DE2632694A1 - Verfahren und einrichtung zum anregen und empfang von ultraschallnormalwellen - Google Patents

Description

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TKRi¹AIPfJIf UiD ϋΙΙΪΪϊΙΟΗΤϋ.ΊΟ· ZUM AHRBGEN UND EMPFANG VON ULTRASGHALL-NORMALWELLEN - .

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Ultraschalltechnik:, insbesondere auf Verfahren und Einrichtungen zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen bei der zerstörungsfreien Prüfung elektrisch leitender und ferromagnetischer Erzeugnisse in Ultraschallverzögerungsleitungen.

Die Erfindung kann für die zerstörungsfreie Prüfung von ferromagnetisehen Blechen, Bändern, Rohren und anderen Erzeugnissen unmittelbar auf Fertigungsfliesstrassen mit einer

- mit Geschwindigkeit von 10 m/s und mehr ν höherer Zuverlässigkeit, als bei den bisher benutzten Einrichtungen, bei denen bekannte Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen mit Hilfe von piezoelektrischen und berührungslosen elektromagnetisch-akustischen Wandlern benutzt werden, Verwendung finden.

Die Erfindung kann auch in der Ultraschalltechnik zum Schaffen von Ultraschallverzögerungsleitungen, die zum Unterschied

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von den zur Zeit bekannten Ultraschallverzögerungslei-

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tungen eine stetige Verzögerungsregelung belyerforderlichen Anzahl von Abzweigungen sichern und die Übertragung von Signalen ohne Dispersionsverzerrung ermöglichen, verwendet werden· In allen führenden Industrieländern, darunter in

USA, England, BRD, Frankreich und Japan erfuhren die Ultraschalltechnik und die Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eine weitgehende Entwicklung und Verbreitung. Dies ist mit der intensiven Entwicklung der.radiotechnischen und metallurgischen Industrie, mit den Problemen der Miniaturisierung in der Rechentechnik und der Schaffung hochschnellwirkender Einrichtungen zum Prüfen der Qualität von Walzerzeugnissen verbunden.

In diesem Zusammenhang ist die Schaffung solcher Verfahren und Einrichtungen zur zerstörungsfreien Ultraschallkontrolle, die es gestatten, die Produktivität der Prüfung zu steigern, sehr aktuell, da die Anwendung der bestehenden Verfahren und Einrichtungen den technologischen Prozess bremst und die Schaffung von Einrichtungen und kostspieligen

besonderen

Ausrüstungen an ν Prüfstellen ausserhalb des Fertigungsflusses erfordert.

Es sind Verfahren und Einrichtungen erforderlich, die es gestatten, die Richtigkeit der Prüfung zu steigern, denn die bestehen den Verfahren und Einrichtungen, die einen zuverlässigen akustischen Kontakt zwischen dem Strahler und der Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes erfordern, sichern keine

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zuverlässige Fehlerermittlung, erfordern komplizierte elektronische Geräte und lassen ein fehlerhaftes Ausscheiden der Erzeugnisse beim Vorhandensein von Spritzwasser, ölflecken und anderen Verschmutzungen an deren Oberfläche zu. Unmöglich ist die Prüfung von Erzeugnissen mit abblätterndem Zunder.

Die Notwendigkeit zur Schaffung neuer Verfahren und Einrichtungen wird auch durch die Forderung nach Erhöhung der Prüfungsempfindlichkeit, nach Durchführung einer zerstörungsfreien Prüfung bei hoher (über 100⁰C) und niedriger (bis-50°C) Temperatur der Erzeugnisse diktiert.

Ein wichtiges Problem ist die Schaffung von Verfahren und Einrichtungen, die es gestatten, Ultraschallverzögerungsleitungen mit stufenloser Regelung der Signalverzögerung und mit einer nötigen Anzahl von Abzweigungen auszuführen.

Es sind Verfahren und Einrichtungen erforderlich, die es gestatten, dispersionslos.e Ultraschallverzögerungsleitungen zu schaffen, die eine verzerrungsfreie Übertragung von Signalen gewährleisten.

Gegenwärtig sind Verfahren und Einrichtungen zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen bekannt, die in der Ultraschalltechnik, insbesondere in der Ultraschalldefektoskopie benutzt werden. Zu diesen gehören Verfahren und Einrichtungen zum Anregen und Empfang von Lambwellen (Plattenwellen) bzw. normalen. Longitudinalwellen, die auf der Anwendung des Piezoeffektes beruhen.

Bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen erfolgt die Anregung und der Empfang von Normalwellen dadurch, dass an

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der Oberfläche des Erzeugnisses Normal- bzw. Schubstörungen mit Hilfe von Piezowandlern erzeugt werden.

Bekannt sind Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Longitudinalwellen (Lambwellen) durch:

1) Normalstörungen, die durch Quarz- bzw. Piezokeramikwandler gleichmässig in einem bestimmten Bereich der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses erzeugt werden;

2) eine Gesamtheit von Normalstörungen, die periodisch über die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses mit einer räumlichen Periode, die der Länge der angeregten Normalwelle gleich ist, verteilt sind;

5) Normalstörungen, die nach dem Sinuswanderwellengesetz über die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses verteilt sind (sogenanntes Keil-Verfahren).

All diese Verfahren werden unter Herstellung eines akustischen Kontaktes zwischen dem Piezowandler und dem zu prüfenden Erzeugnis durchgeführt. Das erste der erwähnten Verfahren findet praktisch keine Verwendung wegen der niedrigen Effektivität und des resonanzfreien Charakters (in dem Erzeugnis werden alle bei dieser Frequenz möglichen Type (Moden) von Normalwellen angeregt). Das Kammstrukturverfahren und das Keilverfahren sind Resonanzνerfahren. Das erste gestattet es, diese oder jene Mode durch Änderung des Abstandes zwischen den Vorsyrüngen der Kammstruktur und das zweite - durch Änderung des Neigungswinkels des Piezowandlers zur Oberfläche des Erzeugnisses anzuregen. Das dritte Verfahren

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(Keilverfahren) fand weitgehende Anwendung in der Ultraschalltechnik und in den zerstörungsfreien Ultraschallprüfverfahren.

Die bekannten Einrichtungen, die das Keilverfahren realisieren, bestehen aus einem Piezowandler, der an ein in einem Gehäuse untergebrachten Prisma aus Plexiglas bzw. organischem Glas angeklebt ist, und einer Einrichtung, die den akustischen Kontakt mit der Oberfläche der Erzeugnisse sichert. Sollten Wellen verschiedener Type angeregt werden, so wird eine Einrichtung zur Änderung des Neigungswinkels zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses benutzt. Bei der Automatisierung der Prüfung wird die Einrichtung zum Anregen und Empfang von Normalwellen wesentlich komplizierter. So erfolgt die automatische Prüfung von Blechen im Produktionsfluss bei einer Geschwindigkeit bis 5 m/s mit Hilfe einer Einrichtung vom Radtyp, die einen in ein mit Transformatorenöl gefülltes Gummirad untergebrachten Piezowandler enthält. Die Einrichtung besitzt komplizierte konstruktive Elemente; zur Sicherung eines akustischen Kontaktes im Laufe der Prüfung wird unter das "Rad" auch Öl gegeben.

Ungeachtet der weitgehenden Anwendung der betrachteten Iferfahren und Einrichtungen in der Ultraschalldefektoskopie, in der Ultraschalldickenmessung und bei der Prüfung dei- Materialsstruktur haben diese Verfahren und Einrichtungen eine Reihe von wesentlichen Nachteilen. Zu diesen gehören die Notwendigkeit der Anwendung von Kontaktmedien und die damit verbundene Abhängigkeit der Prüfergebnisse von der Güte des akustischen

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Kontaktes, die niedrige Prüfgeschwindigkeit. Da zur Erzeugung eines akustischen Kontaktes meistens Wasser benutzt wird, so sind die Forderungen an dessen Reinheit hoch, während die Temperatur der zu prüfenden Erzeugnisse durch Plustemperatur begrenzt ist, inbesondere durch die Gefriertemperatur -0° und die Siedetemperatur 100⁰G, da die Dampfentwicklung den akustischen Kontakt stört. Bei erhöhter Umgebungstemperatur fällt die Einrichtung wegen der Zerstörung der Klebeverbindung zwischen dem Piezowandler und dem Prisma schnell aus.

Und schliesslich führt die in der normalen Longitudinalwelle vorhandene normale Verschiebungskomponente elastischer Schwingungen dazu, dass die kleinsten Wasser- und ÖL-spritzer an der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses zum Auftreten von Echosignalen, die nach der Amplitude mit den Signalen von den Fehlstellen des zu prüfenden Erzeugnisses vergleichbar sind, beitragen. Dies führt zu Fehlausscheidung der Erzeugnisse und beeinträchtigt die Richtigkeit der Prüfung. Da praktisch alle Moden der normalen Longitudinalwellen Dispersion aufweisen (die verschiedenen Komponenten des Frequenzspektrums breiten sich in dem Erzeugnis mit verschiedenen Geschwindigkeiten aus, so dass sich der Impuls ausdehnt, während seine Amplitude zusätzlich geschwächt wird) erschwert sich deren Benutzung für die zerstörungsfreie Prüfung. An den steilen Abschnitten der Dispersionskurven der Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten werden bei der Anwendung von Piezowandlern die Moden effektiv angeregt, da hierbei die normale Verschiebungs-

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komponente der elastischen Schwingungen gross sind, jedoch ist deren Benutzung nur an kleinen Durchschallbasen der Erzeugnisse möglich, da sich wegen der Dispersion die Impulse stark abschwächen und ausdehnen,

Die Impulsdauer nimmt dermassen zu, dass der nichtkontrolr. lierte Blechrand, der in der toten Zone liegt, 0,2 m und mehr erreicht. An den flachen Abschnitten der Dispersionskurven wirkt sich die Dispersion weniger aus, jedoch ist wegen der Kleinheit der Normalkomponente die Modenanregung nicht effektiv* an einigen horizontalen Abschnitten der Dispersionskurven für Moden von höherer Grössenordnung wurden mit Hilfe von Piezowandlern überhaupt keine Signale angeregt. Mit Hilfe des Keil-Verfahrens ist es unmöglich, die antisymmetrische Nullmode der Lambwellen anzuregen.

All dies erschwert die Methodik der Wahl von Arbeitspunkten für die Defektoskopie und Dickenmessung, erschwert und verteuert die Konstruktion der Einrichtungen und führt zur Senkung ihrer technischen Kennwerte und zu erheblichen Produktions-

s
verluten.

Bekannt sind Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen (Schubwellen), die auch SH-WeIlen genannt werden, unter Zuhilfenahme von Piezowandlern durchs

1) Schubstörungen, die gleichmässig über die Oberfläche des Erzeugnisses in einem den Abmessungen des Y-Schnittes der Quarzplatte bzw. PiezoUceramikplatte von entsprechender Polarisation gleichen Bereich verteilt sind*,

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2) eine Gesamtheit von Verschiebungsstörungen, die periodisch über die Fläche des Erzeugnisses mit einer der Länge der angeregten normalen Transversalwelle gleichen Periode verteilt sind (Kammstrukturverfahren).

Da bei den normalen Transversalwellen keine normalen Verschiebungskomponente_nvorliegen (die Verschiebungen in den normalen Transversalwellen sind parallel zur Oberfläche des Erzeugnisses), so werden in den Einrichtungen zum Anregen und Empfang solcher Wellen Piezowandler aus Quarzplatten mit Y-Schnitt bzw. Piezokeramik von entsprechender Polarisation benutzt. Der akustische Kontakt zwischen dem Piezowandler und dem Erzeugnis erfolgt durch Ankleben des Wandlers an das Erzeugnis mit Hilfe von zähflüssigen Harzen und ähnlichen Stoffen (Zeresin u.a.), die die Übertragung von Verschiebungsstörungen gewährleisten· Dies schliesst die Anwendung von Flüssigkeiten (Wasser u.a.) als Kontaktmedien aus, weshalb es unmöglich ist, das erwähnte Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen

in der Dynamik, d.h. bei einer Bewegung der Erzeugnis-

gegenüfcer den
se ν Einrichtungen zum Anregen dieser Wellen zu benutzen.

Infolgedessen finden gegenwärtig die normalen '^ransversalwellen überhaupt keine Verwendung in der Ultraschalldefektoskopie und werden nur in Ultraschallverzögerungsleitungen benutzt.

Es sind ein Verfahren und eine Einrichtungen zum Anregen und Empfang von Lambwellen (normalen Longitudinalwellen) Rayleighwellen und anderen (s.USA-Patentschrift Nr. 3850028, Kl.73/71.5), die auf der Anwendung von "berührungslosen" Wandlern beruhen und

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die die mit der Bildung eines akustischen Kontaktes verbundenen Nachteile beseitigen, bekannt.

Das Verfahren besteht darin, dass zum Anregen und Empfang von Lamb-Ultraschallwellen zwei separate Wandler benutzt werden, wobei jeder von diesen einen Zickzackleiter enthält, der parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses im Felde eines Dauermagneten angeordnet ist. Der den Leiter durchfliessende Wechselstrom induziert in dem Erzeugnis Wirbelströme, die quer zum Dauermagnetfeld gerichtet sind, Infolge der Wechselwirkung zwischen den Wirbelströmen und dem Dauermagnetfeld entstehen elastische Verschiebungen, die unter der Wirkung der Lorenzkräfte (pondermotorisehe Kräfte) bzw. der Magnetostriktion hervorgerufen werden. Da der Zickzackleiter eine Reihe von Parallelabschnitten hat, die quer zum Magnetfeld liegen, und die Ströme in jedem der Parallelabschnitte zu jeder Zeit entgegen gerichtet sind, so werden die Lambwellen bei einer solchen Frequenz angeregt, deren Produkt mit der Periode (dem Schritt) der Leiterspule der Phasengeschwinaigkeit der elastischen Welle gleich ist. Hierbei werden Lambwellen in zwei entgegengesetzten zu den Leitern senkrechten Richtungen angeregt.

Die Einrichtung zur Realisierung des erwähnten Verfahrens stellt einen entlang des zu prüfenden Erzeugnisses verstellbaren Wagen dar, dessen Räder durch einen am Wagen angeordneten Motor angetrieben werden►

Zwei identische Wandler, die am Wagen in einer gewissen Entfernung von der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses

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parallel zueinander angeordnet sind und jeweils auf Aussendung und Empfang arbeiten, haben hufeisenförmige Dauermagnete, zwischen deren Polen Zickzackleiter angeordnet sind. Auf dem Wagen sind auch eine Speisequelle und ein Schreiber zur Aufnahme der Prüfergebnisse angeordnet. Bei einer anderen Ausführungsvariante sind das zu prüfende Erzeugnis und der Zickzackleiter zwischen den Polen des Dauermagneten angeordnet.

Ben. betrachteten Verfahren und Einrichtung sind eine Reihe von Nachteilen eigen, die mit der Natur der Lambwellen und mit konstruktiven Mängeln verbunden sind. Diese vorstehend eingehend betrachteten Nachteile sind mit einer ungenügender Richtigkeit der Prüfung infolge des Einflusses von Flüssigkeitsspritzern und anderen Verunreinigungen der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses auf die Prüfergebnisse verbunden. Das Vorliegen von Dispersion führt dazu, dass die getrennte Anwendung eines Sendew_andlers und eines Empfangswandlers mit gleichem Schritt (Abstand zwischen zwei benachbarten Spulenwindungen) das Priifergebnis verschlechtert, da die Wellenlänge und der Schritt des Empfangswandlers ohne Berücksichtigung der Einwirkung der Dispersion auf die Parameter der sich ausbreitenden Welle bestimmt werden. Die erwähnten Verfahren und Einrichtung sichern nicht die Gewinnung eines von den Fehlerstellen reflektierten und deren Abmessungen proportionalen Signals· Das Verfahren und die Einrichtung gestatten nicht die Anregung und den Empfang von normalen Transversalwellen, die eine Reihe von Vorteilen gegenüber den Lambwellen haben. Darüber hinaus

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ist die Einrichtung mit getrenntem Sendewandler und Empfangswandler fast zweimal grosser und wesentlich komplizierter in der Bedienung, Bei Änderung der Dicke des zu prüfenden Erzeugnisses ist bei dieser Einrichtung eine Auswechselung der Wandler und eine volle Umstellung der Apparatur erforderlich, was ihren Betrieb erschwert. Die gleichzeitige Anordnung der Wandler und Dauermagnete, der Speisequelle und des Schreibers auf dem Wagen erhöht die Masse desselben, was die Prüfung von dünnen Erzeugnissen erschwert, die Arbeitsbedingungen für die elektronischen Einheiten und den Schreiber verschlechtert, die Prüfleistung senkt.

Bekannt ist auch eine Einrichtung zum "berührungslosen¹¹ Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen bei der Prüfung von Erzeugnissen (Urheberschein der UdSSR Nr. 411369, Kl. GOln/29/00, GOIb 17/00), die einen elektromagnetisch-akustischen Wandler darstellt, der einen Magnet und eine Induktivitätsspule in Form einer Flachwendel zwischen dem zu prüfenden Erzeugnis und dem Magneten enthält. Zum Anregen von normalen Transversalwellen ist die Arbeitsstirnfläche des Magneten als Kammstruktur (abwechselnd Vorsprünge und Lücken) ausgebildet, wobei die Empfindlichkeit dadurch erhöht wird, dass an der Arbeitsstirnseite des Magneten eine zweite Kammstruktur ausgeführt ist, wobei die Vorsprünge der einen Struktur mit den Lückenmitten deranderen übereinstimmen, während die Spule derart angeordnet ist, dass ihre eine Seite über der einen Kammstruktur und die andere Seite - über der anderen Kammstruktur liegt. Die Einrichtung ermöglicht das Anregen von normalen Transversalwellen in

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dem zu prüfenden Erzeugnis ohne Anwendung von Kontaktmitteln und bei Verstellung des Erzeugnisses mit grosser Geschwindigkeit.

Jedoch ist die Einrichtung nicht frei von bedeutenden Mangeln. Zu diesen gehören der komplizierte Aufbau der Einrichtung, der Bedarf an einer grossen Auswahl von Polschuhen mit verschiedenem Schritt der Kammstruktur, die komplizierte Einstellung der Einrichtung bei Änderung der Dicke der zu prüfenden Erzeugnisse und der Form ihrer Oberfläche, die technolö gischen Schwierigkeiten, die mit der Herstellung von Polschuhen zum Anregen von normalen Transversalwellen in Rohren mit verschiedenem Durchmesser verbunden sind. Darüber hinaus verschlechtern sich bei der Prüfung von ferromagnetisehen Werkstoffen stark die Resonanzeigenschaften der Einrichtung, was die Anregungseffektivität der erforderlichen Wellenmode herabsetzt.

