DE1012467B - Vorrichtung zur Entfernungs- und Dickenmessung nach dem Echolotprinzip - Google Patents

Vorrichtung zur Entfernungs- und Dickenmessung nach dem Echolotprinzip

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DE1012467B
DE1012467B DER18630A DER0018630A DE1012467B DE 1012467 B DE1012467 B DE 1012467B DE R18630 A DER18630 A DE R18630A DE R0018630 A DER0018630 A DE R0018630A DE 1012467 B DE1012467 B DE 1012467B
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Jacques Dory
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Realisations Ultrasoniques SA
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness

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Description

  • Vorrichtung zur Entfernungs- und Dickenmessung nach dem Echolotprinzip Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernungs- oder Dickenabmessung nach dem Echolotprinzip für die Ermittlung der Dicke oder der Gefügemängel fester Körper und für die Sondierung in Flüssigkeiten.
  • Das Echolotprinzip besteht bekanntlich darin, daß man an den zu prüfenden Körper oder die zu untersuchende Flüssigkeit eine Folge von periodischen, elastischen Impulsen abgibt und die z. B. am Boden des betreffenden Prüfkörpers oder an irgendeinem Hindernis für die Ausbreitung der Ultraschallwellen im Innern des Körpers oder der Flüssigkeit durch Reflexion der Impulse entstehenden Echos auffängt.
  • Die Dicke d des Körpers oder die Entfernung d vom Hindernis wird z. B. bei der Unterwassersondierung nach der Methode Langevin dadurch gemessen, daß man die Zeit dt zwischen einem verabfolgten Impuls und dem aufgefangenen Echo oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Echos nach der Gleichung 2d; (1) v bestimmt, in welcher v die Ausbaeitungsges ehwindigkeit der Ultraschallwellen im Innern der geprüften Masse bezeichnet.
  • Die Hindernisse und die Beschaffenheitsfehler in der zu prüfenden Masse werden dadurch erkennbar ge macht, daß man die aufgefangenen Echos oder Impulse auf einem Oszilloskop sichtbar werden läßt. wodurch gleichzeitig die von den ausgestrahlten Impulsen die Echos trennenden Zeitintervalle gemessen und ihre von der Art des Fehlers abhängige Form sowie ihr Auftreten oder Verschwinden untersucht werden können. Es wird auf diese Weise eine Reihe von Echos geprüft, die durch gegenüber den Perioden der Wiederholung der abgegebenen Impulse eindeutig kürzere Zeitintervalle voneinander getrennt sind, und dabei erscheinen zwischen zwei nacheinander ahgegebenen Impulsen im allgemeinen mehrere aufeinanderfolgende Echos auf dem Schirm des Oszilloskops. Andererseits ist die durch den Sender festgelegte Frequenz der Wiederholung der abgegebenen Impulse unabhängig von der durch den Abstand <1 bestimmten Frequenz der aufeinanderfolgenden Echos.
  • Nach der Erfindung wird nun bei einer nach dem Echolotprinzip arbeitenden Entfernungs- und Dickenmessungsvorrichtung als elektrischer Impulssender ein Sperrschwinger vorgesehen, der in seiner Schwingungsfrecluenz bei Fehlen von Echos der durch den Abstand des reflektierenden Hindernisses bestimmten Wi ederholungsfrequenz der Echos nahekommt und dadurch die Ansprechempfindlichkeit des Gerätes steigert. Wie sich gezeigt hat, kann dieser Sperrschwinger, da er sich in dem Augenblick, wo er auf dem Punkt ist, zu schwingen, wie ein sehr empfindlicher Empfänger verhält, selbst durch ein sehr schwaches Zeichen ausgelöst werden, und infolgedessen ist die mit ihm ausgerüstete Entfernungs- und Dickenmeßvorrichtung auch in den Fällen wirksam, wo, wie bei sehr kleinen Körpern, nur eine ganz geringe Energiereflexion auftritt.
