144624. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés munkadarabok vastagságának ultrahanggal való mérésére
Megjelent: 1958. november 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.624. SZÁM 42. g. OSZTÁLY - OH-175. ALAPSZÁM. Eljárás és berendezés munkadarabok vastagságának ultrahanggal való mérésére Obraz Jaroslav mérnök, műszaki tisztviselő, Prága A bejelentés napja: 1957. május 9. Csehszlovákai elsőbbsége: 1956. május 10. A találmány munkadarabok vastagságának ultrahanggal való mérésére alkalmas eljárásra és berendezésre vonatkozik. Munkadarabok vastagságának mérésére, különösen, ha azok egyik oldala nem hozzáférhető, célszerűen az ultrahang-impulzus eljárást szokás alkalmazni. Az ismert készülékek úgy működnek, hogy elektroakusztikai átalakító (például egy piezoelektromos átalakító) segítségével a mérendő darabba periodikusan rövid ultrahang impulzusokat küldenek. Az ultrahanghullámok az anyagban meghatározott sebességgel terjednek és a munkadarabban levő belső hibákról, valamint) a darab elülső és hátsó faláról többszörösen visszaverődnek. Ennek megfelelően kibocsátott impulzusokról és első és további visszavert impulzusokról beszélhetünk. A visszaverődő impulzusokat vagy ugyanaz, vagy pedig egy másik elektroakusztikai átalakító veszi és alakítja vissza villamos rezgésekké. A mérendő szerkezeti darab vastagsága az adott impulzus és az első visszavert impulzus közötti időközzel, illetve két szomszédos visszavert impulzus közötti időbeli távolsággal arányos. Az arányossági tényező a mért anyagban a hang terjedési sebességének felével egyenlő. Az ultrahang visszaverődés (ultrahangecho) segítségével gyakorlatilag néhány millimétertől felfelé lehet a szerkezeti darabok vastagságát mérni, amikor is a szokásos esetekben a két szomszédos impulzus közötti időbeli távolság 10~6 másodperc nagyságrendű szokott lenni. Ezeket a rövid időközöket az említett készülékekkel különböző módon lehet mérni. Leggyakrabban olyan berendezéseket használnak," amelyeknél az időközöket egy katódsugárcső képernyőjén mérik, mégpedig olymódon, hogy vagy két impulzus közötti időköz tartamát olvassák le közvetlenül, vagy ismert idő alatti impulzusok számát állapítják meg. Ezeknél a berendezéseknél az idő mérésére szükségszerűen ún. időalapra van szükség, amelyet ismert hosszúságú időjelekkel hitelesítenek. Egy másik, egyszerűsített eljárás azon alapszik, hogy a vevő kimenő áramkörébe lehangolt rezgőkör van kapcsolva, amelynek rezonancia frekvenciája úgy van beállítva, hogy megfeleljen a többszörös visszhang (hangvisszaverődés) frekvenciáj ának. Az ultrahang vastagságmérés felsorolt eljárásainak azonban vannak bizonyos hátrányai. Eltekintve attól, hogy meglehetősen drága berendezésre van szükség, nevezetesen egy katódsugárcsőre, egy időalap készülékre tápláló áramforrással együtt, illetve az időalap hitelesítésére még egy idő jel adóra is, két szomszédos impulzus közötti leolvasása, illetve meghatározott időn belül az impulzusok megszámlálása aránylag fáradságos és bizonyos ideig tartó folyamat. Emellett "az eredmény pontossága sincs biztosítva, ha az időalap nem tökéletesen lineáris. A rezonancia módszer alkalmazásánál pedig a rezgőkört minden mérendő vastagságra újból be kell hangolni, ami ugyancsak fáradságos és időtrabló. A felsorolt módszereknek egy további hátránya az, hogy a többszörös visszhangok nagy abszorpciós együtthatójú szerkezeti anyagokban erősen csillapítva lehetnek, ami a mérést bizonytalanná teszi. Egyik ismert eljárás a munkadarabok vastagságának ultrahang mérésére azon alapszik, hogy •két szomszédos impulzus közötti időközt nem közvetlenül mérésre használják, hanem csak jel adására, például előre meghatározott falvastagság túllépése esetében egy izzólámpa felvillantására. Abban az esetben, amikor egy munkadarab vastagságát kell megállapítani, a berendezést addig kell hangolni, míg a jeladás bekövetkezik, ugyanakkor pedig a munkadarab vastagságát hitelesített (kalibrált) skálán lehet leolvasni. Ez az egyszerű eljárás, amelyhez sem katódsugárcsőre, sem pedig az időalap készülékre és időjeladóra nincs szükség, különösen előnyös egy előírt legkisebb falvastagság folytonos ellenőrzésére. Az ismeretlen falvastagságot azonban itt is a készülék beállításával kell meghatározni. Ellentétben ez utóbbi említett eljárással, a jelen találmány lényeges tökéletesítést jelent, ami abban áll, hogy az alkalmazott eljárás egyszerűsített elgondolásának betartása mellett a találmány a közvetlen leolvasást teszi lehetővé. A találmány lényege az, hogy két impulzusból:
