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DE1573617A1 - Arrangement to compensate for the change in the ultrasonic speed with temperature - Google Patents

Arrangement to compensate for the change in the ultrasonic speed with temperature

Info

Publication number
DE1573617A1
DE1573617A1 DE19661573617 DE1573617A DE1573617A1 DE 1573617 A1 DE1573617 A1 DE 1573617A1 DE 19661573617 DE19661573617 DE 19661573617 DE 1573617 A DE1573617 A DE 1573617A DE 1573617 A1 DE1573617 A1 DE 1573617A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
sound
speed
change
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661573617
Other languages
German (de)
Inventor
Damen Karl Josef
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
J U H KRAUTKRAEMER GES F ELEKT
Original Assignee
J U H KRAUTKRAEMER GES F ELEKT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J U H KRAUTKRAEMER GES F ELEKT filed Critical J U H KRAUTKRAEMER GES F ELEKT
Publication of DE1573617A1 publication Critical patent/DE1573617A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30—Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Anordnung zur Kompehsation der Änderung der Ultraschallgeschwindigkeit mit der Temperatur.Arrangement for the compensation of the change in the ultrasonic speed with temperature.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kompensation der Änderung der Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur, insbesondere in einem Prüfkopf für das Impuls-Echo-Verfahren zur Ultraschall-Werkstoffprüfung und/odbr Wanddickenmessung an heissen Oberflächen utit mindsstens iner Vorlaufstrecke zwischen deifi plezoelsktrischen Wandler und der Kontaktfläche de Prüflings.The invention relates to an arrangement for compensating for the change the speed of sound with temperature, especially in a probe for the pulse-echo method for ultrasonic material testing and / or wall thickness measurement On hot surfaces, there is at least one advance section between the deifi plezoelsctrical ones Transducer and the contact surface of the test object.

Für die Wanddickenmessung besonders an innen-kor@o-@ierten Rohren und Behältern ist es bekannt, einen @ltranschall-Prüfkopf mit getrennten plezoelektrischen Sender- und Empfänger-Schwingern zu verwenden.For wall thickness measurement, especially on internally cor @ o @ ized pipes and containers it is known to have an acoustic sound probe with separate plezoelectric To use transmitter and receiver transducers.

D@rin sind die Schwinger über Vorlaufstrecken von der Oberfläche des Präfllngs getrennt. D@@ Vorlaufstrecken bestchen vorteilhaft aus Kunststoffen wie Acrylharzen oder Gleßherzen, Für Messungen an beißen Oberflächen vor@@ilhafterweise auch aus Gießharzen mit erhöhter Tempor@@turfestigkeit. Nach einer Eichung eines Impuls-Echo-@@rät@@ in V@rbindung mit @inom solchen Prüfkopf auf einem @ich@@rper b@kannter Dicke läßt sich eine Wand, die auf d@gebung@temperatur ist, mit einer @@ßz@it von einigen Sekunden auf eine Genauigkeit von etwa 0,1 mm (bei Stahl) messen. Bei heißen Oberflächen dagegen beginnt sofort nach dem Aufsetzen (mit einem wärmefesten Kopplunsmittel, wie z.B0 Silikonfett) ein Wärmefluß, der die Vorlaufstrecken von der Kontaktfläche her aufheizt. Nun sind gerade Kunststoffe in ihrer Schallgeschwindigkeit recht erheblich von der Temperatur abhängig, so daß die Laufzeit der Schallimpulse in den Vorlaufstrecken sofort zuzunehmen beginnt. Das Rückwandecho, dessen Lage auf dem Bildschirm die Dicke der Wand bezeichnet, wandert infolge der abnehmenden Schallgeschwindigkeit in der Vorlaufstrecke mit deren Erwärmung sofort zu größeren Dicken hin. Zur Messung steht nur eine kurze Zeit nach dem Kontakt von einigen zehntel Sekunden zur Verfügung, wodurch die Ablesung unsicher und ungenau wird, Zwischenzeitliche und auch dauernde Kühlung der Vorlaufstrecken durch bekannte Maßnahmen bringt keine wesentliche Behebung der Schwierigkeit, weil der tatsächliche Verlauf der Temperatur zwischen Kontaktflächen und Schwinger immer unsicher bleibt.D @ rin are the transducers over advance distances from the surface of the Prefling separately. D @@ flow lines are advantageously made of plastics such as Acrylic resins or glue hearts, for measurements on bite surfaces in front of @@ unfortunately also made from casting resins with increased tempo @@ strength. After a calibration of a Impulse echo - @@ advises @@ in connection with @inom such a probe on a @ ich @@ rper b @ known thickness can be a wall that is at d @ gebung @ temperature, with a @@ ßz @ it by some Seconds to an accuracy of about 0.1 Measure mm (for steel). In the case of hot surfaces, on the other hand, it starts immediately after touching down (with a heat-resistant coupling agent such as silicone grease) a heat flow that heats up the flow sections from the contact surface. Now are just plastics in their speed of sound depends quite considerably on the temperature, so that the transit time of the sound impulses in the flow lines begins to increase immediately. The back wall echo, the position of which on the screen indicates the thickness of the wall, migrates with the advance path due to the decreasing speed of sound their heating immediately to greater thicknesses. There is only a short one available for measurement Time available after contact of a few tenths of a second, reducing the reading becomes insecure and imprecise, intermittent and permanent cooling of the flow lines known measures do not provide a significant solution to the problem because the actual course of the temperature between the contact surfaces and the transducer remains unsure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere und genauere Messung auch an heißen Oberflächen zu ermöglichen.The invention is based on the object of a safer and more accurate To enable measurements even on hot surfaces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein elektrisches Temperaturmeßelement in die Vorlaufbtrecke, parallel zur Schallrichtung eingebaut wird und den Temperatureinfluß in der Meiste kompensiert, daß durch dessen Anzeigewert die Eichung des Bildschirmes selbk, ttätig verändert wird. Dazu muß der Temperaturfühler insbesondere eine linien-oder streifenförmige Ausdehnung haben, über seine ganze Länge mit der Vorlaufstrecke in Wärmekontakt stehen und als Anzeigewert einen Integralwert liefern, der dem Integral der Temperatur über di@ Länge der Vorlaufstrecke proportional ist.This object is achieved according to the invention in that an electrical Temperature measuring element in the supply section, installed parallel to the direction of sound and most of the temperature influence is compensated by its display value the calibration of the screen is actively changed. To do this, the temperature sensor in particular have a linear or strip-shaped extension over its entire length Length are in thermal contact with the flow path and an integral value as the display value supply which is proportional to the integral of the temperature over the length of the flow path is.

