DE102014111856A1 - Modulares Prüfsystem - Google Patents

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sensor
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DE201410111856
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English (en)
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Kevin Andrew Coombs
Joshua Lynn Scott
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Baker Hughes Holdings LLC
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General Electric Co
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Abstract

Es ist ein Prüfsystem zur Inspektion eines Zielobjekts offenbart. Das Prüfsystem enthält ein Prüfmodul. Zu dem Prüfmodul gehören: ein Gehäuse; ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, Sensordaten bereitzustellen, die sich auf das Zielobjekt beziehen; ein Prüfmodulprozessor, der dazu eingerichtet ist, die Sensordaten von dem Sensor entgegenzunehmen und entsprechende gepackte Daten zu erzeugen; und eine Prüfmodulschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor auszugeben. Das Prüfsystem enthält ferner ein Handset, das dazu eingerichtet ist, wahlweise mit dem Prüfmodulprozessor mechanisch in Eingriff zu kommen. Das Handset enthält einen Handsetprozessor, eine Handsetschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von der Prüfmodulschnittstelle entgegenzunehmen und die gepackten Daten zu dem Handsetprozessor zu liefern, und eine Benutzerausgabeschnittstelle, die auf den Handsetprozessor anspricht, um Informationen über das Zielobjekt auf der Grundlage der gepackten Daten an einen Benutzer auszugeben.

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft Prüfsysteme, beispielsweise modulare Prüfsysteme für zerstörungsfreie Untersuchung.
  • Prüfsysteme zur zerstörungsfreien Untersuchung können verwendet werden, um Zielobjekte zu inspizieren, um Anomalien in den Objekten zu identifizieren und zu analysieren. Zerstörungsfreie Untersuchung ermöglicht einer Untersuchungsfachkraft, die Sonde eines Prüfsystems an oder in der Nähe der Oberfläche des Zielobjekts zu manövrieren, um eine Untersuchung der Oberfläche und/oder der darunterliegenden Struktur des Objekts durchzuführen. Zerstörungsfreie Untersuchung kann besonders in einigen Industrien nützlich sein, wie z.B. Luft- und Raumfahrt, Stromerzeugung und Transport oder Raffination von Öl und Gas, und zwar in Fällen, wo die Inspektion von Zielobjekten vorzugsweise erfolgt, ohne das Objekt von den umgebenden Strukturen zu entfernen, und wo versteckte Anomalien lokalisiert werden können, die andernfalls unentdeckt blieben können.
  • Mehrere verschiedene Prüfsysteme zur zerstörungsfreien Untersuchung, die unterschiedliche Modalitäten verwenden, sind verfügbar. Beispielsweise können visuelle Prüfsysteme genutzt werden, um ein Zielobjekt zu inspizieren, indem eine Videoendoskopsonde, die z.B. einen Bildsensor und eine Bildgebungsoptik aufweist, in der Nähe des Zielobjekts platziert wird, um Videobilder einer Anomalie zu erhalten und anzuzeigen. Jene Videobilder werden anschließend genutzt, um die Anomalie zu analysieren und dabei sehr genaue dimensionale Vermessungen zu erstellen. In Abhängigkeit von der Anwendung und dem Zielobjekt werden verschiedene Videoendoskopsonden unterschiedlicher Charakteristik (z.B. Durchmesser, Länge, optischen Eigenschaften, Gelenkvorrichtung, und dergleichen) genutzt.
  • Es können auch Wirbelstromprüfsysteme genutzt werden, um ein Zielobjekt zu inspizieren, indem eine Wirbelstromsonde mit beispielsweise einer Wirbelstromtreiberspule, die ein sich änderndes Magnetfeld erzeugt, in der Nähe der Oberfläche des Zielobjekts platziert wird. Das sich ändernde Magnetfeld induziert in dem Zielobjekt einen Wirbelstrom, der durch einen Wirbelstromsensor (z.B. eine Empfängerspule) in der Wirbelstromsonde erfasst werden kann. Die Anwesenheit von Anomalien in dem Zielobjekt ruft eine Wirbelstromänderung hervor, deren Phase und Betrag beobachtet werden kann, um die Anwesenheit der Anomalie zu erfassen. In Abhängigkeit von der Anwendung und dem Zielobjekt (z.B. Rohrleitungen, Oberfläche, Untergrund, Befestigungsbohrungen, Fahrwerkräder, Schweißnähte, und dergleichen) werden verschiedene Wirbelstromsonden unterschiedlicher Charakteristik (z.B. Durchmessern, Längen, Frequenzen, und dergleichen) verwendet.
  • Ultraschallprüfsysteme können ebenfalls verwendet werden, um ein Zielobjekt zu inspizieren, indem in der Nähe der Oberfläche eines Zielobjekts eine Ultraschallsonde platziert wird, die z.B. einen Wandler aufweist, der ein Ultraschallsignal überträgt. Das Ultraschallsignal wird von den Anomalien des Zielobjekts reflektiert und von dem Wandler der Ultraschallsonde aufgenommen. Die Anwesenheit von Anomalien in dem Zielobjekt wird durch Analyse des zeitlichen Ablaufs und der Amplitude der aufgenommenen Ultraschallsignale festgestellt. In Abhängigkeit von der Anwendung und dem Zielobjekt werden verschiedene Ultraschallsonden mit Wandlern, die unterschiedliche Charakteristik (z.B. Frequenz, Teilung, Keilwinkel, und dergleichen) aufweisen, verwendet.
  • Weiter lassen sich auch radiographische Prüfsysteme verwenden, um ein Zielobjekt mittels einer Röntgenstrahl- oder Millimeterwellenquelle zu inspizieren. Darüber hinaus können thermographische Prüfsysteme genutzt werden, um ein Zielobjekt zu inspizieren.
  • Viele dieser Prüfsysteme sind als handgeführte Geräte (oder Handsets) erhältlich. In einigen Prüfsystemen ist eine spezielle Sonde mit einer bestimmten Charakteristik dauerhaft an dem Handset angebracht. Falls für eine spezielle Untersuchung eine andere Sonde erforderlich ist, wird der Benutzer, selbst wenn die Sonde die gleiche Modalität aufweist (z.B. wenn eine Videoendoskopsonde mit einem anderen Durchmesser oder einer anderen Länge benötigt wird oder wenn eine Wirbelstromsonde mit einer anderen Frequenz benötigt wird), daher ein vollkommen anderes Prüfsystem erlangen müssen, anstatt in der Lage zu sein, nur die Sonde auszutauschen. Desgleichen muss die gesamte Inspektionseinheit, einschließlich des Handsets, ausgetauscht werden, falls die Sonde einer Inspektionseinheit zu erweitern oder auszutauschen ist.
  • In anderen Prüfsystemen ist das Handset konstruiert, um unterschiedliche Sonden derselben Modalität aufzunehmen. Beispielsweise kann ein Handset eines visuellen Prüfsystems bereitgestellt sein, das mehrere unterschiedliche Videoendoskopsonden unterschiedlicher Charakteristik bedienen kann. Da das Handset eines visuellen Prüfsystems die Bauteile enthält, um die Videoendoskopsonden zu steuern (z.B. Gelenkvorrichtung, Lichtquelle, und dergleichen), kann es allerdings nicht in Verbindung mit Sonden anderer Prüfsysteme genutzt werden, die andere Modalitäten und Untersuchungstechniken verwenden. Falls eine andere Inspektionssonde (z.B. eine Wirbelstromsonde) erforderlich ist, würden ein vollkommen anderes Prüfsystem und Handset benötigt werden, anstatt in der Lage zu sein, nur die Sonde auszutauschen. Desgleichen kann eine spezielle Sonde gewöhnlich nur in Verbindung mit einem speziellen Handset arbeiten, das entworfen worden ist, um diese spezielle Sonde zu betreiben, was einen flexiblen Einsatz der Sonde einschränkt.
  • Die obige Erörterung dient lediglich einer allgemeinen Hintergrundinformation und sollte nicht als Hilfe zur Ermittlung des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Prüfsystem zur Inspektion eines Zielobjekts offenbart. Das Prüfsystem enthält ein Prüfmodul. Zu dem Prüfmodul gehören: ein Gehäuse, ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, Sensordaten zu erzeugen, die sich auf das Zielobjekt beziehen, ein Prüfmodulprozessor, der dazu eingerichtet ist, die Sensordaten von dem Sensor zu empfangen und entsprechende gepackte Daten zu erzeugen, und eine Prüfmodulschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor auszugeben. Das Prüfsystem enthält ferner ein Handset, das dazu eingerichtet ist, wahlweise mit dem Prüfmodul mechanisch in Eingriff zu kommen. Das Handset enthält einen Handsetprozessor, eine Handsetschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von der Prüfmodulschnittstelle zu empfangen und die gepackten Daten zu dem Handsetprozessor zu liefern, und eine Benutzerausgabeschnittstelle, die auf den Handsetprozessor anspricht, um Informationen über das Zielobjekt auf der Grundlage der gepackten Daten an einen Benutzer auszugeben.
  • In einer Ausführungsform ist ein Prüfsystem zur Inspektion eines Zielobjekts offenbart. Zu dem Prüfsystem gehören: ein Prüfmodul mit einem Gehäuse, einem Sensor, der dazu eingerichtet ist, Sensordaten zu erzeugen, die sich auf das Zielobjekt beziehen, einem Prüfmodulprozessor, der dazu eingerichtet ist, die Sensordaten von dem Sensor zu empfangen und entsprechende gepackte Daten zu liefern, und einer Prüfmodulschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor auszugeben; und ein Handset, das dazu eingerichtet ist, wahlweise mit dem Prüfmodulprozessor mechanisch in Eingriff zu kommen, wobei das Handset aufweist: einen Handsetprozessor, eine Handsetschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von der Prüfmodulschnittstelle zu empfangen und die gepackten Daten zu dem Handsetprozessor zu liefern, und eine Benutzerausgabeschnittstelle, die auf den Handsetprozessor anspricht, um Informationen über das Zielobjekt auf der Grundlage der gepackten Daten an einen Benutzer auszugeben.
