DE1698107B2

DE1698107B2 -

Info

Publication number: DE1698107B2
Application number: DE1698107A
Authority: DE
Inventors: Svend Aage Bistrup Birkeoed Lund (Daenemark)
Original assignee: AKADEMIET FOR DE TEKNISKE VIDENSKABER SVEJSECENTRALEN GLOSTRUP (DAENEMARK)
Current assignee: AKADEMIET FOR DE TEKNISKE VIDENSKABER SVEJSECENTRALEN GLOSTRUP (DAENEMARK)
Priority date: 1967-01-13
Filing date: 1968-01-15
Publication date: 1979-01-04
Also published as: SE350840B; GB1216753A; DE1698107A1; FR1563798A; DK118105B; US3610820A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Registrierung, Wiedergabe und Analysierung von Bildinformation bei Ultraschaliimpuls-Echo-Schnittbüdprüfungen von Prüflingen, die aus mindestens zwei Materialien oder Stoffen mit aneinander angrenzenden inneren Trennflächen bestehen, und bei welchem unter Verwendung eines Oszilloskops Bildinformation entsprechend der Außenfläche des Körpers sowie Echoimpulsen von den genannten inneren Trennflächen mit Hilfe einer Aufzeichnungseinrichtung auf einen Signalträger aus magnetisierbarem Material eingespielt wird im Hinblick auf eine spätere Wiedergabe und Analysierung der Bildinformation mit Hilfe einer Wiedergabeeinrichtung.

Ultraschallschnittbilduntersuchungen sind bekannt im ! werden z. B. in den zerstörungsfreien technischen Werkstoffprüfungen der oben erwähnten Prüflinge benutzt, können aber auch in der medizinischen Diagnostik oder auf dem veterinärärztlichen Gebiet oder in der Haustierzucht verwendet wurden.

Ein Ultraschallschnittbild entsteht dadurch, daß von einem Ultraschallkopf, der als kombinierter Schallgeber und Schallempfänger wirkt und der sukzessiv an verschiedenen Stellen auf der Oberfläche des Prüflings oder Körpers angebracht wird, kurze, richtungsbestimmte Ultraschailimpulse mit variierender Richtung in den zu untersuchenden Prüfling oder Körper gesandt werden. An den Trennflächen im Prüfling oder Körper v/erden die Ultraschallimpulse mehr oder weniger kräftig, abhängig von einer Reihe wohlbekannter Umstände, wie der Dichtheit und der Schallgeschwindigkeit in den beiden an die Trennfläche angrenzenden Materialien sowie nach bekannten Gesetzen, auf den Schallkopf als F.hos reflektiert, die mit Hilfe eines besonderen Ultraschallschnittbildgerätes sichtbar gemacht werden, welches Gerät ein Kathodenstrahlrohr mit einem Bildschirm enthält und so eingerichtet ist, daß die Bewegungen des Schallkopfes im Verhältnis zum Prüfling oder Körper durch Bewegen eines ersten L.euchtflecks, der die Lage des Schallkopfes im Verhältnis zum Prüfling oder Körper anzeigt, in einem passenden Maßstab wiedergegeben werden. Die von

dem Schallkopf empfangenen Echos werden durch andere Leuchtflecke wiedergegeben, deren Abstand von dem ersten Leuchtfleck proportional der Zeit ist, die verlaufen ist, seit der Ultraschallimpuls ausgesandt wurde, bis das Echo empfangen wird, und in einer Richtung, die der Richtung des Schalls im Prüfling oder Körper entspricht. Indem man den Schallkopf einen passenden Teil der Oberfläche des Prüflings abtasten läßt und passende Schallrichtungen wählt, werden die Oberflächen und die inneren Trennflächen des Prüflings als die genannten Leuchtflecke auf dem Oszilloskopschirm wiedergegeben. Diese Leuchtflecke treten ganz kurzdauernd einer nach dem anderen auf, können aber als ein gesamtes Schnittbild auf verschiedene Art und Weise sichtbar gemacht werden, z. B. durch Abfotografieren des Schirms über einen passenden Zeitraum mit einer fotografischen Kamera mit offenem Verschluß oder durch Verwendung eines Oszilloskopschirms mit

in

idiigcf NdCiilcüCniZcii, xjQZT mit HiiiC CiHCS SOgCnuMniCri ' Speicherschirmes, auf dem das Bild auf elektronischem Wege stehen bleibt, bis es durch Drücken eines Druckschalters elektronisch gelöscht wird.

Die bisher bekannten Methoden zur Wiedergabe von Ultraschallschnittbildern weisen jedoch eine Reihe Mangel auf, wovon besonders folgende hervorgehoben 2> seien:

Bei Schnittbildwiedergabe durch Abfotografieren des Oszilloskopschirmes mit offenem Kameraverschluß ist es nicht möglich, der Entstehung des Schnittbildes selbst zu folgen und so die Bildqualität zu beeinflussen, z. B. J" durch Nachabtasten von schwach angezeigten Gebieten.

Beim Fotografieren mit offenem Kameraverschluß ist eine gleichmäßige Bewegung des Schallkopfes sehr notwendig, weil leicht eine kräftige örtliche Überbelich- ü tung des Films entsteht, wenn die Abtastung nicht mit einigermaßen konstanter Geschwindigkeit erfolgt.

Die Abtastgeschwindigkeit und die erforderliche Lichtstärke der kurzdauernden Leuchtflecke auf dem Oszüloskopschirm müssen in jedem Einzelfall experi- ^jn mentell bestimmt werden, und die Stärke der empfangenen Ultraschallechos kann nicht unmittelbar aus dem entwickelten Film hergeleitet werden, weil seine Schwärzung von der Abtastgeschwindigkeit und der Anzahl Male, die jede einzelne Stelle des Films von ■»"> einem Leuchtfleck getroffen wird, abhängig ist.

Bei Verwendung eines Oszilloskopschirmes mit langer Nachleuchtzeit ist es ebenfalls unmöglich, einen genauen Zusammenhang zwischen Echostärke und Lichtintensität des persistenten Schirmbildes zu errei- w chen, und ein sc'cher Schirrr ist übrigens unzweckmäßig, weil er entweder eine verhältnismäßig kurze Nachleuchtzeit aufweisen muß, wodurch der zuerst gebildete Teil des Schnittbildes am Verschwinden ist, wenn der letzte Teil gebildet wird, oder aber er eine lange Nachleuchtzeit aufweisen muß, was eine unzweckmäßige Wartezeit bewirkt, bevor ein erzeugtes Schnittbild so geschwächt ist, daß sich ein neues bilden kann ohne Störungen von dem zuerst gebildeten.

Durch Verwendung eines sogenannten Speicherschir- w> mes, bei dem das Bild auf elektronischem Wege auf dem Schirm festgehalten wird, kann fan allgemeinen nur licht oder Dunkel wiedergegeben werden, d.h. daß alle Echos über einer gewissen Stärke als Lkhtflecke von derselben Lichtstarke wiedergegeben werden, während *» Echos unter dieser Grenze überhaupt nicht wiedergegeben werden. Nur mit sehr kostspieligen Speicherschirmen ist es möglich, eine begrenzte Anzahl Zwischentö ne wiederzugeben. Ferner sind Speicherschirme im allgemeinen nicht grobkörnig.