  • Der Sperrschwinger, dessen Schwingungsfrequenz T bei Fehlen eines Echos etwas größer als die Echowiederholungsfrequenz t ist, kann zur Vereinfachung der Schaltung nicht nur als Sender der Impulse, sondern auch als Empfänger wirksam sein und sich bei Auftreffen von Echos in unmittelbarer Nähe der Wiederholungsfrequenz Xtt von selbst synchronisieren, und dabei können die abgegebenen Impulse nach Gleichrichtung einer Grundschwingung der betreffenden Schwingungsfrequenz überlagert werden, so daß bei einem einwandfreien Prüfling praktisch keine Überlagerung und nur bei fehlerhaften und daher die Wiederholungsfrequenz der abgegebenen Impulse verändernden Prüflingen eine Überlagerung hörbar wird.
  • Insbesondere für Dickenmessungen ist es vorteilhaft, die Grundschwingung durch einen Sperrschwinger der gleichen Art wie der Sender-Empfänger-Oszillator zu erzeugen und dabei die Kippfrequenz dieser beiden Oszillatoren bei Fehlen der Echos gemeinsam zu steuern, so daß diese gemeinsame Kippfrequenz auf einen der Grundresonanz der zu messenden Prüflingsmasse sehr nahe kommenden Wert einregelhar und dadurch die Überlagerung der WiederhSlungsfrequenzen der beiden Oszillatoren nach schwacher Änderung der Wiederholungsfrequenz des Sender-Empfänger-Oszillators durch die Echos praktisch beseitigbar und dann die dem Fehlen der Überlagerung entsprechende Frequenz an der gemeinsamen Steuerung der Kippfrequenz der beiden Oszillatoren ablesbar ist.
  • Der Sperrschwinger kann, wenn er sowohl als Sender wie als Empfänger wirksam ist, sich auf eine dt etwas überschreitende Frequenz und nur fiir Echos mit über einen bestimmten, durch die Einwirkung auf T0 regelbaren Schwellenwert hinausgehende Amplitude von selbst synchronisieren. Ferner kann zwischen dem Steuergitter dieses Sperrschwingers und der Ausgangsseite eines Bezugsoszillators eine Kopplung als zusätzliches Mittel zur Regelung des Amplitudenschwellenwertes vorgesehen sein.
  • Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise die Prüf- und Sondiervorrichtung nach der Erfindung in mehreren Ausführungsformen und läßt auch das damit ausübbare Untersuchungsverfahren näher erkennen Fig. 1 gibt das allgemeine und grundlegende Schema einer erfindungsgemäß ausgebildeten Prüf-und Sondiervorrichtung wieder; Fig. 2 zeigt die Schaltanordnung einer insbesondere zur Dickenmessung geeigneten Vorrichtung, und Fig. 3 verdeutlicht deren Arbeitsweise durch ein Kurvenbild; aus Fig. 4 ist die Schaltanordnung einer vor allem zum Auffinden der Materialfehler in Metallstücken bestimmten Prüfvorrichtung ersichtlich, deren Arbeitsweise die Kurvenbilder in Fig. 5, 6 und 7 veranschaulichen; Fig. 8 läßt die Schaltanordnung einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Dickenmessung gemäß der Erfindung erkennen.
  • Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den nämlichen Bezugszeichen versehen.
  • Gemäß Fig. 1 werden die von einem Schwingungserzeuger 1 abgegebenen periodischen elektrischen Impulse einem piezoelektrischen Schwingkörper 2 zugeleitet, der sie in elastische, auf das Prüfstück 3 von der Dicke d übertragene Wellen verwandelt, die darin den durch die zwei eingezeichneten gegensinnigen Pfeile angedeuteten Weg zurücklegen, während die erzeugten elektrischen Echos einem Empfänger 4 zugeführt werden, der mit einem Meßgerät 5 für die Bestimmung der Periodenfrequenz der Echos oder mit einem dem die betreffende Frequenz einer Grundfrequenz überlagernden Gerät in Verbindung steht sowie gegebenenfalls auch an eine gleichzeitig mit dem Schwingungserzeuger 1 verbundene äußere Stromquelle 6 zur Synchronisation angeschlossen ist.