  • In dem zuvor erwähnten Prüfsystem kann der Sensor einen Bildsensor zur Durchführung einer visuellen Inspektion beinhalten.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor eine(n) oder mehrere von einer Wirbelstromsonde zur Durchführung einer Wirbelstrominspektion, einem Ultraschallwandler zur Durchführung einer Ultraschallinspektion, einer Röntgenstrahl- oder Millimeterwellenquelle zur Durchführung einer radiographischen Untersuchung und/oder einem Temperatursensor zur Durchführung einer thermographischen Untersuchung beinhalten.
  • Das Prüfsystem jeder oben erwähnten Bauart kann ferner eine Batterie aufweisen, die dazu eingerichtet ist, wahlweise mit dem Handset mechanisch in Eingriff zu kommen und das Handset mit elektrischem Strom zu versorgen.
  • In dem Prüfsystem der zuvor erwähnten Bauart kann der Sensor elektrischen Strom von dem Handset über die Handsetschnittstelle und die Prüfmodulschnittstelle empfangen.
  • In dem Prüfsystem jeder oben erwähnten Bauart kann das Handset zudem eine Benutzereingabeschnittstelle aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Steuersignale zu dem Handsetprozessor zu übermitteln, um das Prüfmodul zu steuern.
  • In dem Prüfsystem jeder oben erwähnten Bauart kann die Handsetschnittstelle außerdem einen Handsetanschluss aufweisen, und die Prüfmodulschnittstelle kann zudem einen Prüfmodulanschluss aufweisen, der dazu eingerichtet ist, mit dem Handsetanschluss mechanisch in Eingriff zu kommen, wobei der Handsetprozessor über den Handsetanschluss und den Prüfmodulanschluss mit dem Prüfmodulprozessor Daten austauscht.
  • In dem Prüfsystem jeder oben erwähnten Bauart kann das Handset eine Detektionseinheit enthalten, die dazu eingerichtet ist, ein Trennen oder Anbringen des Prüfmoduls zu erfassen.
  • In dem Prüfsystem jeder oben erwähnten Bauart können die gepackten Daten Sensordaten sein, die durch den modularen Inspektionsprozessor formatiert sind.
  • In dem Prüfsystem, das einen Bildsensor aufweist, einer beliebigen oben erwähnten Bauart weist das Handset vorzugsweise keinen Gelenkantrieb auf, der dazu eingerichtet ist, den Sensor zu bewegen.
  • In dem Prüfsystem, das einen Bildsensor aufweist, einer beliebigen oben erwähnten Bauart weist das Handset vorzugsweise keine Lichtquelle auf, die dazu eingerichtet ist, das Zielobjekt zu beleuchten.
  • In dem Prüfsystem, das einen Bildsensor aufweist, einer beliebigen oben erwähnten Bauart kann das Prüfmodul ferner einen Gelenkantrieb aufweisen, der dazu eingerichtet ist, den Sensor zu bewegen.
  • In dem Prüfsystem, das einen Bildsensor aufweist, einer beliebigen oben erwähnten Bauart kann das Prüfmodul außerdem eine Lichtquelle aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Zielobjekt zu beleuchten.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Inspizieren eines Zielobjekts mittels eines Prüfmoduls und eines Handsets offenbart. Zu dem Verfahren gehören die Schritte: Gewinnen von Sensordaten von einem Sensor in dem Prüfmodul, das in der Nähe des Zielobjekts angeordnet ist, Empfangen der Sensordaten mittels eines Prüfmodulprozessors in dem Prüfmodul, Formatieren der Sensordaten mittels des Prüfmodulprozessors, um gepackte Daten bereitzustellen, Übertragen der gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor zu einem Handsetprozessor in dem Handset, und Übertragen von Informationen über das Zielobjekt auf der Grundlage der gepackten Daten von dem Handsetprozessor zu einer Benutzerausgabeschnittstelle.
  • Das zuvor erwähnte Verfahren kann zudem den Schritt des Übertragens eines Steuersignals von einer Benutzereingabeschnittstelle in dem Handset zu dem Prüfmodulprozessor aufweisen, um den Sensor in dem Prüfmodul zu steuern.
  • Weiter kann das Verfahren alternativ oder zusätzlich den Schritt beinhalten, das Prüfmodul und das Handset mechanisch in Eingriff zu bringen.
  • Ein Vorteil, der sich in der praktischen Umsetzung einiger offenbarter Ausführungsformen des modularen Prüfsystem erweisen kann, basiert darauf, dass in Verbindung mit einem einzigen Handset unterschiedliche Prüfmodule genutzt werden können. Dies erlaubt die Durchführung von Inspektionen in vielfältigen Modalitäten oder den Austausch beschädigter oder defekter Prüfmodule, ohne die Erfordernis eines Austausches der Handsetausrüstung.
  • Diese Kurzbeschreibung der Erfindung soll lediglich einen kurzen Überblick über den hierin offenbarten Gegenstand gemäß einer oder mehreren anschaulichen Ausführungsformen unterbreiten und dient nicht als Anleitung zur Auslegung der Ansprüche oder zur Definition oder Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung, die allein durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist. Diese Kurzbeschreibung ist unterbreitet, um eine veranschaulichende Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form einzuführen, die weiter unten in der detaillierten Beschreibung eingehender beschrieben sind. Diese Kurzbeschreibung dient weder zur Identifizierung grundlegender Merkmale oder wesentlicher Merkmale der vorliegenden Erfindung, noch zur Ermittlung des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Realisierungen beschränkt, die einzelne oder sämtliche der in dem Hintergrund erwähnten Nachteile lösen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Um die Merkmale der Erfindung verständlicher zu machen, ist eine detaillierte Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele unterbreitet, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es ist jedoch zu beachten, dass die Zeichnungen lediglich spezielle Ausführungsbeispiele dieser Erfindung veranschaulichen und daher deren Schutzumfang nicht beschränken sollen, da der Schutzumfang der Erfindung weitere gleichermaßen wirkungsvolle Ausführungsbeispiele umfasst. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabgetreu, wobei die Darstellung von Merkmalen spezieller Ausführungsbeispiele der Erfindung allgemein hervorgehoben ist. In den Zeichnungen werden zur Bezeichnung ähnlicher Elemente über die unterschiedlichen Ansichten hinweg ähnliche Bezugszeichen verwendet. Für eine Vertiefung des Verständnisses der Erfindung wird daher auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verwiesen:
  • 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein exemplarisches modulares Prüfsystem;
  • 2 zeigt das exemplarische modulare Prüfsystem von 1 schematisch in einem Ausschnitt;
  • 3 veranschaulicht das exemplarische modulare Prüfsystem von 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht;
  • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Handsets für das exemplarische modulare Prüfsystem von 3;
  • 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein exemplarisches Prüfmodul für das exemplarische modulare Prüfsystem von 3;
  • 6 zeigt schematisch in einem Ausschnitt ein exemplarisches modulares Prüfsystem für ein visuelles Prüfsystem;
  • 7 veranschaulicht in einem Diagramm auf hoher Abstraktionsebene ein Datenverarbeitungssystem und damit verbundene Komponenten; und
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Inspizieren eines Zielobjekts mittels eines Prüfmoduls und eines Handsets.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein exemplarisches modulares Prüfsystem 10 zur Inspektion eines Zielobjekts 20. Das Blockschaltbild repräsentiert eine Reihe unterschiedlicher modularer Prüfsysteme 10, die unterschiedliche Modalitäten und Inspektionstechniken verwenden, beispielsweise, ohne darauf beschränken zu wollen, visuelle, Wirbelstrom-, Ultraschall-, radiographische und thermographische Prüfsysteme, zur zerstörungsfreien Untersuchung. Wie weiter unten erläutert, ermöglicht das erfindungsgemäße modulare Prüfsystem 10 die Inspektion von Zielobjekten 20 mittels verschiedener dieser Modalitäten.
  • In einem Ausführungsbeispiel hält der Benutzer 2 das Handset 100, um eine Inspektion eines Zielobjekts 20 durchzuführen. Das Handset 100 ist dazu eingerichtet, wahlweise mit einem Gehäuse eines Prüfmoduls 200 (oder einer "Sonde") mechanisch in Eingriff zu kommen. Eine Batterie 300 ist dazu eingerichtet, wahlweise mit dem Gehäuse des Handsets mechanisch in Eingriff zu kommen. Das Handset 100 und das Prüfmodul 200 sind derart eingerichtet, dass sie wahlweise aneinander angebracht oder voneinander getrennt werden können, um die Entfernung eines Prüfmoduls 200 von dem Handset 100 und den Austausch gegen ein anderes Prüfmodul 200 zu ermöglichen. Beispielsweise kann ein visuelles Prüfmodul, beispielsweise ein Videoendoskop mit einem Durchmesser von 3,9 mm, einer Länge von 2,0 m und einem Sichtfeld von 80 Grad gegen ein anderes visuelles Prüfmodul mit einem Durchmesser von 5,0 mm, einer Länge von 3,0 m und einem Sichtfeld von 50 Grad ausgetauscht werden. Da die modalitätsspezifische Hardware und Verarbeitung zur Durchführung einer Untersuchung (z.B. Gelenkantrieb oder Lichtquelle für ein Videoendoskop) nicht in dem Handset 100 sondern in dem Prüfmodul 200 angeordnet ist, kann das Handset 100 außerdem, und wie weiter unten erläutert, in Verbindung mit Prüfmodulen 200 für verschiedene Modalitäten (beispielsweise in Verbindung mit Videoendoskopsonden und Wirbelstromsonden) verwendet werden.
  • Erneut Bezug nehmend auf 1 weist das Prüfmodul 200 mindestens einen Sensor 210 auf, der elektrisch und mechanisch mit dem Gehäuse des Prüfmoduls 200 verbunden ist. Der Sensor 210 (z.B. ein Bildsensor in einem visuellen Prüfsystem oder eine Empfängerspule in einem Wirbelstromprüfsystem) ist dazu eingerichtet, Sensordaten zu erzeugen, die sich auf das Zielobjekt 20 beziehen, wenn er in der Nähe des Zielobjekt 20 in einem Erfassungsbereich des Sensors 210 angeordnet ist.