Ausser den oben beschriebenen Einrichtungen ist eine Einrichtung zum Anregen von Normalwellen (s. Urheberschein der UdSSR, Nr. 37554-6, Kl. G01n29/04) bekannt, in deren Gehäuse ein Elektromagnet untergebracht ist, zwischen dessen Polen eine Induktionsspule mit gleich voneinander entfernten Teilspulen angeordnet ist. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit ist die Induktionsspule als drehbarer Rahmen mit krummlinigen Nuten, die Kreisteile darstellen, ausgeführt. Die Einrichtung erhöht die Prüfempfindlichkeit dank der Fokussierung der Ultraschallschwingungen.

Der Nachteil der Einrichtung liegt darin, dass der Elektro-

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magnet und die Induktionsspule (der Rahmen) in einem Gehäuse untergebracht sind. Dies erhöht die Masse des Wandlers, erschwert den Zutritt zu dem Rahmen bei Auswechselungsbedarf, macht den Wandler sperrig und unbequem bei der Prüfung von dünnwandigen Erzeugnissen. Die Einrichtung gestattet es nicht, optimal die erforderlichen liormalwellenmoden anzuregen, und sichert keine optimalen Fokussierungsbedingungen.

Es ist auch eine Einrichtung zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen in Ultraschallverzögerungsleitungen bekannt (s. das Buch "Physikalische Akustik", herausgegeben von Meson, Band I. Verfahren und Geräte für Ultraschalluntersuchungen, 'Teil A M, 1966, S.513)· Die Ultraschallverzögerungsleitung enthält ein Metallband, an dessen Enden piezokeramische Wandler schräg bzw. senkrecht zu seiner Achse angeklebt werden. Die Seitenflächen des Bandes sind mit schalldämpfendem Material beklebt. Die piezokeramischen Wandler werden aus Quarzplatten mit Y-Schnitt bzw. aus piezokeramischen Platten von entsprechender Polarisation hergestellt. Diese Verzögerungsleitungen, die V/ellenleiter genannt werden, finden weitgehende Anwendung als Informationsspeicher in Rechenanlagen, für Flo-igzeug- und Navigationssysteme, in der Radartechnik für die Impulsverdichtung.

Der Nachteil dieser Einrichtungen besteht darin, dass es unmöglich ist, die Zeitverzögerung stufenlos zu regeln und Verzögerungsleitungen mit mehreren Abzweigungen zu schaffen.

Zweck der Erfindung ist es, die erwähnten Mangel der bekannten Verfahren und Einrichtungen zum Anregen und Empfang von

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normalen Ultraschallwellen zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen zu entwickeln, die es gestatten, nicht nur die Prüfleistung gegenüber den bekannten Verfahren und Einrichtungen wesentlich zu erhöhen, sondern auch die Richtigkeit der Prüfung zu steigern, die Prüfung von Erzeugnissen bei erhöhter Temperatur zn ν die Konstruktion der Einrichtung zu vereinfachen, ihre Betriebseigenschaften zu verbessern, ihre Herstellungs- und Betriebskosten durch Anwendung von normalen Transversal- und Longitudinalwellen zu senken.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei dem Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen in den zu prüfenden Erzeugnissen mittels Einwirkung auf die Oberfläche des Erzeugnisses eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, das durch ein System von Flachstrahlern, die eine Kammstruktur bilden und diskret in Strahlungsrichtung mit einem der Wellenlänge mehrfachen Schritt an-

_d mittels

geornet sind, angeregt wird und ^v Einführung in das Erzeugnis in den V/irkungsbereich des hochfrequenten elektromagnetischen

Feldes eines Vormagnetisierungsfeldes, dessen Stärkvektor parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses verläuft , besteht, erfindungsgemäss zum Anregen von normalen Transversalwellen der Vormagnetisierungsfeldvektor gegenüber dem System der Flachstrahler unter einem Winkel zur Strahlungsrichtung orientiert wird.

Es ist zweckmässig, bei der Anregung von normalen Trans-

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versalwellen in Brzeugninsen aus Kohlenstoffstahl den Vormagnetisierun^sfeldvektor gegenüber dem System der Flachstrahler unter einem Winkel von + (10° ...60°) zur Strahlungsrichtung zu orientieren.

Es ist auch zweckmässig, bei der Anregung von Normalwellen in Erzeugnissen aus weichmagnetischem Material den Vormagnetisierungsfeldvektor gegenüber dem System der Flachstrahler unter einem Winkel von + (20°...90°) zur Strahlungsrichtung zu orientieren.

Die Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens gestattet es, die Anregung und den Empfang von Normalwellen zu realisieren und dadurch die Geschwindigkeit und Richtigkeit der Werkstoffprüfung zu erhöhen. Darüber hinaus erfolgt die Anregung und der Empfang von normalen Transversalwellen mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens einfacher und erfordert keine komplizierte Umstellung, was unvermeidlich bei den bekannten Verfahren ist.

Da oft bei den Erzeugnissen Fehler von verschiedenem Typ (Aufspaltungen, Risse, nichtdurchgeschweisste Stellen in Schweiss

verbindungen) festgestellt werden müssen, auf welche die verschiedenen Wellenmoden verschieden reagieren, so ist es zweckmässig, für das gleichzeitige Anregen und Empfang von Impulsen normaler Transversalwellen und Longitudinal-(Platten-)wellen zumindest zwei Frequenzen für die Anregung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes aus der Bedingung der Längengleichheit der Transversal- und der Longitudinalwellen nach der For-

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zu wählen, wobeiLXj <C°x > jeweils die Phasengeschwindigkeit der Transversal- und der Longitudinalwelle, /'[ _f f , jeweils

die Länge der Transversal- und der Longitudinalwelle ist, während der Schritt zwischen den i'lachstrahlern nach der Formel t- ~/,\«~ A } bestimmt wird,

Es ist zweckmässig, zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler Transversal- und Longitudinalwellen mit gleicher Amplitude auf einer vorgegebenen Prüfbasis den Vormagnetisierun^sfeldstärke-vektor gegenüber dem System der Flachstrahler unter einem Winkel von + (5°...40°) zur Strahlungsrichtung zu orientieren.

Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet es, mit Hilfe eines einzigen Wandlers gleichzeitig normale Longitudinal- und Transversalwellen anzuregen, wobei das Verfahren es gestattet, auf einer bekannten (vorgegebenen) Prüfbasis gleiche Impulsamplituden für die verschiedenen Wellentypen zu erhalten. Dies ist dank der Wahl solcher Arbeitsfrequenzen für die Anregung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes möglich, bei dem die Längen der normalen Ultraschallwellen von verschiedenem Typ gleich sind, was deren Anregung und Empfang mit Hilfe eines einzigen Wandlers mit einem Strahlerschritt, der ein Mehrfafaches der Wellenlänge darstellt,gewährleistet. Hierbei muss der Winkel zwischen dem Vorinagnetisierungsfeldstärkevektor und der Strahlungsrichtung im Bereich von + +(5 *··^0 ) gewählt werden.

Es ist zweckmässig, zum gleichzeitigen Anregen und Empfang

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von Impulsen normaler Transversal- und Longitudinalwellen mit Fokussierung in einem vorgegebenen Punkt den Vormagnetisierungsfeldstärkevektor gegenüber den Abschnitten mit dem krummlinigen Flachstrahler unter einem Winkel vonj£0...60 ) zu orientieren.

Die Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens gestattet es, gleichzeitig Transversal- und Longitudinalwellen optimal anzuregen und zu empfangen mit Fokussierung derselben in einem vorgegebenen Punkt und dadurch die Prüfempfindlichkeit zu erhöhen.

Es ist zweckmässig, zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler Transversal- und Longitudinalwellen zumindest zwei Lrregungsfrequenzen des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes aus der Bedingung der Längengleichheit der normalen Transversal- und Longitudinalwellen zu wählen, während die minimale Prüfbasis aus der Beziehung

gewählt wird, wobei £ die Dauer des empfangenen Hochfr equenzimpulses, Oy max, Gy min - die Gruppengeschwindigkeiten der Transversal- und Longitudinalwellen sind.

Die Erfüllung dieser Bedingung sichert auf der vorgegebenen Prüfbasis (Prüfbreite) eine exakte Trennung von Impulsen verschiedener Wellentype und erhöht dadurch die Richtigkeit der Prüfung, vereinfacht die Auswertung der Prüfergebnisse. Diese Bedingung gestattet es, bei der Prüfung von Erzeugnissen mit kleiner Basis (kleiner breite) die Moden der Transversal- - und Longitudinalwellen mit grösster Differenz der Gruppenge-

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schwindigkeiten zu wählen, was eine Verminderung der nichtkontrollierbaren Zone sichert.

Es ist zweckmässig,zum Anregen einer normalen Longi^udinalwelle (Lambwelle) mit Fokussierung in einem vorgegebenen Punkt den Vormagnetisierungsfeldstärkevektor gegenüber dem System der Flachstrahler, die krummling mit dem Abstand bis zum Fokussierungspunkt gleichen Radien und einer der effektiven Breite des Vormagnetisierungsfeldes gleichen Länge ausgeführt sind, derart zu orientieren, dass seine Richtung mit der Strahlungsrichtung übereinstimmt.

Dieses Verfahren kann bei der Prüfung von firzeugnis-

Ic sen mit gleichartigen Fehlern, deren Qrtslage^vvoraus bekannt ist, beispielsweise bei der Prüfung von Stoss~chweissnähten an Rohren und Bändern benutzt werden.

Das ^erfahren gestattet es, nur einen Longitudinalwellentyp anzuregen, die Fokussierungsbedingungen zu verbessern unddam.it die Empfindlichkeit gegenüber Fehlern, deren

in
Ortslagevvoraus bekannt ist, zu erhöhen.

Unter Berücksichtigung des Einflusses der Dispersion bei der Ausbreitung der Normalwellen und unter Ausschluss der symmetrischen Hullmode der iransversalwellen SS(O) ist es zweckmässig, beim ge trennt en An^regen und Empfang von Normalwellen den Schritt zwischen den Flachstrahlern, die den Empfang von Normalwellen sichern, unter Berücksichtigung des Einflusses der Dispersionsverzerrungen auf der vorgegebenen Prüfbasis durch Änderung der mittleren Impulswellenlänge nach der Überlagerungsmethode zu bestimmen.

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Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens gestattet es, die PrüfWirksamkeit zu steigern, Fehlerversäumungsfälle, die mit einer Divergenz der Wellenlänge der Ultraschallimpulse und der Impulse, die nach dem Durchgang durch den zu prüfenden Abschnitt verbunden sind, auszuschliessen, was bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen nicht berücksichtigt wurde.

Die gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass bei der Einrichtung zur Realisierung des Verfahrens zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen in Erzeugnissen, welche ein Flachstrahlersystem, das einen Hochfrequenzwandler darstellt, der an die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses mit Hilfe eines federbelasteten Hebelsystems gedrückt wird, welches an einem Rahmen befestigt ist, der gelenkig an einem mit einem Hubantrieb versehenen Hebelwerk angeordnet ist, und eine mit dem Hochfrequenzwandler icoa^ial angeordnete Vormagnetisierungseinrichtung enthält, gemäss der Erfindung der Hochfrequenzwandler durch eine an einem Rahmen befestigte Schutzeinrichtung umgeben ist, die zumindest zwei in einer Ebene angeordnete B'olgerollen mit Parallelachsen und ein an diesen befestigtes elastisches elektrisch und mechanisch festes geschlossenes Band, das sich mit der Bewegungsgeschwindigkeit des zu prüfenden Erzeugnisses verstellt, darstellt, während der mit dem Erzeugnis in Berührung stehende Teil der Rollenfläche mit einer Schicht bedeckt ist, die eine zuverlässige Kohäsion mit der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses sichert, wobei die Vormagnetisierungseinrichtung drehbar

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in der zur Oberfläche des Erzeugnisses parallelen Ebene ausgeführt ist.

Es ist -sweckmässig die Vormagnetisierungseinrichtung in Form eines Solenoids, dessen Achse parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses liegt, und einer Gelenkeinrichtung, die das Schwenken und feststellen des Solenoids in den der Anregung der erforderlichen normalen Ultraschallwellen entsprechenden Stellungen gewährleistet, auszuführen.

Die Anwendung der erfindungsgemässen Einrichtung sichert die Realisierung des betrachteten Verfahrens zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen bei der Prüfung von Erzeugnissen metallurgischer Betriebe bei erhöhter Prüfgeschwindigkeit. Die Einrichtung gestattet es, normale Wellen bei wesenf licher Änderung der Lage des Erzeugnisses sowohl gegenüber der Vormagnetisierungseinrichtung als auch gegenüber dem Hochfrequenzwandler effektiv anzuregen und zu empfangen. Die vorgeschlagene Konstruktion der Einrichtung übt einen geringen Einfluss auf die Amplitude des Ultraschallsignals bei Schwankungen des Abstandes zwischen dem zu prüfenden Erzeugnis und der Vormagnetisierungseinrichtung aus und sichert ein genaues Folgen des Hochfrequenzwandlers der Oberfläche des Erzeugnisses dank dem Hebelsystem und der maximalen Verminderung der Masse der Einrichtung.

Es ist zweckmässig zur Prüfung der Güte (Feststellung von Fehlern) der ^tossnaht von Blechen bzw. Bandmaterialien in der Fliessstrasse eines Blechwalzwerkes, eine Einrichtung zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen in

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Erzeugnissen, die einen um die mit der Normalen zur Oberfläche des Erzeugnisses zusammenfallende Achse drehbaren hochfrequenzwandler enthält, der an die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses mit Hilfe eines federbelasteten Hebelwerkes gedrückt wird, wobei das erwähnte Hebelwerk an einer mit einem Hubantrieb versehenen Vormagnetisierungseinrichtung angeordnet ist, die mittels Hebel an einem Wagen befestigt ist, der auf einer längs des zu prüfenden Erzeugnisses verstellbaren Bühne quer zu dein zu prüfenden Erzeugnis angeordneten Führung verstellt wird, anzuwenden, die erfindungsgemäss mit zumindest zwei Schweissnahtlagegebern und zwei elektromagnetischen Mitnehmern versehen ist, öL±-e paarweise über den Rändern des zu prüfenden Erzeugnisses angeordnet und mechanisch mit dem liochfrequenzwandler mittels einer Führung verbunden sind, wobei sie eine gemeinsame Versteilung der Bühne mit dem Erzeugnis und eine Verstellung des Hochfrequenzwandlers längs der zu prüfenden Schweissnaht mit Hilfe eines elektrischen Antriebs sichern.

Es ist zweckmässig, dass der Träger mit der Führung an der Bühne drehbar und federbelastet in Sichtung der Bewegung des zu prüfenden Erzeugnisses ausgeführt ist, während die Bühne mit einem elektromagnetischen Mitnehmer gegenüber der Längsführung und mit elektrischen Antrieben zur Rückführung des Hochfrequenzwandlers samt der Vormagnetisierungseinrichtung in die Ausgangsstellung versehen ist.

Die erfindungsgemässe Einrichtung wird zweckmässigerweise zum Anregen und Empfang von normalen Wellen bei der Gütekontrolle von Schweissnahten an Blech- und Bandmaterialien in der

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Pliesstrasse eines Bandwalzwerkes benutzt, wobei die Einrichtung die Nahtprüfung bei der Bewegung des Bleches bzw. des Bandes durch automatische Registrierung des Durchganges der Schweissnaht unter dem h.ochfrequenzwandlero und Feststellung der Einrichtung in einer Stellung, die das genaue Einhalten der vorgegebenen Entfernung von der Schweissnaht ^zum Hochfrequenzwandler, darunter auch bei Schrägstellung der Schweissnahtlinie gegenüber der Blechachse sichert, ermöglicht. Die besten Ergebnisse liefert die Benutzung eines Hochfrequenzwandlers, der bei genauer Einhaltung einer der Brennweite gleichen Entfernung zur ITaht eine hohe Prüf empfindlichkeit gewährleistet.

Die Einrichtung sichert bei entsprechender Justierung die Anregung von normalen Ultraschallwellen verschiedener Typen.In Verbindung mit bekannten Elementen der Elektronik (Automatikgeräte, Schreiber u.dgl) sichert die Einrichtung einen hohen Automatisierungsgr_ad der Güteprüfung.

Pur die Güteprüfung von nahtlosen und elektrisch geschweissten Rohren unter Anwendung von normalen UTtraschal!wellen ist es zweckmässig eine Einrichtung, die an einem Hebelwerk angeordnete mit einem Hubantrieb ausgeführte Leitrollen enthält, welche mit dem zu prüfenden Erzeugnis in Berührung stehen und eine Vormagnetisierungseinrichtung tragen, auf der zumindest zwei Hochfrequenzwandler beweglich befestigt sind, die an die Fläche des zu prüfenden Erzeugnisses fortlaufend durch eine Feder gedrückt werden, anzuwenden, bei der erfindungsgemäss die Vormagnetisierungseinrichtung als S-förmiger mehrteiliger Magnetleiter mit zumindest drei Polschuhen ausgeführt ist, von welchen der mittlere feststehende Polschuh auswechselbar aus-

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geführt ist und die anderen zwei einstellbaren Polschuhe aus entsprechend der Achse des zu prüfenden Erzeugnisses orientierten Platten geschichtet sind,wobei sie entlang dem S-förmigen Magnetleiter durch ein Schraubenpaar verstellt werden und mit Hilfe einer Regulier- und Pestellgruppe die Form der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses annehmen, während die symmetrisch zur Längsachse des S-förmigen Magnetleiters angeordneten Hochfrequenzwandler entlang dieser mit Hilfe von Schraubenpaaren verstellt werden und in einer Gabel um die Vertikalachse in der zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses drehbar befestigt sind.

Es ist zweckmässig,die einstellbaren Polschuhe des S-förmigen Magnetleiters der Vormagnetisierungseinrichtung drehbar an Hebeln um die Gelenkachse, die mit der Achse des S-förmigen Magnetleiters übereinstimmt, auszuführen.

Es ist zweckmässig, dass die Sohle des Gehäuses für den

Hochfrequenzwandler aus einem Material mit niedriger Schmelz-

r.ich

temperatur, das V derPorm einer Fläche des zu prüfenden Erzeugnisses durch Verformung in erwärmtem Zustand anpaßt, auszuführen.

