DE8418008U1 - Test head for the non-destructive testing of materials, material connections and the like. Using ultrasound - Google Patents
Test head for the non-destructive testing of materials, material connections and the like. Using ultrasoundInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft einen Prüfkopf zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen, Werkstoffverbindungen u. dgl. mittels Ultraschall.The invention relates to a test head for non-destructive testing of materials, material compounds and the like. Like. Using ultrasound.
Bei der Ultraschallprüfung handelt es sich um ein Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Zur Ermittlung von Einschlüssen , Rissen oder Hohlräumen in einem Werkstoff wird dieser mittels eines Schallgebers oder -senders mit Ultraschallwellen durchstrahlt (Durchstrahlungsverfahren). Zur Erzeugung der Ultraschallwellen werden piezoelektrische Quarzkristalle, sogenannte Schwingquarze, verwendet, die im elektrischen Wechselfeld zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Beim Auftreffen eines Schallwellenbündels auf einen Fehler in einem Werkstück wird die gesamte Schallenergie oder ein Teil von ihr reflektiert.Ultrasonic testing is a method for non-destructive testing of materials. For investigation Inclusions, cracks or cavities in a material are detected by means of a sound generator or transmitter irradiated with ultrasonic waves (irradiation method). Piezoelectric waves are used to generate the ultrasonic waves Quartz crystals, so-called oscillating crystals, are used, which become mechanical in the electrical alternating field Vibrations are excited. When a bundle of sound waves hits If there is a defect in a workpiece, all or part of the sound energy is reflected.
Um die Einwirkung der zwischen Sendequarz und Prüfling vorhandenen Luftschicht auszuschalten, muß die Luftschicht durch ein Kopplungsmittel mit größerem Schallwellenwiderstand, wie z.B. Wasser, Öl u.dgl. , ersetzt werden. Dieses Ankoppeln des Prüfkopfes mit oder in geeigneten Flüssigkeiten an den Prüfling ist zeitaufwendig und führt dazu, daß nach dem Eintauchen des Prüflings in Wasser, Ölfett u.dgl. der Prüfling unbrauchbar wird. So z.B. wenn es sich um Reibbeläge, wie Bremsbeläge, Kupplungsbeläge handelt. Die bei der Durchführung eines Ultraschallprüfverfahrens empfangene Schallintensität kann elektrisch verstärkt und mit Hilfe einer Braunschen Röhre angezeigt werden.In order to switch off the effect of the air layer between the transmitter quartz and the test object, the air layer must be replaced by a coupling agent with greater acoustic wave resistance, such as water, oil and the like. This Coupling the test head with or in suitable liquids to the test object is time-consuming and leads to the fact that after immersing the test specimen in water, oil grease, etc., the test specimen becomes unusable. E.g. when it comes to friction linings, such as brake linings, clutch linings. The sound intensity received while performing an ultrasonic inspection can be amplified electrically and displayed with the help of a Braun tube.
Beim Impulsechoverfahren werden dagegen nicht kontinuierliche Ultraschallwellen, wie diese für das Durchschal-In the case of the pulse echo method, on the other hand, non-continuous ultrasonic waves, such as those used for the switching
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lungsverfahren erforderlich sind, erzeugt, sondern kurzzeitig abklingende Wellenzüge, sogenannte Impulse,die durch das Kopplungsmittel in den Prüfling gelangen. An der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche des Prüflings erfolgt dann ein Reflektieren dieser Schallwellenimpulse. Der Wellenzug läuft zurück zum Quarz, der inzwischen als Empfänger geschaltet ist. Hier dient derselbe Quarz in dem Prüfkopf als Sender und als Empfänger.treatment procedures are required, but for a short time decaying wave trains, so-called impulses, which get into the test object through the coupling agent. On the opposite These sound wave impulses are then reflected on the boundary surface of the test specimen. The wave train is running back to the quartz, which is now switched as a receiver. The same quartz in the test head serves as a transmitter here and as a recipient.
