei diesen Wandlern im Vergleich zu berührenden piezoelektrischen Wandlern jeweils nur ein sehr kleiner Bruchteil der Signalleistung von der elektrischen in die akustische und von der akustischen in die elektrische Form umgewandelt wird und da dadurch das Verhältnis von Signalleistung zu Rauschleistung im Empfänger sehr stark verschlechtert wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung unter Ausnutzung der vorteilhaften Eigenschaften berührungsloser Wandler
zu ermöglichen, das auf dem Empfang der an Fehlerstellen gestreuten bzw. reflektierten Schallwellen beruht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß dem berührungslosen Sender zur Erzeugung der Schallwellen die elektrische Hochfrequenzleistung kontinuierlich bei einer geeigneten Frequenz zugeführt wird und daß durch ein niederfrequentes Magnetfeld im Sender und/oder im Empfänger eine niederfrequente Amplitudenmodulation für die erzeugten Schallwellen und/oder die empfangene Signalspannung erzeugt wird und daß diese Amplitudenmodulation zur Trennung der empfangenen Signale von eingestreuten Störsignalen benutzt wird.
Die verfahrensgemäßen berlihrungslosen Einrichtungen zur Erzeugung und zum Empfang der Schallwellen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Beeinflussung der Energieumwandlung ein niederfrequentes Magnetfeld im Werkstoff erzeugen und daß sie durch ihre Anpassung an bestimmte Ausbreitungsrichtungen von Schallwellen oder von bestimmten akustischen Moden den selektiven Nachweis von an Fehlerstellen gestreuten bzw, reflektierten Schallwellen oder von an Fehlerstellen reflektierten oder umgewandelten Moden ermöglichen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert:
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen berührungslosen Wandlers, der magnetostriktive Wechselwirkungen für die Erzeugung und den Empfang gerichteter Ultraschallwellen benutzt.
Fig. 2 zeigt entsprechend einen erfindungsgemäßen elektrodynamischen Wandler.
Fig. 3 ist die schematische Darstellung für ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren für Fehler in Werkstücken.
Fig. 4 zeigt die möglichen Schraubenmoden und die Abhängigkeit ihres Ausbreitungswinkels von der Frequenz, der Schallgeschwindigkeit und dem Radius von Stäben und Rohren.
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Fig. 5 ist die schematische Darstellung einer Hochfrequenzwicklung für einen erfindungsgemäßen berührungslosen Wandler für Schraubenmoden,
Fig. 6 ist die schematische Darstellung für ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren für Stäbe und Rohre mittels Schraubenmoden.
In Fig. 1 bezeichnen die Ziffern 1 und 2 zwei Hochfrequenzwicklungen, die sich als Flachwicklungen nahe an der Oberfläche 5 des magnetostriktivenWerkstückes befinden. Das von a&r Magnetspule 3 erzeugte Magnetfeld wird von dem Magnetjoch 4 auf das Werkstück übertragen. Eine Induktionslinie dieses Feldes ist mit 30 bezeichnet. Beim Sendevorgang erzeugt ein konstanter Hochfrequenzstrom durch die Hochfrequenzwicklung 1 ein hochfrequentes Magnetfeld, von^dem einige Induktionslinien mit 10, 11 und 12 bezeichnet sind.
Da die im Werkstück magnetostriktiv erzeugten Kräfte nichtlinear von der magnetischen Induktion abhängen, kann durch Oberlagerung der hochfrequenten Magnetfelder mit einem von der Spule 3 erzeugten Magnetfeld beeinflußt werden, in welchem Maße Kräfte durch ein gegebenes Hochfrequenz-Magnetfeld erzeugt werden. Dieser bekannte Zusammenhang wird bei vielen magnetostriktiven Ultraschallwandlern benutzt, um durch eine geeignete konstante Vormagnetisierung maximale Energieumwandlung zu erreichen.