Die erfindungsgemässe Einrichtung kann wirksam bei der Anregung und dem Empfang von normalen Ultraschallwellen für die Güteprüfung von nahtlosen Rohren, Schweissnähten von Rohren mit Längs- und Spiralnaht sein. Hierbei ist je nach dem zu prüfenden Objekt und dem Typ der Fehler mit Hilfe der Einrichtung die Anregung von Longitudinal- und Transversalwellen bzw. gleichzeitig beider Wellentypen möglich. Dazu werden

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durch Änderung der Lage der einstellbaren Polschuhe und der Form des mittleren Polschuhes sowie durch die Wahl des entsprechenden Hochfrequenzwandlers (fokussiert, nichtfokussiert) die nötigen Bedingungen geschaffen. Die Prüfung einer Schweissnaht ist unter Benutzung von fokussierten Hochfrequenzwandler durchzuführen. Die Prüfung eines ganzen Rohrkörpers ist zweckmässiger mit nichtfokussierten Wandlern durchzuführen.

Dank der Universalkonstruktion ermöglicht die Einrichtung die Prüfung von Rohren in einem weiten Durchmesserbereich, Das Vorhandensein eines Antriebs zum Heben und Senken der Einrichtung gestattet es, die Prüfung im automatischen Betrieb auf Fliesstrassen zur Herstellung und Nachbearbeitung von Rohren durchzuführen.

Zur Güteprüfung von nahtlosen und elektrisch geschweissten dünnwandigen Rohren von geringem Durchmesser ist es zweckmässig eine Einrichtung anzuwenden, die eine Vormagnetisierungseinrichtung mit einem an dieser auf einem abgefederten mit einem Hubantrieb versehenen Hebelsystem angeordneten Hochfrequenzwandler enthält, bei der erfindungsgemäss die Vormagnetisierungseinrichtung als mehrteiliger H-förmiger Magnetleiter mit zwei Polschuhen, die unabhängig längs und quer des Erzeugnisses durch Schraubenantriebe verstellt und in bestimmter Lage festgestellt werden, ausgeführt ist, während der xiochfrequenzwandler auf dem Hebelsystem verstellbar längs des Erzeugnisses angeordnet und mit einer elastischen Gehäusesohle, die beim Andrücken derselben an das zu prüfende Erzeugnis

von
die FormV dessen Oberfläche annimmt, ausgeführt ist.

Die erfindungsgemässe Einrichtung ist wirksam bei der Prüfung von Rohren von geringen Durchmesser dank der Anwendung eines mehrteiligen Magnetleiters und kegelförmigen Polschuhen, die durch einfache Umstellung die Prüfung von Rohren von verschiedenem Durchmesser ermöglichen. V/erden die Polschuhe in der diametralen Ebene des Rohres angeordnet, so haben die bei der automatischen Prüfung möglichen Verschiebungen des Rohres in dieser Ebene keinen Einfluss auf die Prüfergebniase. Durch Änderung der Abmessungen der Polschuhe ergibt sich die Möglichkeit, normale Wellen von verschiedenem Typ (Logitudinalwellen, Transversalwellen, mit und ohne Fokussierung) anzuregen.

Da der Hochfrequenzwandler mit einer elastischen Sohle ausgeführt ist, so nimmt er beim Andrücken an das Rohr die Form seiner Oberfläche an. Dadurch wird eine Erhöhung der Prüfempfindlichkeit und eine Verminderung der Zahl der Hochfrequenzwandler und der für deren Auswechselung benötigten Zeit erreicht.

Zur Prüfung v.on Erzeugnissen von verschiedener Stärke ist es zweckmässig eine Einrichtung anzuwenden, die eine Vormagnetisierungseinrichtung mit einem an dieser auf einem Handantrieb angeordneten Hochfrequenzwandler enthält, wobei der erwähnte Wandler als Platte ausgeführt ist, auf der ein iaehrglieriges Parall^elogrammwerk mit einem Antrieb zum Auseinanderbringen desselben angeordnet ist, und die erfindungsgemäss mit diskreten Flachstrahlern versehen ist, ausgeführt als Wicklungselemente , die an den Stirnflächen " P " förmiger Platten angeordnet sind, die zu Paketen in Bügeln ge-

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schichtet sind, wobei jede Platte über Gelenke mit den Gelenken der entsprechenden Glieder des mehrgliedrigen Parallelogrammwerkes verbunden ist.

Die Anwendung einer Einrichtung mit veränderlichem Schritt gestattet es, schnell die Apparatur bei Änderung der Dicke der zu prüfenden Erzeugnisse umzustellen, sowie auch den erforderlichen Arbeitspunkt auf den Dispersionskurven zu wählen.

Zur Regelung der Impulsverzögerungszeit ist es zweckmässig, eine Ultraschallverzögerungsleitung zur Realisierung des Verfahrens zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen(Schubwellen) zu verwenden, die eine Schalleitung enthält, welche als Bandabschnitt mit einem an dessen Seitenkanten aufgetragenen schalldämpfenden Material ausgeführt ist, wobei an dem einen Ende des Bandabschnitts ein Strähler und an dem geradlinigen Teil des anderen Endes eine Vormagnetisierungseinrichtung mit einem Empfangswandler angeordnet sind, bei der erfindungßgemäss das Schalleitungsband aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist, während der Empfangswandler einen Hochfrequenzwandler darstellt, der in einem Gehäuse samt der Vormagnetisierungseinrichtung untergebracht ist, wobei das erwähnte Gehäuse mit einem Schraubenantrieb zum Verstellen desselben längs des geradlinigen Abschnitts der Schalleitung versehen ist.

Die Ultraschallbandleitung gestattet es, die Impulsverzögerung stufenlos zu regeln.

Zur Verzögerung einunddesselben Impulses um eine verschiedene Zeit ist es zweckmässig, eine Ultraschallverzögerungsleitung

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anzuwenden, die gemäss der Erfindung mehrere Hochfrequenz-Empfangswandler mit Vormagnetisierungseinrichtungen enthält, wobei diese mit Einzelantrieben zum Verstellen derselben längs der Schalleitung versehen sind.

Nachstehend soll die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Figo 1 Zusammenwirken des Systems diskreter Flachstrahler, des zu prüfenden Erzeugnisses und des Vormagnetisierungsfeldes bei der Anregung von normalen SH-Transversalwellen;

Fig. 2 - Dispersionskurven der Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten normaler Transversalwellen;

Fig. 3 Abhängigkeit der Signalamplitude normaler Transversalwellen von der Vormagnetisierung des zu prüfenden Erzeugnisses (vom Vormagnetisierungsstrom des Solenoids der Vormagnetisierungseinrichtung);

Fig. 4 Abhängigkeit der Amplitude einer normalen Transversalwelle vom Winkel zwischen dem Vormagnetisierungsfelo— Stärkevektor und der Strahlungsrichtung;

Fig· 5 Zusammenwirken des Systems diskreter Flachstrahler, des zu prüfenden Erzeugnisses aus weichmagnetischem Material

und des Vormagnetisierungsfeldes bei der Anregung normaler Wellen:

Fig. 6 Abhängigkeit der Impulsamplitude einer normalen Welle vom Winkel zwischen dem Vormagnetisierungsfeldstärkevektor und der Strahlungsrichtung für magnetisch weiche Materialien;

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Pig. 7 Zusammenwirken des Systems diskreter Ρΐε-chstrahler, des zu untersuchenden Erzeugnisses und des Vormagnetisierungsfeldes bei gleichzeitigem Anregen und Empfang von normalen longitudinalen aji Sn-Wellen und transversalen SH-Wellen;

Pig. 8 Dispersionskurven der Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten normaler Longitudinalwellen in Platten;

Fig. 9 Abhängigkeit der Amplitude normaler Longitudinalwellen (Moden Ao, So) und Transversalwellen (Moden SS(O), SS(I) ) von dem Winkel zwischen dem Vormagnetisierungsfeldstärkevektor und der Strahlungsrichtung;

Fig. 10 Schema zur Durchschallung des zu prüfenden Erzeugnisses durch einen Hochfrequenzwandler bei der Anregung zwei-

ma
er Moden in einem homogenen Vorgnetisierungsfeld;

Pig. 11 Schema zur Durchschallung des zu prüfenden Erzeugnisses durch einen Hochfrequenzwandler bei der Anregung zweier Moden in einem homogenen Vormagnetisierungsfeld;

Pig. 12 Abhängigkeit der Impulsamplitude eines von einem Pehler reflektierten Echosignals von der Lage des fokussierten Wandlers gegenüber dem Pehler;

Pig. 13 Ermittlung der minimalen Prüfbasis, d.h. des minimalen Abstandes, bei welchem man getrennt die Echosignale zweier gleichzeitig angeregter Moden beobachten kann;

Fig. 14 Punktionsschema einer Einrichtung, die die Fehlerermittlung mit zwei verschiedenen Moden realisiert;

Pig. 15~28 Zeitteilung der Echosignale zweier verschiedener Moden;

einer Fig. 29 Schema z.ur Durchschallung ν Quernaht des zu

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prüfenden Erzeugnisses (Bandmaterial) durch einen fokussierten Wandler mit fokussiertem Vormagnetisierungsfeld;

Fig. 30 Funktionsschema zur Messung der Wellenlänge mit Hilfe eines einzigen Wandlers;

Pig. 31 Funktionsschema zur Messung der V/ellenlange mit Hilfe von drei Wandlern;

Fig. 32, 33 Impulsaddition bei der Messung der Wellenlänge jeweils in Phase und in Gegenphase;

Fig. 34 Anordnung des zu prüfenden Erzeugnisses, des Flachstrahlersystems mit Hebelgestänge und der Vormagnetisierungseinrichtung·,

Fig. 35 Abhängigkeit der Signalamplituden normaler Transversalwellen von dem Abstand zwischen dem zu prüfenden Erzeugnis und den Polschuhen der Vormagnetisierungseinrichtung und zwischen dem zu prüfenden Erzeugnis und der Solenoidoberfläche:

Fig. 36 Einrichtung zum Prüfen von Bandst ossnäht en;-Fig· 37» 38 Einrichtung zum Prüfen von Rohren; Fig. 39-42 Schema^ zur Durchschallung von Rohren;

Fig. 43 Einrichtung zum Prüfen von Rohren mit kleinem Durchmesser;

Fig. 44 Einrichtung zum Prüfen von Blechmaterial mit normalen Wellen unter Benutzung eines Hochfrequenzwandlers mit regelbarem Schritt:

Fig. 45 Ultraschallverzögerungsleitung mit einem piezoelektrischen Sendewandler und einem elektromagnetisch-akusti-.

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Empfangswandler.

In der Beschreibung sind einige spezifische Termini benutzt, die nachstehend erläutert werden sollen.

iiüode - Art einer normalen Welle, die sich in dem als harte Platte (Schicht) mit freien Grenzen ausgeführten Erzeugnis bei bestimmtem Verhältnis zwischen der Wellenlänge und der Plattendicke ausbreitet, Es gibt symmetrische und antisymmetrische Moden der nullten, ersten, zweiten bis "n" Ordnung.

Symmetrische Mode - eine normale Welle, bei der die Bewegung symmetrisch zu der in der Plattenmitte liegenden Ebene erfolgt (d.h. in der oberen und unteren Plattenhälfte hat die Tangentialverschiebung gleiche Vorzeichen, während die Normalverschiebung entgegengesetzte Vorzeichen hat);

Antisymmetrische Mode - eine normale Welle, bei der die Bewegung antisymmetrisch zu der in der Plattenmitte liegenden Ebene erfolgt (d.h. in der oberen und unteren Plattenhälfte hat die Tangentialverschiebung entgegengesetzte Vorzeichen, während die KOrmalverschiebung gleichaVorzeichen hat).

Phasengeschwindigkeit - Phasenausbreitungsgeschwindigkeit harmonischer (sinusförmiger) Wellen.

Hierin bedeuten:
G - Phasengeschwindigkeit
f - Frequenz der harmonischen Schwingungen J( - Wellenlänge
T - Schwingungsperiode.

609886/ 1 Οββ

Die Phase wird durch den Momentanwert und die Verschiebungsrichtung des schwingenden Teilchens bestimmt. Befinden sich die Teilchen zum gleichen Zeitpunkt in gleicher Läge gegenüber dem Gleichgewichtszustand, so sagt man, dass sie "in Phase'¹ schwingen. Der Abstand zwischen zwei benachbarten in Phase schwingenden Teilchen längs der Ausbreitungsrichtung wird als Wellenlänge ( \) bezeichnet. Schwingungsperiode (T)- Zeit während der das Teilchen einen vollen Schwingungszyklus vollzieht.

Gruppengeschwindigkeit - Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Gruppe harmonischer Wellen (modulierter Schwingungen). Für normale Wellen wird die Gruppengeschwindigkeit wie folgt ausgedrückti

d G

Dispersion - Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Schwingungsfrequenz.

DispersionsVerzerrungen - Änderung der Dauer, Frequenz, Füllung und Amplitude des Impulses infolge der Abhängigkeit der Geschwindigkeit von der Schwingungsfrequenz.

Kammstrukturverfahren - Verfahren zum Anregen normaler Wellen, das an der Plattenoberfläche eine periodische Gesamtheit von Hormal- und SfchubstSrungen mit räumlicher Periode erzeugt.

Keilverfahren - Verfahren zum Anregen normaler Wellen, das auf der Umwandlung longitudinal er Wellen in normale Wellen beruht. Die longitudinale Welle fällt auf die Plattenoberfläche aus der Flüssigkeit bzw. dem harten Prisma aus Plexiglas unter

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einem Winkel von Q· Die Bedingung für die maximale Anregung ist

sin Q = -Q^

Hierin bedeuten:

C - Geschwindigkeit der longitudinalen Welle in der Flüssigkeit bzw. in dem Prisma;

G - Phasengeschwindigkeit der normalen Welle.

Magnetostriktion - Änderung der Abmessungen (Verformung) ferromagnetischer Körper im Magnetfeld. Der Magnet ostriktionseffekt sichert die Anregung von Ultraschallschwingungen in ferromagnetisehen Körpern bei der Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes auf diese.

Der quadratische Magnetostriktionseffekt kann durch ein magnetisches Gleichfeld linearisiert werden, demzufolge der Stoff einen piezoelektrischen Effekt zeigt. Das Fremdvormagnetisie

rungsfeld orientiert in Abhängigkeit von seiner Stärke die elementaren Magnete des ferromagnetischen Körpers in mehr oder weniger gleicher Richtung, so dass der Körper sich als Piezomagnetikum, ähnlich einem Monokristall, verhält.

Lorenzkraft (oder pondermotorische Kraft) - Kraft F, die auf die sich im Magnetfeld bewegende Ladung"e" wirkt

Hierin bedeuten:

V - Geschwindigkeit der Ladung ^Me^w H - Stärke des Magnetfeldes, in dem sich diese Ladung be-

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wegt, wobei in jedem Punkt des Weges die Werte von diesem Punkt genommen werdeno

Überlagerungsverfahren - Addition von Signalen nach der Zeit zur Messung der Wellenlänge.

Echoverfahren der Defektoskopie — Verfahren zur Fehlerermittlung nach dem von der Fehlerstelle reflektierten Signal (Echosignal).

Durchschallungsverfahren der Defektoskopie - Verfahren

zur Fehlerermittlung nach der Abschwächung des das zu prüfen-

durchquerenden_. , , _ , .^ , ., _N de Erzeugnis V Signals (Schattensignals).

Das Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Wellen besteht in der Einwirkung auf die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses 1 (beispielsweise eines Bleches, Fig. 1) eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, das durch ein System von Flachstrahlen 2, die eine Kammstruktur bilden und diskret in Strahlungsrichtung mit einem Schritt, der ein Mehrfaches der Wellenlänge darstellt, angeordnet sind, angeregt· -wird. In dem zu prüfenden Erzeugnis 1 führt man in den Wirkungsbereich des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes ein Vormagnetisierungsfeld ein, dessen Stärkeverktor parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses 1 liegt, Hierbei kann das Vormagnetisierungsfeld mit Hilfe eines Dauermagneten 3t bzw. eines Elektromagneten, der die Gewinnung eines niederfrequenten bzw. impulsartigen Vormagnetisierungsfeldes gewährleistet, erzeugt werden.

Zum Anregen von normalen Transversalwellen orientiert man den Vormagnetisierungsfeldstärkevektor H₀ gegenüber den Flach-

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Strahlern 2 unter einem Winkel von + O( zur Strahlungsrichtung, die mit der Normalen zum System der Fl achstrahl er 2 übereinstimmt. Dies wird durch entsprechende Drehung des Dauermagneten 3 in der zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses 1 parallelen Ebene erreicht.

Hierbei wird je nach dem Verhältnis zwischen der Frequenz f des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, der Dicke "dⁿ des zu prüfenden Erzeugnisses 1 und dem Schritt der Plachstrahler 2 diese oder jene Mode der normalen Transversalwellen angeregt. Diese Abhängigkeit wird für Erzeugnisse aus einem !»laterial mit bestimmten elastischen Eigenschaften in Form von Dispersionskurven der Phasengeschwindigkeiten (durch durchgehende Linien gezeigt) und Gruppengeschwindigkei-ä ten (durch punktierte Linien gezeigt) der normalen Transversalwellen (Fig. 2) dargestellt, wo in der Horizonta!achse das Produkt aus der Frequenz f des elektromagnetischen Feldes und der Dicke "d" des zu prüfenden Erzeugnisses und in der Vertikalachse der Wert der Phasen- und Gruppengeschwindigkeit abgetragen sind.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, verfügt die nullte symmetrische Mode normaler Transversalwellen SS (0) nicht über Dispersion, deshalb stimmen für diese die Werte der Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten überein, während ihre Abhängigkeit von dem Produkt f.d durch eine horizontale Gerade ausgedrückt wird. Die erwähnte Mode hat, wie vorstehend angegeben, grosse

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Vorteile bei der Benutzung in der Ultraschalldefektoskopie, da die Ausbreitung eines beliebig kurzen Impulses dieser Mode ohne Änderung seiner Form und ohne zusätzliche Abschwächung durch Dispersion erfolgt. Dies sichert eine höhere Auflösung und Effektivität der Prüfung und ermöglicht die Prüfung von Erzeugnissen im weiten Dickenbereich ohne Umstellung der Einrichtung und ohne Auswechselung der Wandler.

Die symmetrischen und antisymmetrischen Moden von höherer Ordnung (SS₁, SS₂, AS^, AS ) weisen Dispersion auf.

Die bei der beschriebenen Wechselwirkung angeregten normalen Ultraschall-Transversalwellen haben keine zur Oberfläche des Erzeugnisses 1 (Fig.l) normalen Verschiebungskomponenten, deshalb ermöglichen sie die Prüfung von Erzeugnissen, die auf der Oberfläche Wasser- und ölspritzer aufweisen, bzw. die teilweise oder ganz in eine Flüssigkeit getaucht sind, sowie auch die Prüfung von Rohren, über welche Flüssigkeiten bzw. flüssige Medien bei hoher Temperatur fliessen.