  • 2 zeigt das exemplarische modulare Prüfsystem 10 von 1 schematisch in einem Ausschnitt. Das exemplarische modulare Prüfsystem 10 enthält ein Handset 100, ein Prüfmodul 200 und eine Batterie 300. 3 veranschaulicht anhand einer perspektivischen Ansicht des exemplarischen modularen Prüfsystems von 1 und 2 für ein exemplarisches visuelles Prüfsystem die Anschlüsse zwischen dem Handset 100 (4), dem Prüfmodul 200 (5) und der Batterie 300.
  • Mit Blick auf das Handset 100 des in 2 und 4 gezeigten modularen Prüfsystems 10 ist es ersichtlich, dass das Handset 100 keine der modalitätsspezifischen Inspektionsbauteile 220 enthält, die stattdessen in dem Prüfmodul 200 angeordnet sind. Da das Handset 100 diese Inspektionsbauteile 220 nicht enthält, kann das Handset 100 selbst ähnlich wie ein gewöhnlicher Computer bedient werden. Beispielsweise ist das Handset 100 in der Lage, Desktopversionen oder eingebettete Versionen handelsüblicher Betriebssysteme ablaufen zu lassen, und kann im Handel erhältliche Software benutzen. Dementsprechend weist das Handset 100 die Rechenleistung eines modernen Computers auf, jedoch in einem Format, das durch einen Anwender 2 mit einer Hand gehalten und betrieben werden kann. Dies ermöglicht ein Handset 100 mit kleinerem Versandprofil, geringeren Kosten und höherer Leistung hinsichtlich der Sammlung von Daten, Erstellung von Berichten und Übertragung von beiden zu anderen Orten.
  • Gewisse Teile der Computerhardware des Handsets 100 können so programmiert sein, dass sie sich bei Empfang von Sensordaten von dem Prüfmodul 200 anders verhalten, wenn ein Prüfmodul 200 angeschlossen ist (z.B. als ein für zerstörungsfreie Untersuchung spezifiziertes Handset), als wenn kein Prüfmodul 200 angeschlossen ist (z.B. als ein herkömmlicher Computer). Falls beispielsweise eine visuelle Inspektionsvorrichtung an dem Handset 100 angeschlossen ist, können die Zentralprozessoreinheit (CPU) und der Grafikprozessor (GPU) des Handsets 100 programmiert sein, um die Videodaten aufzunehmen, vielfältige Bildverarbeitungsoperationen, wie beispielsweise Skalierung, Entflechtung, Gamma-Korrektur und Alpha-Blending mit einer grafischen Überlagerung, darauf durchführen und diese endgültige Ausgabe fortlaufend über interne oder externe Bildschirme wiederzugeben.
  • In einem Ausführungsbeispiel, und wie in 2 und 3 gezeigt, enthält das modulare Prüfsystem 10 eine wahlweise lösbare Batterie 300 mit einem Batteriestromanschluss 310 zur Verbindung mit dem Handsetstromanschluss 110 des Handsets 100, um Strom zu führen, wenn das Handset 100 und die Batterie 300 miteinander betriebsmäßig eingriffsverbunden sind. In einem Ausführungsbeispiel enthält das Handset 100 eine interne Batterie. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Handset 100 zudem einen elektrischen Anschluss 118 aufweisen, um Leistung von einer externen Energiequelle (Gleichstrom oder Wechselstrom) aufzunehmen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 4 enthält das Handset 100 in einem Ausführungsbeispiel einen Computer-on-Modul (COM) Express Einplatinencomputer (SBC) 150, der einen Handsetprozessor 152 (z.B. einen Intel x86 Prozessor), einen Speicher 154 (z.B. Companion-chip DDR3 RAM) und unterstützende Stromversorgung enthält. Das Handset 100 kann zudem eine kundenspezifische Trägerplatine enthalten, um den SBC sowie Festplatten- oder Solid-State-Drive-Speicher (SSDs) zu tragen. Der Handsetprozessor 152 kann in dem Handsetgehäuse 102, z.B. hinter einer Benutzerausgabeschnittstelle 130, angeordnet sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Handset 100 außerdem eine Benutzereingabeschnittstelle 140 auf, die eines oder mehrere von (vollständigen, numerischen oder spezifischen) Tastaturen, Tastenfeldern, Joysticks, Bedientasten, Touchpads, Touchscreen-Bedienoberflächen, Schaltern und/oder sonstigen Bedienelementen aufweisen kann. Die Benutzereingabeschnittstelle 140 kann einen Sensor beinhalten, dem eine Touchscreen-Bedienoberfläche zugeordnet ist, die sichtbare Darstellungen von virtuellen Tastaturen, Kontrollhebeln oder anderen Bedienelementen, wie sie oben beschrieben sind, präsentiert. Mittels eines solchen Touchscreens ist der Benutzer 2 in der Lage, Eingaben zu erzeugen, als ob physische Bedienelemente vorhanden wären. Die oben erörterte Benutzereingabeschnittstelle 140 ist dazu eingerichtet, an den Handsetprozessor 152 Steuersignale zu übertragen, um das Prüfmodul 200 zu steuern.
  • Wie in 4 gezeigt, weist das Handsetgehäuse 102 in einem Ausführungsbeispiel einen Griffabschnitt 172 auf, der dazu eingerichtet ist, durch einen Anwender 2 gehalten zu werden. Der Griffabschnitt 172 kann in Form eines Hammergriffs (wie gezeigt) oder eines Pistolengriffs ausgebildet sein. Die Benutzereingabeschnittstelle 140, beispielsweise ein Kontrollhebel, wie in 4 gezeigt, kann so angeordnet sein, dass der Anwender 2 in der Lage ist, die Benutzereingabeschnittstelle 140 mit dem Daumen einer Hand zu bedienen, während er den Griffabschnitt 172 des Handsets 100 (4) mit den Fingern derselben Hand umfasst. Die Benutzereingabeschnittstelle 140 kann zudem eine oder mehrere Auslöser 174 aufweisen.
  • In einem Ausführungsbeispiel enthält das Handset 100 außerdem eine Benutzerausgabeschnittstelle 130, die z.B. ein visuelles Display (LCD, AMOLED, und dergleichen), einen Lautsprecher, einen Summer oder eine haptische (vibrierende) Vorrichtung aufweisen kann. Die in 4 dargestellte Benutzerausgabeschnittstelle 130, ein Anzeigebildschirm, ist in dem Handsetgehäuse 102 eingebaut. In dem Ausführungsbeispiel von 4 spricht die Benutzerausgabeschnittstelle 130 auf den Handsetprozessor 152 an, um die das Zielobjekt 20 betreffenden Ausgabeinformationen einem Benutzer 2 auf der Grundlage der gepackten Daten anzuzeigen.
  • Weiter kann das Handset 100 Eingabe- und Ausgabeanschlüsse 120 (Universeller serieller Bus (USB), Videoausgänge, beispielsweise DisplayPort und Audioanschlüsse, wie beispielsweise 3,5 mm Steckbuchsen) aufweisen. Darüber hinaus kann das Handset eine Drahtlosnetzwerkschnittstelle (WLAN) 122 (z.B. WiFi-Karte, Bluetooth-Sende/Empfangsvorrichtung) für drahtlose Kommunikation aufweisen. Zusätzlich zu einer Audioschaltung (CODEC) kann das Handset 100 auch Schaltkreise enthalten, um die Energiezustände des Handsets 100, des Prüfmoduls 200, das durch das Handset 100 mit Strom versorgt sein kann, und anderer Komponenten in dem Handset 100 zu steuern.
  • Wie in 2 gezeigt, enthält das Handset 100 in einem Ausführungsbeispiel eine Hot-Swap-Erfassungseinheit 160, die dazu eingerichtet ist, einen Anschluss des Prüfmoduls 200 an dem Handset 100 oder eine Trennung des Prüfmoduls 200 von dem Handset 100 zu erfassen. Die Hot-Swap-Erfassungseinheit 160 kann in dem Handsetprozessor 152 enthalten sein oder kann eine unabhängige Komponente sein. In einem Ausführungsbeispiel ist die Hot-Swap-Erfassungseinheit 160 ein normalerweise offener Tastschalter mit einem Stößel, der dem Prüfmodul 200 zugewandt ist. Wenn das Prüfmodul 200 betriebsmäßig mit dem Handset 100 in Eingriff gebracht wird, drückt das Prüfmodul 200 gegen den Stößel, so dass der Schalter geschlossen wird. Der Handsetprozessor 152 erfasst den geschlossenen Schalter als ein Anzeichen, dass das Prüfmodul 200 angeschlossen ist. Der Handsetprozessor 152 kann den Schalterzustand erfassen, indem z.B. eine Seite des Schalters an Masse gelegt wird, während die andere auf ein höheres Potential gelegt wird und die Spannung der auf dem höheren Potential gelegten Seite überwacht wird, wobei die Spannung abfällt, wenn das Prüfmodul 200 angeschlossen wird. Wenn das Prüfmodul 200 von dem Handset 100 getrennt wird, öffnet der Schalter, und der Handsetprozessor 152 erfasst den offenen Schalter als ein Anzeichen, dass das Prüfmodul 200 abgenommen ist.
  • Wie in 2 gezeigt, kann das Handset 100 zudem eine Handsetschnittstelle 112 aufweisen, um mit der Prüfmodulschnittstelle 212 des Prüfmoduls 200 (5) elektrisch verbunden zu werden und Signale (die z.B. Daten, Steuerung und Stromversorgung betreffen) auszutauschen. Es ist klar, dass die Handsetschnittstelle 112 und die Prüfmodulschnittstelle 212 (und andere hierin offenbarte Vorrichtungen) elektrisch verbunden werden und mit oder ohne eine physikalische Verbindung (z.B. von Metall zu Metall) Signale (z.B. elektrische, elektromagnetische oder optische Signale) austauschen können. Beispielsweise kann ein RFID-System über elektrische (z.B. elektromagnetische) Signale einen berührungsfreien Nahfelddatenaustausch bereitstellen, indem zwei Vorrichtungen nahe beieinander angeordnet werden.