Das erfindungsgemäße Sende- bzw. Empfangsverfahren benutzt im Gegensatz dazu eine so gewählte Vormagnetisierung, daß die Abhängigkeit der Energieumwandlung von der Größe der Vormagnetisierung besonders stark ist, und überlagert dieser konstanten Vormagnetisierung ein niederfrequentes magnetisches Wechselfeld. Der erfindungsgemäße Betrieb des berührungslosen Wandlers ist dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungswicklung 3 von einem geeignet gewählten Gleichstrom und einem niederfrequenten Wechselstrom durchflossen wird. Bei dieser
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Betriebsart wird die Größe der Energieumwandlung von dem niederfrequenten Wechselstrom so gesteuert, daß im Sendebetrieb bei konstanten HF-Strömen durch die Hochfrequenzwicklungen niederfrequent amplitudenmodulierte Schallwellen erzeugt werden. Für das erfindungsgemäße Prüfverfahren werden die Spektralanteile der gesendeten Schallwellen benutzt, deren Frequenz sich von der Frequenz der HF-Ströme unterscheidet. Dabei kann sich das Prüfverfahren auf Ausnutzung der kontinuierlich erzeugten Schallwellen beschränken, die die Summen- bzw. Differenzfrequenz der benutzten Hochfrequenz- und Niederfrequenzströme aufweisen.
Durch geeignete Wahl der Frequenz der Ströme durch die Hochfrequenzwicklung 1 können die Richtungen im Werkstück bestimmt werden, in die bedingt durch phasenrichtige Anregung besonders stark Schallwellen abgestrahlt werden. Durch phasenverschobenen Betrieb der Wicklung 2 kann darüber hinaus eine einseitige Richtwirkung des Wandlers erzeugt werden. Diese schon von der Antennentechnik und von Interdigitalwandlern für Verzögerungsleitungen her bekannten Zusammenhänge zwischen geometrischer Anordnung, Frequenz, Phasenlage und Richtwirkung von Strahlern können zur Erzielung von geeigneten Richtcharakteristiken für erfindungsgemäße berührungslose Wandler eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Einsatz berührungsloser Wandler mit magnetostriktiver Wechselwirkung führt dazu, daß bei Betrieb der Magnetisierungswicklung 3 mit einem geeignet gewählten Gleichstrom und einem überlagerten niederfrequenten Wechselstrom bei Empfang einer hochfrequenten Schallwelle in der Hochfrequenzwicklung 1 eine Spannung induziert wird, die u.a. die Summen- und die Differenzfrequenz zwischen der Frequenz der empfangenen Schallwelle und der Frequenz des Magnetisierungsstromes enthält. Durch phasenrichtige Auswertung der in den Hochfrequenzwicklungen induzierten Spannungen läßt sich in gleicher Weise wie für den Sendevorgang eine geeignete Richtcharakteristik erzielen.
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Der in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße berührungslose Wandler mit elektrodynamischer Wechselwirkung unterscheidet sich vom in Fig. 1 dargestellten Wandler mit magnetostrikti ver Wechselwirkung grundsätzlich durch seine Wirkungsweise. Ein konstanter Hochfrequenzstrom durch die Hochfrequenzwicklung in der Nähe der elektrisch leitfähigen Oberfläche 5 erzeugt in dieser Oberfläche aufgrund des bekannten Skineffektes Wirbelströme gleicher Frequenz» die in ihrem Verlauf den Strömen durch die Hochfrequenzwicklung 1 dicht benachbart folgen. Die Strompfeile 14, 15 und 16 zeigen schematisch den Verlauf dieser Ströme. Eine Induktionslinie des mit Hilfe der Magnetisierungswicklung 3 und des Magnetjochs 4 erzeugten niederfrequenten Magnetfeldes ist mit 30 bezeichnet. Die Erzeugung von Schall schwingungen erfolgt durch die Lorenzkräfte, die im Magnetfeld 30 auf die Ströme 14, 15 und 16 im Werkstück wirken. Da diese elektrodynamisch erzeugten Kräfte linear von der magnetischen Induktion abhängen, ist es für den verfahrensgemäßen Einsatz berührungsloser elektrodynamischer Wandler ausreichend, wenn die Ma<jnetisierungswickl ung 3 nur mit niederfrequentem Wechselstrom betrieben wird. Die beim verfahrensgemäßen Sendevorgang erzeugten Schallwellen bestehen dann hauptsächlich aus einer kontinuierlichen Schallwelle mit der Differenzfrequenz und einer Welle mit der Summenfrequenz von Hochfrequenz- und Niederfrequenzströmen. Entsprechend enthält die beim verfahrensgemäßen Empfangsvorgang in der Hochfrequenzwicklung induzierte Spannung die Summen- und die Differenzfrequenz zwischen der Frequenz der empfangenen,Schall welle und der Frequenz des Magnetisierungsstromes. Die Richtcharakteristiken von berührungslosen elektrodynamischen Wandlern können ebenso wie bei magnetostriktiven Wandlern durch die geometrische Anordnung, die Frequenz und die gegenseitige Phasenlage der Hochfrequenzwicklungen in geeigneter Weise sowohl für den Sende- als auch für den Empfangsbetrieb gestaltet werden.