Die normalen Transversalwellen sichern eine in grösserem Maße ^ proportionale Abhängigkeit der Impulsamplitude von der Tiefe der Fehlerstelle. Jedoch gestattete es die Unmöglich-

des
keit der Anregung und^vEmpfangs durch Piezowandler während der 3ewegung der Erzeugnisse (in der Dynamik) nicht, diese Vfellen für die zerstörungsfreie Prüfung von Erzeugnissen zu verwenden.

Die Möglichkeit der Übertragung von Impulsen elektrischer

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Wellen ohne Dispersionsverzerrung wird auch in der Ultraschalltechnik zur Schaffung von di3persionslosen Ultraschallverzögerungsleitungen benutzte Jedoch wurden die bekannten Ultraschallbandverzögerungsleitungen nur für bestimmte Verzögerungszeiten ausgeführt. Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens gestattet es, regulierbare Ultraschallbandverzögerungsleitungen mit mehreren Abzweigungen und mit stufenloser Verzögerungsregelung zu schaffen Wichtig zu betonen ist, dass diese Kapazität dieser Verzögerungsleitungen zweimal grosser ist als die Kapazität der Verzögerungsleitungen, bei welchen die nullte symmetrische Longitudinalmode im Bereich mit geringer Dispersion benutzt wird, da die Gruppengeschwindigkeit der Mode (Fig. 2) zweimal kleiner, als bei der symmetrischen Mode der Lambwellen ist. Dadurch ist es möglich, die Länge und Abmessungen der Verzögerungsleitungen zu vermindern»

Es ist zu betonen, dass die angeregte Welle in zwei entgegengesetzte Richtungen senkrecht zu den Flachstrahlern ausgestrahlt wird. Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen liegt darinj dass alle Erscheinungen in einem schwachen Vormagnetisierungsfeld vorkommen. Hierbei hat die Abhängigkeit der Signalamplitude der normalen Transversalwellen von der Magnetisierung des zu prüfenden Erzeugnisses (von dem Vormagnetisierungsstrom) ihr Maximum bei einer bestimmten Vormagnetisierung (Fig. 3). Für Erzeugnisse von verschiedener Dicke ist die Abhängigkeit verschieden, und zwar ist sie steiler für dünne Bleche (Kurve Blechstärke 0,5 mm) und flacher mit Zunahme der Stärke (Kurve

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"b^H, Blechstärke 1,0 mm). In gewissem Masse ist der Charakter dieser Abhängigkeit mit der Form des Magnet1eiters des Magneten (bzw. des Elektromagneten) verbunden. Die betrachtete Abhängigkeit gestattet es zu schliessen, dass den Wechselwirkungen, die das Anregen und den Empfang von normalen Ultraschall-Transversalwellen sichern, der Magnetostriktionseffekt zugrunde liegt. Hierbei stimmt unter den Bedingungen, wo die Magnetostriktionswechselwirkungen in Anwesenheit eines Vormagnetisierungsfeldes stattfinden, die Frequenz der elastischen und hochfrequenten Schwingungen überein und die Erscheinungen bei dem Anregen und dem Empfang von Ultraschallwellen sind reversibel, d.h. es liegt eine piezoelektrische Umwandlung vor. Eine bestimmte Rolle können hierbei auch die pondermotorischen Wechselwirkungen (Wirkung der Lorenzkräfte) spielen.

Die Erfüllung der Anregungsbedingungen dieser oder jener Mode normaler Transversalwellen entsprechend der Abhängigkeit nach Fig. 2 sichert keine optimale Anregung der erwähnten Mode. Dies wird durch die V/ahl des Winkels Cf zwischen dem Vormagnetisierungsfeldstärkevektor und der ^btrahlungsrichtung entsprechend den Abhängigkeiten gemäss Fig. 4. wo in der Horizontalachse die Werte des Winkels ⁱ3f und in der Vertiko.lachse die relativen Werte der Impulsamplituden normaler Transversalwellen zweier symmetrischer Moden- der nullten SS(O) und ersten SS (1) - abgetragen werden, gewährleistet. Wie aus Fig.4 hervorgeht, haben diese Abhängigkeiten ihr Maximum bei einem bestimmten Wert des Winkels OC . Hierbei haben die optimalen

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?/inkel zum Anregen verschiedener Moden in verschiedenen Materialien (mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften) verschiedene Werte (36°, 45° u.a.)

Bei der Anregung von normalen Transversalwellen in einem zu prüfenden Erzeugnis 1 aus Kohlenstoffstahl iöt ein Winkel<£*. im Bereich + (10°...60 ) zu empfehlen·

Bei der Anregung von normalen Wellen in einem Erzeugnis 1 (Fig. 5) aus weichmagnetischem Material (beispielsweise Permalloy) liegen die optimalen Winkel zwischen der Richtung des Vormagnetisierungsfeldstärkevektor und der Strahl^ungsrichtung im Bereich (20 0..9O⁰) (Pig . 6).

In der Praxis der Ultraschalldefektoskopie liegen oft Fälle vor, wo man in dem zu prüfenden Erzeugnis Fehler von verschiedener Art (Abblätterungen, Risse, nichtdurchschweisste Stellen in den Schweissnähten von Bändern, Rohren u.a.) zu ermitteln hat. Da eine zuverlässige Ermittlung der erwähnten Fehler nur bei der Benutzung verschiedener Typennormaler Ultraschallwellen möglich ist, so entsteht ein Problem der gleichzeitigen Anregung von normalen Longitudinalwellen (lambweLlen) und Transversalwellen (SK-We11en). Mit den ersten lassen sich besser Entfernungen und mit den zweiten - Fehler in Form von Rissen und nichtdurchschweissten Stellen in Schweissnähten ermitteln.

In diesem Zusammenhang wird ein Verfahren zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler Transversal- und Longitudinalwellen vorgeschlagen» das in der Ein-

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wirkung auf die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses 1 (Pig. 7) eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, das durch ein System von Flachstrahlern 2, welche eine Kammstruktur bilden und diskret in Strahlungsrichtung mit einem Schritt, der ein Vielfaches der Wellenlänge darstellt, angeordnet sind, angeregt wird. In das Erzeugnis führt man in den Wirkungsbereich des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes ein Vormagnetisierungsfeld ein, dessen Stärkevektor He parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses 1 liegt. Hierbei kann das Vormagnetisierungsfeld mit Hilfe eines Dauermagneten 3 bzw. eines Elektromagneten erzeugt werden, der die Gewinnung eines niederfrequenten bzw. impulsartigen Gleichvormag-

<es

netisierungsfeld* sichert·

Der Physik der Prozesse, die bei der gleichzeitigen Anregung von normalen Longitudinal - und Transversalwellen ablaufen, liegt auch die oben beschriebene Magnetisierungserscheinung zugrunde. Das heisst, infolge der Wechselwirkung zwischen dem in dem Erzeugnis■- induzierten hochfrequenten elektromagnetischen Feld und dem Vormagnetisierungsfeld (Gleich-, Uiederfrequenz-, Impulsfeld) entstehen elastische Störungen, die Verschiebungskomponenteabei der Anregung von normalen Transversalwellen und normale und tangentiale(longtudinale) Komponenten bei der Anregung von normalen Longitudinal wellen enthalten. Zur gleichzeitigen Anregung zweier Wellentypeiwählt man zumindest zwei Frequenzen zur Anregung des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, die nach der Formel

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ermittelt werden. Hierin bedeuten:

C , C - Phasenge schwindi glceit der normalen Transversal-X₁ x₂

und Longitudinalwelle»

1 , und X 2 " ^Läns^e der Transversal- und Longitudinalwelr Ie.

Flachstrahlerschritt t = ^₁ = Λ ₂·

Bei der Erfüllung der vorstehend dargelegten Bedingungen werden in dem zu prüfenden Erzeugnis 1 (Pig. 7) normale Longitudinalwellen (a » S) und Transversalwellen (SH) von entsprechenden Moden angeregt, die an Hand der Dispersionskurven der normalen Transversalwellen (Fig. 2) und Longitudinalwellen (Fig. 8) bestimmt werden.

Wie aus dem Vergleich der Kurven nach Fig. 2 und Fig. 8 hervorgeht, weisen selbst die nullten Moden der symmetrischen und antisymmetrischen normalen Wellen (a S , s· Bild 8) Dispersion auf. Besonders stark äussert sich die Dispersion für Moden höherer Grössenordnung (a^S^).

Zum Unterschied von den Dispersionskurven der normalen Transversalwellen (Fig. 2), bei welchen die Gruppengeschwindigkeit (durch strichpunktierte Linien gezeigt) stets kleiner als die Geschwindigkeit der Schubwelle bzw. gleich dieser ist, können die Gruppengeschwindigkeiten der normalen Longi-.tudinalwellen (Fig. 8 auch durch strichpunktierte Linie gezeigt) auch grosser als die Geschwindigkeit der Schubwelle sein.

Zur Gewinnung von Impulsen verschiedener Wellentypeimit

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gleicher Amplitude auf einer vorgegebenen Prüfbasis des zu prüfenden Erzeugnisses, wählt man den Winkel C/7 zwischen dem Yormagnetisierungsfeldstärkevektor und der Strahlungsrichtung unter Benutzung der Abhängigkeit der Amplituden der normalen Longitudinalwellen (Moden a_QS₀) und der Transversalwellen (Moden SS₀, SS₁) von dem erwähnten V/inkel (Pig. 9)·

Wie aus den Kurven in Pig. 9 ersichtlich ist, haben diese Abhängigkeiten maximale Werte bei verschiedenen Winkeln O(, Die Moden a S der normalen Longitudinalwellen werden optimal bei C^ = Q und die Moden SS und SS,, wie vorstehend gezeigt bei 9(:i 40.. .45° angeregt. Zur gleichzeitigen Anregung von normalen Longitudinal- und Transversalwellen wählt man den Winkel im Bereich von 5° bis 40° je nach dem benötigten Verhältnis der Impulse der erwähnten Wellen.

Eine wesentlich höhere Empfindlichkeit der Prüfung sichert das erfindungsgemässe Verfahren zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler Longitudinal- und Transversalwellen mit Fokussierung in einem vorgegebenen Punkt (Fig.10,11). Das Verfahren besteht in der Einwirkung auf die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses 1 (Pig. 10, 11) eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes, angeregt durch ein System von krummlinigen Plachstrahlern 4, die eine Kammstruktur bilden und diskret in Strahlungsrichtung mit einem Schritt»

der ein Vielfaches der Wellenlänge darstellt, angeordnet sind. In das zu prüfende Erzeugnis 1 führt man in den Wirkungsbereich des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes mit Hilfe

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eines Dauermagneten 3 bzw. eines Elektromagneten ein Vormagnetisierungsfeld ein, dessen Stärkevektor He parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses 1 liegt. Das Zusammenwirken des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes mit dem Vormagnetisierungsfeld ruft in dem ferromagnetischen Erzeugnis 1 elastische Verschiebungen hervor. Im Falle, wenn die Winkel zwischen dem Vormagnetisierungsfeidstärkevektor und der Strahlungsrichtung der einzelnen Abschnitte der krummlinigen Strah° 60°

ler 2 im Bereich von £Y, = + (0°. ..60°) liegen, werden in dem Erzeugnis gleichzeitig normale Transversalwellen (SH) und Longitudinalwellen (a S) angeregt (Hierbei ist der Anregungsmechanismus dem oben beschriebenen ähnlich)· Die Abschnitte der krummlinigen Strahlen, bei welchen der Winkel &fl 0°..· 20° beträgt, sichert hauptsächlich die Anregung von normalen Longitudinalwellen (a_M S„), während bei Ό( * (20...60°) die Anregung von normalen Transversalwellen SH gesichert wird»

In Anbetracht dessen, dass die Strahlung senkrecht zu jedem Abschnitt des Strahlungssystems erfolgt, findet eine Fokussierung der Ultraschallschwingungen in Richtung der Verminderung des Strahlerhalbmessers und eine Divergierung derselben in entgegengesetzter RichtungBtatt. Die Fokussierung der Ultraschallschwingungen wird in Fig. 12 veranschaulicht in der die räumliche Amplitudenkennlinie des von einem Reflektor 0 1 mm reflektierten Ultraschallfeldes gezeigt ist. Die Darstellung ist in einem dreidimensionalen rechtwinkligen Koordinatensystem gegeben, dessen Anfang mit der Anordnung des Reflektors zusammenfällt. Zwei Koordinaten auf der Ebene

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(dem Blech) bestimmen die Stelle der Wandlermitte, in der dritten Koordinatenachse ist' der genormte Amplitudenwert des vom gleichen Wandler empfangenen Echosignals abgetragen. Der Wandler ist in Form eines Flachringteils ausgeführt, der durch Halbmesserbögen von 38·.»52 mm und Halbgeraden unter einen Winkel von 4-0° begrenzt ist, in dem ein System von Flachstrahlern mit einem Schritt von 2 mm angeordnet ist. Die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes fällt mit der Symmetrieachse des Wandlers zusammen. Bei Anordnung der Wandlermitte in einer der Brennweite gleichen Entfernung von 45 mm, wird ein stark ausgeprägtes Amplitudenmaximum des reflektierten Signals beobachtet. Fokussierte Wandler werden zweckmässigerweise bei der Prüfung von Schwei&iähten verwendet, wo die Entfernung zu den möglichen Fehlern bekannt ist. Die elektromagnetisch-akustische, (berührungslose ) Anregung und Empfang von normalen Ultraschallwellen ermöglichen die Prüfung von Erzeugnissen unter Tiefvakuum während der Diffusionsschweissung im Vakuum und unter kosmischen Bedingungen.

Die nach den beschriebenen Verfahren angeregten normalen Longitudinal- und Transversalwellen breiten sich in zwei entgegengesetzte Richtungen, jede auf ihrer Frequenz und mit ihrer Gruppengeschwindigkeit, aus. Hierbei strahlt bei gbwechselnder Anregung eines elektromagnetischen Feldes auf verschiedenen Frequenzen das System der Flachstrahler 2,4 (Fig. 8, 10, 11) auch abwechselnd diese oder jene Welle aus. Bei Anregung eines elektromagnetischen Feldes in weitem Frequenzspektrum werden gleichzeitig zwei Wellentypenangeregt. Liegen

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die Gruppengeschwindigkeiten der Impulse dieser Wellen nahe, so stehen die Wellenimpulse bei der Ausbreitung in Wechselwirkung, was zu einer Einstellung der Prüfergebnisse führen kann. Deshalb kann man richtige Ergebnisse nur im Falle erhalten, wenn sich die minimale Prüfbasis aus dem Ausruck

^Jmin
ermitteln lässt, Hierin bedeuten:

ί"~ - Dauer des empfangenen Wellenimpulses·,

C ,0 - Gruppengeschwindigkeiten der Normalwellen. ^ymax ■'min

Dieser Ausdruck lässt sich leicht erhalten, indem man voraussetzt, dass die Impulse der normalen Transversal- und Longitudinalwellen bei ihrer Ausbreitung mit Gruppengeschwindigkeiten 0 , C den gleichen Weg 2 o( (Echoverfahren) ^ymax ^ymin

während der Zeit ί_χ und t_g zurücklegen (Fig, 13)·

Hierbei muss die Differenz der Impulsausbreitungszeit auf der Prüf basis C?f nicht weniger als C betragen, d«h.. /£*■ t,-

.t_ol Setzt man in die letzte Formel die Werte t₁ = -^ und

°v ^Jmin

2 o(
tg = Zi-

ein, so erhalten wir

max

L ±

aus welchen sich der Ausdruck für die Ermittlung der Prüfbasis ergibt.

Aus Pig. 9 ist ersichtlich, dass sich die Kurven der Abhängigkeit von dem Winkel für die normalen Longitudinal- und Transversalwellen in einem weiten Winkelbereich überlagern und obwohl sich die Intensität der Signale wesentlich (bis um das 1Ofache) unterscheiden, ist es zweckmässiger das Verfahren zur abwechselnder Anregung verschiedener Wellentype zu benutzen. Dies schliesst auch das Auftreten von Scheinsignalen aus und erhöht die Richtigkeit der Prüfergebnisse.

Durch die Wahl der Wellenmoden und der Arbeitspunkte auf den Dispersionskurven derart, dass die Ermittlung verschiedener Fehlertypen gesichert wird, kann man nicht nur zuverlässig die erwähnte Fehler ermitteln, sondern auch durch die zeitliche Aufteilung der Anregung der verschiedenen Wellenmoden deren Charakter entschlüsseln·

So, zum Beispiel, wenn man bei der Prüfung eines Bleches von 0,5 ^m Dicke die Mode S_Q der normalen Longitudinalwelle und den Arbeitspunkt auf der Dispersionskurve (Fig. 8) mit f.d = 1 MHz mm wählt, wobei f - die Schwingungsfrequenz und d - die Blechdicke ist, so muss die Arbeitsfrequenz f = ^I#Q = 2MHz, die Phasengeschwindigkeit der Mode S_Q bei fo-d = 1 MHz nur

1 0 = 5000 m/s und der Schritt der Flachstrahler A = _ *

/L —

_ _β 2,5 mm sein. Um mit Hilfe des gleichen

2 MHz

Flachstrahiersystems eine normale Transversalwelle anzuregen, wählt man als andere Mode die nullte symmetrische Mode SS (0),

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bei welcher keine Dispersion vorhanden und C = 0 = 3100 m/s

χ y

ist. Da der Schnitt des Flachstrahlersystems breits vorgegeben ist, ermittelt man die Frequenz zum Anregen der Mode SS (0)

nach der Formel f = -£- = =1,24 MHz. Die Gruppen-

>i ά · ■? mm

geschwindigkeit der Mode S in dem gewählten Arbeitspunkt beträgt 0 =5200 m/s. Bei einer Impulsdauer von 3 yus beträgt die minimale Prüfbasis, d.h. der Abstand, bei welchem man vom Fehler reflektierte Impulse zweier Moden S und SS (0) trennen kann,

3olO"⁶s . 5200 m/s. 3100 m/s

5200 m/s - 3100 m/s

mm

Somit ist die minimale Prüfbasis, d.h. der Teil des Erzeugnisses, der nicht geprüft werden kann, klein. Dies lässt sich dadurch erklären, dass sich die Gruppengeschwindigkeiten der gewählten Wellenmoden wesentlich unterscheiden. Den optimalenWinkel zwischen dem Vormagnetisierungsfeldstärkevektor und der Ausbreitungsrichtung wählt man nach den Kurven 9 und präzisiert experimentell. Für die Defektoskopie

ist es zweckmässig die Arbeitspunkte auf den flachen Abschnitten der Dispersionskurven (beispielsweise für die Mode S ist es zweckmässig, bei f.d^l IflHzmm, für die Mode a_Q-bei f.d. ^> 2 MHzmm zu arbeiten) zur Verminderung der Impulsverzerrung infolge Dispersion zu wählen, Bei dem elektromagnetisch-akustischen Verfahren zum Anregen von Normalwellen ist es zweckmässig für symmetrische longitudinalwellen

80 98 SO/ 1 Οββ

die Arbeitspunkte auf den horizontalen Abschnitten der Dispersionskurven zu wählen (beispielsweise für die Mode S^ ist es zweckmässig, bei f.d » 4 MHz zu arbeiten), wo die Phasengeschwindigkeit der normalen Wellen der Geschwindigkeit der Longitudinalwellen gleich ist und in der normalen Welle ist nur eine für die gesamte Dicke des Erzeugnisses (Platte) gleich grosse Tangentialverschiebungskomponente enthalten, was die gleiche Fehlerermittlung über der gesamten Dicke des zu prüfenden Erzeugnisses sicherte

Haben beide für die Prüfung gewählte Moden Dispersion, so sind die Arbeitsfrequenzen einfacher experimentell durch Nachstimmung der Generatorfrequenz bis zur Gewinnung eines maximalen Signals der gewählten Mode zu ermitteln· So zum Beispiel, kann man durch ein Flachstrahlersystem mit einem Schritt von λ = 2,8 mm in einem Stahlblech von 1 mm Dicke die Mode d^ auf der Frequenz 2,4 MHz, die Mode S₀- auf der Frequenz 1,7 HHz, die Mode a_Q - auf der Frequenz 0,75 MHz, die Mode SS (1) auf der Frequenz 1,9 MHz, die Mode SS(O) - auf Frequenz 1,1 MHz anregen.