Alle die genannten bekannten Verfahren weisen ferner den Mangel auf, daß sie es nur ermöglichen, einen sehr begrenzten Teil von der Bildinformation, die man mit einer einzelnen Abtastung erreichen kann, wiederzugeben. Wünscht man, mehr wiederzugeben, so muß die Abstastung wiederholt werden, oft eine große Anzahl Male, mit anderen Empfindlichkeitseinstellungen des Ultraschallgerätes.

Wünscht man das Schnittbild für Dokumentation oder Archivablage, so muß eine Abfoto^rafierung des Schnittbildes bei jeder einzelnen Empfindlichkeitseinstellung vorgenommen werden.

Die bekannten Verfahren weisen ferner den wesentlichen Mangel auf, daß in allen Gebieten, wc· bei der Abtastung sowohl schwache als auch kräftigere Anzeigen übereinander vorgekommen sind, es nur möglich sein wird, die kräftigen Anzeigen zu E^hen und aufzuzeichnen, welche somit wichtige Einzelheiten des Schnittbildes verbergen können.

Bekannt ist, die Signale von einem Ultraschallprüfgerät zu registrieren, z. B. indem diese in elektrische Spannungen umgewandelt werden, deren Verlauf dann mit Hilfe von Schreibern auf einem Papierstreifen oder ähnlichem aufgezeichnet wird.

Mit der bekannten Technik wird es ebenfalls möglich sein, c"^:.e von dem Ultraschallprüfgerät abgegebenen Signale mit Hilfe eines üblichen Recorders oder mit Hilfe eines speziellen Videorecorders auf einem magnetisierbaren Signalträger zv registrieren.

Bei einem späteren Abspielen der Signalträger wird es dann möglich sein, die Ultraschallimpulse in korrekter zeitlicher Reihenfolge wiederzugeben, entweder in Form von elektrischen Signalen oder in Form von kurzdauernden Leuchtflecken auf dem Bildschirm eines Videomonitors, im letzteren Fall zugleich mit derselben koordinatenmäßigen Lage wie früher bei der ursprünglichen Abtastung auf dem eigenen Oszilloskopschirm des Ultraschallprüfgerätes.

Eine solche Registrierung wird jedoch bestenfalls nur zu einer visuellen Wiedergabe des zeitlichen Abtastverlaufes selbst führen können, auf genau dieselbe Weise wie bei der Aufnahme und dem späteren Abspielen eines fotografischen Kinofilmes von dem Oszilloskopschirm während der Ausführung der Abtastung selbst eine Wiedergabe, die ganz ohne praktisches Interesse sein wird.

Mit der bisher bekannten Registrierungstechnik ist es somit nicht möglich, die gewonnene Bildinformation aul eine solche Art zu registrieren, daß diese zu einem späteren Zeitpunkt auf Wunsch in der Form eines einzelnen, vollständigen Schnittbildes, das alle empfangenen Signale enthält, ungeachtet dessen, daß diese ir weit verschiedenen Zeitpunkten während der ursprünglichen Abtastung aufgezeichnet sind, wiedergegeber und analysiert werden kann.

Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art unc eine Einrichtung zur Prüfung eines Prüfobjekts ist au; der CH-PS 464 567 bekannt, wonach eine einfache Analyse von Prüfdaten ermöglicht wird. Aus diesel Patentschrift ist es ferner bekannt, die Signale ein« Ultraschallprüfgerätes direkt auf ein registriert« Medium zu übertragen, d. h. die Registrierung auf einen Magnetband vorzunehmen. Die Wiedergabe erfolg dabei mittels eines fotografischen Strichbiides auf einen Polaroidfilm. Dabei ist jedoch nur eine systematisch« und nach ganz bestimmten Linien erfolgende Abtastung

möglich, wonach ein selektives Abtasten der interessierenden Punkte nicht gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der obengenannten Art anzugeben, bei welchem es möglich ist, durch Abtasten der erzeugten vollständigen Bildinformation ein oder mehrere vollständige Ultraschallschnittbilder zu registrieren und diese auf einem VideoTonitorschirm wiederzugeben und sämtliche obengenannten Mangel zu beseitigen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die vollständige Bildinformation durch Aufteilung der Echoimpulse in eine festgelegte Anzahl aufeinanderfolgender Amplitudenniveaubereiche sukzessive während des Prüfungsverlaufes durch ein mehrmals wiederholtes, überlagerndes, synchrones Einspielen auf einen endlosen niagnetisierbarcn Signalträger der als Videorecorder vorgesehenen Aufzeichnungseinrichtung registriert wird, wonach wahlweise die auf dem Signalträger registrierte Bildinformation oder Teile der Bildinformation entsprechend einem oder mehreren Amplitudenniveauhereichen auf der als Videomonitor vorgesehenen Wiedergabeeinrichtung wiedergegeben werden.

Hierdurch wird erreicht, daß sämtliche Ultraschall-Echoimpulse, die während der ganzen Abtastung des untersuchten Prüflings — ein Vorgang, der mehrere Minuten dauern kann — empfangen werden, übereinander als Videosignale auf dem Signalträger in ein und derselben Bildspur registriert werden, deren Länge eben einem vollständigen Videobild entspricht, und auf solche: Weise, daß einem gegebenen Punkt in der Bildfläche ein und nur ein Punkt der Bildspur auf dem Signalträger entspricht.

Wenn die Abtastung des Prüflings beendet ist, werden somit sämtliche empfangenen Echoimpulse, ganz schwache als auch sehr kräftige, in einer einzelnen Spur des rnagnetisierbaren Signalträgers summiert sein, entsprechend einem einzelnen, vollständigen Videobild von einem Querschnitt durch den Prüfling.

Hierdurch wird ferner erreicht, daß es zu jedem späteren Zeitpunkt, beliebig oft und beliebig lange möglich sein wird, durch Abspielen des Signalträgers die totale Bildinformation als ein einziges stationäres, zusammengeschmolzenes Schnittbild auf dem Bildschirm eines Videomonitors wiederzugeben und zu analysieren.

Dadurch, daß man wie angegeben, nach Bedarf die ganze erfaßte Bildinformation oder nur Teile derselben wiedergibt, z. B. durch Ausschließung von besonders schwachen oder besonders kräftigen Echoimpulsen, wird es ferner ermöglicht, besonders deutliche Schnittbilder zu erreichen und eine eingehende technische Analyse derselben vorzunehmen.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Schnittbildinformation als kurzdauernder punktförmiger Lichtschimmer auf dem Bildschirm eines Oszilloskops wiedergegeben und der genannte Bildschirm von einer Videokamera abgetastet und demselben eine Nachleuchtzeit gegeben, die genügend lang ist, damit ein Videosignal für jeden Leuchtpunkt erreicht wird, wonach die von der Videokamera abgegebenen Signale über einen Impulsformer auf dem Signalträger regi- striert werden, weicher aus einem Band ans magnetisierbarem Material besteht

Hierdurch wird eine ganz besonders einfache und

praktische Erzeugung und Übertragung der den Ultraschall-Echoimpulsen entsprechenden Videosignale erreicht, die synchron in einer einzelnen Bildspur auf dem Signalträger summiert werden sollen.

Die gebildeten Echoimpulse entstehen immer nur jeweils einer auf einmal und sind von sehr kurzer Dauer, d. h. einigen wenigen Mikrosekunden, aber wenn die entsprechenden, je für sich kurzen Lichtschimmer, wie angegeben, mit Hilfe einer passend langen Nachleuchtzeit des Bildschirmes genügend lange festgehalten werden, um mit Sicherheit von der Videokamera registriert zu werden, so wird gleichzeitig eine vollkommen sichere Übertragung der totalen Bildinformation auf den Signalträger erreicht.

Bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die jedem einzelnen Niveaubereich entsprechenden Impulse sukzessive über je ein UND-Tor und einen Impulsformer auf dem

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der Videokamera abgegebenen Signale auf dem Videorecorder als Standardimpulse mit einheitlichen Amplituden in einer der Anzahl der Amplitudenniveaubereiche entsprechenden Anzahl Teilbildern registriert, welche je einem Amplitudenniveaubereich entsprechen, wonach wahlweise ein oder mehrere Teile der Bildinformation mit einer für jedes einzelne Teilbild entsprechend dem jeweiligen Amplitudenniveaubereich regelbaren Lichtintensität auf dem Videomonitor wiedergegeben.

Dadurch erreicht man eine rationelle Registrierung der Leuchtflecke, die schwachen Echoimpulsen entsprechen, auf einer Bildspur, von Leuchtflecken, die etwas kräftigeren Echoimpulsen entsprechen, auf einer zweiten Bildspur und so fort, so daß für jede Bildspur nur Leuchtflecke entsprechend hauptsächlich der gleichen Intensität von Echoimpulsen registriert und später wiedergegeben werden. Bei der späteren Wiedergabe werden hierdurch wesentlich deutlichere Schnittbilder erreicht, weil Leuchtflecke von kräftigeren Echoimpulsen nicht mehr Leuchtflecke von schwächeren Echoimpulsen decken. Vielmehr kann man eine zweckmäßige Auswahl gewisser Amplitudenniveaubereiche vornehmen durch Wiedergabe einer Kombination von zwei oder mehreren der den Amplitudenniveaubereichen entsprechenden Teilbildern, wodurch es möglich ist, auf die Wiedergabe von besonders interessanten Trennlinien in dem Prüfling oder Körper erhöhtes Gewicht zu legen.

Bei einer dritten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Abtastverlauf der Videokamera durch Zeilen und Bildsynchronimpulse gesteuert, die im voraus auf den Signalträger eingespielt sind, wodurch erreicht wird, daß jede der mehrmals wiederholten Überlagendern synchronen Einspielungen auf dem Signalträger genau zusammenfallen.

In einer vierten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die von der Videokamera selbst erzeugten Zeilen- und Bildsynchronimpulse während eines vorhergehenden Durchlaufs des Signalträgers durch den Videorecorder auf den Signalträger eingespielt, wobei die so eingespielten Synchronisiersignale zur Steuerung des Abtastverlaufes für die Videokamera während der nachfolgenden Registrierung der Bildinformation verwendet werden, wodurch auf einfache Weise erreicht wird, daß die Koordinatensysteme der Bilder stets zusammenfallen.

In einer fünften Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird eine Anzahl auf demselben

Signalträger registrierter Schnittbilder für aufeinanderfolgende parallele Schnitte durch den Prüfling oder Körper derart stufenweise gegeneinander verschoben auf dem Schirm des Videomonitors, vorzugsweise in Richtung der Diagonale des Videomonitorschirmes sowie mit einem solchen Abstand zwischen jedem Schnittbild wiedergegeben, daß eine Art axonometrische Abbildung auf dem Schirm des Videomonitors entsteht, wodurch eine dreidimensionale Abbildung der Ultraschallschnittbilder erreicht wird.

In einer sechsten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die stufenweise gegeneinander verschobenen Schnittbilder mit unterschiedlicher Lichtintensität wiedergegeben, wodurch erreicht werden kann, daß besonders wichtige Schnittbilder sich von den weniger wichtigen abheben.

In einer siebten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die stufenweise gegeneinander verschobenen Schnittbilder mit einer derart abnehmenden Lichtintensität wiedergegeben, daß das erste Schnittbild die größte Lichtintensität und die nachfolgenden Schnittbilder stufenweise schwächere Lichtintensität aufweisen, wodurch eine visuelle Verbesserung der dreidimensionalen Abbildung erreicht wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Ultraschallgerät, das auf dem Bildschirm eines Oszilloskops Schnittbildinformation von einem beweglichen Schallkopf in der Form von Leuchtflecken auf dem genannten Bildschirm in einem festgelegten Koordinatensystem und in einem festgelegten Maßstab wiedergibt, mit einer Aufzeichnungseinrichtung mit einem Signalträger aus magnetisierbarem Material und einer Wiedergabeeinrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufteilungskreis für die jeweiligen Amplitudenniveaubereiche vorgesehen ist, welcher eingangsseitig mit dem Ultraschallgerät und einer Steuereinheit für die jeweiligen Teile der Bildinformation entsprechend dem jeweiligen Amplitudenniveaubereich und ausgangsseitig mit einem mit dem Oszilloskop verbundenen Impulsformer verbunden ist, daß eine Videokamera optisch mit dem Bildschirm des Oszilloskops gekoppelt ist, welches ferner mit einer mit dem Ultraschallgerät verbundenen Abtasteinheit beschaltet ist, wobei die Videokamera über einen Impulsformer mit dem Videorecorder verbunden ist, dessen Ausgang an den anderen Eingang einer mit der Steuereinheit eingangsseitig und mit dem Videomonitor ausgangsseitig verbundenen Intensitätssteuerkreis geschaltet ist.

In einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist der Ausgangskreis der Videokamera über den Impulsformer mit einem manuellen Umschalter gekoppelt, welcher wahlweise die Videokamera mit dem Videorecorder verbindet, die Videokamera mit dem Videomonitor verbindet, die Videokamera sowohl mit dem Videorecorder als auch mit dem Videomonitor verbindet, und den Videorecorder mit dem Videomonitor verbindet

Dadurch wird erreicht, daß auf dem Videorecorder Schnittbildinformation von hoher Qualität registriert werden kann und daß diese entweder direkt von der Kamera auf den Recorder oder von der Kamera auf den Monitor zur Vorbereitung einer späteren Aufnahme auf dem Videorecorder, oder von der Kamera auf sowohl den Recorder als den Monitor zur Überwachung der Registrierung, oder — beim Abspielen — direkt von dem Recorder auf den Monitor übertragen werden kann.

In einer zweiten Aiisführiingsform der Vorrichtung gemäß der Ei'indung sind der Videokopf und der Bildsynchronisierkopf des Videorecorders über zwei von einem Hundert-Zählkreis gesteuerte UND-Tore mit den Synchronisierklemmen der Videokamera gekoppelt, wodurch während der mehrmals wiederholten Einspielung der Bildinformationen eine Synchronisierung der Videokamera von dem Videorecorder aus erreicht wird.

ίο In einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein Verzögerungskreis in der Form eines monostabilen Multivibrators zwischen einen Synchronisieroszillator und einen Synchronisierkreis in der Videokamera geschaltet, wodurch erreicht wird, daß Bildsynchronimpulse und Zeilensynchronimpulse um einen passenden Zeitraum entsprechend der Nachleuchtzeit im Oszilloskop der Vorrichtung verzögert werden, um sicherzustellen, daß die in einem Teilbild registrierte Bildinformation nicht durch ein Nachleuchten der Bildinformation des vorigen Teilbildes gestört wird.

In einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die Videokamera derart an den Videorecorder durch einen Hundert-Zählkreis und zwei UND-Tore gekoppelt, daß der erste Bildsynchronimpuls von der Videokamera eine Verbindung für Zeilen- und Bildsynchronimpulse von der Videokamera zum Videorecorder herstellt, während der Bildsynchronimpuls Nr. 100 eine Verbindung für Zeilen- und Bildsynchronimpulse von dem Videorecorder zur Videokamera herstellt.