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Bei dem in Fig. 3 gezeigten erfindungsgeiräßen Prüfverfahren sendet der schematisch dargestellte berührungslose Wandler 80 mit einer Richtcharakteristik 90 kontinuierlich Schallwellen aus, die vom berührungslosen Wandler 81 mit der Richtcharakteristik 91 empfangen werden, wenn sich im Überlappungsbereich der Richtcharakteristiken ein Fehler 9 befindet, an dem Schallwellen gestreut bzw. reflektiert werden. Wegen der Frequenzabhängigkeit des Einstrahlwinkeis der Hauptkeule in die Tiefe des Werkstücks können Werkstücke durch Veränderung der benutzten Hochfrequenz bei gegebener Anordnung der Wandler Βϋ und 81 in verschiedenen Tiefen geprüft werden, an Flachmaterial entfällt diese Möglichkeit. Verfahrensgemäß wird den Hochfrequenzwicklungen 20 kontinuierlich elektrische Hochfrequenzleistung zugeführt, während durch Betrieb der Magnetisierungswicklung 40 und/oder 41 mit niederfrequentem Wechselstrom bewirkt wird, daß die Schallwellen in den Hochfrequenzwicklungen des Empfängers niederfrequent amplitudenmodulierte Hochfrequenzspannungen erzeugen.
Der Fehlernachweis erfolgt verfahrensgemäß durch die Auswertung der Modulationsamplitude; d.h. nur von der Sendefrequenz abweichende Spektralanteile der in den Hochfrequenzwicklungen 21 erzeugten Spannungen werden ausgewertet.
Unter mehreren möglichen Verfahren zur Auswertung der Amplitudenmodulation, z.B. durch Gleichrichtung und Filterung, ist die Synchrondemodulation durch Multiplikation der empfangenen Spannung mit der geeignet phasenverschobenen Hochfrequenz und nachfolgende Filterung in einem Niederfrequenz-Bandpaß, der z.B. auf die Summenfrequenz der Niederfrequenzströme durch die Magnetisierungswicklungen 40 und 41 abgestimmt ist, besonders geeignet, weil durch dieses Verfahren sowohl die Einstreuungen des Senders als auch Fremdeinstreuungen, z.B. von Radiosendern oder anderen Prüffrequenzen, unterdrückt werden.