  • Die Handsetschnittstelle 112 ist dazu eingerichtet, mit der Prüfmodulschnittstelle 212 mechanisch in Eingriff zu kommen, während der Handsetanschluss 113 in Bezug auf die Handsetschnittstelle 112 betriebsmäßig angeordnet wird, um mit dem Prüfmodulanschluss 213 in der Prüfmodulschnittstelle 212 zusammenzupassen oder in mechanischen Eingriff zu kommen. In einem Ausführungsbeispiel ist der Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 112 wenigstens zum Teil auf einer Oberfläche des Handsetgehäuses 102 angeordnet. Wie in 5 gezeigt, kann der Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 in dem Prüfmodulgehäuse 202 angebracht sein. Wie weiter unten erläutert, kann das Handset 100 gemeinsam mit anwendereigenen oder beliebigen üblichen standardisierten seriellen PC-Schnittstellen (PCI Express, USB, I2C/SMBUS, UART/COM/RS-232) oder parallelen Schnittstellen Leistung übertragen, um die Übermittlung von Steuerbefehlen zu dem Prüfmodul 200 zu ermöglichen und Daten von dem Prüfmodul 200 zu empfangen.
  • In einem Ausführungsbeispiel weisen die Handsetschnittstelle 112 und die Prüfmodulschnittstelle 212 entsprechende passende Anschlüsse 113, 213 zum Austauschen von Datensignalen, Steuersignalen und Leistung auf. Es ist klar, dass der Handsetanschluss 113 und der Prüfmodulanschluss 213, obwohl sie in 2 als Einzelanschlüsse gezeigt sind, jeweils Mehrfachanschlüsse (z.B. gesonderte Anschlüsse für Daten, Steuerung und Stromversorgung) beinhalten können. Beispielsweise kann der Handsetanschluss 113 in der Handsetschnittstelle 112 einen Datenanschluss (z.B. PCI EXPRESS-Steckplatz hoher Datenrate) und einen Steueranschluss (USB) beinhalten. Der Handsetprozessor 152 kann Daten von dem Prüfmodul 200 über den Datenanschluss aufnehmen und über den Steueranschluss ein Steuersignal zu dem Prüfmodul 200 übermitteln. Wenn das Prüfmodul 200, wie in 2 und 3 gezeigt, an dem Handset 100 angebracht ist, sind der Datenanschluss und der Steueranschluss des Prüfmodulanschlusses 213 mit passenden Anschlüssen in dem Handsetanschluss 113 verbunden. Für "eigenständige" Anwendungen, bei denen das Prüfmodul 200 nicht mit einem Handset 100 verbunden ist, sondern stattdessen an einem Standardrechner 400 (z.B. PC, Laptop, Tablet, und dergleichen) angeschlossen ist, kann das Prüfmodul mit einem oder mehreren zusätzlichen Datenanschlüssen 214 (z.B. einem VGA-, DVI-, HDMI- oder DISPLAYPORT-Anschluss) und einem Steueranschluss 216 (z.B. einem "B"- oder "Mini-B"-USB-Anschluss) ausgestattet sein. Darüber hinaus kann das Prüfmodul 200 mit einem Standardrechner 400 über den Prüfmodulanschluss 213 verbunden sein, der in anderen Anwendungen, wie zuvor beschrieben, mit dem Handset 100 verbunden sein kann.
  • In weiteren Ausführungsbeispielen werden Datensignale und Steuersignale über einen einzelnen Anschluss einem Zeit- oder Pin-Multiplexverfahren unterworfen. Daten, Steuerung oder gemeinsam verwendete Pins, Anschlüsse oder Datenverbindungen können halb- oder vollduplex signalisiert werden und können parallele oder serialisierte Daten führen. In einem Beispiel sind die Steuersignalanschlüsse zusammenpassende USB-Anschlüsse. In dem hier verwendeten Sinne schließt der Begriff "USB-Anschluss" Anschlüsse ein, die die Signalisierungsprotokolle von USB über Leiter mit den gleichen Funktionen (z.B. Vbus, D+, D- und GND) nutzen, jedoch mechanische Eigenschaften aufweisen, die der maßgebenden Spezifikation nicht entsprechen.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist der Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 112 nachgiebige Federstifte auf, die einen gewissen Bewegungsgrad aufweisen. Der Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 weist Aufnahmebeläge auf, um die Federkontaktstifte von dem Handsetanschluss 113 aufzunehmen, die so eingerichtet sind, dass die erforderliche charakteristische Impedanz der speziellen Standardschnittstelle erfüllt ist (z.B. ist auf USB-Datenpaaren eine differentielle Impedanz von 90 Ohm erforderlich).
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die Handsetschnittstelle 112 nur dann betriebsbereit, wenn sich das Prüfmodul 200 mit dem Handset 100 in Eingriff befindet. Die Hot-Swap-Erfassungseinheit 160 des Handsets 100 kann außerdem genutzt werden, um das Anbringen des Prüfmodulanschlusses 213 an dem Handsetanschluss 113 oder das Abnehmen des Prüfmodulanschlusses 213 von dem Handsetanschluss 113 zu erfassen.
  • Die Verbindung zwischen dem Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 112 und dem Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 bildet eine rein elektrische Schnittstelle (beispielsweise ist es nicht erforderlich, die Motorsteuerung oder Beleuchtung zwischen dem Handset 100 und dem Prüfmodul 200 zu übertragen), was Verluste minimiert und die Abdichtung erleichtert. In dem offenbarten Ausführungsbeispiel entspricht das Handset 100, einschließlich der Handsetschnittstelle 112, dem Schutzgrad IP67. In einem Ausführungsbeispiel ist die Handsetschnittstelle 112 mittels Führungen, Riegeln und Arretierungen an einem oder beiden von den Gehäusen 102, 202 des Handsets 100 und des Prüfmoduls 200 mechanisch passend mit der Prüfmodulschnittstelle 212 verbunden.
  • Mit Bezug auf das Prüfmodul 200 des in 2 und 5 gezeigten modularen Prüfsystems 10 ist es ersichtlich, dass das Prüfmodul 200 die modalitätsspezifischen Inspektionsbauteile 220 enthält. Im Gegensatz zu bestehenden Lösungen, wo die modalitätsspezifischen Inspektionsbauteile 220 in einem Handset angeordnet sind, können in dem in 2 gezeigten modularen Prüfsystem 10 Prüfmodule 200 unterschiedlicher Modalitäten in Verbindung mit demselben Handset 100 verwendet werden. Das erfindungsgemäße Prüfmodul 200 lässt sich einfacher aufrüsten oder austauschen, ohne das Handset 100 zu beeinträchtigen oder es austauschen zu müssen.
  • In einem Ausführungsbeispiel empfängt das Prüfmodul 200, einschließlich des Sensors 210, Leistung von dem Handset 100, wenn der Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 mit dem Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 112 verbunden ist. Das Prüfmodul 200 kann zudem eine interne Batterie enthalten. In noch einem Ausführungsbeispiel kann das Handset 100 einen Stromanschluss 118 aufweisen, um Leistung von einer externen Spannungsquelle (Gleichstrom oder Wechselstrom) zu erhalten.
  • Das Prüfmodul 200 enthält einen Prüfmodulprozessor 252, der in dem Prüfmodulgehäuse 202 angeordnet sein kann. Der Prüfmodulprozessor 252 wird mit Strom betrieben, der über die Modulschnittstelle 212 oder über den Stromanschluss 218 erhalten wird. Der Prüfmodulprozessor 252 kann, wie im Vorausgehenden beschrieben, Daten mit dem Handset 100 austauschen, wobei Daten ausgegeben und Steuersignale aufgenommen werden. In einem Ausführungsbeispiel sind der Sensor 210 und der Prüfmodulprozessor 252 gesonderte Vorrichtungen. In weiteren Ausführungsbeispielen können der Sensor 210 und der Prüfmodulprozessor 252 integriert sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist der Handsetprozessor 152 (z.B. ein INTEL CORE Prozessor) schneller oder in sonstiger Weise leistungsfähiger als der Prüfmodulprozessor 252 (z.B. ein PICMICRO-Prozessor). Diese Ausführungsbeispiele können vorteilhafterweise hardwarenahe Steuerung von dem Handsetprozessor 152 zu dem Prüfmodulprozessor 252 auslagern, was dem Handsetprozessor 152 gestattet, basierend auf aufgezeichneten Sensordaten Hindernisvermeidungspfade oder -Messwerte rascher oder effizienter zu berechnen oder sonstige von dem Benutzer 2 gewünschte rechnerisch aufwendige Funktionen schneller oder effektiver durchzuführen.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Prüfmodul 200 einen Speicher 254 auf, um z.B. Konfigurationsdaten zu speichern. Der Prüfmodulprozessor 252 ist dazu eingerichtet, wahlweise die gespeicherten Konfigurationsdaten, beispielsweise über einen Anschluss, wie den Handsetanschluss 213, zu dem Handset 100 zu übermitteln. Die Konfigurationsdaten können kennzeichnen, welche Erfassungsmodalität bzw. -modalitäten das Prüfmodul 200 unterstützt, und wie die Daten, die durch das Prüfmodul 200 übermittelt werden, (z.B. gepackte Daten) formatiert sind. Die Konfigurationsdaten können zum Zeitpunkt der Herstellung des Prüfmoduls 200 in den Speicher 254 programmiert werden, oder sie können im Feldeinsatz programmiert oder aktualisiert werden. Der Speicher 254 kann ein flüchtiger oder nicht flüchtiger Speicher sein, wie es beispielsweise hierin mit Bezug auf ein Datenspeichersystem 740 (7) beschrieben ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind die Sensordaten, die durch den Sensor 210 übermittelt werden, unverarbeitete erfasste Daten, z.B. Videobilder, Wirbelstromdaten, Ultraschallbilder oder sonstige Daten. Da das Handset 100 keine Modalitätsinspektionsbauteile enthält und daher in Verbindung mit Prüfmodulen 200 unterschiedlicher Modalitäten verwendet werden kann, müssen die Sensordaten in gepackte Daten formatiert (oder umgewandelt) werden, die durch den Handsetprozessor 152 des Handsets 100 aufgenommen werden können. Die gepackten Daten werden von dem Prüfmodulprozessor 252 über den Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 und den Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 112 übertragen. In einem Ausführungsbeispiel ist der Prüfmodulprozessor 252 dazu eingerichtet (z.B. programmiert), die Sensordaten von dem Sensor 210 zu empfangen und entsprechende gepackte Daten zu übermitteln. Der Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 ist dazu eingerichtet, die gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor 252 über den Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 113 zu dem Handsetprozessor 152 zu übertragen.