Hierdurch wird erreicht, daß Synchronimpulse von der Videokamera entsprechend 100 Teilbildern auf den magnetisierbaren Signalträger eingespielt werden können, wonach die so eingespielten Synchronsignale zur Steuerung der Videokamera benutzt werden können

zur Sicherung einer synchronen Überlagerung der wiederholten Einspielungen.

In einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung

•»ο gemäß der Erfindung sind die Videokamera und der Videorecorder derart durch einen von dem Bildlöschimpuls gesteuerten Umschaltkreis verbunden, daß die Vorderkante des Bildlöschimpulses den Umschaltkreis für Durchlaß des Zeilensynchronimpulses zur Videokamera öffnet, wonach die Hinterkante des Bildlöschimpulses den Umschaltkreis für Durchlaß von Videosignalen öffnet.

Hierdurch wird erreicht, daß die auf den Videorecorder eingespielten Synchronisiersignale zur Steuerung der Videokamera benutzt werden können, gleichzeitig damit, daß neue Videosignale eingespielt werden.

In einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine Eingangsklemme an einem Zehner-Zähl- und Selektorkreis, der zum Zählen von Bildsynchronimpulsen eingerichtet ist, mit dem Abspielkanal des Videorecorders für Bildimpulse verbunden, während eine zweite Eingangsklemme an dem genannten Zehner-Zähl- und Selektorkreis mit einem UND-Tor verbunden ist, welches an den Tonkopf des Videorecorders angeschlossen ist, wobei eine erste Reihe von Ausgängen des Zehner-Zählkreises an je einen ersten Eingang von einer Reihe Niveautoren sowie über einen gemeinsamen Impulsformer und ein UND-Tor an den Intensitätsmodulationseingang des Oszilloskops angeschlossen ist, und je ein zweiter Eingang an der Reihe von Niveautoren mit dem Ausgang des Uliraschallgerätes verbunden ist

Dadurch wird erreicht daß die Büdinformation in

eine Anzahl Amplitudennivei'jbereiche entsprechend der Anzahl von Ausgängen in dem Zehner-Zähl- und Selektorkreis aufgeteilt wird, sowie daß jeder Niveaubereich während der mehrmals wiederholten überlagernden synchronen Einspielung in einer entsprechenden getrennten Spur auf dem Signalträger registriert wird.

In einer siebten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist jeder einzelne Kreis in der Reihe mit Amplitudentrenngliedern für das Signal von dem Videoausgang des Ultraschallgerätes versehen, wodurch erreicht wird, daß jeder einzelne Kreis in der Reihe von Niveautoren nur den in den betreffenden Amplitudenniveaubereichen liegenden Impulsen öffnet, wenn die genannten Impulse über einen Impulsformer an den Intensitätsmodulationseingang des Oszilloskops geführt werden sollen.

In einer achten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung weist der Verstärker des Ultraschallgcrätes eine lineare, logarithmische oder exponentieMe Kennlinie auf, wodurch erreicht wird, daß die Amplitudenniveaubereiche dem Kontrast in der Bildinformation sowie dem gewünschten Kontrast in der Wiedergabe des Videomonitors von der registrierten Bildinformation angepaßt werden können.

In einer neunten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine zweite Reihe von Ausgängen des Zehner-Zähl- und Selektorkreises an je einem ersten Eingang an einer Reihe von UND-Toren angeschlossen, deren zweiter Eingang mit dem Umschalter verbunden ist, und deren Ausgänge durch Intensitätsregelkreise mit dem den genannten UND-Toren gemeinsamen Videomonitor verbunden sind, wodurch erreicht wird, daß die für jeden Amplitudenniveaubereich registrierte Bildinformation als ein vollständiges Bild auf dem Videomonitor wiedergegeben werden kann, aber mit einer für jeden Niveaubereich regelbaren Intensität, so daß bei der Wiedergabe auf dem Bildschirm des Videomonitors die schwächsten oder die stärksten oder eine beliebige Kombination der Amplitudenniveaubereiche ausgewählt werden können. Dadurch wird erreicht, daß besonders wichtige Trenriflächen hervorgehoben werden können und daß weniger wichtige an Intensität gedämpft werden können, was in hohem Grade die Analyse der erlangten Bildinformation unterstützen kann.

In einer zehnten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist an den Ausgang eines oder mehrerer der Intensitätsregelkreise ein zusätzlicher Monitor angeschlossen, wodurch erreicht wird, daß während der Registrierung oder der Wiedergabe der gesamten Bildinformation ein oder mehrere Amplitudenniveaubereiche besonders beobachtet werden können.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsfornn der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein für eine Bewegung in einer Anzahl parallel zueinander liegender Schnittebenen im Verhältnis zum Körper gesteuerter Ultraschallkopf vorgesehen, und ein Selektiunskreis dazu eingerichtet, über einen manuellen Umschalter und ein UND-Tor eine der Anzahl von Schnittebenen entsprechende Anzahl Gruppen von Bildsynchronimpulsen zu entnehmen, welche Gruppen zu der Bildinformation von je einem Schnittbild gehören, wobei der Umschalter derart mit den Ablenkorganen für den Elektronenstrahl des Oszilloskops verbunden ist, daß die Wiedergabe von jedem der Schnittbilder auf dem Schirm des Oszilloskops um einen festgelegten Abstand voneinander in der von der Aufnahmcrcihenfolge der Schnittebenen festgelegten Nummernfolge parallel verschoben werden kann.
Dadurch wird erreicht, daß die registrierte Bildinformation beim späteren Abspielen als eine Art axonometrische Abbildung gezeigt werden kann, die eine dreidimensionale V/irkung des Bildes auf dem Monitorschirm gibt, was die Analyse der erreichten ßildinformationen weiter unterstützt. Es versteht sich, daß ein.¹

ίο entsprechende Wirkung durch Verschiebung der Bildwiedergabe für die einzelnen Schnittbilder auf dem Monitorschirm selbst erreicht werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Teil derselben mit einem Ultraschallkopf der zur Bewegung in einer Anzahl paralleler Schnitte durch einen zu tinilersuchenden Prüfling nder Kftrnpr gesteuert ist,

Fig.3 schematisch eine graphische Darstellung der Amplitudenvariationen in Echoimpulsen von Trennflächen in dem genannten Prüfling oder Körper für eine beliebig gewählte Richtung der Ultraschallstrahlung vom Schallkopf sowie eine Aufteilung von Amplitudenniveaubereichen a, b...,

Fig.4 einen Signalträger aus magnetisierbarem Material zur Verwendung in der Vorrichtung gemäß der Erfindung und mit eingezeichneten Spuren für die auf

jo dem Signalträger registrierte Bildinformation und

F i g. 5 ein detailliertes Blockschaltbilddiagramm für die Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht, wie in Fig. 1 gezeigt, aus einem Impuls-Echo-Ultraschallgerät 2 von bekanntem Typ und von der Art, die auf dem Bildschirm eines Oszilloskops die Schnittbildinformation von einem beweglichen Ultraschallkopf 1 in der Form von Leuchtflecken auf dem genannten Bildschirm in einem festgelegten Koordinatensystem und einem festgelegten Maßstab im Verhältnis zu einem Prüfling oder Körper 15, der durch eine Abtastung mit dem Ultraschallkopf 1 in verschiedenen Bewegungsebenen I, II... zu untersuchen ist, wiedergibt. Der vom Schallkopf 1 ausgesandte Ultraschallstrahl wird von den Vrennflächen 16 zurückgeworfen und von dem Schallkopf als Echosignale aufgefangen, die auf dem Schirm des Oszilloskops die genannten Leuchtflecke hervorrufen, mit ^iner Intensität, die von den an die Trennfläche angi .-nzenden Materialien abhängig ist, und mit einem Abstand voneinander, der proportional der Zeit ist, die verlaufen ist, seit der Ultraschallimpuls von dem Schallkopf ausgesandt wurde, bis das Echosignal empfangen wurde.

