136936. lajstromszámú szabadalom • Eljárás anyagnak, valamint munkadaraboknak ultrahanghullámokkal való vizsgálatához

Megjelent: 1961. május 15. OKSZÄGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 136.936. SZÁM 42. k. 20—29. OSZTÁLY — D—5886. ALAPSZÁM Eljárás anyagnak, valamint munkadaraboknak ultrahanghullámokkal való vizsgálatához Daimler—Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim A bejelentés napja: 1943. szeptember 15. Németországi elsőbbsége: 1942. szeptember 21. A találmány eljárás anyagnak, valamint munkadaraboknak ultrahanghullámakkal való vizsgálatához, amelynél ellentétben az eddigi eljárásokkal, a mért test szekunder oldalán beérkező rezgésnek a mért test primer oldalán belépő adófrekvenciával szembeni fázishelyzetét mérjük. Az eddig leginkább elterjedt ultrahanghullámokkal dolgozó anyagellenőrző eljárásoknál a mért test szekunder oldalán leérkező hangenergiát az adóenergiával hasonlítjuk össze. Az ehhez használt elrendezést az 1. ábrában vázlatosan tüntettük fel. Az ellenőrzendő W munkadarab primer oldalán van az S ultrahangadó elrendezve. A W munkadarabon átmenő hangenergiát a mért test szekunder oldalán E hangvevővel felveszik majd alkalmas módon mérik, mimellett mind az S adó, mind az E vevő is közvetlenül, vagy segédközeg közvetítésével a W munkadarabbal csatolva van. A szekunder oldalon a vevővel felvett hangenergia ennél az eljárásnál a mért test állapotát jelző érték. A mért testben fellépő álló hullámok következtében a vett energia nagymértékben függ az adott frekvenciától. Ehhez járul, hogy a vett energiát az adás oldalán az energiában jelentkező intézkedések nem kívánatos módon és' sokszor ellenőrizhetetlenül befolyásolják. Az eddigi mérési módszernek ezeket a hátrányait a találmány értelmében azzal küszöböljük ki, hogy nem az adott és a vett energiákat hasonlítjuk össze egymással, hanem a mért test szekunder oldalán a fázishelyzetet a primer oldalon levő fázishelyzettel szemben mérjük. E mérési eljárásnál az alábbi meggondolásokból indultunk ki. A mért test belsejében levő mindennemű inhomogenitás, például lunkerek, rések, repedések, stb. oly rétegeket alkotnak, amelyek ultrahanghullámokkal szemben másként viselkednek, mint a munkadarab homogén részei. Ezeknek a zavaró rétegeknek, illetőleg meghibásodott helyeknek az a hatása, hogy azokban a hang keménysége és a hang sebessége is megváltozik. A mért testen áthatoló ultrahang terjedési sebessége és ezzel a mért test szekunder oldalán a fázishelyzet a mért test belső szerkezetének függvénye, különösen, ha ennek belsejében hibás helyek vannak. A méréshez használt frekvenciát a mért testben levő vagy abban feltételezhető hibás helyeknek megfelelően választjuk meg. Ha például a W mért test belsejében lunkeres hely van, úgy amint ezt a 2. ábrában feltüntettük, akkor a méréshez használt frekvenciát olyan kicsinyre, tehát az ultrahang hullámhosszát olyan nagyra választjuk, hogy a hanghullámok az L hely körül önmagában ismert módon elhajlást szenvednek. Az L reves hely körül elhajlott hanghullámmal megtett, az adóval szemben elhelyezett E vevőhöz menő út tehát hosszabb, mint az adó és a vevő között húzható egyenes. Ennek következtében a szekunder oldalon vett hanghullám fázishelyzete az el nem hajlított hanghullámok fázishelyzetével szemben megváltozik és a fáziseltolódás mértékéből szabatosan következtethetünk az adó és a vevő közötti, a mért test belsejében vont legrövidebb út mentén előforduló egyenetlenségekre, illetőleg hibás helyekre. Ha az ilyen hibás hely, például lunker, pontos helyzetét kell megállapítani, vagy ha az oldalirányú méret csak kicsiny, akkor célszerű, ha a méréshez használt frekvenciát olyan nagyra, tehát a hullám hosszát olyan kicsinyre választjuk, hogy a hanghullámok erősen irányítottak. Ezeket a viszonyokat a 3. ábrában vázlatosan tüntettük fel. Az S adóból kiinduló hanghullámok a lunkeres L helyen áthaladnak, minek következtében a W mért test szekunder oldalán ugyancsak megfelelő fáziseltolás keletkezik. A fázishelyzet méréséhez különféle eljárásokat alkalmazhatunk, amelyekkel az alábbiakban példaként két különösen alkalmas eljárást írunk le, mimellett azonban a találmány szerinti eljárás más mérőberendezésekkel is foganatosítható. A 4. ábrában feltüntetett mérőberendezésnél a VV vizsgált test szekunder oldalán az E vevővel