In Fig. 14 ist das Funktionsschema einer Einrichtung angeführt, die es gestattet, die Prüfung mit zwei verschiedenen Moden mit getrennter Signalisierung des durch Benutzung jeder Mode ermittelten Fehlers, durchzuführen.

Die Einrichtung (Fig. 14) enthält einen Hochfrequenzwandler 5» der mit einem Breitbandverstärker 6 und mit Hochfrequenzgeneratoren 7, 8, die mit einem Synchronisator 9 ver-

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bunden sind, in Verbindung steht. Der Synchronisator 9 ist mit den Eingängen von Strobimpulsgebern 10, 11, 12, 13 verbunden, deren Ausgänge mit den Eingängen von Zeitselektoren 14, 15, 16, 17 in Verbindung stehen, wobei deren zweite Eingänge mit dem Breitbandverstärker 6 und die Ausgänge - mit automatischen Fehlersignalisatoren 18, 19» 20, 21 verbunden sinde

Der Hochfrequenzwandler 5 wird in der Mitte des zu prüfenden Erzeugnisses (Bandmaterials) derart angeordnet, dass die Strahlungsrichtung senkrecht zu den Kanten des Erzeugnisses (Bandmaterials) ist. Hierbei wird der Elektromagnet der Vormagnetisierungseinrichtung derart angeordnet, dass die Richtung des Vormagnetisierungsfeldstärkevektors einen Winkel von

**- 20° zur Wellenausbreitungsrichtung bildet. Die Arbeitsweise des elektronischen Teils der Anlage wird an Hand der Impulsdiagrarame in Fig. 15-28 erläutert.

Der Synchronisator 9 erzeugt Impulse (Figo 15» 16, 17)» einer von welchen (Impuls nach Fig. 1$) den Hochfrequenzgenerator 7 auslöst, der einen Impuls gemäss Fig. 17 erzeugt und auf einer Frequenz arbeitet, die die Anregung in dem zu prüfenden Erzeugnis einer normalen Longitudinalwelle beispielsweise der Mode S_Q sichert. Ein weiterer Impuls (Fig. 17) startet den Generator 8, der einen Impuls gemäss Fig. 19 erzeugt und auf einer Frequenz arbeitet, die die Anregung in dem zu prüfenden Erzeugnis einer normalen Transversalwelle beispielsweise der Mode SS (0) sichert, die keine Dispersion

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hat und Fehler unabhängig von der Dicke des zu prüfenden Erzeugnisses ermittelt. Der Impuls (Pig. 16) des Synchronisators 9 (Fig. 14) startet den Strobimpulsgeber 10, der einen Impuls (Fig. 21) erzeugt, dessen Vorderflanke mit dem Ende des Sendeimpulses des Generators 7 (Fig. 14) zusammenfällt, während dessen Rückflanke mit der Vorderflanke des von der Kante des zu prüfenden Erzeugnisses reflektierten Impulses zusammenfällt und dem Strobimpulsgeber 11, der einen Strobimfuls erzeugt, der zeitlich dem zweifach von den Kanten reflektierten Impuls der normalen Longitudinalwelle entspricht. Der Impuls (Fig. 17) des Synchronisators 9 (Fig. 14) startet den Strobimpulsgeber 12, der einen Impuls erzeugt (Fig. 23)» dessen Vorderflanke mit dem Ende des Sendeimpulses des Generators 8 (Fig. 14) und die Rückflanke - mit der Vorderflanke des von den Kanten des Erzeugnisses reflektierten Impulses zusammenfällt. Der Strohimpuls 13 erzeugt einen Impuls (i'igo 24), der zeitlich dem zweifach von den Kanten reflektierten Signal der normalen Transversalwelle entspricht. Die von dem Wandler 5 (Fig. 14) empfangenen Impulse gelangen zum Eingang des Breitbandverstärkers 6, von dessen Ausgang Impulse (Fig. 20) auf die Eingänge der Zeitselektoren 14, 15, 16, 17 (Fig. 14) gegeben werden. Auf den zweiten Eingang des Zeitselektors 14 wird ein Strobimpuls vom Strobimpulsgeber 10 gegeben. Vom Ausgang des Zeitselektors 14 wird ein dem Fehler entsprechender Impuls (Fig. 25) auf den automatischen Fehlersignalisator gegeben, der über das Vorliegen eines durch die Mode S_Q er-

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mittelten Fehlers signalisiert. Dem zweiten Eingang des Zeitselektors 15 (Fig. 14·) wird ein Strobimpuls von Strobimpulsgeber 11 zugeführt. Vom Ausgang des Zeitselektors 15 gelangt ein Impuls (Fig. 26), der dem zweifach von den Kanten reflektierten Signal der normalen Longitudinalwelle entspricht, zum automatischen Fehlersignalisator 19 (Figo 14), der bei der Verminderung bzw· beim Verschwinden des Impulses über das Vorliegen eines grösseren Fehlers bzw. über eine Störung am Gerät signalisiert. Auf dem Eingang des Zeitselektors 16 wird ein Stromimpuls vom Strobimpulsgeber gegeben. Vom Ausgang des ZeitselektjDDs 16 wird ein dem Fehler entsprechender Impuls (Fig.27) auf den Eingang des automatischen Fehlersignalisators20 (Fig»14) gegeben, der über das Vorliegen von Fehlern (Poren, nichtmetallische Einschlüsse u.dgl.), die durch die Wellenmode SS (0) ermittelt wurden, signalisiert. Auf den zweiten Eingang des Zeitselektors 17 wird ein Impuls von dem Strobimpulsgeber 13 gegeben. Vom Ausgang des Zeitselektors wird ein Impuls (Fig. 28), der dem zweifach von den Kanten reflektierten Signal der normalen Transversalwelle entspricht, auf den automatischen Fehlersignalisator 21 gegeben, der bei der Verminderung und beim Verschwinden des Impulses über das Vorliegen eines grösseren Fehlers bzw· über eine Störung am Gerät signalisiert.

Bei einer für die zeitliche Trennung von Signalen zweier Moden ausreichenden Prüfbasis ist es möglich, einen einzigen

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Yfobbelfrequenzgenerator zu verwenden, jedoch befinden sich im Strob der Prüfzone gleichzeitig die vom Fehler reflektierten Impulse der normalen Longitudinal- und Transveraalwelle, so dass es unmöglich ist, die Mode des reflektierten Impulses zu ermitteln.

Bei der Prüfung von solchen Erzeugnissen, wie geschweisste Rohre und Bleche, wo gleichartige Fehler vorliegen, die in einem voraus bekannten Bereich, beispielsweise in der Schweissnaht liegen, ist es zweckmässig^nur normale Longitudinalwellen mit Fokussierung derselben in dem Bereich der Schweissnaht zu benutzen. Das Verfahren zum Anregen einer normalen Longiftudinalwelle (Lambwelle) mit Fokussierung in einem vorgegebenen Punkt (Fig. 29) besteht darin, dass man auf die Oberfläche des Erzeugnisses 1 mit einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld, das durch ein System von krummlinigen Flachstrahlern 4 angeregt wird, einwirkt, während man den Stärkevektor des in dem Erzeugnis 1 durch einen Dauermagneten bzw· einen Elektromagneten induzierten Vormagnetisierungsfeldes entsprechend der Strahlungstfichtung richtet. Hierbei wird der Halbmesser

der einzelnen krummlinigen Flachstraler 4· gleich der Entfernung zum Fokussierungspunkt, der sich unmittelbar auf der Schweissnaht befindet, gewählt, während deren Länge gleich der effektiven Breite des Vormagnetisierungsfeldes ist. Hierbei erfolgt die Prüfung durch Verstellen der Einrichtung längs der Schweissnaht.

Es ist eine Variante der Einrichtung zur Realisierung dieses Verfahrens möglich, bei der beide Pole des Magneten Ring-

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teile mit entsprechenden Krümmungshalbmessern darstellen.

Bei dem Druchschal lungsv erfahr en der Defektoskopie, wenn es erforderlich ist, den Ausgang des Generators und den Eingang des Verstärkers zwecks Beseitigung der Überlastung des letzteren durch den Leistungsimpuls des Generators zu trennen, erfolgt das Anregen und der Empfang der Ultraschallschwingungen durch separate Wandler. Bei der Impulsanregung von normalen Wellen breitet sich in dem zu prüfenden Erzeugnis ein Spektrum von Schwingungen verschiedener Frequenz aus, das von der Impulsform abhängt. Da die Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten der normalen Wellen von der Frequenz abhängen, erfährt der Impuls Dispersionsverzerrungen, die zur Änderung seiner Amplitude, Dauer und Füllungfrequenz, d.h. der Wellenlänge führen, die sowohl von der Impulsform als auch von der Lage des Arbeitspunktes auf der Dispersionskurve und von dem vom Impuls zurückgelegten Weg abhängig sind.

Bei getrennte Anregung und Empfang von Normalwellen ist

es bei der Wahl des Schrittes der Empfangsflachstrahler zweck-

durch. massig, die Dispersionsverzerrungen des^die Prüfbasis gelaufenen Impulses zu berücksichtigen. Die theoretische Berechnung der Dispersionsverzerrungen ist kompliziert. In der Arbeit von L.W. Werjowkina und L.G.Merkulow "Berechnung der Dispersionsverzerrungen von Impulsen normaler Wellen", Akademie der Wissenschaften. Zeitschrift "Defektoskopie" Nr. 5, 1969, Verlag "Haujea", ist eine näherungsweise Berechnung von Impulsdispersionsverzerrungen mit Gauss-Form (Glockenform) der Umhül !enden gegeben, die auch zu kompliziert ist und bei Benutzung

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in der Praxis wesentliche Fehler einbringt.

Deshalb ist es zweckmässig, bei der Einschätzung des Einflusses der Dispersion auf die Impulsparameter die Ergebnisse experimenteller Messungen zu benutzen. Die experimentelle Messung der mittleren Wellenlänge eines Normalwellenimpulses, der einen vorgegebenen Weg zurückgelegt hat, bereitet keine Schwierigkeiten. Die Messungen erfolgen nach dem Überlagerungsverfahren und können entweder mit Hilfe eines einzigen Flachstrahlersystems, das im Simultanbetrieb arbeitet, oder mit Hilfe von drei Flachstrahlersystemen, von welchen ein System im Sendebetrieb und zwei Systeme im Empfangsbetriebe¹ arbeiten, durchgeführt werden.

Das Schema zur Messung der Wellenlänge mit Hilfe eines im Simultanbetrieb arbeitenden Flachstrahlersystems ist in Fig. 30 gezeigt. Das Flachstrahlersystem A wird in der Mitte des Erzeugnisses angeordnet und mit dem Ausgang des Generators 23 und dem Eingang des Verstärkers 24, an dessen Ausgang ein Sichtgerät angeschlossen ist, verbunden. Die Strahlungsrichtung der Ultraschallschwingungen ist senkrecht zu den Kanten des zu prüfenden Erzeugnisses. Die Frequenz des Generators 23 wird zur Gewinnung einer optimalen Modenanregung nachgestellt und mit dem Oszillografen die mittlere Impulsfüllungsperiode Tj_n^t _# gemessen. Die von den Kanten des zu prüfenden Erzeugnisses reflektierten Signale werden überlagert und bei der Verstellung der Strahler mit Hilfe einer Mikrometerschraube sind auf dem Sichtgerät Maxima (Fig· 32)- wenn die Signale in

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Phase kommen, und Minima (Fig. 33) bei der Verschiebung der Strahler um ^/4, wenn die Signale in Gegenphase (mit einer Verschiebung um 2 /2) kommen. Mit einem Mikrometer wird die Verstellung der Strahler gemessen, bei der "n" Signalminima beobachtet werden, d.h. die Verstellung ist S = η -^- .

Das Schema zur Messung der Wellenlänge mit Hilfe von drei Flachstrahlersystemen ist in Fig. 31 gezeigt.

Die Flachstrahlersysteme B, 0 und D werden in einer Achse angeordnet. Das Sendeflachstrahlersystem B wird in der Mitte angeordnet und mit dem Ausgang des Generators 26 verbunden. Die beiden Empfangsflachstrahlersysteme 0 und D werden mit dem Eingang des Verstärkers 27 verbunden. Vom Verstärker 27 gelangt das Summensignal zum Sichtgerät 28. Das Sendesystem wird mit einer Mikrometerschraube verstellt und mit einem Mikrometer wird die Verstellung gemessen, bei welcher "n" Minima beobachtet werden. Die Strahlerverstellung ist also S = n. y^/2»

Nach der Messung der Wellenlänge und der Impulsfüllungsfrequenz f = m—- wird die Phasengeschwindigkeit G =^»t be-

¹t ^x

rechnet. Die Gruppengeschwindigkeit Cy wird nach der Formel C =—r— berechnet, wobei L - der- Weg, der vom Impuls während der Zeit t zurückgelegt wurde, ist. Die Messungen zeigen, dass nur für die Mode SS (0), die keine Dispersion aufweist, die Wellenlänge genau mit dem Schritt der Flachstrahler übereinstimmt. Für Moden, die Dispersion aufweisen, unterscheidet sich die Wellenlänge vom Schritt des Sendeflachstrahlsystems. Deshalb ist es erfindungsgemäss zweckmässig, den Schritt des Empfangssystems für eine vorgegebene Basis aus den Er-

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gebnissen der Messung der mittleren Impulswellenlänge zu ermitteln. Dies erhöht die Einstellgenauigkeit der Apparatur, die Zuverlässigkeit deren Arbeit und die Richtigkeit der Prüferge bni s se·

Das betrachtete Verfahren zur Messung der Wellenlänge, das die Bestimmung der Phasengeschwindigkeit der empfangenen Normalwelle ermöglicht, sichert in Verbindung mit dem Verfahren zur Messung der Gruppengeschwindigkeit die Feststellung des Wellentypes in Fällen, wo dies im Voraus nicht festgestellt werden konnte.

Bei der Prüfung von Erzeugnissen mit rauher Oberfläche wird der Wandler schnell abgenutzt, so dass ein elektrischer Durchschlag der Isolation des Hochfrequenzwandlers zu dem Erzeugnis möglich ist. Bei der Prüfung dünner Erzeugnisse ist es erwünscht, die Masse des elektromagnetisch-akustischen Wandlers zu vermindern, deshalb ist es zweckmässig, konstruktiv die Vormagnetisierungseinrichtung und den Hochfrequenzwandler getrennt auszuführen und den Hochfrequenzwandler elektrisch und mechanisch mit einem festen Protektor zu versehen.

Die Einrichtung (Fig· 34) zur Realisierung des Verfahrene zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen enthält eine Grundplatte 29» auf der in einer Buchse 30 an einer Vertikalachse 51 die Vormagnetisierungseinrichtung angeordnet ist, die als Solenoid 32 in der Horizontalebene drehbar mit nachfolgender Feststellung ausgeführt ist.

Auf dem Träger 33 ist an der Achse 34 ein Hebelwerk

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35 mit einem Hubantrieb 36 angeordnet. Am Hebelwerk 35 ist mit Hilfe eines Gelenkes 37 eine Gabel 38 mit einem in diesem an Halbachsen 39 befestigten Tragrahmen 40 befestigt. In dem Rahmen 40 sind in einer Ebene an Parallelachsen 41 zwei Rollen 42, in Form von stufenartigen zylindrischen Teilen angeordnet. Die Seitenteile 43 der Rollen 42, die mit der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnis 1 in Berührung stehen und einen maximalen Durchmesser haben, sind mit einer Schicht bedeckt, die eine gute Haftung mit der Oberfläche des Erzeugnisses 1 sichert. Auf dem mittleren Teil 44 der Rollen 42, der einen etwas kleineren Durchmesser hat, ist ein elastisches elektrisch und mechanisch festes geschlossenes Band 45 angeordnet, wobei die mittleren Teile 44 der Rollen 42 als Antriebsscheiben dienen.

Auf dem Träger 46 des Rahmens 40 ist mit Hilfe eines Hebelwerkes 47 der Hochfrequenzwandler 48 angeordnet, der von einer Schutzeinrichtung umgeben ist und an die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses mit Hilfe einer Feder gedrückt wird.