In F i g. 3 ist die Amplitude D für eine Reihe von Echosignalen entsprechend einer einzelnen Ultraschallstrahlrichtung 17, die in Fig.2 angedeutet ist, schematisch gezeigt Eine an das Ultraschallgerät angeschlossene Ultraschallabtasteinheit 7 steuert den Elektronenstrahl des Oszilloskops derart, daß der Leuchtfleck für jedes Echo mit der richtigen Position auf dem Schirm erscheint, so daß auf dem Schirm eine konforme Abbildung sowohl von der äußeren Kontur des Prüflings oder Körpers als auch von den Trennlinien zwischen den Trennflächen entsteht, wenn der betreffende Schnitt vollständig abgetastet ist Die Echoimpulse vom Ultraschallgerät 2 werden einem Verstärker 3 zugeführt, der je nach Bedarf linear, logarithmisch oder exponentiell sein kann. Von hier aus werden die ImDulse

zu einem Niveaubereich-Aufteilungskreis 4 geführt, der aus einer Anzahl Torkreisen besteht, die je für sich Impulse innerhalb gegebener Niveaubereiche a, b, C....J, wie in Fig.3 gezeigt, durchlassen und die die Impulse entsprechend einer Anzahl aneinander angrenzender Niveaubereiche aufteilen. Nach Durchgang durch den Niveaubereich-Aufteilungskreis 4 werden die Impulse einem Impulsformer 5 und danach einem besonderen Oszilloskop 6 zugeführt, wo die Impulse auf an sich bekannte Weise Leuchtflecke mit einer von der Ultraischallabtasteinheit 7 bestimmten Plazierung auf dem Schirm erzeugen. Die Bilder, welche von den Leuchtflecken auf dem Schirm des Oszilloskops 6 gebildet werden, werden mit Hilfe einer Videokamera 8 abgetastet Hätte der Osrilloskopschirm gar kein Nachleuchten, so wäre es nicht möglich, von der Videokamera 8 Videosignale entsprechend den einzelnen Leuchtflecken zu erreichen, weil deren Dauer im Verhältnis zur Zeilenabtastung sehr kurz ist Der Oszilloskopschirm muß deshalb eine Nachleuchtzeit von einer solchen Größe haben, daß beim Abtasten ein Videosignal von dem zuletzt gebildeter· persistenten Bild, nicht aber von persistenten Bildern von vorhergehenden Echoimpulsen, erreicht wird.

Mit einer Wiederholungsfrequenz für die Aussendung von Ultraschallimpulsen von z. B. 1250 Impulsen/sek und einer Bildfrequenz von 25 Teilbildern je 500 Zeilen/sek werden 50 Ultraschallimpulse je Teilbild oder ein Ultraschallimpuls je zehn Zeilen ausgesandt. Ei;ie Nachleuchtzeit von der Größenordnung entsprechend 20 — 30 Zeilen wird somit zweckmäßig sein.

Das Videosignal von der Kamera 8 wird zu einem Impulsformer 9 geführt, wo die den Leuchtflecken entsprechenden Impulse in kurze Standardimpulse mit einheitlicher Amplitude und Länge umgeformt werden, J5 und diese werden zu einem Videorecorder 10 weitergeführt, wo sie auf einem endlosen Signalträger 18 aus magnetisierbarem Material in einer der Anzahl von Amplitudenniveaubereichen a, b... im Amplitudenniveau-Aufteilungskreis 4 entsprechenden Anzahl Teil- -to bilden) für jeden Schnitt I, II... registriert werden. Da sämtliche von der Kamera 8 abgetasteten Teilbilder in einer der Anzahl von Amplitudenniveaubereichen a, b,... entsprechenden Anzahl Teilbildern durch eine mehrmals wiederholte, überlagernde, synchrone Einspielung auf dem Signalträger 18 registriert werden sollen, ist es notwendig, die Kamera 8 mit Hilfe von BiId- und Zeilensynchronsignalen von dem Signalträger 18 zu synchronisieren.

Di<:s läßt sich tun in der Weise, daß beim ersten Durchlauf des Signalträgers die Synchronisiersignale der Kamera 8 auf den Siftnalträger 18 eingespielt werden, indem beim ersten Durchlauf kein Videosignal eingespielt wird, wonach die darauffolgenden Abtastungen der Kamera mit Hilfe der auf den Signalträger eingespielten Synchronisiersignale synchronisiert werden, indem ein Umschaltkreis 11 abwechselnd den Video kopf ein Zeilensynchronsignal abspielen und ein Videosignal entsprechend eini:m Zeilenabstand einspielen läßt Mit Hilfe einer Steuereinheit 12 wird das erste Teilbild entsprechend Schniitt I als eine Spur la eingespielt, enthaltend die dem Amplitudenniveau a entsprechenden Standardimpulse, danach wird das zweite Teilbild als eine !!pur \b mit den dem Amplitudenniveaubereich b entsprechenden Standardimpulsen eingespielt und so fort, bis die Spuren Ic-Iy den folgenden Amplitudenniveaubereichen c—j entsprechen. Wenn ein Teilbild entsprechend jedem der Amplitudenniveaubereiehe a —7 eingespielt ist, wird der Vorgang wiederholt, wobei durch ein besonderes Hauptsynchronisiersignal H auf der Tonspur 52 des Signalträgers und die eingespielten Bildsynchronimpulse gesichert ist, daß neue Impulse entsprechend dem ersten Amplitudenniveaubereich immer oben auf der ersten Einspielung des ersten Teilbildes eingespielt werden und so fort Dadurch wird erreicht, daß die den einzelnen Niveaubereichen a—jentsprechenden Teilbilder Ia-I/' Ua-Uj.., wenn die SchnittLildabtastung für einen einzelnen der Schnitte I, II... beendigt ist, die gesamte Bildinformation enthalten werden, aufgeteilt auf eine Reihe Spuren, wie in F i g. 4 gezeigt, eine Spur für jeden Amplitudenniveaubereich in jedem Schnittbild

Es wird sich aus dem Obigen verstehen, daß kräftige Ultraschallimpulse nicht schwache Ultraschallimpulse werden verschleiern können, weil die einzelnen Teilbilder alle eine nach Impulsamplitude sortierte Information enthalten, wie auch eine »Überbelichlung« des Signalträgers nicht vorkommen kann, z. B. dadurch, daß der Uitraschaükopf längere Zeit stationär ist Wenn an einer gegebenen Stelle des Signalträgers ein Signal von Standardgröße eingespielt ist so kann wegen der magnetischen Eigenschaften des Signalträgers oben au! diesem Signal eine unbegrenzte Anzahl Signale von Standardgröße eingespielt werden, ohne daß das registrierte Bild dadurch geändert wird.