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Die verfahrensbedingte Benutzung kontinuierlicher Schallwellen führt dazu, daß in Körpern, in denen nur bestimmte Moden ausbreitungsfähig sind, die erzeugte Scha.11 energie von diesen Moden transportiert wird. In diesem Falle werden zur verfahrensgemäßen Fehlerprüfung die Hochfrequenzwicklungen des Senders an einen Mod angepaßt, während die Hochfrequenzwicklungen eines oder mehrerer Empfänger an den gleichen oder andere Moden angepaßt sind. Der Fehlernachweis erfolgt über die am Fehler reflektierte oder durch Modenumwandlung auf andere Moden übertragenene Energie, außerdem kann die Verteilung der Energie auf die empfangenen Moden zur Beurteilung von Fehlerlage und Fehlertyp ausgewertet werden.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Prüfung von Körpern, in denen nur bestimmte Moden ausbreitungsfähig sind, z.B. von Stab- und Rohrmaterial, wird im folgenden am Beispiel der Prüfung zylindrischer Stäbe auf Oberflächenfehler erläutert. Dabei werden Oberflächenwellen benutzt, die sich nur in Form der in Fig. 4 dargestellten Moden ausbreiten. Diese Moden unterscheiden sich gegenseitig durch die Periodenzahl, die den durchlaufenen Phasenwinkel der Schwingung in Vielfachen von 360° angibt, wenn der Stab auf einer geschlossenen Kurve einmal umfahren wird. Diese Periodenzahl ist in Fig. 4 als Parameter angegeben. Die Wellenfronten bzw. die Orte gleicher Phase liegen für den Mod mit der Periodenzahl 0 in Umfangsrichtung, für alle anderen Moden auf Schraubenlinien. Die Richtung auf der Oberfläche senkrecht zu den Wellenfronten wird als Ausbreitungsrichtung bezeichnet und schließt mit der Umfangsrichtung den Ausbreitungswinkel ψ ein. Dieser Ausbreitungswinkel ψ ist auf der Ordinate in Fig. 4 aufgetragen. Als Ausbreitungsgeschwindigkeit c wird die Phasengeschwindigkeit in der Ausbreitungsrichtung bezeichnet. Diese Ausbreitungsgeschwindigkeit c liegt in aer Größenordnung der Geschwindigkeit der bekannten Rayleigh-Wellen, hängt aber von der Periodenzahl und dem
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Ausbreitungswinkel ψ ab. Aus Fig. 4 lassen sich bei bekannten Werten für den Radius R des Stabes und die Ausbreitungsgeschwindigkeit c die möglichen Periodenzahlen und die zugehörigen Ausbreitungswinkel ψ in Abhängigkeit von der Winkelfrequenz ω entnehmen. Die im allgemeinen vier möglichen Ausbreitungswinkel ψ für einen Mod bedeuten Ausbreitung im Sinne einer Rechts- bzw. Linksschraube und in Vorwärtsbzw. Rückwärtsrichtung in bezug auf die Stabachse.
Durch geometrische Anpassung und geeignet phasenverschobenen Betrieb der Hochfrequenzwicklungen können erfindungsgemäße berührungslose Wandler selektiv an einen einzigen Ausbreitungswinkel eines einzigen Mods gekoppelt werden. Als Beispiel zeigt Fig. 5 eine Hochfrequenzwicklung eines berührungslosen Wandlers, der selektiv an den Mod mit Periodenzahl sechs und Ausbreitung im Sinne einer Linksschraube gekoppelt ist. Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche Magnetisierung erfolgt in Längsrichtung des Stabes. Fig. 6 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Prüfverfahren für stabförmige Prüflinge 50. Der berührungslose Wandler 80 erzeugt durch die den Hochfrequenzwicklungen 22 kontinuierlich zugeführte Energie einen Mod mit einer bestimmten Periodenzahl und einem bestimmten Schraubensinn, der sich in Richtung des berührungslo.sen Empfängers 81 ausbreitet und von den Hochfrequenzwicklungen 23, die an diesen Mod und diesen Schraubensinn angepaßt sind, empfangen wird. Trifft oer gesendete Mod einen Fehler 9, so kann die am Fehler auf die möglichen Moden mit Laufrichtung zum Empfänger übertragene Energie durch an die einzelnen Moden und Schraubensinne angepaßten Wicklungen nachgewiesen werden. Für den Nachweis eines Fehlers 9S der z.B. in Längsrichtung des Stabes liegt, ist eine Hochfrequenzwicklung 25 für den Richtempfang des gesendeten Modes mit entgegengesetztem Schraubensinn besonders geeignet, während zusätzliche Hochfrequenzwicklungen 24 und 26 für benachbarte Moden mit engegengesetztem