Die Einrichtung funktioniert wie folgt. Bei dem Eintreffen des zu prüfenden Erzeugnisses im Wirkungsbereich der Einrichtung wird der Antrieb 36 eingeschaltet, wobei sich das Hebelwerk 35 senkt und die Rollen 42 an die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses drückt. Die zylindrischen Teile der Rolle 42, die mit einem Material mit guter Haftung bedeckt sind, beginnen bei der Berührung mit dem Erzeugnis 1 sich zu drehen. Drehen sich während der Prüfung bei der Bewegung des

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Erzeugnisses 1 die Rollen 42 ohne Schlupf, so ist die lineare Geschwindigkeit an der Oberfläche der Rolle 42 gleich der Verstellungsgeschwindigkeit des zu prüfenden Erzeugnisses 1· Die lineare Geschwindigkeit des geschlossenen Bandes 45, die auf den Teilen 44 der Rollen 42 von kleinerem Durchmesser liegt ist auch praktisch gleich der linearen Geschwindigkeit an der Rolle 43, die mit dem Erzeugnis 1 in Berührung steht. Somit fällt die Geschwindigkeit des Bandes 45, das unter dem Hochfrequenzwandler 48 verstellt wird, nach Grosse und Richtung mit der Ver st ellgesrchwindigkei t des zu prüfenden Erzeugnisses zusammen. Da das Band 45 praktisch nicht gegenüber dem zu prüfenden Erzeugnis 1 verstellt wird, ist der Verschleiss des Bandes 45 minimal selbst bei grosser Oberfläche des Erzeugnisses. Zugleich bewegt sich der Hochfrequenzwandler 48 auf dem Band 45» das eine Oberfläche mit geringem Reibungswert hat, deshalb ist der Verschleiss des Hochfrequenzwandlers 48 auch minimal. Das Hebelwerk 35, das Gelenk 37, die Gabel 38, der Rahmen 40 auf den Halbachsen 39 gestatten im Laufe der Prüfung den Rollen 42 der Oberfläche des Erzeugnisses 1 bei Änderung seiner Lage gegenüber der Einrichtung zu folgen. Das Hebelwerk 47 mit der Feder 49 sorgt dafür, dass der Hochfrequenzwandler 48 der Oberfläche des Erzeugnisses 1 folgt.

Während der Einstellung ändert man durch Drehen des Solenoids 32 um die Achse 31 in der Buchse 30 den Winkel zwischen dem Vektor des Vormagnetisierungsfeldes, das vom Solenoid er-

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zeugt wird, und der Strahlungsrichtung, was die Änderung dieses oder jeiies Wellentypes sichert. Im Falle einer gleichzeitigen Anwendung zweier Wellentypen ist die beschriebene Einrichtung in Verbindung mit einer vorstehend beschriebenen elektronischen Einrichtung gemäss Fig. 14- anzuwenden. Die Einrichtung Fig. 34 gestattet es, normale Wellen bei wesentlicher Änderung der Lage des zu prüfenden Erzeugnisses gegenüber der Vormagnetisierungseinrichtung effektiv anzuregen und zu empfangen, da die erfindungsgemässe Konstruktion den Einfluss der Schwankungen des Abstandes zwischen dem zu prüfenden Erzeugnis und der Vormagnetisierungseinrichtung vermindert, was aus den Kurven in Fig, 35 hervorgeht, die die Abhängigkeit der Signalamplitude von der Entfernung des zu prüfende Blenches zu den Polen des Magneten (Kurve "m") und zu der Oberfläche des Solenoids (Kurve ^Mn") veranschaulicht.

Aus den Kurven ist ersichtlich, dass die Abhängigkeit der Signalamplitude von der Entfernung des zu prüfenden Erzeugnisses zum Solenoid (Kurve "n") stetiger im Bereich bis 40..«50 mm ist. Dies sichert eine schwache Abhängigkeit des Signals vom Schiagen des Erzeugnisses, das sich während der Prüfung mit hoher Geschwindigkeit gegenüber dem" Solenoid bewegt.

Die getrennte Ausführung der Vormagnetisierungseinrichtung und des Hochfrequenzwandlers gestattet es, ausserdem, die Masse zu senken und die Genauigkeit, mit welcher der Hochfrequenzwandler der rüberflache des zu prüfenden Erzeugnisses folgt zu erhöhen.

§09866/1068

Die Anwendung der erfindungsgemäesen Einrichtung sichert die Realisierung der betrachteten Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen bei der Prüfung von Erzeugnissen metallurgischer Betriebe bei einer Prüfgeschwindigkeit bis IO m/s.

Bei dem Walzen von Flachstahl (Stahlblech) auf Durchlauf bei zaggregat en wird zwecks Erhöhung der Walzgeschwindigkeit ein Stumpfschweissen des Endes der vorhergehenden und des Anfanges der folgenden Bandstahlrolle vorgenommen. Von der Güte der ^schweissnaht hängt die Zuverlässigkeit der Funktion des Aggregates ab, deshalb ist die Prüfung der Güte der Stumpfnaht im Fluss des Aggregates sehr wichtig. Die Prüfung ist notwendig zum Feststellen und Ausschneiden von minderwertigen Nähten um ein Zerreissen derselben bei der weiteren Bearbeitung beispielsweise auf Walzwerken auszuschliessen, da Risse zu erheblichen Sachschaden, die mit Beschädigung der Ausrüstung, mit Stilliegen des Walzwerkes und mit Walzgutverlusten (Ausschussabgängen) verbunden sind, führen. Die Nahtprüfung muss mit hoher Geschwindigkeit, um die Arbeit des Aggregates nicht zu verlangsamen, und bei hohen Nahttempe-

_n durcip
ratur (bis 500. ..600 C) «geführt werden. Die Nahtprüfung ist auch nach der Säuberung mit einer Gratentfernungseinrichtung, wo das Stahlband unbeweglich ist und die Naht sich in fixierter Lage befindet, oder bei der Bewegung des Bandes, möglich. Das eich mit einer Geschwindigkeit bis 7 m/s bewegende Stahlband kann sich in Wasser befinden, seine Oberfläche kann mit Wasser-

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- bzw. ölspritzern bedeckt sein.

Eine ähnliche Aufgabe entsteht auch bei dem Schweissen von Stahlbandrollen im Fluss von Rohrelektroschweisstrassen. In diesem Falle gestattet es die hohe Hahtgüte, die durch die entsprechenden Schweissdaten gesichert und durch die Prüfung unter Anwendung von Ultraschallverfahr£n garantiert wird, die Rohre mit Stumpfnaht als Kpnditionsproduktion zu benutzen.

Fig. 36 zeigt eine Einrichtung zur Prüfung der Schweissnaht eines Stahlbandes im Fluss von Durchlaufbeizaggregaten bzw. Rohrfclektroschweisstrassen.

Die Einrichtung (Fig. 36) zur Prüfung der Stumpfnahtgute eines Stahlbandes 50 enthält zwei längs des Bandes 50 angeordnete Führungen 5I· Auf der einen Führung 51bewegt sich eine Bühne 52, in deren Mitte ein Elektroantrieb 53 und an der einen Kante koaxial mit der Führung 51 - ein elektromagnetischer Greifer 54- angeordnet sind, während über dem Stahlband 50 ein an der Achse 56 befestigt er Träger 55 und ein Anschlag 57 angeordnet sind, An der äusseren Seite der Bühne 52 ist eine Feder 58 angeordnet, Auf dem Träger 55 ist quer zum Band 50 längs der Schweissnaht 59 eine Führung 60 mit einem Wagen 61 angeordnet, während am Ende des Trägers 55 über der Kante des Stahlbandes 50 - ein mit einem elektromagnetischen Greifer 63 verbundener Schweissnahtlagegeber 62 befestigt ist. Das freie Ende der Führung 60 ist mit einer auf eine andere Führung 51 sich abstützenden Tragrolle 64 und einem Anguss 65, an dem ein mit einem elektromagnetischen Grei: fer 67 verbundener Schweissnahtlagegeber 66 angeordnet ist,

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versehen. Auf dem Wagen ist ein Elektroantrieb 68, ein an einem Hebelwerk 70 mit einem Hubaritrieb 71 angeordneter Träger 69, der mit dem Stahlband 50 mittels einer Rolle 72 in Berührung steht, angeordnet. Auf dem Träger 69 ist eine Vormagnetisierungseinrichtung 73» die auf der Achse 74 sitzt, angeordnet. Die Achse 74 fällt mit einem der Polschuhe 75» der über der zu prüfenden Naht 59 liegt, zusammen. Der zweite Polschuh 76 ist mit einem Querschnitt in Form eines Ringteils ausgeführt. Dank dieser Formkombination der Polschuhe ist es möglich in dem Band ein von der Schweissnaht auseinandergehendes Vormagnetisierungsfeld zu induzieren. Auf der Vormagnetisierungseinrichtung 73 ist an einer Achse 77 mit Hilfe eines Hebelwerkes 78 ein Hochfrequenzwandler 79 angeordnet. Im Ausgangszustand der Einrichtung ist die Bühne 52 gegenüber der Führung 51 niit H^lfe des Greifers 54 festgestellt. Der Wagen 61 befindet sich in der Nähe des Trägers 55· Der Träger 69 des Wagens 61 ist unter Zuhilfenahme des Antriebs 71 über dem zu prüfenden Band 50 angeordnet. Der Träger 55 ist durch die Kraft der Feder 58 gegenüber der Plattform 52 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und an den Anschlag 57 gedrückt. Die Führung 60 ist auch geschwenkt und bildet einen scharfen Y/inkel mit der Schweissnaht 59 des Bandes 50. Bei der Bewegung des Bandes von links nach rechts erfasst der Nahtlagegeber 66 als erster die Schweissnaht 59, wobei auf Befehl desselben der elektromagnetische Greifer 67 anspricht. Nach dem Ansprechen des

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Greifers 67 wird die Führung 60 mit dem Träger 55 um die Achse 56 auf der Bühne 52 geschwenkt, wobei sich die Feder entspannt. Beim Durchgehen der Schweissnaht 59 unter dem Geber 62 spricht auf Befehl desselben der elektromagnetische Greifer 63 an. In diesem Augenblick wird die Führung 60, die parallel zur Linie liegt, welche die Naht lagegeber 62, verbindet, auch gegenüber dem Band 50 durch den Greifer in einer zur Schweissnaht 59 parallelen Lage festgestellt· Mach dem Ansprechen des zweiten elektromagnetischen Greifers 63 findet eine Abschaltung des elektromagnetischen Greifers 54· der Bühne 52 und eine mit dem Band 50 gemeinsame Bewegung der Führung statt. Während der gemeinsamen Bewegung der Einrichtung und des Bandes 50 werden der Antrieb 71 zur Senkung des Trägers 69 und der Antrieb 68 des Wagens 61, die den Hochfrequenzwandler 79 mit der Vormagnetisierungseinrichtung 73 längs der zu prüfenden Schweissnaht 59 verstellt, eingeschaltet. Bach Beendigung der Prüfung werden die elektromagnetischen Greif er 63t 67 gelöst und der Antrieb 53 der Bühne 52 zur Verstellung derselben in der der Bewegungsrichtung des zu prüfenden Bandes 50 entgegengesetzten Richtung eingeschaltet. Auf dem Wagen 61 wird der Träger 69 mit Hilfe des Antriebes 71 angehoben und der Elektroantrieb 68 umgesteuert. Der Wagen 61 kehrt in die Ausgangsstellung zurück. Nach der Rückkehr der Plattform 52 in die Ausgangsstellung wird diese durch den elektromagnetischen Greifer festgestellt. Nach der Rückkehr ist die Einrichtung zur Prüfung der Schweissnahtgute des Bandes 50 bereit zur Prüfung

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der nächsten Naht.

Bei der Justierung der Einrichtung wird der Winkel zwischen der Strahlungsrichtung und der Naht und der für die gewählten Moden optimale Winkel zwischen der Richtung des Vormagnetisierungsfeldstärkevektorsund der Strahlungsrichtung eingestellt. Die Einstellung des Winkels zwischen der Strahlungsrichtung und der Naht erfolgt durch Schwenken der Vormagnetisierungseinrichtung 73 zusammen mit dem Hebelwerk 78 und dem Wandler 79 um die Achse 74· mit nachfolgender Feststellung derselben. Die zweite Einstellung erfolgt durch Drehen der Achse 77 Tnit dem an dieser mit Hilfe des Hebelwerkes 78 befestigten Hochfrequenzwandler 79· Diese Einstellung gestattet es, den Winkel zwischen der Richtung des VormagnetiBierungsfeldstärkevektors und der Strahlungsrichtung zur Anregung von normalen Wellen gemäss dem oben beschriebenen Verfahren zu ändern. Der Polschuh 75, '-' -"' '■■■' , *■ der mit der Schweissnaht zusammenfällt, ist auswechselbar ausgeführt. Bei Anwendung eines Polschuhes von rundem Querschnitt herrscht ein von dem P₄It)Ischuh radial auseinandergehendes Feld vor, welches in Verbindung mit einem fokussiert en Hochfrequenzwandler die Anregung von normalen Wellen mit Fokussierung in einem vorgegebenen Punkt gewährleistet·

Zur Erweiterung der Prüfζone ist ein Polschuh von rechtwinkligem Querschnitt anzuwenden. In diesem Falle herrscht ein homogenes Vormagnetisierungsfeld vor, was in Verbindung mit einem Wandler mit geradlinigen Elementen und der Einstellung eines von Null unterschiedlichen Winkels zwischen der

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ORIGINAL INSPECTED

Richtung des Vormagnetisierungsfeldstärkevektors und der Strahlungsrichtung die Anregung von normalen Transversalwellen mit gleichmässigerer Intensität mit der Entfernung von dem Hochfrequenzwandler ermöglicht. Dadurch ist es möglich die Prüf ζ one zu erweitern und den 'J-'eil neben der Uaht zu prüfen. Die Einstellung des Winkels zwischen der Richtung des Vormagnetisierungsfeldstärkevektors und der Strahlungsrichtung erfolgt bei der Prüfeinrichtung durch Drehen der Achse 77 mit nachfolgender Feststellung der Lage.

Die Einrichtung kann auch bei der Prüfung einer unbeweglichen Naht benutzt werden. In diesem Falle ist die Arbeitsweise derselben einfacher.

Die Einrichtung kann mit einem Farbmarkierer, einem Schreiber versehen werden und ist mit einem System zum Ausschneiden der fehlerhaften Schweißnaht versehen.

Eine weitere Realisierung der erfindungsgemässen Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Wellen ist die Einrichtung zur Prüfung der Güte von nahtlosen und elektrisch, geschweissten Rohren mit einem Durchmesser von I50...200 mm und mehr. Die Einrichtung (Fig. 37) zur Prüfung der Güte von Rohren enthält eine Vertikalführung 80 mit einem Schraubenantrieb 81, der zur Höheneinstellung '³^'* Einrichtung bestimmt ist, einen beweglichen Träger 82, auf dem mit Hilfe eines Hebelwerkes 83 mit einem Hubantrieb 84 auf Führungsrollen 85, die mit dem zu prüfenden Erzeugnis (Rohr) 86 in Berührung stehen, eine Vormagne ierungseinrichtung 87» die als Basiseinheit für die Aufnahme der übrigen konstruktiven Elemente dient, angeordnet ist. Die Vormagnetisierungseinrichtung 87 besteht aus

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gegensinnig geschalteten Spulen 88 eines mehrteiligen S-förmigen Magnetleiters, der einen Kern 89 und mit Hilfe von Gelenken 92, 93 einstellbare Hebel 90, 91 umfasst, wobei die erwähnten Gelenke mit der Achse des Kerns 89 zusammenfallen.

Zur Regelung der Richtung des Vormagnetisierungsfeldes £m Körper des Rohres 86 ist der S-förmige Magnet leiter mit drei Polschuhen versehen, die unmittelbar mit dem zu prüfenden Rohr in Berührung stehen. Der mittlere Polschuh ist auswechselbar ausgeführt und kann einen runden bzv/. rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die beiden anderen Polschuhe 95» 96 an den Enden des S-förmigen Iviagnetleiters sind einstellbar längs des Rohres ausgeführt und aus Platten 97 geschichtet, die in einem als Regulier- und FestStelleinheit dienenden Bügel mit Sperrbolzen 98 befestigt sind. Bei der Einstellung auf einen konkreten Durchmesser des Rohres 86 verformt man die Pakete . mit den Platten 97 der Polschuhe derart, dass die Stirnflächen der Platten 97 an der Berührungsstelle mit dem Rohr 86 die Form von dessen Oberfläche wiederholen. Die Verstellung der Polschuhe 95» 96 bei der Einstellung erfolgt mit Hilfe von Schraubenpaaren 99» 100. A.mKern 89 der Vormagnetisierungseinrichtung 87 sind symmetrisch zur Achse des Rohres 86 unter Zuhilfenahme von Hebelwerken 101 Hochfrequenzwandler verstellbar längs des Rohres 86 angeordnet. Die Regulierung ihrer iage längs des Rohres 86 erfolgt mit Hilfe von Schraubenpaaren 103, die mit Muttern 104 verbunden sind. Die Quernuten der Muttern 104 gestatten die Verstellung der Gabeln 105 mit den Wandlern 102,

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indem, sie die Drehung der Gabeln 105 um die Achse 106 und damit das Polgen des Hochfrequenzwandlers der Oberfläche des Rohres während der Prüfung ermöglichen. Die Hochfrequenzwandler 102 sind drehbar um die mit der Normalen zur Oberfläche des Rohres übereinstimmende Achse ausgeführt! um die Änderung des Winkels zwischen der Strahlungsrichtung und dem Vormagnetiserungsfeld zu ermöglichen.

Die Einrichtung funktioniert wie folgte Ber der Verstellung des zu prüfenden Rohres 86 auf den Rollen 107 wird die Vormagnetisierungseinrichtung mit den Hochfrequenzwandlern mit Hilfe des Antriebs 84 bis zur Berührung der Rollen 85 mit dem Rohr 86 in die Prüfungszone gesenkt. Über die Polschuhe 94, 95t 96 wird im Körper des Rohres ein Vormagnetisierungsgleichfeld induziert, das mit der Strahlungsrichtung einen bestimmten V/inkel bildet, der von der gegenseitigen Lage der Hochfrequenzwandler und der Polschuhe 94, 95» 96 abhängt.

Ähnlich wie die vorstehend beschriebenen Verfahren zum Anregen und Empfang von Wellen sichert die Einrichtung (Pig. 37) die Anregung und den Empfang dieses oder jenes Wellentypes.

Je nach der gegenseitigen Lage der Hochfrequenzwandler kann man nach Bedarf das Durchschallungsverfahren zur Prüfung von verschieden nach dem Rohr^^,querschnitt orientierten Fehlern bzw. das Echoverfahren zur Prüfung mit Durchschallung des Rohrkörpers in verschiedenen Richtungen mit jedem Wandler verwenden. Bei der Anwendung von fokussierten Hochfrequenzwandlern kann man die gleichen Prüfverfahren mit Lokalisierung der Prüfζone realisieren.

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Diese Variante kann man zur Prüfung der Güte von Rohrschweissnähten verwenden.

Durch Änderung der gegenseitigen Anordnung der Polschuhe 95» 96 und der Hochfrequenzwandler kann man die Winkel zwischen der Richtung des Vormagnetisierungsfeldes und der Strahlungsrichtung der Hochfrequenzwandler ändern, wobei solche zu wählen sind, bei welchen verschiedene Wellentypen- normale Longitudinalwellen,

e
Transversalwellen oder beide Wllentype entsprechend den oben

beschriebenen Verfahren angeregt werden.