  • In einem Ausführungsbeispiel enthält das Prüfmodul 200 ein analoges Frontend (AFE), das in dem Prüfmodulprozessor 252 enthalten oder mit diesem verbunden sein kann. Das AFE kann die Sensordaten, beispielsweise mittels eines Analog-Digital-(A/D)-Konverters, digitalisieren. Das AFE kann eine Abtast-Halte-(S/H)-Einheit oder eine korrelierte Doppelabtastungs-(CDS)-Einheit beinhalten, um die Eingangssignale zu dem A/D-Wandler vorzukonditionieren. Das AFE kann zudem in dem Sensor 210 integriert sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel beginnt der Datenfluss durch das modulare Prüfsystem 10 an dem Sensor 210 (z.B. einem Bildsensor, beispielsweise einem CCD), der Sensordaten (z.B. von einem gepackten CMOS-Sensormodul stammendes analoges CCD-Video oder digitales Video) erzeugt. Die Sensordaten werden durch den Prüfmodulprozessor 252 empfangen, der z.B. einen A/D-Wandler und/oder ein AFE beinhalten kann. Der Prüfmodulprozessor 252 erzeugt gepackte Daten. Die gepackten Daten können eine (beispielsweise unter Verwendung eines Puffers erzeugte) Bit-für-Bit- oder Abtastung-für-Abtastung-Kopie der Sensordaten oder eine Signalverstärkung der Sensordaten (z.B. mittels eines Verstärkers) sein. Die gepackten Daten können z.B. durch Digitalisieren der Sensordaten, Abtasten der Sensordaten, Abtasten von Daten und Verarbeiten der abgetasteten Daten mittels einer feldprogrammierbaren Gatter-Anordnung (FPGA) oder einer sonstigen programmierbaren Vorrichtung oder durch eine beliebige Kombination davon erzeugt sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel enthält der Prüfmodulprozessor 252 zudem einen Bus-Transceiver (XCVR) oder ist mit einem solchen verbunden, der die gepackten Daten unter Verwendung der digitalisierten Sensordaten oder einer transformierten Version der digitalisierten Sensordaten übermittelt. Beispielsweise kann der Prüfmodulprozessor 252 oder Bus-Transceiver programmiert oder in sonstiger Weise dazu eingerichtet sein, ein Speicherschreibsignal zu übermitteln, das zumindest einen Teil der gepackten Daten über die Modulschnittstelle 212 und die Handsetschnittstelle 112 zu dem Handsetprozessor 152 überträgt. Die gepackten Daten sind daher Speicherschreibpakete oder -Transaktionen. In einem Beispiel ist das Speicherschreibsignal ein PCI EXPRESS, ISA, EISA oder PCI Speicherschreibsignal. In einem Ausführungsbeispiel ist der Handsetprozessor 152 dazu eingerichtet, die aufgenommenen gepackten Daten in Reaktion auf das Steuersignal anzupassen, um Informationen über das Zielobjekt 20 in einer Form zu erzeugen, die durch den Benutzer 2 genutzt oder wahrgenommen werden kann.
  • Wenn der Handsetprozessor 152 in dem Handset 100 die gepackten Daten erhält, kann er wahlweise die Benutzerausgabeschnittstelle 130 veranlassen, die Informationen über das Zielobjekt 20 in Reaktion auf die gepackten Daten zu liefern, die über die Handsetschnittstelle 112 empfangen worden sind. Die Informationen über das Zielobjekt 20 können eine unmittelbare Darstellung der gepackten Daten oder eine Darstellung einer Transformation der gepackten Daten beinhalten. Folglich kann das, was der Benutzer 2 z.B. sieht oder hört eine transformierte Version der Sensordaten sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist der Handsetprozessor 152 dazu eingerichtet, Steuersignale von der Benutzereingabeschnittstelle 140 automatisch aufzunehmen und auf diese anzusprechen, um entsprechende Steuersignale an den Prüfmodulprozessor 252 auszugeben. In Reaktion auf das empfangene Steuersignal übermittelt der Handsetprozessor 152 über den Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 112 und den Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 ein entsprechendes Steuersignal zu dem Prüfmodul 200. Dies kann z.B. ein Steuersignal sein, das ein Prüfmodul 200, das mit dem Handsetanschluss 113 verbunden ist, dazu veranlasst, gepackte Daten zu übermitteln (z.B. eine Bildaufzeichnung zu beginnen). Der Handsetprozessor 152 ist programmiert oder in sonstiger Weise dazu eingerichtet, gepackte Daten automatisch über den Handsetanschluss 113 zu empfangen und Informationen über das Zielobjekt 20 zu liefern, die einigen oder sämtlichen der empfangenen gepackten Daten entsprechen. Die Benutzerausgabeschnittstelle 130 gibt anschließend die Daten für den Benutzer 2 auf einem Display wieder.
  • Dies erlaubt vorteilhafterweise dem Benutzer 2, Funktionen des Prüfmoduls 200 mit dem Handset 100 zu steuern. Der Handsetprozessor 152 kann die Benutzerausgabeschnittstelle 130 steuern und in Reaktion auf die Benutzereingabeschnittstelle 140 unabhängig entsprechende Steuersignale bereitstellen, oder diese Funktionen können koordiniert sein. Beispielsweise spricht der Prüfmodulprozessor 252 auf das entsprechende Steuersignal an, um den Betrieb des Sensors 210 anzupassen. Der Prüfmodulprozessor 252 kann den Sensor ein- oder ausschalten oder seine Betriebsparameter ändern. Die Benutzereingabeschnittstelle 140 kann Steuersignale bereitstellen, die diesen Funktionen entsprechen. Die Identifizierung der Funktionen des Prüfmoduls 200 kann in dem Speicher 254 gespeichert sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel spricht der Prüfmodulprozessor 252 auf das entsprechende Steuersignal an, um die Sensordaten anzupassen, um die gepackten Daten zu liefern. Beispielsweise kann der Prüfmodulprozessor 252 Helligkeitseinstellungen durchführen, z.B. in Software oder Logik.
  • Wie zuvor erwähnt, und wie in 2 gezeigt, ist das Prüfmodul im Falle "eigenständiger" Anwendungen, bei denen das Prüfmodul 200 an einen Standardrechner 400 angeschlossen oder damit fest verbunden ist, mit einem oder mehreren Datenanschlüssen 214 (z.B. einem VGA-, DVI-, HDMI- oder DISPLAYPORT-Anschluss) und einem Steueranschluss 216 (z.B. einem "B"- oder "Mini-B"-USB-Anschluss) versehen. Wie ebenfalls zuvor erwähnt, kann das Prüfmodul 200 über den Prüfmodulanschluss 213 mit einem Standardrechner 400 verbunden sein. In dieser "eigenständigen" Konfiguration kann das Prüfmodul 200 Steuersignale von dem Standardrechner 400 aufnehmen und Daten (z.B. komprimierte oder nicht komprimierte Daten in einem Datenstrom) zu einem Standardrechner 400 übermitteln, um sie anzuzeigen und zu speichern. An den Datenanschluss 214 kann ein Monitor oder eine Videoaufnahmevorrichtung angeschlossen werden. Strom kann über den Stromanschluss 218 zugeführt werden. Auf diese Weise kann ein Benutzer 2 das Prüfmodul 200 über einen Standardrechner 400 steuern und gepackte Daten in einem Format, für das ohne weiteres Bildschirme verfügbar sind, (z.B. HDMI) empfangen. Dies erlaubt vorteilhafterweise die Durchführung von Inspektionen mittels des Prüfmoduls 200 sowohl wenn ein Handset 100 verfügbar ist als auch wenn kein Handset 100 verfügbar ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist der Prüfmodulprozessor 252 ferner dazu eingerichtet, ein Anzeichen darüber zu bekommen, ob der Prüfmodulanschluss 213 genutzt wird. In einem Ausführungsbeispiel bekommt der Prüfmodulprozessor 252 das Anzeichen darüber, ob der Prüfmodulanschluss 213 in Benutzung ist, indem er erfasst, ob das Handset 100 mit dem Prüfmodulanschluss 213 elektrisch verbunden ist oder nicht. Diese Erfassung kann, wie oben erörtert, durch Anlegen von Pins an ein hohes oder niedriges Potential, durch Messen von Signalverläufen an ausgewählten Pins oder auf anderen Wegen durchgeführt werden.
  • In vielfältigen Ausführungsbeispielen überträgt der Prüfmodulprozessor 252, falls das Handset 100 mit dem Prüfmodul 200 verbunden ist, zumindest einen Teil der ersten gepackten Daten über den Prüfmodulanschluss 213 zu dem Handsetprozessor 152 in dem Handset 100 (2). Der Prüfmodulprozessor 252 kann den zumindest einen Teil von ersten gepackten Daten, wie oben erörtert, über ein Speicherschreibsignal senden. Falls der Prüfmodulanschluss 213 in einem Beispiel in Benutzung ist (z.B. das Prüfmodul 200 mit dem Handset 100 (2) verbunden ist), werden gepackte Daten z.B. mittels PCI-EXPRESS-Signalisierung über den Prüfmodulanschluss 213 übertragen.