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Schraubensinn eine genauere Bestimmung von Fehlerlage und Fehlerart ermöglichen. Durch die gerichtete Erzeugung und den gerichteten Empfang der zum Fehlernachweis benutzten Moden ist der Ort des Fehlers auf den Zwischenraum zwischen Sender 80 und Empfänger 81 lokalisiert und werden mögliche Störungen durch Modenreflexion und -umwandlung an den Enden ' des Prüflings 50 unterdrückt. Durch Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen den Spannungen in Wicklungen 24, 25 und 26 und der Spannung in der Kontrollwicklung 23 kann der Einfluß von schwankenden Ankopplungsbedingungen auf die Fehlerbestimmung ausgeschlossen werden. Die Empfängerwicklungen 23 - 26 können als Flachwicklungen ohne gegenseitige elektrische Beeinträchtigung ineinander verflochten oder übereinander gewickelt werden, so daß für alle Empfängerwicklungen die gleiche Magnetisierungswicklung 41 benutzt wird. Werden sowohl Sender als Empfänger mit niederfrequenter Magnetisierung betrieben, so kann die verfahrensgemä'ße niederfrequente Magnetisierung von einer gemeinschaftlichen Magnetisierungswicklung erzeugt werden, die eine besonders kompakte und raumsparende Anordnung der berührungslosen Prüfanlage ermöglicht.
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Claims (20)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    l.jVerfahren zur Werkstoffprüfung mittels Ultraschall, dadurch ^-'gekennzeichnet, daß dem berührungslosen Sender zur Erzeugung von Schallwellen die elektrische Hochfrequenzleistung kontinuierlich bei einer geeigneten Frequenz zugeführt wird und daß durch ein niederfrequentes Magnetfeld im Sender und/oder im Empfänger eine niederfrequente Amplitudenmodulation für die erzeugten Schallwellen und/oder die empfangene Signalspannung erzeugt wird und daß diese Amplitudenmodulation zur Trennung der empfangenen Signale von eingestreuten Störsignalen benutzt wird.
  2. 2. Berührungsloser Wandler mit magnetostriktiver Wechselwirkung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine geeignet angeordnete Magnetisierungswicklung von einem geeignet gewählten Gleichstrom und von einem niederfrequenten Wechselstrom durchflossen wird.
  3. 3. Berührungsloser Wandler mit elektrodynamischer Wechselwirkung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine geeignet angeordnete Magnetisierungswicklung von einem niederfrequenten Wechselstrom durchflossen wird.
  4. 4. Berührungsloser Wandler nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzwicklungen zur Erzeugung von Richtwirkungen geometrisch an den Verlauf von Orten gleicher Phase von Schallschwingungen mit bestimmter Ausbreitungsrichtung angepaßt sind.
  5. 5. Berührungsloser Wandler nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von einseitigen Richtwirkungen mehrere Hochfrequenzwicklungen gegeneinander phasenverschoben betrieben werden.
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  6. 6. Vorrichtung zur berührungslosen Werkstoffprüfung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Richtcharakteristiken von Sender und Empfänger nach den Ansprlichen 2 bis 5 in einem bestimmten Bereich des Prüflings so überlappen, daß bei Empfang der am Fehler gestreuten bzw. reflektierten Schallwellen auch der Fehlerort bestimmt ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung nach Anspruch 6 bei verschiedenen geeig- neten Werten für die Hochfrequenz, bei denen jeweils unterschiedliche Richtcharakteristiken existieren, betrieben wird und daß dadurch jeweils verschiedene Bereiche des Prüflings geprüft werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gleichzeitig bei verschieden geeigneten Frequenzen betrieben wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für die Hochfrequenz einen für die Abtastung des Prüflings geeigneten Bereich durchläuft.
  10. 10. Berührungsloser Wandler nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzwicklungen zur Erzeugung von selektiver Ankopplung an einen Mod geometrisch an den Verlauf von Orten gleicher Phase dieses Mods angepaßt sind.
  11. 11. Berührungsloser Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer einseitig gerichteten Ankopplung an einen bestimmten Mod mehrere Hochfrequenzwicklungen gegeneinander phasenverschoben betrieben werden.