Bei dem Betrieb der Einrichtung kann man verschiedene Prüfungsvarianten realisieren. Einige Prüfungsvarianten sind in Pig· 39-42 wiedergegeben. Bei der Prüfung einer breiten Rohrzone nach dem Durchschallungsverfahren (Fig. 39) werden die Hochfrequenzwandler 102 mit geradlinigen Elementen gegeneinander angeordnet, der mittlere Polschuh 94- von rechteckigem Querschnitt gewählt, während die regulierbaren Polschuhe 95, 96 in einer Linie mit den Hochfrequenzwandlern 102 angeordnet werden. Hierbei wird der durch einen der Wandler 102 angeregte Normalwellenimpuls beim Vorliegen eines Fehlers in der Rohrwandung geschwächt und durch einen anderen Wandler mit geringerer Amplitude empfangen.

Bei der Prüfung nach dem Durchschallungsverfahren mit normalen Longitudinalwellen einer lokalisierten Rohrzone (Fig. 40) ist die Anordnung der Polschuhe 95, 96 und der Wandler die gleiche

jedoch sind hier ein mittlerer Polschuh von rundem Querschnitt und fokussierende Hochfrequenzwandler 109 verwendet. Hierbei wird die Empfindlichkeit gegenüber Fehlern, die im Fokus liegen,

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erhöht. Die Durchschallungszone bei der Prüfung nach dem Schema in Fig. 391 4-0 kann man sowohl im Raum zwischen den Wandlern als auch außerhalb dieser wählen. Die Prüfschemas gemäss Fig. 39 ■ und 40 ermöglichen auch die Prüfung mit einem der zwei Wandler im Echoverfahren mit Longitudinalwellen (An, Sn), wählend mit dem anderen Wandler die Prüfung mit Transversalwellen (SH) möglich ist, Dazu ist der Polschuh 95 (Fig. 39) nach links derart zu verschieben, dass die Winkel zwischen der Normalen zu den Wicklungselementen des Wandlers 102 und der Linie, die die Polschuhe und 95 verbindet, im Bereich von ^f= 20°....60° liegen·

Bei dem Durchschallungsverfahren zur Prüfung von Rohren mit normalen Transversalwellen (Fig. 41) sind die Hochfrequenzwandler 102 und die Polschuhe 94, 95i 96 derart angeordnet, dass die Vormagnetisierungsfeldrichtung und die Strahlungsrichtung einen Winkel im Bereich von 20° ... 60° bilden.

Bei dem Echoverfahren zur Prüfung von Rohren mit Transversalwellen bzw. gleichzeitig mit Transversal- und Longitudinalwellen (Fig. 42) sind die Polschuhe 95, 96 (der mittlere Polschuh

94 ist von rechteckigem Querschnitt) unter einem Winkel zur Rohrachse angeordnet. Die Wandler 102 mit geradlinigen Elementen sind derart angeordnet, dass die Vormagnetisierungsfeldrichtung und die Strahlungsrichtung einen Winkel im Bereich von 20°-60° bilden. Die Wandler strahlen in Querrichtung zum Rohr 86 normale Transversalwellen (SH) bzw. gleichzeitig Transversale (SH) und Longitudinalwellen (a_n»S_n) aus.

Die von den Fehlern reflektierten Impulse werden von den

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gleichen Wandlern, die diese angeregt haben, empfangen. Mit Hilfe von elektronischen Einrichtungen, die ähnlich den früher beschriebenen (Pig. 14) sind, kann man die Verstärkung der empfangenen Signale, deren Entschlüsselung und Registrierung sichern. Es können auch Einrichtungen zur Registrierung der Prüfergebnisse und zur mathematischen Verarbeitung derselben benutzt werden·

Die oben betrachteten Varianten umfassen nicht alle möglichen Kombinationen für die gegenseitige Anordnung von Wandlern und Plschuhen und entsprechende Prüfmethoden, welche realisierbar sind. In den betrachteten Prüfungsvarianten sind die Hochfrequenzwandler 102, 109 mit einem Gehäuse, welches aus einem Kunststoff mit niedriger Schmelztemperatur besteht, anzuwenden. Die fertig zusammengebautaili&ndler (mit Wicklungen) werden in erwärmtem Zustand auf einer Fläche verformt, die mit der Oberfläche des zu prüfenden Rohres übereinstimmt. Um eine genügende Verschleissfestigkeit zu gewährleisten, sind die Wandler mit verschleissfesten Einsätzen, die in Berührung mit der Oberfläche des Rohres stehen, versehen.

Zur wirksameren Prüfung von Rohren mit einem kleinen Durchmesser (20...100 mm) kann die in Fig. 43 dargestellte Einrichtung verwendet werden. Die Einrichtung enthält eine Vormagnetisierungseinrichtung mit einer Wicklung 110 und einem Π -förmigen Magnetleiter 111 , dessen Endteile in Gestalt von Führungen

112, 113 ausgeführt sind. Auf den Führungen sind die Polschuhe 114, 115 bewegbar angeordnet, wobei der Polschuh 114 einstellbar in der quer zum Rohr 116 verlaufenden Richtung ausgeführt

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ist, während der auswechselbare'Polschuh 115 iß der längs des Rohres 116 verlaufenden Richtung einstellbar ist. Die Verstellung des Polschuhes 114 erfolgt mit Hilfe eines Schraubenantriebs 117f während der Polschuh 114 in der quer und längs des Rohres verlaufenden Richtung mittels Schraubenantrieben 118 bzw. 119 verstellt werden kann.

An dem Polschuh 114, der in Form einer Führung ausgeführt ist, ist ein Träger 121 bewegbar angeordnet, der während der Einstellung mit Hilfe eines Schraubenantiiebs in der quer zum zu prüfenden Rohr 116 verlaufenden Richtung verstellt wird. Auf dem Träger 121 ist eine zylindrische, ein bewegliches Hebelsystem 124 tragende Führung 123 samt einer Gabel 125» in. der gelenkig ein Kochfrequenzwandler 126 befestigt ist, angeordnet. Das Andrücken des Hochfrequenzwandlers 126 an die Oberfläche des zu prüfenden Rohres 116 erfolgt mit Hilfe eines Hebelwerks 127» das an der zylindrischen Führung 123 angeordnet und an die Oberfläche des Rohres 116 mit Hilfe von zylinderförmigen Federn 128 federbelastet ist. Das zweite Hebelende 129 des Hebelwerkes 127 ist in Form von zwei Spannelementen 130 ausgeführt, zwischen denen ein Arm des Hebelsystems 124 angeordnet ist, das in der Gabel 125 den Hochfrequenzwandler 126 trägt. Eine solche Konstruktion gestattet es, während der Einstellung den Hochfrequenzwandler längs des Rohres 116 zu verstellen und dabei eine unveränderliche, den Wandler an die Oberfläche des

Rohres anrückende Kraft einzuhalten. Die Fixierung des Hochfrequenzwandlers 126 in der längs des Rohres 116 verlaufenden

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Richtung nach der Einstellung erfolgt mittels Feststellringe 13I· Die Hebung und Senkung des Hebelsystems 124 wird mit Hilfe eines auf dem Träger angebrachten Hubantriebs 132 vorgenommen der über eine Zugstange 133 niit dem Hebel 129 in Verbindung steht.

Ferner wird die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, an dieser Einrichtung einen zweiten Hochfrequenzwandler (in Fig. 43 nicht gezeigt) symmetrisch zum dargestellten Wandler 126 anzuordnen.

Vor dem Ankommen des Rohres 116 befindet sich der Wandler 126 in einer über der Oberfläche des Rohres liegenden Stellung. Beim Austritt des Rohrendes in den Prüfungsbereich wird der Hochfrequenzwandler 126 mittels eines Hubantriebs 1352 an die Oberfläche des Rohres 116 gedrückt. Die Einstellung der Einrichtung ist bei jeglicher Änderung des Durchmessers des zu prüfenden Rohres vorzunehmen. Bei Prüfung der Rohre mit einem bestimmten Durchmesser wird die Einstellung der Einrichtung vorgenommen, um eine der Wellentypen durch Verstellung des Hochfrequenzwandlers längs der Führung 123 anzuregen. Falls zur Prüfung die Longitudinalwellen erforderlich sindi müssen die Polschuhe 114, 115 und der Hochfrequenzwandler 126 auf eine Linie in der quer zum Rohr 116 verlaufenden Richtung eingestellt werden. Wenn bei der Einstellung der Einrichtung die Transversalwellen verwendet werden, ist es notwendig, den Polschuh 115 durch einen Antrieb 119 und den Wandler 126 über die Führung 123 gegenüber dem Polschuh 114 längs des Rohres 116 derart zu verstellen, dass der Winkel zwischen der Richtung des VormagnetisierungsfeldeB und der der Strahlung in einem Bereich von 20.«·60° gemäss dem oben beschriebenen Verfahren

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zum Anregen und Empfang von normalen Wellen liegt. Bei Änderung des Durchmessers der zu prüfenden Rohre 116 führt man das Auseiru anderbringen der Polschuhe 114-, 115 mit Hilfe von Antrieben 117 bzw. 118 durch, und durch einen Antrieb 122 wird der Hochfrequenzwandler 126 quer zur Achse des Rohres 116 in eine vertikale Ebene, die mit der Achse des Rohres 116 zusammenfällt, gebracht. Nach dieser Einstellung werden die Operationen der ersten Stufe wiederholt·

Es sei bemerkt, dass in der Einrichtung zweckmässigerweise ein Hochfrequenzwandler 126 verwendet wird, der mit einem Kammträger aus elastischem Material ausgeführt ist, in dessen Nuten die Elemente einer Hochfrequenzwicklung eingelegt sind. Diese Konstruktion des Wandlers gestatet es dem Kammträger, sich zu verformen und die Form der Oberfläche des zu prüfenden Rohres anzunehmen, wobei ein konstanter Abstand zwischen den Wicklungselementen und der Oberfläche des Rohres eingehalten wird.

Bei Prüfung der Güte von Erzeugnissen mit Hilfe normaler Wellen ist es notwendig, die Mode der normalen Welle und die Lage des Arbeitspunktes auf der Dispersionskurve richtig zu wählen. Bei Prüfung von Erzeugnissen verschiedener Dicke ist daher eine grosse Menge von Hochfrequenzwandlern mit verschiedenem Schritt erforderlich. Um die Einstellungsgeschwindigkeit bei der Prüfung von Erzeugnissen mit verschiedenem Schritt zu erhöhen, ist es zweckmässig, den Hochfrequenzwandler mit einem einstellbaren Schritt zu verwenden.

Die Einrichtung (Fig. 44) zur Prüfung von Blechen unter Verwendung von normalen Transversal- und Longitudinalwellen

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enthält eine Vormagnetisierungseinrichtung, ein an dieser be,, festigtes Schwenkwerk zur Auswahl eines Winkels zwischen dem Vormagnetisierungsfeld und der Strahlungsrichtung des Hochfrequenzwandlers mit ein^stell? Schritt. Die Vormagnetisierungseinrichtung besteht aus einem H -förmigen Magnetleiter mit Wicklung 134. Das Schwenkwerk besteht aus einer im Ma_önetleiter untergebrachten Büchse 135 nri-t Zahnrad 136» welches mit

i '
einem Triebzahnrad 137 in Engriff steht, das auf eine Achse

aufgesetzt ist, wobei diese Achse einen Griff 139 aufweist, mit dessen Hilfe die Büchse 135 drehbar ist/üer Hochfrequenzwandler mit einstellbarem

Schritt besteht aus einer starr siit der Büchse 135 verbundenen Tragplatte 140, auf der ein flaches mehrgliedriges Parallelogrammwerk 141 angeordnet. Das Parallelogrammwerk ist so ausgeführt, dass sein erstes Gelenk 142 an der Platte 140 unbeweglich befestigt ist, während an dem letzten Gelenk 143 eine Mutter 144, die mit einer Schraube verbunden ist, befestigt ist. Die Schraube 145 die Mutter 144, welche einen Antrieb zum Auseinanderbringen darstellen, sind zum Auseinanderbringen des Parallelogrammwerkes 141 bestimmt. Das andere Ende der Schraube 145 ist in einem. Lager an der Befestigungsstelle des ersten Gelenkes 142 gelagert und wird gegen Längsverschiebung gesichert. Auf der Schraube 145 sitzt starr ein Kegelzahnrad 146, welches mit einem Zahnrad 147 in Eingriff kommt, das auf einer in der Büchse 135 untergebrachtenAch.se 148 mit einem Griff sitzt. Durch Drehen des Griffes über die Sahnräder 147, 146, die Schraube 145 und die Mutter 144 wird das Gelenk

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14-3 gegenüber dem Gelenk 14-2 verstellt, wobei die Abstände zwischen den Gelenken 150, 151» 152 geändert werden, jedoch einander gleich bleiben. Um die Bildung von Spielen in dem Parallelogrammwerk 14-1 in Richtung der Achsen der Gelenke 150,151» 152 zu verhindern, ist das mehrgliedrige Parallelogrammwerk an die Platte 14-0 mittels Schellen 153 gedrückt, an denen in einem Bügel 154- ein diskreter Flachstrahler beweglich angeordnet ist, der in Form von P -förmigen, zu einem Paket geschichteten Platten 155, an deren Stirnflächen 156 die Wicklungselemente 157 des Wandlers angeordnet sind. Die Befestigung der Wicklungselemente kann entweder durch Anordnung in den Nuten der Stirnteile der Platten 155» oder bei Miniaturausführung durch Anbringung einer Klebeverbindung durchgeführt werden.

Jede Platte steht mit einem entsprechenden Gelenk mittels Stiften in Verbindung, wobei die Platten, welche unter der auf diese V/eise verbundenen Platte liegen, Nuten auf v/ei sen, die die gegenseitige Verstellung der Platten nicht verhindern, Eine solche Verbindung gestattet es, beim Auseinanderbringen des Parallelogrammwerkes 14-1 eine fortlaufende gleichzeitige Änderung des Schrittes zwischen den Wicklungsspulen 157 des Hochfrequenzwandlers vorzunehmen. Der Schritt ist ein wichtiger Parameter des Hochfrequenzwandlers beim Anregen von normalen Wellen in Blechen und übt einen unmittelbaren Einfluss auf die Wellenlänge und die Auswahl der entsprechenden Frequenz der anzuregenden Ultraschallschwingungen aus.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt.

Die Einrichtung wird auf dem zu prüfenden Blech angeordnet. Dann wird die Spule 134· der Vormagnetisierungseinrich**^

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tung eingeschaltet. Je nach dem Typ von normalen Wellen, die im zu prüfenden Blech angeregt werden müssen, wird der Winkel zwischen der Richtung der Vormagnetisierungsfeldes und der Stahlungsrichtung mittels des Griffs 139 eingestellt.

Hierbei erfolgt das Drehen der Platte 140 um die Büchse 135, wobei samt dieser Platte sich das auf dieser angeordnete, mehrgliedrige Parallelogrammwerk 141 und ein Paket aus P -förr migen Platten 155 drehen, deren Stirnflächen 156 mit den an diesen angeordneten Wicklungselementen 157 eine periodische Struktur des Hochfrequenzwandlers bilden. Falls . Longitudinalwellen verwendet werden, muss der Winkel zwischen der Strahlungsrichtung, die mit der Normalen zur dem Wicklungselement 157 zusammenfällt, und der Richtung des Vormagnetisierungsieldes, die mit der die Polschuhe 158, 159 verbindenden Linie zusammenfällt, gleich Null sein. Falls die normalen Transversalwellen verwendet werden müssen, wird der genannte Winkel in einem Bereich von 2Oi..60° -gemäss dem obendargelegten Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Wellen

den

-in Abhängigkeit von^vmagnetisehen Eigenschaften des zu prüfenden Materials gewählt. Die Einstellung des Winkels wird mit Hilfe des Griffs 139 vorgenommen. Der Schritt zwischen den Wieklungselementen 157 wird durch Drehen des Griffs 149 eingestellt. Die Drehung wird auf das Kegelzahnrad 147, das Zahnrad 146, die Schraube 145 übertragen. Beim Drehen der Schraube 145 verstellt sich die Mutter 144 längs der Schraube, wodurch die Gelenke des Parallelogrammwerkes 141 mit den Gelenken 143, 150, 151t 152 auseinandergebracht werden, wobei

die letzteren die f¹ -förmigen Platten gegeneinander so verstellen, dass sich der Schritt zwischen den Wicklungselementen 157 gleichzeitig ändert. Durch Änderung des Schrittes zwischen den Elementen 157 und der Arbeitsfrequenz wird die Frequenz der im Blech anzuregenden normalen Ultraschallwellen geändert. In übrigen ist die Arbeitsweise der Einrichtung ähnlich der Arbeitsweise der beschriebenen Verfahren und Einrichtungen. Es soll bemerkt werden, dass die konstruktive Ausführung des Hochfrequenzwandlers in einem Gehäuse mit der Vormagnetisierung^ einrichtung nicht obligatorisch ist, und bei automatisierten Anlagen kann eine Einrichtung verwendet werden, die die Einstellung eines Parameters, d.h., des Schrittes zwischen der Wicklungselementen des Hochfrequenzwandlers, vorgesehen ist.

Die Verwirklichung des erfindungsggmassen Verfahrens zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen gestattet es, eine Ultraschallverzögerungsleitung (Fig. 45) bei Verwendung von normalen Transversalwellen zu schaffen, die eine Schalleitung 160, welche als Band aus magnetostriktivem Material ausgeführt ist, wobei an einem Ende dieser Schalleitung unbeweglich ein Strahlwandler 161 und an den Seitenkanten schallabsorbierende Dämpfer (in Fig. 45 nicht abgebildet) befestigt sind. Die Schalleitung 160 ist als eine Wendel mit Abzweigung in Form eines geradlinigen Abschnitts 162 ausgebildet. An dem anderen Ende der ^schalleitung ist ein schallabsorbierender Dämpfer 163 angeordnet. An dem geradlinigen Abschnitt 162 enthält die Einrichtung einen Empfangswandler

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164 mit Voriaagne ti si erungs einrichtung I65, die aus einem Magnetleiter mit in Richtung den Seitenkanten des geradlinigen Abschnitts l62 der ^challeitung angeordneten Polschuhen 166, 167 besteht. Die Polschuhe 166, 167 sind in Längsrichtung des geradlinigen Abschnitts 162 zueinander so versetzt, dass das Vormagnetisierungsfeld zur Längsachse I60 einen Winkel beträgt, der in -abhängigkeit von den Eigenschaften des Materials der ^challeitung 160 —gemäss dem oben behandelten Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen- in einem Bereich von 20...60° gewählt wird.