  • Falls das Handset 100 mit dem Prüfmodul 200 nicht verbunden ist, überträgt der Prüfmodulprozessor 252 zumindest einen Teil von zweiten gepackten Daten über den Datenanschluss 214 zu dem Standardrechner 400 (2). Alternativ kann der Standardrechner 400 dazu eingerichtet sein, mit dem Prüfmodulprozessor 252 über den Prüfmodulanschluss 213 Daten auszutauschen (nicht gezeigt). Der Prüfmodulprozessor 252, kann eingerichtet sein, um die zweiten gepackten Daten mit einer geringeren Datenrate zu bilden als die Sensordaten (z.B. als die digitalisierten oder digitalen Sensorbilddaten). Falls der Prüfmodulanschluss 213 nicht benutzt wird, beispielsweise da das Prüfmodul 200 nicht mit dem Handset 100 verbunden ist, können gepackte Daten mit niedrigerer Rate über den Datenanschluss 214, z.B. einen VGA-Anschluss oder USB-Anschluss, übertragen werden. In einem Ausführungsbeispiel kann der Prüfmodulprozessor 252 die den ersten gepackten Daten und den zweiten gepackten Daten entsprechenden Datenströme mit variabler oder konstanter Bitrate formatieren. Der Strom der ersten gepackten Daten kann eine höhere maximale Bitrate aufweisen als der Strom der zweiten gepackten Daten.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Prüfmodulprozessor 252 dazu eingerichtet, Daten über den Steueranschluss 216 mit einer geringeren als der vollen Bitrate zu übertragen, z.B. als einen isochronen USB-Datenstrom. Somit ist ein Standardrechner 400 mit geeigneter Software in der Lage, über einen einzelnen Anschlusses das Prüfmodul 200 zu steuern und gepackte Daten zu empfangen. Der Prüfmodulprozessor 252 kann dazu eingerichtet sein, als ein standardgemäßes USB-Gerät zu arbeiten, z.B. als eine Vorrichtung, die eine händlerspezifische USB-Geräteklasse verwendet, um Steuersignale zu empfangen, und als die standardmäßige Video-USB-Geräteklasse, um Informationen über das Zielobjekt 20 über Video zu liefern. Dies erlaubt die Durchführung von Inspektionen nur mittels standardgemäßer Computerhardware und ohne ein Handset 100.
  • Wie erläutert, und wie in 2 gezeigt, ermöglicht das erfindungsgemäße modulare Prüfsystem 10, dasselbe Handset 100 in Verbindung mit Prüfmodulen 200 unterschiedlicher Modalitäten zu verwenden. 6 zeigt schematisch in einem Ausschnitt ein exemplarisches modulares Prüfsystem 670 für ein visuelles Prüfsystem. Wie in einem Vergleich mit 2 und 4 ersichtlich, wird dasselbe Handset 100 in Verbindung mit den gemeinsamen exemplarischen Bauteilen (z.B. der Handsetschnittstelle 112, dem Handsetanschluss 113, der Benutzerausgabeschnittstelle 130, der Benutzereingabeschnittstelle 140, dem Handsetprozessor 152 und dem Speicher 154) verwendet.
  • Mit Bezug auf das visuelle Prüfmodul 600 von 6 enthält das (ebenfalls in 5 gezeigte) visuelle Prüfmodul 600 ein Prüfmodulgehäuse 602, eine Prüfmodulschnittstelle 612 und einen Prüfmodulanschluss 613, die in ähnlicher Weise arbeiten wie die zuvor in 2 beschriebenen generischen Bauteile. Um die Fähigkeiten einer visuellen Inspektion in dem Prüfmodul 600 bereitzustellen, müssen der Prüfmodulprozessor 652 und der Speicher 654 allerdings maßgeschneidert sein, um (modalitätsspezifische) Fähigkeiten der visuellen Inspektion in dem visuellen Prüfmodul 600 gemeinsam mit den visuellen Inspektionsbauteilen 620 vorzusehen. Beispielsweise können die visuellen Inspektionsbauteile 620, ohne darauf beschränken zu wollen, den Gelenkantrieb 622 und damit verbundene Komponenten (Elektromotoren, Servomotoren, pneumatische Steuerungen) sowie die Lichtquelle 624 (LEDs, Laser, Glühbirnen) und damit verbundene Komponenten (Lichtgeneratorsteuerungen) beinhalten. Darüber hinaus beinhalten die visuellen Inspektionsbauteile 620 ohne Beschränkung eine Lichtquellensteuerung (z.B. Stromversorgungen für nahe oder ferne Beleuchtungsquellen), Stromversorgungen und Steuerungen eines Messgenerators, Videorekonstruktions- und Verarbeitungsschaltkreise eines CCD- und CMOS-Bildsensors, digitale Bildkettenbauteile, wie beispielsweise FPGAs und DSPs, und mehrere eingebettet Steuereinrichtungen, um die modalitätsspezifischen Funktionen der Sonde zu bewältigen. Wie erläutert, sind diese visuellen Inspektionsbauteile 620 gewöhnlich in dem Handset bestehender Systeme vorhanden, das nicht in Verbindung mit Prüfmodulen unterschiedlicher Modalitäten werden verwendet kann.
  • Erneut bezugnehmend auf 6 ist der Sensor 610 für das visuelle Prüfmodul ein Bildsensor (z.B. ein CCD), der Sensordaten in Form von analogem Video erzeugen kann. Der Prüfmodulprozessor 652 nimmt die Sensordaten entgegen und ist dazu eingerichtet, eine sichtbare Darstellung der Sensordaten als die gepackten Daten bereitzustellen, die über den Prüfmodulanschluss 213 der Prüfmodulschnittstelle 212 und den Handsetanschluss 113 der Handsetschnittstelle 112 zu dem Handsetprozessor 152 zu übermitteln sind. Der Handsetprozessor 152 ist dazu eingerichtet, Bilddaten, die den gepackten Daten entsprechen, als die Informationen über das Zielobjekt 20 zu erzeugen, die auf dem visuellen Bildschirm in der Benutzerausgabeschnittstelle 130 des Handsets 100 wiederzugeben sind.
  • Der Prüfmodulprozessor 652 empfängt die Sensor-(Bild)-Daten von dem Bildsensor 610, erzeugt gepackte Daten, die den empfangenen Sensordaten entsprechen, und übermittelt wahlweise die gepackten Daten zu dem Handset 100. Beispielsweise können die gepackten Daten digitale Bilddaten sein, die den analogen oder digitalen Videodaten entsprechen. Die digitalen Bilddaten können in einem Videokompressionsformat, z.B. in ITU-T H.262 oder ISO/IEC 14496 Formaten, gepackt sein. Der Prüfmodulprozessor 652 kann Uneinheitlichkeit (FPN, Fliegengittereffekt) kompensieren und digitale Daten der abgebildeten Pixel erzeugen. Der Prüfmodulprozessor 652 kann zudem Befehle entgegennehmen, um lediglich einen Teil der Sensordaten für das Auslesen auszuwählen, um die Kompensation der Uneinheitlichkeit zu aktivieren oder zu deaktivieren oder um ein Testbild zu erzeugen. In einem Ausführungsbeispiel ist der Prüfmodulprozessor 652 dazu eingerichtet, eine Farbkorrektur oder Gamma-Korrektur an den Videodaten von dem Bildsensor 610 durchzuführen und Ergebnisse oder transformierte Ergebnisse davon als die gepackten Daten bereitzustellen. Der Prüfmodulprozessor 652 kann dies in Reaktion auf das entsprechende Steuersignal durchführen, wenn er durch einen Timer, in Reaktion auf eine Benutzersteuerung oder fortlaufend ausgelöst wird.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist der Handsetprozessor 152 dazu eingerichtet, Steuersignale von der Benutzereingabeschnittstelle 140 entgegenzunehmen und ein Steuersignal an den Prüfmodulprozessor 652 des visuellen Prüfmoduls 600 auszugeben. Beispielsweise kann ein Steuersignal von der Benutzereingabeschnittstelle 140 ein Helligkeitssteuersignal sein, wobei der Prüfmodulprozessor 652 zu jedem Datenwert eines Pixels einen dem Helligkeitssteuersignal entsprechenden Wert addiert oder davon subtrahiert. Um die Lichtquelle 624 in dem visuellen Prüfmodul 600 zu steuern, ist der Handsetprozessor 152 desgleichen dazu eingerichtet, ein Steuersignal von der Benutzereingabeschnittstelle 140 des Handsets 100 zu übermitteln. In noch einem Ausführungsbeispiel kann die Benutzereingabeschnittstelle 140 (z.B. ein Kontrollhebel) ein Steuersignal an den Handsetprozessor 152 ausgeben, um den Gelenkantrieb 622 in dem Prüfmodul 600 zu steuern. Der Handsetprozessor 152 kann anschließend ein Gelenksteuersignal ausgeben, das den Lenkmodus und die Kontrollhebelstellung dem Prüfmodulprozessor 652 mitteilt, der anschließend einen entsprechenden Motorbefehl erzeugt, um den Gelenkantrieb 622 in dem Prüfmodul zu steuern. In noch einem Ausführungsbeispiel könnte das Steuersignal von der Benutzereingabeschnittstelle 140 ein Befehl zum Akquirieren von Daten von dem Sensor oder ein Befehl zum Beenden der Datenakquisition von dem Sensor sein. Falls der Handsetprozessor 152 einen Befehl zum Beenden der Datenakquisition von dem Sensor empfängt, könnte der Handsetprozessor 152 ein entsprechendes Steuersignal an den Prüfmodulprozessor 652 ausgeben, um die Leistung in dem Prüfmodul 600 zu reduzieren (z.B. dem Prüfmodulprozessor 652 den Befehl erteilen, die Lichtquelle 624 auszuschalten).
  • Wie in 5 und 6 gezeigt, ist der Sensor 610 z.B. über ein Tragelement 660 an dem Prüfmodulgehäuse 602 angebracht. In einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 610 mit dem körperfernen Ende 662 des länglichen Tragelements 660 verbunden. Das körpernahe Ende 661 des Tragelements 660 ist mit dem Prüfmodulgehäuse 602 verbunden. Das Tragelement 660 kann ein Einführrohr beinhalten und kann ein körperfernes Ende 662 aufweisen, dessen Ausrichtung steuerbar ist. Alternativ kann das Tragelement 660 so konstruiert sein, dass der größte Teil oder im Wesentlichen das gesamte Tragelement 660 bewegt oder ausgerichtet wird, um die Ausrichtung des körperfernen Endes 662 zu steuern. In diesem Beispiel enthält das Prüfmodul 600, wie gezeigt, weder eine Benutzereingabeschnittstelle noch ein Benutzerausgabedisplay. Sollte eine visuelle Wiedergabe gewünscht sein, kann das Prüfmodul 600 vorteilhafterweise in Verbindung mit einem Handset 100 verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6 enthält das Prüfmodul 600 einen Gelenkantrieb 622. In einigen Ausführungsbeispielen ist der Gelenkantrieb 622 in dem Prüfmodulgehäuse 602 angeordnet und nimmt Leistung von einer Stromversorgungsvorrichtung auf. Ein Kraftübertragungselement 623 ist mit dem Gelenkantrieb 622 verbunden und dazu eingerichtet, Kraft von dem Gelenkantrieb 622 längs des Tragelements 660 zu übertragen, um die Ausrichtung des körperfernen Endes des Tragelements 660 zu steuern und somit die Ausrichtung des Bildsensors 610 zu steuern. Das Kraftübertragungselement 623 ist in 6 grafisch dargestellt und kann eine(n) oder mehrere Schubstangen, Riemen, Ketten, Bälge, hydraulische oder pneumatische Leitungen und/oder andere Kraftübertragungskomponenten beinhalten. In einem Beispiel beinhaltet der Gelenkantrieb 622 Motoren, und das Kraftübertragungselement 623 beinhaltet Kabel, die dazu eingerichtet sind, die Ausrichtung des körperfernen Endes des Tragelements 660 zu steuern. In einem Ausführungsbeispiel ist eine abnehmbare Spitze an dem körperfernen Ende des Tragelements 660 angebracht, und der Bildsensor 610 ist in der abnehmbaren Spitze angeordnet.