Zur Vermeidung eines flüssigen Kopplungsmittels ist bereits ein Schallkopf für ültraschallprufungsanlagen mit einem Trockenkopplungs-Zwischenglied vorgeschlagen worden. Dieser Schallkopf besteht aus einem Prüfkopf mit umgreifendem Ankopplungskörper, dessen Verbindungsfläche und Kontaktfläche eben ausgebildet ist. Die Kontaktfläche kann eine konkav-profilierte oder konvex-profilierte Flächenausgestaltung aufweisen. Es hat sich jedoch bei der Anwendung eines derart ausgebildeten Schallkopfes gezeigt, daß Fehler bei insbesondere mit Oberflächenprofilierungen versehenen Werkstücken nicht mit der gleichen hohen Genauigkeit erfaßt werden können, als wenn als Kopplungsmittel Wasser,Öl od.dgl. verwendet wird, da es im wesentlichen darauf ankommt, Kopplungsmittel mit großem Schallwellenwiderstand zu verwenden, was jedoch nur dann möglich ist, wenn die Ultraschallprüfung nach dem Naßverfahren vorgenommen wird, d.h. unter Verwendung flüssiger Kopplungsmittel.To avoid a liquid coupling agent, there is already a sound head for ultrasonic testing systems with a dry coupling intermediate member have been proposed. This transducer consists of a test head with an encompassing Coupling body, the connecting surface and contact surface of which is flat. The contact surface can be a concave-profiled or convex-profiled surface design exhibit. However, when using a transducer designed in this way, it has been found that errors in particular with surface profiles Workpieces cannot be detected with the same high level of accuracy as when water and oil are used as coupling agents or the like. is used, since it essentially depends on the use of coupling means with high acoustic wave resistance, However, this is only possible if the ultrasonic testing is carried out using the wet method, i.e. under Use of liquid coupling agents.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen PrüfkopfThe object of the present invention is to provide a test head
für eine Trockenankopplung mit den Vorteilen einer Naßankop^lung und mit der Möglichkeit zu schaffen, Werkstücke mit Oberflachenprofilierung und auch solche Werkstücke überprüfen zu können, die geringste Stärken aufweisen. Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.for a dry coupling with the advantages of a wet coupling and with the possibility of checking workpieces with surface profiling and also such workpieces to be able to have the least strengths. This task is characterized by that in claim 1 protection Features solved.
Mit einem derart erfindungsgemäß ausgebildeten Prüfkopf ist es möglich, Werkstücke mit Oberflachenprofilierung und auch insbesondere solche Werkstücke auf Fehler überprüfen zu können, die geringste Stärken aufweisen, wobei auch in dieses Ultraschallprüfungsverfahren Werkstoffverbindungen mit eingeschlossen sind, die beispielsweise aus einem metallischen Kern und einer Beschichtung aus einer Folien, Papier od.dgl. bestehen, wobei eine Fehlerüberprüfung sich auch ausschließlich auf das Kaschierungsmittel beziehen kann.With a test head designed according to the invention in this way it is possible to produce workpieces with surface profiling and also in particular to be able to check such workpieces for defects that have the lowest strengths, with also In this ultrasonic testing method material compounds are included, for example from a metallic Core and a coating of a film, paper or the like. pass, taking a bugcheck too can only refer to the lamination agent.
Dadurch, daß der Prüfkopf unter Druck auf den Prüfling aufgesetzt wird, paßt sich die elastische bzw. flexible Membran jeder Oberflächenstruktur des Prüflings an, so daß aufgrund dieser Membranverformung eine vollflächige und satte Anlage an den Prüfling gewährleistet ist, wobei die Membranverformung und Membrananpassung an den Prüfling unterstützt wird durch die in dem von der Membran und der Kontaktfläche des Prüfkopfes umschlossenen Hohlraum vorgesehene Flüssigkeit , wie Öl od.dgl. , wobei auch zur Hohlraumausfüllung ein anderes flüssiges Medium verwendet werden kann. Da die Membran sich in Verbindung mit dem Öl in dem unterhalb des Prüfkopfes ausgebildeten Hohlraum bei Aufsetzen des Prüfkopfes unter Druck auf den Prüfling vollflächig der OberflächeThe fact that the test head is placed on the test object under pressure the elastic or flexible membrane adapts to any surface structure of the test object, so that due to This membrane deformation ensures full and full contact with the test object, with the membrane deformation and membrane adaptation to the test object is supported by the in that of the membrane and the contact surface of the test head enclosed cavity provided liquid, such as oil or the like. , also used to fill the cavity other liquid medium can be used. Because the membrane is in contact with the oil in the one below the test head formed cavity when the test head is placed under pressure on the test object over the entire surface
des Prüflings anpaßh, sind genaueste Prüfwerte erhältlich.of the test object, the most precise test values are available.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous refinements of the invention are characterized in the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are described below explained in more detail with reference to the drawings. It shows
Fig.! einen Prüfkopf zur Ultraschallprüfung von Werkstücken , teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt undFig.! a probe for ultrasonic testing of Workpieces, partly in view, partly in a vertical section and
F i g. 2 eine weitere Ausführungsform eines Prüfkopfes „ teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt.F i g. 2 another embodiment of a test head " partly in view, partly in a vertical section.
Der in Fig. 1 und 2 mit 10 bezeichnete Prüfkopf weist einen in der Zeichnung nicht dargestellten , in an sich bekannter Weise ausgebildeten Schallsender und/oder -empfänger auf, so daß je nach der Wahl und Ausgestaltung des Senders und Empfängers Werkstoffprüfungen im Durchschallverfahren oder nach dem Impulsechoverfahren durchgeführt werden können.The test head denoted by 10 in FIGS. 1 and 2 has a sound transmitter and / or not shown in the drawing, designed in a manner known per se -receiver on, so that, depending on the choice and configuration of the transmitter and receiver, material tests using the transmission method or can be carried out according to the pulse echo method.