  • Nach der Erfindung wird der elektrische Impulserzeuger 1 normalerweise durch die vom Empfänger 4 herkommenden Echos synchronisiert. Dies setzt jedoch voraus, daß die Wiederholungsperiode At der Echos kleiner ist als die Wiederholungsperiode T0 der Schwingungen des Impulserzeugers beim Fehlen von Echos, welche beispielsweise im Falle eines Sperrschwingers oder eines anderen Kippschwingungserzeugers durch die Zeitkonstante seines RC-Kreises bestimmt ist. Unter Anwendung der For- mel (1) erhält man folglich für die gemessene Höchstdicke Wenn man einen Impulserzeuger mit Synchronisation durch eine äußere Stromquelle 6 verwendet, wird der Startimpuls für die Schwingungen durch diese Stromquelle 6 geliefert, deren Wiederholungsperiode im allgemeinen viel größer als dt gewählt wird und gleich groß wie die Periode T,, d. h. wie die Wiederholungsperiode der Schwingungen-des Impulsgenerators beim Fehlen von Echos ist. Man kann hingegen die Periode T0 auch ein klein wenig größer als Xt wählen, so daß der Kippschwingungserzeuger mit It synchronisiert werden kann. Der Impulserzeuger 1 und der Empfänger 4 können im übrigen auch zu einer einzigen Röhre vereinigt werden.
  • Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Schaltanordnung, bei welcher der Impulserzeuger aus einem Sperroszillator besteht, der eine Röhre 1, z. B. eine Pentode, enthält, bei der die Kathode 7 und das Bremsgitter 14 geerdet sind und das Steuergitter 8 durch eine über einen Regelwiderstand 9 angeschlossene und mittels eines Potentiometers regelbare Gleichstromquelle B polarisiert wird, während die Anode über eine Schockinduktanz 15 mit einer Hochspannungs-Gleichstromquelle HT verbunden und eine Kapazität 17 und eine an einem Zwischenpunkt 11 geerdete Induktanz 10 sowie einen Kondensator 12 mit dem Regelwiderstand 9 und hierdurch mit der Batterien gekoppelt und das Schirnigitter 13 an die Ausgangsseite einer Röhre 28 angeschlossen ist. Die Röhre28, die ebenfalls eine Pentode ist und deren Anode über einen Ladewiderstand 16 an die Hochspannungsquelle HT Anschluß hat, dient gleichzeitig zur Verstärkung der von der Stromquelle 6 gelieferten Startimpulse und der von den Echos her am Austritt des Empfängers 4 erhältlichen Synchronisierimpulse. Die genauere praktische Ausführung dieser Röhren sowie des Frequenzmessers 5 und des Empfängers 4 ist bekannt, weshalb von einer näheren Beschreibung abgesehen wird.
  • Ein Zwischenpunkt 18 der Induktanz 10 ist mit dem aus Quarz bestehenden piezoelektrischen Schwingkörper verbunden, der seinerseits an den Empfänger 4 angeschlossen ist, welcher beispielsweise vier in Reihe geschaltete Pentoden enthält. Der Anodenkreis der letzten Röhre des Empfängers 4 ver läuft über die Primärwicklung 19 eines Transformators, dessen Sekundärwicklung 20 an einen Kristallgleichrichter 21 angeschlossen ist, der hinwiederum an eine Gleichrichterkapazität 22 und einen zu dieser parallel geschalteten Gleichrichterwiderstand 23 angeschlossen wird und auf den eine z. B. aus dem Widerstand 24 und der Kapazität 25 bestehende Filterzelle folgt. Diese steht ihrerseits über eine Kapazität 26, von der an ihrer einen Klemme ein geerdeter Widerstand 27 abzweigt, mit dem Steuergitter der Röhre 28 in Verbindung, deren Stromkreise Vorrichtungen zur Regulierung der Amplituden und Vorrichtungen zur Formung der Impulse aufweisen. Diese Vorrichtungen sind von bekannter Bauart und daher nicht zeichnerisch dargestellt und nicht näher erläutert.