  • Der Gelenkantrieb 622 und das Kraftübertragungselement 623 (oder mehrere Gelenkantriebe 622 oder Kraftübertragungselemente 623) können verwendet werden, um Einstellungen in beliebigen oder sämtlichen der drei Positionsfreiheitsgrade und der drei Orientierungsfreiheitsgrade und beliebigen oder sämtlichen sonstigen mechanischen Freiheitsgraden des Tragelements 660 oder des Bildsensors 610 (z.B. optischer Zoom des Bildsensors 610 oder mehrere Gelenke eines gegliederten Tragelements 660) durchzuführen. Der Prüfmodulprozessor 652 ist dazu eingerichtet, ein Steuersignal zu empfangen und den Gelenkantrieb 622 in Reaktion auf das empfangene Steuersignal automatisch zu steuern.
  • Unter Bezugnahme auf 6 enthält das Prüfmodul 600 eine Lichtquelle 624, die in dem Prüfmodulgehäuse 602 angeordnet ist. Die Lichtquelle 624 nimmt Strom von einer Stromversorgungsvorrichtung auf und beleuchtet das Zielobjekt 20. Eine optische Faser kann sich entlang des Tragelements 660 erstrecken und an die Lichtquelle 624 gekoppelt sein, um Licht von der Lichtquelle 624 zu dem körperfernen Ende 662 (5) des Tragelements 660 zu übertragen, um das Zielobjekt 20 auszuleuchten. In einigen Ausführungsbeispielen empfängt der Prüfmodulprozessor 152 des Handsets 100 ein Steuersignal von der Benutzereingabeschnittstelle 140 auf und steuert die Lichtquelle 624 automatisch in Reaktion auf das empfangene Steuersignal. In einem Ausführungsbeispiel ist das empfangene Steuersignal ein Beleuchtungssteuersignal, das eine von dem Benutzer 2 gewünschte Änderung der Beleuchtung (z.B. heller, dunkler, Änderung der Wellenlänge, Änderung des Musters) kennzeichnet. Der Handsetprozessor 152 ist dazu eingerichtet, in Reaktion auf das empfangene Beleuchtungssteuersignal einen Lichtquellenbefehl als das entsprechende Steuersignal auszugeben.
  • Während das exemplarische modulare Prüfsystem 670 von 6 zur visuellen Inspektion dient, ist klar, dass das erfindungsgemäße modulare Prüfsystem für sonstige Modalitäten verwendet werden kann, z.B. für Wirbelstrom-, Ultraschall-, radiographische und thermographische Prüfsysteme. Beispielsweise kann der Sensor 210 (2) in einem Wirbelstromprüfsystem eine Wirbelstromsonde mit einer Wirbelstromtreiberspule und einem Wirbelstromsensor (z.B. einer Empfängerspule) sein. In einem Ultraschallprüfsystem kann der Sensor 210 ein Ultraschallwandler sein. In einem radiographischen Prüfsystem kann der Sensor 210 eine Röntgenstrahl- oder Millimeterwellenquelle oder einen entsprechenden Detektor beinhalten.
  • In einem anderen Beispiel, das auf 2 basiert, kann der Sensor 210 ein Temperatursensor sein. In diesem Beispiel veranlasst der Handsetprozessor 152 die Benutzerausgabeschnittstelle 130, einen hörbaren oder fühlbaren Alarm zu erzeugen, falls die durch den Sensor 210 gemessene Temperatur einen ausgewählten Schwellwert überschreitet. Dies hat vielfältige Vorteile. Beispielsweise ist es gelegentlich erwünscht, Strahltriebwerke unmittelbar nach dem Herunterfahren zu untersuchen, während ein Luftfahrzeug an einem Gate eines Flughafenterminals geparkt ist. Der Einsatz des Temperatursensors erlaubt, auf einfache Weise festzustellen, ob die Triebwerkstemperatur noch höher ist als die Temperatur, die das Prüfmodul 200 ertragen kann. Dies verkürzt vorteilhafterweise die Zeit, die erforderlich ist, um auf die Abkühlung des Triebwerks zu warten. Anstatt eine bekannte Zeitspanne abzuwarten, die eine Sicherheitsspanne einschließt, kann die Triebwerkstemperatur periodisch überprüft und eine (z.B. visuelle) Inspektion durchgeführt werden, sobald die Temperatur in dem Betriebsbereich des Prüfmoduls 200 (oder seiner Bauteile, die der Restwärme in dem Triebwerk ausgesetzt sind) liegt.
  • 7 veranschaulicht in einem Diagramm auf hoher Abstraktionsebene die Komponenten eines Datenverarbeitungssystems zur Analyse von Daten und zur Durchführung sonstiger hier beschriebener Analysen. Zu dem System gehören ein Datenverarbeitungssystem 710, ein peripheres System 720, ein Benutzerschnittstellensystem 730 und ein Datenspeichersystem 740. Das periphere System 720, das Benutzerschnittstellensystem 730 und das Datenspeichersystem 740 sind mit dem Datenverarbeitungssystem 710 kommunikationsmäßig verbunden. Das Datenverarbeitungssystem 710 kann, wie nachfolgend erläutert, mit dem Netzwerk 750, z.B. mit dem Internet oder einem X.25 Netzwerk, kommunikationsmäßig verbunden sein. Eine Steuereinrichtung, die oben beschriebene Arbeitsschritte ausführt, kann ein oder mehrere der Systeme 710, 720, 730 und/oder 740 beinhalten und kann eine Verbindung zu einem oder mehreren Netzwerk(en) 750 herstellen. Beispielsweise kann der Handsetprozessor 152 oder der Prüfmodulprozessor 252 (3) jeweils das System 710 und ein oder mehrere der Systeme 720, 730 oder 740 aufweisen.
  • Das Datenverarbeitungssystem 710 enthält einen oder mehrere Datenprozessoren, die Prozesse eines hier beschriebenen Ausführungsbeispiels durchführen. Eine "Datenprozessor" ist eine Vorrichtung zum automatischen Verarbeiten von Daten und kann eine Zentraleinheit (CPU), einen Desktopcomputer, einen Laptoprechner, einen Großrechner, einen Minicomputer, eine Digitalkamera, ein Mobiltelefon, ein Smartphone oder eine beliebige sonstige Vorrichtung beinhalten, die in der Lage ist, Daten zu verarbeiten, Daten zu verwalten oder Daten zu handhaben, unabhängig davon, ob sie mit elektrischen, magnetischen, optischen oder biologischen Bauteilen oder in sonstiger Weise implementiert ist.
  • Der Ausdruck "zum Austausch von Daten verbunden" bzw. "kommunikationsmäßig verbunden" beinhaltet jede Form von verdrahteter oder drahtloser Verbindung zwischen Vorrichtungen, Datenprozessoren oder Programmen, in der Daten übermittelt werden können. Subsysteme, wie beispielsweise das periphere System 720, das Benutzerschnittstellensystem 730 und das Datenspeichersystem 740, sind als von dem Datenverarbeitungssystem 710 getrennt dargestellt, können jedoch vollständig oder teilweise in dem Datenverarbeitungssystem 710 gespeichert sein.
  • Das Datenspeichersystem 740 enthält ein oder mehrere materielle, nicht vergängliche, von einem Rechner auslesbare Speichermedien oder ist mit solchen Speichermedien kommunikationsmäßig verbunden, die dazu eingerichtet sind, Informationen zu speichern, einschließlich der Informationen, die erforderlich sind, um Prozesse gemäß einem Ausführungsbeispiel auszuführen. Der Ausdruck "materielles, nicht vergängliches, von einem Rechner auslesbares Speichermedium" bezieht sich in dem hier verwendeten Sinne auf eine beliebige nicht vergängliche Vorrichtung oder einen Herstellungsartikel, der an einer Speicherung von Befehlen beteiligt ist, die an das Datenverarbeitungssystem 710 zur Ausführung übertragen werden können. Ein derartiges nicht vergängliches Medium kann nicht-flüchtig oder flüchtig sein. Beispiele von nicht-flüchtigen Medien sind Floppydisks, flexible Scheiben oder sonstige tragbare Computerdisketten, Festplatten, Magnetband oder andere magnetische Medien, Compact-Disks und CD-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), DVDs, Bluray-Scheiben, HD-DVDs, sonstige optische Speichermedien, Flashmemorys, Nur-Lese-Speicher (ROM) und löschbare programmierbare Lesespeicher (EPROM oder EEPROM). Beispiele flüchtiger Medien beinhalten dynamische Speicher, z.B. Register und Direktzugriffsspeicher (RAM). Speichermedien können Daten elektronisch, magnetisch, optisch, chemisch, mechanisch oder in sonstiger Weise speichern und können elektronische, magnetische, optische, elektromagnetische, Infrarot- oder Halbleiterkomponenten enthalten.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können in Gestalt eines Computerprogrammprodukts verwirklicht sein, das in einem oder mehreren materiellen, nicht vergänglichen, von einem Computer auslesbaren Medien verkörpert ist, auf denen ein von einem Computer auslesbarer Programmcode gespeichert ist. Solche Medien können, wie im Falle solcher Artikel üblich, z.B. durch Pressen einer CD-ROM hergestellt sein. Das in dem oder den Medien verwirklichte Programm enthält Computerprogrammanweisungen, die, wenn sie geladen sind, das Datenverarbeitungssystem 710 veranlassen können, ein spezielle Folge von Verfahrensschritten auszuführen, um dadurch hier spezifizierte Funktionen oder Handlungen durchführen.