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  12. 12. Verfahren zur berührungslosen Werkstoffprüfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlernachweis durch den Empfang von Moden mit Hilfe von Empfängern nach Anspruch 10-und 11 erfolgt, die durch Reflexion bzw. Umwandlung des vom Sender nach Anspruch 10 und 11 erzeugten Mods am Fehler entstehen.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergleich der relativen Energien der verschiedenen empfangenen Moden Art und Lage des Fehlers bestimmt werden.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet» daß durch Einsatz gerichteter Wandler nach Anspruch 11 der Fehlerort im Prüfling bestimmt wird.
  15. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die Prüfung von Stäben und Rohren Moden benutzt werden, die sich im Sinne einer Rechts- oder Linksschraube ausbreiten.
  16. 16. Berührungslose Wandler nach den Ansprüchen 10 und 11 für das Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzwicklungen in Form von Schraubenlinien den Prüfling umschließen und daß das von der Magnetisierungswicklung erzeugte Feld den Prüfling vorzugsweise in Längsrichtung durchfließt.
  17. 17. Berührungslose Wandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld der Magnetisierungswicklung für mehrere gemeinschaftlich angeordnete Hochfrequenzwicklungen für verschiedene Moden benutzt wird.
  18. 18. Einrichtung, die die nach Anspruch 1 empfangenen Signale durch Gleichrichtung und nachfolgende niederfrequente Filterung nachweist.
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  19. 19. Einrichtung, die die nach Anspruch 1 empfangenen Signale durch Multiplikation mit einer geeignet phasenverschobenen, starr mit der Sendefrequenz verknüpften Frequenz und nachfolgende Filterung nachweist.
  20. 20. Einrichtung nach den Ansprüchen 18 und 19, die durch Filterung die Summenfrequenz der für Sender und Empfänger benutzten niederfrequenten Magnetisierungsströme nachweist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2632694A1 (de) * 1975-07-28 1977-02-10 Vnii Razrabotke Nerazruschajus Verfahren und einrichtung zum anregen und empfang von ultraschallnormalwellen

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1565063A (en) * 1976-06-17 1980-04-16 Ti Ultrasound
US4102207A (en) * 1976-12-16 1978-07-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Electromagnetic ultrasound transducer
DE2936737C2 (de) * 1979-09-07 1985-01-03 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Vorrichtung zum US-Prüfen von Blechen
US4466287A (en) * 1982-11-04 1984-08-21 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Non-destructive, non-contact ultrasonic material
US5408884A (en) * 1993-12-06 1995-04-25 Electric Power Research Institute, Inc. Apparatus and method for ultrasonic reconstruction and testing of a turbine rotor blade attachment structure
CA2144597C (en) * 1994-03-18 1999-08-10 Paul J. Latimer Improved emat probe and technique for weld inspection
US6082198A (en) * 1998-12-30 2000-07-04 Electric Power Research Institute Inc. Method of ultrasonically inspecting turbine blade attachments
US10739314B2 (en) * 2017-12-18 2020-08-11 Southwest Research Institute Omni-directional guided wave testing of plate structures using probe having rotating guided wave sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3436958A (en) * 1965-10-11 1969-04-08 American Mach & Foundry Ultrasonic pipe testing method and apparatus
US3555887A (en) * 1967-09-19 1971-01-19 American Mach & Foundry Apparatus for electroacoustically inspecting tubular members for anomalies using the magnetostrictive effect and for measuring wall thickness
US3583213A (en) * 1968-07-26 1971-06-08 James R Houck Nondestructive testing of conductive objects using ultrasonic waves
US3786672A (en) * 1972-09-20 1974-01-22 Atomic Energy Commission Two-dimensional coils for electro-magnetic generation and detection of acoustic waves

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2632694A1 (de) * 1975-07-28 1977-02-10 Vnii Razrabotke Nerazruschajus Verfahren und einrichtung zum anregen und empfang von ultraschallnormalwellen

Also Published As

Publication number Publication date
US3918295A (en) 1975-11-11

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