Wenn die Schnittbildabtastung beendet ist ist der Signalträger fertig zum Abspielen auf einem Videomonitor 14, indem die den einzelnen Amplitudenniveaube reichen a-j entsprechenden Teilbilder mit Hilfe der Steuereinheit 12 und der !ntensitätssteuerkreise 13 mi unterschiedlicher und regelbarer Intensität wiedergege ben werden. Das erste Teilbild, z. B. Ia, kann mit einer Intensität entsprechend dem Amplitudenniveaubereich a wiedergegeben werden, das zweite Teilbild \b mi einer Intensität b usw. Wenn wahlweise die Intensitä für die einzelnen Teilbilder mit Hilfe der Intensitätssteu erkreise 13 zwischen Null und einem maximalen Wert regelbar gemacht wird, kann erreicht werden, daß ein oder mehrere Amplitudenniveaubereiche ganz ausge lassen und andere hervorgehoben werden können, so daß gerade derjenige Teil der Bildinformation, der für die Analyse am wertvollsten ist, begünstigt wird.

Mit Hilfe eines manuellen Umschalters kann zwi sehen Einspielen und Wiedergabe gewechselt werden, ohne daß der besondere Startvorgang, wo die Synchronimpulse der Videokamera auf das Band eingespielt werden, in Funktion tritt, d. h. daß es möglich ist, eine unterbrochene Einspielung fortzusetzen, falls eine Wiedergabe von bereits eingespielter Information zeigt, daß es mangelhaft angezeigte Bereiche gibt.

Durch Verschiebung der Wiedergabe der Bildinfor mation von den parallelen Schnitten I, Π... in einer gegebenen Richtung im Verhältnis zueinander, z. B. in Richtung der Schirmdiagonale, so daß die Abstände dei Bilder voneinander den gegenseitigen Abständen der parallelen Schnitte im Prüfling oder Körper entspre chen, kann eine Art axonometrische Abbildung erreich werden, die eine dreidimensionale Wirkung des Ultraschallbildes auf dem Schirm des Monitors gibt, was die Analyse der Bildinformation unterstützt. Eine entsprechende Wirkung kann erreicht werden durch Einspielen der Schnittbilder ohne Verschiebung auf dem Schirm des Oszilloskops, wonach die Verschiebung bei der Wiedergabe auf dem Schirm des Monitors ausgeführt wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird nachstehend an Hand von F i g. 5 erklärt

Einspielen

Der endlose Signalträger 18 des Videorecorders 10 wird auf übliche Weise in Bewegung gesetzt, und wenn die normale Geschwindigkeit erreicht ist wird mit Hilfe eines Anlaßschalters 31 ein monostabiler Multivibrator

32 angestoßen, der einen Impuls P32 abgibt, dessen Vorderkante P32 Fein UND-Tor 33 öffnet und dessen Hinterkante P32 B einen monostäbilen Multivibrator 34 anstößt, der einen Impuls P34 abgibt Ein Markierungssignal M, das auf magnetischem Wege auf der Tonspur 52 des Signalträgers 18 erzeugt ist, z. B. wenn die etwaige Verbindungsstelle 5 des Signalträgers den Tonkopf L des Recorders 10 passiert stößt über ein UND-Tor 35 einen monostabilen Multivibrator 36 an, der danach einen Impuls P36 abgibt Da das UND-Tor

33 offen ist, wird der Impuls P36 durch dieses Tor zu einem Hundert-Zählkreis 37 geführt, dessen Sperrung dadurch aufgehoben wird. Der genannte Zählkreis 37 hat zwei Funktionen, teils den Durchgang eines ersten Bildsynchronimpulses Pb zu erlauben, der einem Zweig b des Zählkreises aufgedrückt wird, und teils ein UND-Tor 38 mit Hilfe eines zweiten Impulses Pc zu sperren, der über einen Zweig c entsteht, und ein UND-Tor 39 mit einem dritten Impuls Pd über einen Zweig d während der ersten hundert Bildsynchronimpulse PBS zu öffnen. Wenn diese hundert PBS abgespielt sind, wechselt der Zustand zu dem umgekehrten, d. h. Sperrung von 39 und Öffnung von 38. Die Bildsynchronimpulse PSSkommen von der Videokamera 8 und werden einem Zweig e im Zählkreis 37 zugeführt Die UND-Tore 38 und 39 sind doppelt, indem ein UND-Tor für die Zeilensynchronimpulse PLS und ein zweites UND-Tor für die Bildsynchronimpulse PBS der Kamera vorhanden sind. Die Kamera soll Bildsynchron- und Zeilensynchronimpulse derart abgeben, daß der Abstand zwischen den Bildern länger als normal wird, entsprechend der gewählten Nachleuchtzeit des Oszilloskops 6 der Anlage, um zu sichern, daß die in jedem Teilbild aufgenommene Bildinformation nicht von dem Nachleuchten der vorhergehenden Bildinformation gestört wird.

Der Impuls P34, der von dem Impuls P32 dausgelöst wurde, hebt über einen Zweig a die Sperrung eines UND-Tors 41 auf und sperrt gleichzeitig über einen Zweig a von dem UND-Tor 35 das letzterwähnte Tor. Das UND-Tor 41 hat außer seinen Zweigen a und c zugleich einen Zweig b, dem ein Impuls P36 zugeführt werden soll, bevor der Impuls Pb von dem Zählkreis 37 über einen vierten Zweig d zu dem Einspielverstärker des Recorders 10 für dessen Tonkanal weitergehen kann. PM muß, da er das UND-Tor 41 gleichzeitig mit P36 öffnen soll, so lang sein, daß er zusammen mit P36 während der Einspielung des Impulses Pb vorhanden ist.

Wenn vorausgesetzt wird, daß fünf Schnittbilder I - V eingespielt werden sollen, die aus je zehn Amplitudenniveaubereichen a—j bestehen, werden die eingespielten 50 Teilbilder in fünf Gruppen aufgeteilt mit Hilfe der Bildsynchronimpulse von der Kamera 8 sowie des Startimpulses Z⁷35 (des Hauptsynchronisierimpulses H), der dem ersten auf die Tonspur 52 des Signalträgers eingespielten Bildsynchronimpuls entspricht. Durch einen Trennkreis 43 werden fünf Gruppen von Bildsynchronimpulsen PBS entnommen, und die Gruppe, die eingespielt werden soll, wird durch einen manuellen Umschalter 44 für die Schnitte ! - V mit dem Zweig a eines UND-Tors 45 in Verbindung gesetzt Der Umschalter 44 steuert gleichzeitig die Ablenkspannungen zu dem Kathodenstrahlrohr des Oszilloskops 6, so daß die fünf Schnittbilder durch Änderung der

s Gleichspannung an den Ablenkplatten des Oszilloskops stufenweise gegeneinander verschoben werden können. Die 50 Teilbilder werden in die fünf Gruppen eingeordnet, so daß Gruppe 1 die Teilbilder Nr. 1-6-11-16-21-31-36-41 und 46 enthält, während Gruppe

ίο 2 die Teilbilder 2-7-12 usw. enthält

Das UND-Tor 45 wird, wenn die Zweige a und coffen sind, einen Bildinformationsimpuls P46 von dem Ultraschallgerät 2 der Anlage durch das Niveaubereichtor 47a, 47b,...47j und den Impulsformer 46 zum

is Intensitätsmodulationseingang des Oszilloskops 6 durchlassen. Der Zweig cim UND-Tor 45 ist offen nach dem Einspielen von Zeilen- und Bildsynchronimpulsen entsprechend hundert Teilbildern, da ein Imp*¹? Pa von dem Zählkreis 37 gleichzeitig an den Zweig c des UND-Tors 45 geführt wird. Es kann somit auf den Signalträger Information von insgesamt 10 parallelen Schnittebenen 1 —X eingespielt werden.