  • Fig. 3 läßt die Arbeitsweise der Schaltanordnung nach Fig. 2 in einem Kurvenbild erkennen, das die Gitterspannung Vg der Röhre 1 als Funktion der Zeit darstellt. Dabei ist angenommen, daß die beiden ersten wiedergegebenen Schwingungen, beim Fehlen der Echos entstehen und daß dann die Kipperiode T0 des Sperroszillators durch die von der Stromquelle 6 gelieferte Folge von periodischen Impulsen bestimmt wird. Fig. 3 zeigt hierbei die Form der Impulse des Gitterstroms und nicht die Hochfrequenzschwingungen von z. B. 5 MHz, weLche diese Impulse ausmachen. Man wählt z. B. T0 %, d. h. viel größer als die Werte von dt, welche durch die Formel (1) bestimmt werden, in welcher d in dem beschriebenen Beispiel einen veränderlichen Wert zwischen 6 mm und 10 m hat. Die entsprechenden St-Werte für ein Metall, bei dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen z. B. v 4500 m/sec ist, liegen zwischen 2,6 Its und 4,4 ms.
  • Wenn die durch ein um die Strecke d vom Schwingkörper entferntes Hindernis bestimmten Echos zum Schirmgitter des Sperroszillators nach negativer Gleichrichtung durch den Kristall 21 und durch die damit verbundenen Stromkreise und nach Verstärkung durch die Röhre 28 gelangen, syndironisieren sie die von diesem erzeugten Impulse mit ihrer Wiederholungsperiode dt, was in Fig. 3 beim dritten und vierten Impuls dargestellt ist. Damit die beschriebene Arbeitsweise möglich wird, muß natürlich, wenn Bo die Spannung ist, welche die Gittersperrung der Röhre 1 aufhebt, die Amplitude der durch die Stromquelle 6 erzeugten Startimpulse und diejenige des Echos größer als dB = B - B0 sein. Der Verstärker 28 gestattet die beliebige Regelung dieser Amplituden, und die Formungskreise der erwähnten Impulse ermöglichen die Erzielung sehr kurzer Anschläge, welche dem Anfang der jeweiligen Echos entsprechen und deren Amplitude von derwenigen der Echos praktisch unabhängig ist. So wird der durch den Sperroszillator abgegebene Impuls zu einem Zeitpunkt ausgelöst, der von der Amplitude der aufgefangenen Echos praktisch unabhängig und einzig durch ihre Wiederholungsperiode bestimmt ist, die man auf diese Weise genau messen kann.
  • Andererseits kann man, indem man die PolarisationsspannungR den Umständen entsprechend regelt, die Minimalamplitude der von der Vorrichtung aufgezeichneten Echos verändern und so gewisse unerwünschte Störechos ausmerzen. DieZeitkonstante5t der Kippung des Sperrschwingers kann dadurch geregelt werden, daß man die Stärke des Widerstandes 9 verändert. Man wird bt kleiner als Xt wählen, damit die Echos nach dem Aufhören der Kippschwingung, wenn Vg = B ist, entstehen.
  • Bei der Bestimmung der Strecked mit Hilfe der in Fig. 2 dargestellten Schaltanordnung geht man so vor, daß man die Wiederholungsperiode T der abgegebenen Impulse, welche, wie Fig.3 zeigt, gleich der Wiederholungsperiode der aufgefangenen Echos ist, mittels des Frequenzmessers 6 mißt und daraus unter Anwendung der Gleichung (1) den Wert d ableitet. Man kann natürlich für gewisse Fälle an diese Schaltanordnung einen Oszillographen anschließen, mit dem die Echos sichtbar gemacht werden können, so daß die so ergänzte Schaltanordnung auch die Vorteile des Arbeitens mit einem Aufzeichnungs- und Anzeigegerät bietet.