Im geradlinigen Abschnitt 162 der ^schalleitung 160 ist im Bereich des Vormagnetisierungsfeldes ein mit der Vormagnetisierungseinrichtung I65 starrjverbundener Hochfrequenzwandler 164- angeordnet. Die Ausbreitungsrichtung für die Ultraschallschwingungen des Wandlers 164 stimmt mit der Richtung der Achse der ^challeitung I60 überein. Es wird die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, in der Einrichtung einen schwach fokussierten Hochfrequenzwandler zu verwenden. In diesem Falle muss die Symmetrieachse des '^axxäLlera mit der Richtung der Schalleitung zusammenfallen.

Die Vormagnetisißrungseinrichtung I65 samt dem Hochfrequenzwandler 164 ist auf einem verstellbaren Wagen 168 angeordnet, der mit einer Schraube 169 eines Verstellantriebs versehen ist, an deren Ende ein Griff 170 vorgesehen ist. Während der Einstellung wird mit Hilfe des Griffs 17C der Schraube 169 die Verzögerungszeit geregelt. Bei einer Ausführungsvariante der Verzögerungsleitung mit mehreren Abzweigungen enthält sie im geradlinigen ausgangsseitigen Abschnitt 162 der Schalleitung 160 mehrere Empfangswandler mit Vormagne-

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tisierungseinrichtungen, die mit Einzelantrieben zum Verstellen längs des ausgangsseitigen Abschnitts der ^schalleitung versehen sind. Eine solche konstruktive Lösung der Verzögerungsleitung ermöglicht es, ein und denselben Impuls mit unterschiedlicher Zeitverzögerung zu erzeugen.

Die Ultraschallverzögerungsleitung arbeitet folgenderweise. Der Strahlwandler 161, welcher beispielsweise einen Piezoquarzstab vom Ϊ-Schnitt darstellt, regt in der Schalleitung einen Impuls der normalen Transwersalwelle an, der sich über die ^schalleitung 160 mit einer Geschwindigkeit der Mode SS der normalen Transversalwelle fortpflanzt. Der Vorteil dieses Wellentyps ist eine schwache Wirkung der Dispersion (für die i»lode SS_Q) und folglich eine geringe Abschwächung der Signalamplitude und eine geringe Verzerrung der Signalform. Nach dem der Impuls den Abschnitt der öch_alleitung erreicht hat, über dem der Empfangswandler mit Vormagnetisierungs einrichtung 165 liegt, wird der Impuls empfangen und gelangt an eine Schaltung (nicht gezeigt) zur Verarbeitung von elektrischen Signalen. Die Parameter des Empfangswandlers (Schritt /\

und Winkel Of zwischen der Empfangrichtung des Wandlers und

dem Feldvektor der Vormagnetisierungseinrichtung) werden im voraus gewählt, d.h. nach der Methodik des erfindungsgemässen Verfahren zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen, weil die Arbeitsfrequenz der Ultraschallverzögerungsleitung bekannt ist.

Um Fehlsignale zu beseitigen, ist am Ende der Schallleitung 160 ein schallabsorbierender Dämpfer 163 angeordnet.

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Durch Verstellung der Vormagnetisierungseinrichtung samt dem Empfangswandler 164· längs des geradlinigen Abschnitts 160 wird die Änderung der Impulsverzögerung gewährleistet. Man kann eine Verzögerungsskale auf den Verstellantriebsgriff 170 auftragen. Um verschiedene Verzögerungswerte zu erhalten, kann man in dem geradlinigen Abschnitt 162 der Schalleitung 160 mehrere auswechselbare Wandler mit abhängiger bzw. unabhängiger Einstellung der Verzögerung anordnen.

Es ist offensichtlich! dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch verschiedene Abwandlungen und Vervollkommnungen möglich sind. Das oben beschriebene erfindungsgemässe Verfahren kann zum Anregen von anderen Wellentypen, z.B. Lovewellen, die sich in Hohlleitern ausbreiten, verwendet werden. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass die Ausführungsform der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen oben beschrieben wurde, einen anschaulichen Charakter hat, ohne dabei die Erfindung einzuschränken.

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Claims (1)

1. PATEHTANSPRÜCHE:

   \f 1') ^erfahren zum Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen in Erzeugnissen mittels Einwirkung auf die Oberfläche des Erzeugnisses eines elektromagnetischen Feldes (H ), das durch ein System von Flachstrahlern, die eine Kammstruktur bilden und diskret in Strahlungsrichtung mit einem der '»»ellenlange mehrfachen Schritt angeordnet sind, angeregt wird, und Einführung in das Erzeugnis in dem Wirkungsbereich des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes eines Vormagnetisierungsfeldes, dessen Stärkevektor parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anregen von normalen Transversal-(Sciiub-)wellen (SH) der Yormagnetisierungsfeldstärkevektor (Hc) gegenüber dem System der Flachstrahler ( 2 ) unter einem Winkel ( Oi) zur Strahlungsrichtung orientiert wird.

   2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennz eichnet, dass bei der Anregung von normalen Transversaiiwellen(SH) in Erzeugnissen (i) aus Kohlenstoffstahl der Vektor (Hc) der Vormagnetisierungsfeldstärke gegenüber dem System der Flachstrahler ( 2 ) unter einem Winkel (C)O von + (10° ... 60° ) zur Stahlungsrichtung orientiert wird.

   3· Verfahren nach Anspruch. 1, d a d u r c h gekenrf ζ eichne t, dass bei der Anregung von Norinalwellen in Erzeugnissen (I) aus weichmagnetischem Material der Vormagnetisierungsfeldstärkevektor (Hc) gegenüber dem System der Flachstrahler ( 2 ) unter einem Winkel (€?() von + (20°...

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   ...90°) zur Strahlungsrichtung orientiert wird»

   4. Verfahren nach Anspruch I,dadurch g e k e η nr zeichnet, dass zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler Transversal(SH)- und Longitudinal-(platten» (s »S )-Wellen zumindest zwei Erregungsfrequenzen des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes (Hv) aus der Bedingung der Längengleichheit der normalen Transversal(SH)- und der normalen Longitudinalwelle (a _t S_n) nach der Formel*.

   G C

   f = \ f = -..%£■— gewählt werden, worin G , G

   ¹ Λ¹ Xz ¹^

   jeweils die Phasengeschwindigkeit der normalen Transversal- und der Longitudinalwelle, A^₁ y£₂ jeweils die Länge der Transversal- und äer Longitudinalwelle ist, während der Schritt zwischen den Flachstrahlern nach der Formel t = A , = = y| ο bestimmt wirdo

   5· Verfahren nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, dass zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler Transversal (SH)- und Longitudinal (a ,S) - Wellen mit gleicher Amplitude auf einer vorgegebenen Prüfbasis der Vektor (Hc) der Vormagnetisierungsfeldstärke gegenüber dem System der krummlinig ausgebildeten Flachstrahler (jg, ) unter einem Winkel (c{ ) von + (5°...40°) zur Strahlung-srichtung orientiert wird₉

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler TransversalSH)- und Longitudinal(a »S.)-

   - Wellen mit Fokussierung in einem vorgegebenen Punkt der
   VormagnetisierungsfeldstärkevektorCüc) gegenüber den Abschitten des Systems der krummlinig ausgebildeten Flachstrahler ( 2 ) unter einem Winkel ((p( ) von + (O⁰... 60°) zur Strahlungsrichtung orientiert wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Anregen und Empfang von Impulsen normaler Transversal(SH)-und Longitudinal(a_n,S_n)-Wellen zumindest zwei Erregungsfrequenzen des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes aus der Bedingung der Längengleichheit der Transversal(SH)- und Longitudinal(a,S )-Wellen gewählt werden, während die minimale Brüfbasis aus der Bedingung

   c ·σ

   rnin

   9 G -C

   α. ν ν .

   ^ max «'min

   ^—-

   gewählt wird, wobei C ~ die Dauer des empfangenen Impuls es einer Normalewelle, G 9HOn^^{8 Gru}PP^enS^escilwind-ig^k:ei'^{fcen der}

   ^max
   normalen Transversal- und Longitudinalwellen sind.

   8. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anregen einer normalen Transversalwel⁴^ le(.lambwelle) mit Fokussierung in einem vorgegebenen Punkt der Voririagnetisierungsfeldstärkevektor (Hc) gegenüber dem System der Flachstrahler ( 4 ), die krummlinig mit dem Abstand bis zum Fokussierungspunkt gleichen Radien und einer der effektiven Breite des Vormagnetisierungsfeldes gleichen Länge
   ausgeführt sind, derart orientiert wird, dass seine Richtung

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   mit der Strahlungsriehtung übereinstimmt«

   9. Verfahren nach Anspruch I bis 5» 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim getrennten Anregen und Empfang von Normalwellen der Schritt zwischen den Flachstrahlern, die den Empfang von liormalwellen sichern, unter Berücksichtigung des Einflusses der Dispersionsverzerrungen auf die vorgegebene Früfungsbasis durch Änderung der mittleren Impulswellenlänge nach der Überlagerungsmethode bestimmt wird«

   10· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Anregen und Smpfang von normalen Ultrasehallwellen in Erzeugnissen nach Ansprüchen I bis 5 (z.B. in Blechen), die ein Flachstrahlersystem, das einen Hochfrequenzwandler darstellt, der an die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses mit Hilfe eines federbelastet en Hebelsystem gedrückt wird, welches an einem Rahmen befestigt ist, der gelenkig an einem mit einem Hubantrieb Tersehenen Hebelwerk angeordnet ist, und eine mit dem Hochfrequenzwandler koaxial angeordnete Vormagnetisierungseinrichtung enthält, dadurc h gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzwandler durch eine an einem Rahmen befestigte Schutzeinrichtung umgeben ist, die zumindest zwei in einer Ibene angeordnete Folgerollen (42) mit Parallelachsen (41) und einem an diesen befestigtes elastisches elektrisch und mechanisch feste« geschlossenes Band (45) darstellt, das ;

   ·_ mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Erzeugnisses (I) ÜfK&t*. während der mit dem Erzeugnis ( I ) in Berührung stehende Teil der Oberfläche der Rollen (42) mit einer Schichi

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   ο/.

   On-

   bedeckt ist_D die eins zwerlässige Eohäsion mit der Oberfläche des Erzeugnisses ( .Σ ) sichert, wobsi die Tormagnetisierungs=- einrichtung drehbar in der zur Oberfläche des Erzeugnisses ( I ) parallelen Ebene ausgeführt ist*

   Ho Einrichtung nach Anspruch 10, . g e —

   eine
   kenn zeichnet durch ^v Toraiagnetisierungseinriohtung in Foria sinss Solenoids(32) dessen Achse parallel sur Oberfläche des Si^aeugiiisses (I) liegt, und eine Gslenfceinrioiitung₅ die ä&3 Schwenfcan und feststellen des Solenoids in dsn dei· Anrsgung der erforderlichen normalen Ultraschallwellen entsprechenden Stelluapen gewährleistet.

   12«. Einrichtung nach Ansprüchen I bis 5 sur Durchführung des Verfahrens ausa Anregen und Empfang von normalen Ultraschallwellen in Erzeugnissen (z.B.. in Blechsn)₉ die einen um die mit der Formalen aur Oberfläche des Erzeugnisses zusaaunenfallende Achse drehbaren Hochfrequenzwandler enthalt« der an die Oberfläche des Erzeugnisses mit Hilfe eines federbelasteten Kabelwerkes gedruckt wirdι welches an einer mit einem Eubantrieb versehenen Vsrmagnetisierungseinrichtung angeordnet ist, die mittels Hebel an einem Wagen befestigt ist_s der einen Antrieb zur herstellung auf einer quer zu dem zu prüfenden Erzeugnis angeordneten Führung aufweist, die an einer längs des su prüfenden Erzeugnisses verstellbaren Bühne angeordnet ist, da durc h gekennzeichnet, dass sie mit mindestens zwei Lagegebern (62,66) der ^öch?/eisBnaiit(59) und zwei elektromagnetischen Mitnehmern (63, 6?) versehen ist, die paarwei se über die Ränder des zu prüfenden Erzeugnisses angeordnet und mechanisch mit dem Hochfrequenzwandler (79) mittels einer

   ti l

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   Führung ( 51 ) verbunden sind und eine gemeinsame Verstellung der Bühne (52) mit dem Erzeugnis (50) sowie eine Verstellung des Kochfrequenzwandlers (79) längs der zu prüfenden Schweissnaht (59) mit Hilfe eines elektrischen Antriebs (68) sichern^

   13· Einrichtung nach Anspruch 12»dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (55) mit der Führung (60) an der -Bühne (52) drehbar und federbelastet in Richtung

   des zu prüfenden Erzeugnisses (50) ausgeführt ist_s während die Bühne (52) id.t einem elektromagnetischen Mitnehmer (54) gegenüber der Längsführung (51) und mit elektrischen Antrieben (53j 63) zur Rückführung des Hochfrequenzwandlers (79) samt der Vormagnetisierungseinrichtung (73) in die Ausgangsstellung versehen ist·

   14. Einrichtung nach Ansprüchen I bis 5 zur Durchführung des Verfahrens zum Anregen und Empfang von Hormalwellen in Erzeugnissen_s z.Bo in R ohr en j die an einem Hebelwerk angeordnete mit einem Hubantrieb ausgeführte Führungsrollen enthält, welche mit dem zu prüfenden Erzeugnis in Berührung stehen und eine Vormagnetisierungseinrichtung tragen, auf der zumindest zwei Hochfrequenzwandler verstellbar befestigt sind_s die an die Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses fortlaufend durch eine feder gedrückt werden«, dad iirch gekennzeichne t, dass die Vormagnetisierungseinrichtung (87) als S-förmiger mehrteiliger Magnet leiter mit zumindest drei Polschuhen (94₉ 95* 96) ausgeführt ist₉ von der mittlere feststehende Polschuh (94) auswechselbar ausgeführt ist und die zwei

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   anderen einstellbaren Polschuhe (95t96) aus entsprechend der Achse des zu prüfenden Erzeugnisses (86) orientierten Platten geschichtet sind₅ wobei sie entlang dem S-förmigen Magnetleiter durch Schraubenpaare (99,100) verstellt werden und mit Hilfe einer Regulier- und Feststellgruppe die Form der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses (86) annehmen, während die symmetrisch zur Längsachse des S-förmigen Magnetleiters angeordneten Hochfrequenzwandler (102) entlang dieser mit Hilfe von Schraubenpaaren (103) einer Gabel (105) verstellt werden und in den Gabeln (105) um die Vertikalachse in der zur öbes^= fläche des zu prüfenden Erzeugnisses (86) parallelen Ebene drehbar befestigt sind.

   15· Einrichtung nach Anspruch 14,dadurch. gekennzeichnet, dass die einstellbaren Polschuhe (95s 96) des S-förmigen Magnetleiters der Vormagnetisierungseinrichtung (87) drehbar an Hebeln (91,90) um die Achsen der GeIeS ke (92, 93)» die niit der Achse des S-förmigen Magnetleiters übereinstimmen, ausgeführt sind.

   16. Einrichtung nach Anspruch 14 ,dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle des Gehäuses für den Hochfrequenzwandler (102) aus einem Material mit niedriger Schmelztemperatur, das die Form der Oberfläche des zu prüfenden Erzeugnisses (86) durch Verformung in erwärmtem Zustand annimmt, ausgeführt ist.

   17. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5» die eine Vormagnetisierungseinrichtung mit einem daran auf einem abgefeder-

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   mit einem Hubgntrieb irersaheaea Hebelsyst@m angeordneten

   Hoehfrequenzwandler enthält» dadurch g e k e η n-

   e zeichne t₉ dass die Yonaagnetisifrungseinrichtung als

   mit zwei metirteiliger U .-f örmiger Eagnetleiter (1fT) Polschuhen (114₉

   115) 5 die unabhängig längs und quer des Erzeugnisses (116) durch Schraubenantriebe (11% 11? _e 118) veretellt und in "bestimmter Lage festgestellt werden₉ ausgeführt ist_s während der üocMsevquenawandles? (126) auf dem H©Tb>@ !spatem (124) varstellbas? läags des Erzeugnisses (116) angeordnet vmA mit ©iner ©lastisehea GeMusesohlea die beim Mdrüek©n derselben an das zu prüfend® Sraeugnis (116) di© IOm dessen Oberfläeh© annimmt ₉ aiasgeführt

   @g©ia uad Smpf ©ag ψοά normalen WsIIeE₉ die @iae ¥orm@gnetisi@rungseiariohtung mit eiiaem an dieser auf Handan trieb angeordneten Hochfreq.uenzwandler enthält,

   der Wandler als Platt© ausgeführt ist_s auf der ein mehr ■-glisdriges Parallelog3?ammw©sk mit einem Antrieb zum Aus©inaaae®₀ ■fosisagen desselben angeordnet i@t_s dadureh g si eaa= s. ©lehne t, dass si© mit digkr©t©a Flachstrahlsrn ¥es?~ ist β ausgeführt in I¹OEm von WickliaagselementeE (157)

   d©n Btlrofläches. (156) ^m ψ ⁿ °fösnig®r Platten (155) aage@rdaet .sindg- 41g sa Pdieten la Büg@la (154) geschieh.tet SiEd₉ wobei . jed© Platte (155) über Gelenke (142, 1^3» 130*151» 152) alt den Gelenkes d®r ©ntspreehendea Glieder des mehrglied-Parallelogrammwerkes (141) verbunden ist.

   9. Ultraschallverzögerungsleitung zur Realisierung des

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   Verfahrens zum Anregen und Empfang von normalen Transversalwellen nach Ansprüchen I bis 5j die eine Schalleitung enthält, welche als Bandabschnitt mit an dessen Seitenkanten aufgetragenem schallabsorbierendem Material ausgeführt ist, wobei an einem Ende des Bandabschnittes ein Strahler und

   an dem geradlinigen Teil des anderen Endes eine Vormagnetisierungseinrichtung mit einem Empfangswandler angeordnet sind,

   dadurch gekennzeichnet, dass das Band der Schalleitung· (160) aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist, während der Empfangswandler einen Hochfrequenzwandler (164) darstellt, dex in einem Gehäuse samt der Vormagnetisierungseinrichtung (165) untergebracht ist, wobei das erwähnte Gehäuse mit einem Schraubenantrieb zum Verstellen

   desselben längs des geradlinigen Abschnitts (162) der Schallleitung (160) versehen ist.

   20. Ultraschallverzögerungsleitung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Hochfrequenz-Empf angswandler (164) mit Vormagnetisierungseinrichtungen (165)enthält, wobei diese mit Einzelantrieben zum Verstellen derselben längs des geradlinigen Abschnitts (162) der Sehalleitung (160) versehen sind.

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