Der Ablenkkreis des Oszilloskops 6 wird von der Ultraschallabtasteinheit 7 der Vorrichtung gesteuert

Der Impuls P 46 wird dem Impulsformer 46 von einer Anzahl, z. B. zehn, Niveaubereich-Toren 47a, 47b...47j in der genannten Reihenfolge zugeführt gesteuert durch den Zehner-Zähler 42, der Bildsynchronimpulse PBS zählt und sich selbst von 10y auf 0 zurückstellt P35 startet das Zählen und die Selektion von PBS, indem der erste PBSzvl 47a, der zweite PBSzu 476 geht usw.

Den Niveaubereich-Toren 47a... 47y wird das Videosignal von dem Videoausgang a des Ultraschallgerätes 2 zugeführt Der Verstärker des Ultraschallgeräts kann linear, logarithmisch oder exponential sein.

Unter Niveaubereichtoren 47a... 47y sind Torkreise mit zwei Eingängen, einem ersten Eingang für Signale von dem Ultraschallgerät und einem zweiten Eingang für Signale von den 10-Zähl- und Selektionskreisen zu verstehen, welche derart eingerichtet sind, daß der Kreis einen Impuls abgibt, wenn dem ersten Eingang Signale von dem Ultraschallgerät mit Amplituden innerhalb des dem betreffenden Kreis entsprechenden Amplitudenbereich zugeführt werden, wenn und nur wenn gleichzeitig auf dem zweiten Eingang ein Signal von dem dem Amplitudenniveaubereich entsprechenden 10-Zählkreis zugeführt wird.

Die Videokamera 8 nimmt die Leuchtsignale auf, die auf dem Schirm des Oszilloskops 6 entstehen, und gibt

so an den Impulsformer 9 ein Videosigna· PV ab, das die augenblickliche Lage des Informationsimpulses P46 auf den"· Schirm enthält. Das Videosignal PKwird durch den Impulsformer 9 geführt, der die Synchronisiersignale von dem Videosignal entfernt, teils durch einen Umschaltkreis 11 zum Videorecorder 10 und teils über eine Reihe von UND-Toren 48a, 486... 48y und die Intensitätsregelkreise 49a-49./ zu einem Videomonitor 14. Synchronisierimpulse PBS und PLS werden direkt von der Videokamera 8 zum Videomonitor 14 geführt.

Der Umschaltkreis 11, der von den Zeilenlöschimpulsen PLB der Kamera 8 gesteuert wird, koppelt den Videorecorder 10 auf Abspielen vor dem Zeitpunkt, in dem auf dem Signalträger 18 einer der im voraus eingespielten Zeilensynchronimpulse PLS vorhanden ist. Wenn der letztgenannte Impuls PLS abgespielt ist, schaltet der Kreis 11 wieder um auf Einspielen auf dem Videorecorder 10 von den über den Impulswandler 9 abgegebenen Videosignalen P9.

Die Bildsynchronimpulse PBS der Videokamera 8 sind, wie erwähnt, auf die Synchronisierspur 19 des Signalträgers 18 eingespielt, und diese sind zur Verfugung sowohl beim Einspielen wie beim Abspielen.

Das Zeilensynchronsignal PLS und das Bildsynchronsignal PBS können vor dem eigentlichen Einspielen auf den Signalträger 18 in der Form von sämtlichen Synchronisiersignalen für die hundert Teilbilder eingespielt sein. Beim Einspielen werden diese zur Synchronisierung der Kamera 8 verwendet, da es außerordentlich wichtig ist, daß die Videosignale, die beim Abtasten aufgenommen werden, an der richtigen Stelle in der richtigen Spur auf den Signalträger 18 eingespielt werden. Beim Abspielen werden die Zeilen- und Bildsynchronsignale zur Synchronisierung des Videorecorders 10 benutzt

Abspielen

Der vorzugsweise endlose Signalträger des Videorecorders wird auf normale Weise in Bewegung gesetzt, und wenn die normale Geschwindigkeit erreicht ist, wird der manuelle Umschalter 20, ohne den elektrischen Schalter 31 zu betätigen, in die Stellung gebracht, die den Recorder 10 an den Monitor 14 anschließt Mit Hilfe des zweiten manuellen Umschalters 44 wird das wiederzugebende Schnittbild bzw. die wiederzugebenden Schnittbilder I, II,... gewählt Der oder die zu verwendenden Intensitätskreise 49a—49y werden eingekoppelt und geregelt, bis das Videosignal für jeden wiedergegebenen Amplitudenniveaubereich die gewünschte Intensität hat

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Registrierung, Wiedergabe und Analysierung von Bildinformation bei Ultraschallimpuls-Echo-Schnittbildprüfungen von Prüflingen, die aus mindestens zwei Materialien oder Stoffen mit aneinander angrenzenden inneren Trennflächen bestehen, und bei welchem unter Verwendung eines Oszilloskops Bildinformation entsprechend der Außenfläche des Körpers sowie Echoimpulsen von den genannten inneren Trennflächen mit Hilfe einer Aufzeichnungseinrichtung auf einen Signalträger aus magnetisierbarem Material eingespielt wird im Hinblick auf eine spätere Wiedergabe und Analysierung der Bildinformation mit Hilfe einer Wiedergabeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die vollständige Bildinformation durch Aufteilung der Echoimpulse in eine festgelegte Anzahl aufeinanderfolgender Amplitudenniveaubereiche sukzessive während des Prüfungsverlaufes durch ein mehrmals wiederholtes, überlagerndes, synchrones Einspielen auf einen endlosen magnetisierbaren Signalträger der als Videorecorder vorgesehenen Aufzeichnungseinrichtung registriert wird, wonach wahlweise die auf dem Signalträger registrierte Bildinformation oder Teile der Bildinformation entsprechend einem oder mehreren Amplitudenniveaubereichen auf der als Videomonitor vorgesehenen Wiedergabeeinrichtung wiedergegeben werden,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daL -lie Schnittbildinformation als kurzdauernder punktförmiger Lic^Mschimmer auf dem Bildschirm eines Oszilloskops wiedergegeben wird, und daß der genannte Bü^whirm von einer Videokamera abgetastet und demselben eine Nachleuchtzeit gegeben wird, die genügend lang ist, damit ein Videosignal für jeden Leuchtpunkt erreicht wird, wonach die von der Videokamera abgegebenen Signale über einen Impulsformer auf dem Signalträger registriert werden, welcher aus einem Band aus magnetisierbarem Material besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem einzelnen Niveaubereich entsprechenden Impulse sukzessive über je ein UND-Tor und einen Impulsformer auf dem Bildschirm des Oszilloskops wiedergegeben werden, und die von der Videokamera abgegebenen Signale auf dem Videorecorder als Standardimpulse mit einheitlichen Amplituden in einer der Anzahl der Amplitudenniveaubereicbe entsprechenden Anzahl Teilbildern registriert werden, weiche je einem Amplitudenniveaubereich entsprechen, wonach wahlweise ein oder mehrere Teile der Bildinformation mit einer für jedes einzelne Teilbild entsprechend dem jeweiligen Amplitudenniveaubereich regelbaren Lichtintensität auf dem Videomonitor wiedergegeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastverlauf der Videokamera durch Zeilen- und Bildsynchronimpulse gesteuert wird, die im voraus auf den Signalträger eingespielt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Videokamera selbst erzeugten Zeilen- und Bildsynchronimpulse während eines vorhergehenden Durchlaufs des Signalträgers durch den Videorecorder auf den Signalträger eingespielt werden, wobei die so eingespielten Synchronisiersignale zur Steuerung des Abtastverlaufes für die Videokamera während der nachfolgenden Registrierung der Bildinformation verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl auf demselben Signalträger registrierter Schnittbilder für aufeinanderfolgende parallele Schnitte durch den