  • Die Schaltanordnung nach Fig. 4 enthält eine sowohl wie der Sender 1 als auch wie der Empfänger 4 der Fig. 1 und 2 wirkende Röhre 1-4, -die eine Pentode sein kann. Gewisse Teile der Stromkreise dieser Röhre haben dieselben Bezeichnungen wie die entsprechenden Teile in Fig. 2, doch ist der Anschluß 18, der die Schwingungen vom Schwingkörper 2 übernimmt, in Fig. 4 durch eine Spule mit induktiver Kopplung 18' ersetzt. Ein Kondensator 29 und ein Widerstand 30 sind so in die Schaltanordnung eingefügt, daß sie eine Anodengleichrichtung der durch die Röhre 1-4 abgegebenen Impulse ermöglichen, die nach Gleichrichtung über eine Verbindungskapazität 31 auf das Steuergitter 32 einer Röhre 33 übertragen werden. Die Röhre 33 ist z. B. eine Pentode, bei der die Kathode 34 und das Bremsgitter 35 geerdet sind und die sowohl als Oszillator als auch als Mischer dient. Als Oszillator wirkt die Röhre 33 durch ihr Schirmgitter 36, das mittels eines Schutzwiderstandes 37 an eine Klemme des schwingenden Anodenkreises angeschlossen ist, der aus einer veränderlichen Kapazität 38 und einer Induktanz 39 besteht, deren Mittelpunkt 40 an die Erregerwicklung 41 eines Lautsprechers 42 und über diese und den Widerstand eines Potentiometers 44 an die Hochspannungs-Anodenstromquelle HT angeschlossen ist. Das Steuergitter 32 der Röhre 33 wird über einen Widerstand 43 durch die Batterien polarisiert, und die Impulse des Anodenstroms der Röhre 33 werden über das Potentiometer 44 und eine Verbindungskapazität 45 teilweise auf das Steuergitter 8 der Röhre 1-4 übertragen.
  • Die Kurvenbilder der Fig. 5, 6 und 7, in denen die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 3 für die gleichen Größen verwendet sind, zeigen die Arbeitsweise des Sperrschwingers 1-4. Da bei der Schaltanordnung nach Fig. 4 die Synchronisationsstromquelle 6 der Fig. 2 fehlt, bestimmt die Zeitkonstante dt des Sperrschwingers dessen Kipperiode bei Fehlen von Echos.
  • Bei der Schaltanordnung gemäß Fig. 4 stellt man die Periode T0 mittels des Potentiometers 9 etwas größer 1 als dt ein. Man wählt z. B. 1 = 18 kHz für T0 Zeit = 20kHz bei einer Schwingungshochfrequenz von 1 bis 5 MHz.
  • Treffen unter diesen Bedingungen die Echos auf den Sperrschwinger 1-4, so synchronisiert sich dieser von selbst in der Umgebung der Grundwiederholungsperiode dt der Echos, wie Fig. 5 erkennen läßt.
  • Nachdem die Impulse mit der Frequenz dt bei der Schaltanordnung nach Fig. 4 durch den Kondensator 29 und den Widerstand 30 gleichgerichtet worden sind, werden sie in der Röhre 33 mit einer Niederfrequenzschwingung gemischt, deren Frequenz gleich der Grundresonanzfrequenz eines einwandfreien Prüflings, beispielsweise gleich 20kHz, ist. Die erzielte Überlagerung wird im Lautsprecher 42 hörbar, und bei einem einwandfreien Prüfling gibt es folglich überhaupt keine Überlagerung.
  • Dieser physikalische Vorgang ist näher im einzelnen durch das in Fig. 6 wiedergegebene Kurvenbild veranschaulicht, das sich auf die Untersuchung von vier Grundechos bezieht, die einem einwandfreien bzw. einem ganz leicht fehlerhaften und somit einen Teil der Energie des leicht gedämpften Grundechos verschluckenden Prüfling sowie zwei Prüflingen mit abnehmender Durchleuchtbarkeit entsprechen.
  • Das Echo a, welches das einzige in Fig. 5 dargestellte Echo ist, schneidet die Zeitachse im Punkts41, und man kann, indem man seine Länge vernachlässigt, feststellen, daß der Sperrschwinger in diesem Zeitpunkt Al ausgelöst wird. Im Fall des Echos b wird er zu einem etwas späteren Zeitpunkt Alb ausgelöst, und die Überlagerung wird dann im Lautsprecher 42 stark hörbar, so daß der Prüfling als leicht fehlerhaft betrachtet werden muß. Im Falle der Echos c und d ist keine Synchronisation möglich, und dies gilt auch bei Prüflingen, welche grobe Fehler aufweisen, die das Grundecho völlig verschlucken können, da die durch Reflexion an den Hindernissen im Innern des Körpers zurückgeworfenen Echos im beschriebenen Beispiel nicht imstande sind, den Sperrschwinger zu synchronisieren.