Der Prüfkopf 10 weist auf der dem in der Zeichnung nicht dargestellten Prüfling zugekehrten Fläche eine mit 11 bezeichnete Kentaktfläche auf, die den oberen Abschluß eines von einer Membran 12 begrenzten Hohlraumes 15 darstellt. Diese Membran 12 , die aus einem elastischen Material besteht, ist mit ihrem umlaufenden Rand 12a im Bereich der Kontaktfläche 11 des Prüfkopfes 10 oder an dessen umlaufenden Rand mittels einer Befestigungseinrichtung gehalten, die als Schraubring oder Überwurfmutter 13 ausgebildet ist. Der von der Kontaktfläche 11 und der Membran 12 umschlossene Hohlraum 15 ist mit Öl oder einem anderen geeignetenThe test head 10 has the in the drawing Not shown test object facing surface a designated with 11 Kentakt surface, which the upper end represents a cavity 15 delimited by a membrane 12. This membrane 12, which consists of an elastic material, is with its circumferential edge 12a in the area of the contact surface 11 of the test head 10 or on its circumferential Edge held by means of a fastening device which is designed as a screw ring or union nut 13. The cavity 15 enclosed by the contact surface 11 and the membrane 12 is filled with oil or another suitable one
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flüssigen Medium 20 gefüllt. Weist die Kontaktfläche 11 des Prüfkopfes 10 eine Kreisform auf, dann ist die Membran 12 kugelkappenförmig ausgebildet, um den in den Fig. 1 und 2 bei 15 dargestellten Hohlraum ausbilden zu können. während bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform in dem Hohlraum 15 eine konstante Ölmenge 20 sich befindet, ist nach Fig. 2 eine Ausgestaltung des Prüfkopfes vorgesehen , bei der mit einer variablen Ölmenge in einem veränderbaren Hohlraum 15 gearbeitet werden kann. Hierzu steht der Hohlraum 15 über eine Schlauch- oder Rohrleitung 31 mit einem mit dem Prüfkopf 10 verbundenen Ölvorratsbehälter 30 in Verbindung, der eine Druckpumpe 32 aufweist, um Öl in den Hohlraum 15 eindrücken zu können. In dem System Ölvorratsbehälter 30, Schlauch- oder Rohrleitung 31 und Druckpumpe 32 ist eine Entlüftungseinrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, Öl in den Hohlraum 15 pumpen zu können und auch Öl aus dem Hohlraum 15 ansaugen zu können, wenn eine Hohlraumgrößenveränderung vorgenommen wird oder erforderlich ist. Aufgrund der Verwendung einer variablen Ölmenge mit einem veränderbaren Hohlraum ]5 ist die Anpassungsfähigkeit des Prüfkopfes 10 an jegliche Oberfläche eines Prüflings möglich.liquid medium 20 filled. Has the contact surface 11 of the test head 10 has a circular shape, then the membrane 12 formed in the shape of a spherical cap to the in FIGS. 1 and 2 to be able to form the cavity shown at 15. while in the embodiment shown in FIG in the cavity 15 there is a constant amount of oil 20, an embodiment of the test head is provided according to FIG. 2, in which it is possible to work with a variable amount of oil in a variable cavity 15. The cavity stands for this 15 in connection with an oil reservoir 30 connected to the test head 10 via a hose or pipe 31, which has a pressure pump 32 in order to be able to press oil into the cavity 15. In the system oil reservoir 30, Hose or pipeline 31 and pressure pump 32, a venting device is provided which makes it possible to remove oil to be able to pump into the cavity 15 and also to be able to suck in oil from the cavity 15 when there is a change in the size of the cavity is made or is required. Due to the use of a variable amount of oil with a changeable one Cavity] 5 is the adaptability of the probe 10 possible on any surface of a test object.
Der wirtschaftliche Einsatz mit einem derart ausgebildeten Prüfkopf ist sehr weitgehend, da es sich letztlich um eine trockene Ankopplung des Prüfkopfes an einen Prüfling handelt, jedoch gleichzeitig die Anpassung der Kontaktfläche des Prüfkopfes über die Membran und einen mit Öl gefüllten Hohlraum an jede Oberflüchenstrukturierung eines Prüflings mcglich ist.The economical use with such a trained The test head is very extensive, since it is ultimately a dry coupling of the test head to a test object acts, but at the same time the adaptation of the contact surface of the probe via the membrane and one filled with oil Cavity on every surface structure of a test object is possible.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,2. Test head according to claim 1,
characterized,
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| DE8418008U1 true DE8418008U1 (en) | 1985-10-10 |
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ID=6767890
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| DE19848418008 Expired DE8418008U1 (en) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | Test head for the non-destructive testing of materials, material connections and the like. Using ultrasound |
Country Status (1)
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1984
- 1984-06-14 DE DE19848418008 patent/DE8418008U1/en not_active Expired
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