ίο Prüfling oder Körper derart stufenweise gegeneinander verschoben auf dem Schirm des Videomonitors, vorzugsweise in Richtung der Diagonale des Videomonitorschirms sowie mit einem solchen Abstand zwischen jedem Schnittbild wiedergegeben werden, daß eine Art axonometrische Abbildung auf dem Schirm des Videomonitors entsteht

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenweise gegeneinander verschobenen Schnittbilder mit unterschiedlicher Lichtintensität wiedergegeben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenweise gegeneinander verschobenen Schnittbilder mit einer derart abnehmenden Lichtintensität wiedergegeben werden, daß das erste Schnittbild die größte Lichtintensität und die nachfolgenden Schnittbilder stufenweise schwächere Lichtintensität aufweisen.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, rr:it einem Ultraschallgerät, das auf dem Bildschirm eines Oszilloskops Schnittbildinfo^rmation von einem beweglichen Schallkopf in der Form von Leuchtflecken auf dem genannten Bildschirm in einem festgelegten Koordinatensystem und in einem festgelegten Maßstab

Ji wiedergibt, einer Aufzeichnungseinrichtung mit einem Signalträger aus magnetisierbarem Material und einer Wiedergabeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufteilungskreis (4) für die jeweiligen Amplitudenniveaubereiche (a, b,...j)

■to vorgesehen ist, welcher eingjnjsseitig mit dem Ultraschallgerät (2) und einer Steuereinheit (12) für die jeweiligen Teile der Bildinformation entsprechend dem jeweiligen Amplitudenniveaubereich (a, b,...j) und ausgangsseitig mit einem mit dem

■»5 Oszilloskop (6) verbundenen Impulsformer (5) verbunden ist, daß ohne Videokamera (8) optisch mit dem Bildschirm des Oszilloskops (6) gekoppelt ist, welches ferner mit einer mit dem Ultraschallgerät (2) verbundenen Abtasteinheit (7) beschaltet ist, wobei

>ii die Videokamera (8) über einen Impulsformer (9) mit dem Videorecorder (10) verbunden ist, dessen Ausgang an den anderen Eingang einer mit der Steuereinheit (12) eingangsseitig und mit dem Videomonitor (14) ausgangsseitig verbundenen

■>■> Intensitätssteuerkreis (13) geschaltet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis der Videokamera (8) über den Impulsformer (9) mit einem manuellen Umschalter (20) gekoppelt ist, welcher

w) wahlweise die Videokamera (8) mit dem Videorecorder (10) verbindet, die Videokamera (8) mit dem Videomonitor (14) verbindet, die Videokamera (8) sowohl mit dem Videorecorder (10) als auch mit dem Videomonitor (14) verbindet, und den Videorecorder

''"' (10) mit dem Videomonitor (14) verbindet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Videokopf und der Bildsynchronisierkopf des Videorecorders (10) über

zwei von einem Hundert-Zählkreis gesteuerte UND-Tore mit den Synchronisierklemmen der Videokamera (8) gekoppelt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungskreis in der Form eines monostabilen Multivibrators (53) zwischen einen Synchronisieroszillator (54) und einen Synchronisierkreis (55) in der Videokamera (8) geschaltet ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (8) derart an den Videorecorder (10) durch einen Hundert-Zählkruis und zwei UND-Tore gekoppelt ist, daß der erste Bildsynchronimpuls von der Videokamera (8) eine Verbindung für Zeilen- und Bildsynchronimpulse von der Videokamera (8) zum Videorecorder (ICl) herstellt, während der ßildsynchronimpuls Nr. IOD eine Verbindung für Zeilen- und Bildsynchronimpul· se von dem Videorecorder (10) zur Videokamera (8) herstellt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (8) und der Videorecorder (10) derart durch einen von aern Bildlöschimpuls gesteuerten Umschaltkreis verbunden sind, daß die Vorderkante des Büdlöschimpulses den Umschaltkreis für Durchlaß des Zeilensymchronimpulses zur Videokamera (8) öffnet, wonach die Hinterkante des Büdlöschimpulses den Umschaltkreis für Durchlaß von Videosignalen öffnet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet,daß eine Eingangsklemme an einem Zehner-Zahl- und Selektorkreis (42), der zum Zählen von Bildsynchroninipulsen eingerichtet ist, mit dem Abspielkanal des Videorecorders (10) für Bildimpulse verbunden ist, während eine zweite Eingangsklemme an dem genannten Zehner-Zähl- und Selektorkreis mit einem UND-Tor (35) verbunden ist, welches an den Tonkopf (L) des Videorecorders (10) angeschlossen ist, wobei eine erste Reihe von Ausgängen (la, 2,i, ...10a) des Zehner-Wahlkreises (42), an je einen ersten Eingang von einer Reihe Niveautoren (47a, 476... 47j) sowie über einen gemeinsamen Impulsformer '46) und ein UND-Tor (45) an den Intensitätsmodulationseingang des Oszilloskops (6) angeschlossen ist, und je ein zweiter Eingang an der Reihe von Niveautoren (47a,4/ b.. . 47_//mit dem Ausgang des Ultraschallgerätes (2) verbunden ist.

16. Vorrichtung nr.ch Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Kreis in der Reihe (47a,476... 4°/j)m\i Amplitudentrenngliedern für das Signal von dem Videoausgang des Ultraschallgeräts (2) versehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (3) des Ultraschallgeräts (2) eine lineare, logarithmische oder exponentiell Kennlinie aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Reihe von Ausgängen (16, 2b... Wb) des Zehner-Zahl- und Selektorkreises, an je einem ersten Eingang an einer Reihe von UND-Toren (48a, 486... 48j) angeschlossen ist, deren zweiter Eingang mit dem Umschalter (2Cl) verbunden ist, und deren Ausgänge durch Intensitätsregelkreise (49a, 496... 49/) mit dem den genannten UND-Toren gemeinsamen Videomonitor (14) verbunden sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch

gekennzeichnet, daß an den Ausgang eines oder mehrerer der Intensitätsregelkreise (49a, 496,... 49j) ein zusätzlicher Monitor (50) angeschlossen ist

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein für eine Bewegung in einer Anzahl parallel zueinander liegenden Schnittebenen (J, II...) im Verhältnis zum Körper gesteuerten Ultraschallkopf (1) vorgesehen ist, und ein Selektionskreis (43) dazu eingerichtet ist,

ίο über einen manuellen Umschalter (44) und ein UND-Tor (45) eine der Anzahl vüp. Schnittebenen (I, II...) entsprechende Anzahl Gruppen von Bildsynchronimpulsen zu entnehmen, welche Gruppen zu der Bildinformation von je einem Schnittbild gehören, wobei der Umschalter (44) derart mit den Ablenkorganen für den Elektronenstrahl des Oszilloskops (6) verbunden ist, daß die Wiedergabe von jedem der Schnittbilder auf dem Schirm des Oszilloskops (6) um einen festgelegten Abstand voneinander in der von der Aufnahmereihenfolge der Schnittebenen (I, II...) festf.»legten Nummernfolge parallel verschoben werden kann.