  • Gemäß dem Kurvenbild der Fig. 6 werden somit nur jene Fehler aufgezeigt, die ein zwischen gewissen Grenzen liegendes Grundecho verschlucken, und diese Grenzen, die z. B. durch Veränderung von To geregelt werden können, sind durch die Vorrichtung nach Fig. 4 dann bestimmt, wenn man auf die Kopplung 44-45 zwischen der Anode der Röhre 33 und dem Steuergitter der Röhre 1-4 verzichtet. Ist diese Kopplung hergestellt, so geht das Kurvenbild der Fig. 6 in das Kurvenbild nach Fig. 7 über. Die Kopplung 44-45 liefert nämlich den Impuls, welcher den Echos a, b, c und d als »Sprungbrett« dient, so daß einerseits der AhstandA,A,b in Fig. 7 gegenüber dem entsprechenden Abstand in Fig. 6 eindeutig verkürzt und folglich die dem Echo b entsprechende Überlagerung nicht zu hören ist und andererseits diesmal das Echo c den Sperrschwinger auslöst.
  • Die günstige Wirkung dieses »Sprungbrettimpulses« liegt darin, daß dadurch eine »Schwelle« für das Auffinden der Fehler geschaffen wird, indem die Echos, wie z. B. das Echo b, auch ganz leicht fehlerhaften Stücken entsprechen, die zu gar keiner Überlagerung führen. Außerdem verschiebt dieses »Sprungbrett« den Meßbereich des Apparates, d. h. das Echo c kann aufgefangen werden, und indem man seine Amplitude und Stellung regelt, kann man diesen Meßbereich zum Vorteil der durchzuführenden Fehler prüfung einstellen.
  • Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 8, in der die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 4 für dieselben Teile verwendet sind, ist die Kopplung des schwingenden Anodenkreises des Sperroszillators 14 an den Schwingkörper 2 in der nämlichen Weise wie in Fig. 4 erreicht. Der schwingende Anodenkreis ist außerdem über einen verstellbaren Kondensator 46 und einen geerdeten Widerstand 47 an das Gitter 51 einer doppelten, als Mischer verwendeten Periode 48 herangeführt. Ferner ist ein zweiter Oszillator 49, der die gleiche Bauart wie Sperrschwinger 1-4 aufweist und bei dem die diesem entsprechenden Teile in Fig. 8 mit denselben Ziffern und mit einem angefügten Strich bezeichnet sind, einerseits mit einer fiktiven Ladung 2' mit gleicher Impedanz wie der diesmal in der Luft hängende Schwingkörper 2 und andererseits mit dem anderen Gitter 52 der Röhre 48 gekoppelt. Die beiden Potentiometer 9 und 9' sind auf Grund einer mechanischen Kupplung, die durch eine strichpunktierte Gerade angedeutet ist, ständig auf denselben Widerstandswert eingestellt, so daß die beide Oszillatoren die gleiche Kippfolge T0 haben.
  • Die zwei Kathoden 53 und 54 der Röhre 48 sind geerdet, während die beiden Anoden an die für die Hochfrequenz durch einen Kondensator 56 ausgekoppelte Primärwicklung 55 eines Niederfrequenztransformators angeschlossen sind, dessen Sekundärwicklung 57 z. B. zu einem Hörer 58 führt.
  • Die Vorrichtung gemäß Fig. 8 arbeitet ähnlich wie die Schaltanordnung nach Fig. 4. Man stellt jedoch bei ihr infolge der gemeinsamen Steuerung der Wiederholungsperioden der beiden Sperrschwinger 1-4 und 49 am Hörer 58 keine Überlagerung fest, wenn der Schwingkörper 2 in der Luft hängt. Wenn der Schwingkörper 2 auf den Prüfling 3 aufgesetzt wird, hört man eine dem Unterschied TozI t entsprechende Überlagerung, vorausgesetzt, daß diese Parameter genügend nahe nebeneinanderliegen, daß die Echos der Wiederholungsperiode dt den Oszillator 1-4 synchronisieren können.