Die genannten Sorderunoen werden z.B. durch einen elektrischen Leitet oder halbleiter erfüllt, de'sen elektrischer Widerstand in einem gewissen bereich der Temperatur proportional ist.The mentioned sensors are e.g. conducted by an electrical conductor or semiconductors, whose electrical resistance is within a certain range is proportional to the temperature.

Verfahren, die dazu dienen, den Meßwert eines ähnlichen Elemente zur elektrischen Dehnung der Zeitlinie der Bildröhre im Impuls-Schall-Gerät oder zur mechanischen Dehnung einer Skala vor dem Bildschirm auszunutzen, sind an sich bekannt, betreffen aber einen anderen Zusammenhang.Procedures used to obtain the measured value of a similar element electrical expansion of the time line of the picture tube in the impulse sound device or for to use mechanical expansion of a scale in front of the screen are known per se, but concern a different context.

Literatur 1) H. Stoll, Fortschritte bei der Ultraschall-Prüfung durch Benutzung eines Prüfkopfes mit getrenntem Sender und Empfänger, MaterialprüSung", Bd. 3 (1961) Nr. 12, 5. 448 - 454.Literature 1) H. Stoll, Advances in Ultrasonic Testing by Use of a test head with separate transmitter and receiver, material testing ", Vol. 3 (1961) No. 12, pp. 448-454.

2) Krautkrämer, Werkstoffprüfung mit Ultraschall, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-eidelberg, 1961, S. 184.2) Krautkrämer, materials testing with ultrasound, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Eidelberg, 1961, p. 184.

Claims (3)

Patentansprüche 1. Anordnung zur Kompensation der Änderung der Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur, insbesondere in einem Prüfkopf für das Impuls-Echo-Verfahren zur Ultraschall-Werkstoffprüfung und/oder Wanddickenmessung an heissen Oberflachen, mit mindestens einer Vorlaufstrecke zwischen dem piezoelektrischen Wandler und der ELontaktfläche des Prüflings, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen sowohl in Richtung als auch in der Nähe des Schallweges in dem Körper veränderlicher Temperatur und Schallgeschwindigkeit wie der Vorlaufstrecke mindestens ein solcher elektrischer Temerpaturfühler angeordnet ist, der das Temperaturintegral über den Schallweg mißt und daß der Messwert-Ausgang dieses Fühlers mit dem Impuls-Schallgerät bzw. der Bildröhre zur selbsttätigen Eichung des Schirmbildes in Längeneinheiten, in Abhängigkeit von der Änderung der Schallgeschwindigkeit in der Vorlaufstrecke mit den Temperaturverlauf, verbunden ist.Claims 1. Arrangement for compensating for the change in the speed of sound with the temperature, especially in a probe for the pulse-echo method for ultrasonic material testing and / or wall thickness measurement on hot surfaces, with at least one lead path between the piezoelectric transducer and the Contact surface of the test object, characterized in that essentially both in the direction of as well as in the vicinity of the sound path in the body of variable temperature and speed of sound as the delay line at least one such electrical Temperature sensor is arranged, which measures the temperature integral over the sound path and that the measured value output of this sensor with the impulse sound device or the Picture tube for automatic calibration of the screen image in units of length, depending on of the change in the speed of sound in the forward section with the temperature profile, connected is. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein draht- oder streifenförmiges, in einer Längsausnehmung wie einer Bohrung der Vorlaufstrecke befestigtes wie eingekittetes elektrisches Leiter- oder Halbleiter-Element ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the temperature sensor a wire or strip-shaped, in a longitudinal recess such as a hole in the Leading line attached as well as cemented electrical conductor or semiconductor element is. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gkennzeichnet, daß seine Vorlaufstrecke aus einem Gieoharz besteht und d Temperaturfühler-Element mit eingegossen ist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that its leading section consists of a Gieoharz and the temperature sensor element is cast in.
DE19661573617 1966-02-21 1966-02-21 Arrangement to compensate for the change in the ultrasonic speed with temperature Pending DE1573617A1 (en)

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DEK0058493 1966-02-21

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DE19661573617 Pending DE1573617A1 (en) 1966-02-21 1966-02-21 Arrangement to compensate for the change in the ultrasonic speed with temperature

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DE (1) DE1573617A1 (en)

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