  • Man kann also mit der Vorrichtung nach Fig. 8 Dickenmessungen vornehmen, indem man den Oszillator 1-4 durch die Grundechos des Prüflings synchronisiert und die entsprechende Überlagerung durch eine Regelung der Kipperiode der beiden Oszillatoren aufhebt, was mittels des Potentiometers 9 geschieht, dessen Skala unmittelbar in Einheiten der Dickenmessung geschrieben sein kann. Die Vorrichtung gestattet, Dicken, deren Größenordnung man schon kennt, auszumessen. So kann man den Fehler vermeiden, der auf eine Synchronisation nicht mit dem ersten, sondern mit einem anderen der periodisch aufgefangenen Echos zurückzuführen wäre und zur Ablesung z.B. eines Vielfachen oder eines Bruchteils der wirklichen Dicke Veranlassung geben werde. Die gleiche Prüfvorrichtung erlaubt das Aufzeigen von Fehlern im Innern des Prüflings, indem man die Periode T0 auf entsprechende Weise einstellt.
  • Die Erfindung kann im einzelnen auch in einer von den Beispielen der Zeichnung abweichenden Form verwirklicht werden, indem man z. B. andere Impulsgeneratoren und Frequenzmesser oder andere Stromkreise zum Vergleich verschiedener Frequenzen oder auch zwei Schwingkörper vorsehen und statt der Echo- auch die Durchleuchtungsmethode anwenden kann.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRUCHE 1. Vorrichtung zur Entfernungs- und Dickenmessung nach dem Echolotprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Impulssender ein Sperrschwinger (1-4) vorgesehen ist, der in seiner Schwingungsfrequenz 1 bei Fehlen von Echos der durch den Abstand des reflektierenden Hindernisses bestimmten Wiederholungsfrequenz 1 der Echos nahekommt und dadurch die An-#t sprechempfindlichkeit des Gerätes steigert.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschwinger (1-4), dessen Schwingungsfrequenz 1 brei Fehlen von Echos etwas größer als die Echowiederholungsfrequenz rist, nicht nur als Sender der Impulse, sondern auch als Empfänger wirksam ist und sich bei AuftreKen von Echos in unmittelbarer Nähe der Wiederholungsfrequenz It von selbst synchronisiert und die abgegebenen Impulse nach Gleichrichtung (29, 30) einer Grundschwingung der betreffenden Schwingungsfrequenz überlagert werden, so daß bei einem einwandfreien Prüfling praktisch keine Überlagerung und nur bei fehlerhaften und daher die Wiederholungsfrequenz der abgegebenen Impulse verändernden Prüflingen eine Überlagerung hörbar wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, insbesondere zur Dickenmessung, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschwingung durch einen Sperrschwinger (49) der gleichen Art wie der Sender-Empfänger-Oszillator (1-4) erzeugt und dabei die Kippfrequenz dieser beiden Oszillatoren (1-4, 49) bei Fehlen der Echos gemeinsam (48) gesteuert wird, so daß diese gemeinsame Kippfrequenz auf einen der Grundresonanz der zu messenden Prüflingsmasse (3) sehr nahe kommenden Wert einregelbar und dadurch die Überlagerung der Wiederholungsfrequenzen der beiden Oszillatoren nach schwacher Änderung der Wiederholungsfrequenz des Sender-Empfänger-Oszillators (1-4) durch die Echos praktisch beseitigbar und dann die dem Fehlen der Überlagerung entsprechende Frequenz an der gemeinsamen Steuerung (48) der Kipp frequenz der beiden Oszillatoren ablesbar ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschwinger (1-4) sich auf eine dt etwas überschreitende Frequenz und nur für Echos mit über einen bestimmten, durch Einwirkung auf To regelbaren Schellenwert hinausgehenden Amplitude synchronisiert.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuergitter (8) des Sperrschwingers (1-4) und der Ausgangsseite eines Bezugsoszillators (33) eine Kopplung (44-45) als zusätzliches Mittel zur Regelung des Amplitudenschwellenwertes vorgesehen ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 160 542; Wochenschrift der Fa. Dawe Instruments Ltd.
    »Supersonic Huckness Gauge«, 1949.
DER18630A 1955-04-04 1956-03-31 Vorrichtung zur Entfernungs- und Dickenmessung nach dem Echolotprinzip Pending DE1012467B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1263443B (de) * 1961-02-02 1968-03-14 Licentia Gmbh Anordnung zur Durchhangregelung fuer durch eine Durchlaufgrube laufendes Bandmaterial

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT160542B (de) * 1941-07-10 Aeg Einrichtung zur Bestimmung von Flugzeughöhen mittels Schallwellen.

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