  • In einem Beispiel enthält das Datenspeichersystem 740 einen Codespeicher 741, z.B. einen Direktzugriffsspeicher und ein Laufwerk 742, z.B. eine materielle von einem Rechner auslesbare Speichervorrichtung, beispielsweise eine Festplatte oder ein Halbleiter-Flashlaufwerk. Computerprogrammanweisungen werden von dem Laufwerk 742 oder einer drahtlosen, verdrahteten, Lichtleiter- oder sonstigen Verbindung her in den Codespeicher 741 eingelesen. Das Datenverarbeitungssystem 710 führt anschließend eine oder mehrere Folgen der Computerprogrammanweisungen aus, die in den Codespeicher 741 geladen sind, wobei im Ergebnis hier beschriebene Programmschritte durchgeführt werden. Auf diese Weise führt das Datenverarbeitungssystem 710 ein von dem Computer implementiertes Verfahren aus, das einen technischen Effekt des Vermessens geometrischer Eigenschaften des Zielobjekts 20 und des Ermittelns des physikalischen Zustands eines entfernt angeordneten visuellen Prüfsystems ermöglicht. Dieser Zustand (ob einwandfrei oder nicht) kann anschließend einem Benutzer gemeldet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel können Blöcke der vorliegenden Flussdiagrammdarstellungen oder Blockschaltbilder sowie Kombinationen davon durch Computerprogrammanweisungen implementiert werden.
  • Der Computerprogammcode kann in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben sein, z.B. Java, Smalltalk, C++, C oder einer geeigneten Assemblersprache. Der Programmcode zur Ausführung der hier beschriebenen Verfahren kann zur Gänze auf einem einzelnen Datenverarbeitungssystem 710 oder auf mehreren kommunikationsmäßig verbundenen Datenverarbeitungssystemen 710 ablaufen. Beispielsweise kann der Code völlig oder zum Teil auf einem Computer des Benutzers und vollständig oder zum Teil auf einem entfernt angeordneten Computer, z.B. einem Server, ausgeführt werden. Der entfernt angeordnete Computer kann über das Netzwerk 750 mit dem Computer des Benutzers verbunden sein. Der Computer des Benutzers oder der entfernt angeordnete Computer kann ein standortfester Computer sein, z.B. ein herkömmlicher Desktop-Personal-Computer (PC), oder sie können tragbare Computer sein, beispielsweise Tablets, Mobiltelefone, Smartphones oder Laptops.
  • Das periphere System 720 kann eine oder mehrere Vorrichtungen beinhalten, die dazu eingerichtet sind, dem Datenverarbeitungssystem 710 Datensätze mit digitalem Inhalt oder andere Daten bereitzustellen. Beispielsweise kann das periphere System 720 digitale Stehbildkameras, digitale Videokameras, Mobiltelefone oder andere Datenprozessoren beinhalten. Das Datenverarbeitungssystem 710 kann, wenn es Daten von einer Vorrichtung in dem peripheren System 720 erhält, solche Daten in dem Datenspeichersystem 740 speichern.
  • Zu dem Benutzerschnittstellensystem 730 können gehören: eine Maus, eine Tastatur, ein (beispielsweise über ein Netzwerk oder ein Nullmodemkabel verbundener) weiterer Computer, ein Mikrofon und ein Sprachprozessor oder eine oder mehrere sonstige Vorrichtungen zur Aufnahme von Sprachsteuerbefehlen, eine Kamera und ein Bildprozessor oder eine oder mehrere sonstige Vorrichtungen zur Aufnahme von visuellen Steuerbefehlen, z.B. Gesten, oder eine beliebige Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen, von denen aus Daten in das Datenverarbeitungssystem 710 eingegeben werden. Obwohl das periphere System 720 getrennt von dem Benutzerschnittstellensystem 730 gezeigt ist, kann das periphere System 720 in dieser Hinsicht als ein Teil des Benutzerschnittstellensystems 730 integriert sein.
  • Das Benutzerschnittstellensystem 730 kann auch eine Anzeigevorrichtung, einen Speicher, auf den ein Prozessor zugreifen kann, oder eine beliebige Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen aufweisen, an die durch das Datenverarbeitungssystem 710 Daten ausgegeben werden. Falls das Benutzerschnittstellensystem 730 einen Speicher enthält, auf den ein Prozessor zugreifen kann, kann ein solcher Speicher in dieser Hinsicht Teil des Datenspeichersystems 740 sein, obwohl das Benutzerschnittstellensystem 730 und das Datenspeichersystem 740 in 7 getrennt gezeigt sind.
  • In einem Ausführungsbeispiel enthält das Datenverarbeitungssystem 710 eine Kommunikationsschnittstelle 715, die über eine Netzwerkverbindung 716 mit dem Netzwerk 750 verbunden ist. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 715 eine ISDN(Integrated Services Digital Network)-Karte oder ein Modem sein, um eine Datenkommunikationsverbindung zu einem entsprechenden Typ einer Telefonleitung bereitzustellen. Als ein weiteres Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 715 eine Netzwerkkarte sein, um eine Datenkommunikationsverbindung zu einem kompatiblen lokalen Netzwerk (LAN), z.B. einem Ethernet-LAN, oder zu einem Großraumnetzwerk (WAN) bereitzustellen. Es können auch drahtlose Verbindungen, z.B. Wi-Fi oder GSM, verwendet werden. Die Kommunikationsschnittstelle 715 sendet und empfängt elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme, die vielfältige Arten von Informationen repräsentieren, über die Netzwerkverbindung 716 zu dem Netzwerk 750 tragen. Die Netzwerkverbindung 716 kann mit dem Netzwerk 750 über einen Switch, ein Gateway, ein Hub, einen Router oder eine sonstige Netzwerkvorrichtung verbunden werden.
  • Die Netzwerkverbindung 716 kann den Datenaustausch mit sonstigen Datenvorrichtungen über ein oder mehrere Netzwerke bereitstellen. Beispielsweise kann die Netzwerkverbindung 716 über ein lokales Netzwerk eine Verbindung zu einem Host-Computer oder zu Datenvorrichtungen bereitstellen, die durch eine Internetdiensteanbieter (ISP) betrieben werden.
  • Das Datenverarbeitungssystem 710 kann über das das Netzwerk 750, die Netzwerkverbindung 716 und die Kommunikationsschnittstelle 715 Meldungen senden und Daten, einschließlich Programmcode, übertragen. Beispielsweise kann ein Server gewünschten Code für ein Anwendungsprogramm (z.B. ein JAVA Applet) auf einem materiellen nicht-flüchtigen, von einem Rechner auslesbaren Speichermedium speichern, mit dem der Server verbunden ist. Der Server kann den Code von dem Medium abrufen und ihn über das Internet, von dort zu einem lokalen ISP, von dort zu einem lokalen Netz und von dort zu der Kommunikationsschnittstelle 715 senden. Der empfangene Code kann, während er empfangen wird, durch das Datenverarbeitungssystem 710 ausgeführt werden oder kann für eine spätere Ausführung in dem Datenspeichersystem 740 gespeichert werden.
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 800 zur Inspektion eines Zielobjekts 20 mittels eines Prüfmoduls 200 und eines Handsets 100. In Schritt 810 gewinnt der in dem Prüfmodul 200 angeordnete Sensor 210 (z.B. ein Bildsensor), der sich in der Nähe des Zielobjekts 20 befindet, Sensordaten (beispielsweise Bilddaten). In Schritt 820 nimmt der Prüfmodulprozessor 252 in dem Prüfmodul 200 die Sensordaten entgegen. In Schritt 830 formatiert der Prüfmodulprozessor 252 die Sensordaten, um gepackte Daten bereitzustellen. In Schritt 840 übermittelt der Prüfmodulprozessor 252 die gepackten Daten zu dem Handsetprozessor 152 in dem Handset 100. In Schritt 850 übermittelt der Handsetprozessor 152 Informationen über das Zielobjekt 20 auf der Grundlage der gepackten Daten zu der Benutzerausgabeschnittstelle 130.
  • Mit Blick auf das Vorausgehende erfassen vielfältige Ausführungsformen der Erfindung Sensordaten eines physikalischen Zielobjekts. Ein technischer Effekt basiert darauf, ein Ermitteln und Messen von Eigenschaften von Zielobjekten zu ermöglichen. Eine solche Vorgehensweise erlaubt z.B. vorteilhafterweise, den Zustand eines Objekts zu ermitteln, auf das nur schwer oder unter Gefahr zugegriffen werden kann, oder dessen Zustand auf andere Weise nicht zu ermitteln ist.
  • In der vorliegenden Beschreibung werden einige Ausführungsformen mit Blick auf eine typische Verwirklichung in Form von Softwareprogrammen beschrieben. Dem Fachmann wird ohne weiteres einleuchten, dass das Äquivalent einer solchen Software auch als (fest verdrahtete oder programmierbare) Hardware, Firmware, oder Mikroprogrammcode konstruiert werden kann. Dementsprechend können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Form einer zur Gänze als Hardware ausgeführten Ausführungsform (beispielsweise Firmware, residente Software oder Mikroprogrammcode) oder einer Ausführungsform annehmen, die Ausführungsformen von Software und Hardware verknüpft. Software, Hardware und Kombinationen davon können im Vorliegenden sämtliche allgemein als "Dienst", "Schaltkreis", "Schaltung", "Modul" oder "System" bezeichnet sein. Eine Ausführungsform kann in Form von Systemen, Verfahren oder Computerprogrammprodukten ausgeführt sein. Da Algorithmen und Systeme der Datenhandhabung hinlänglich bekannt sind, befasst sich die vorliegende Beschreibung speziell mit Algorithmen und Systemen, die einen Bestandteil hier beschriebener Systeme und Verfahren bilden oder mit diesen unmittelbarer zusammenwirken. Andere Ausführungsformen derartiger Algorithmen und Systeme sowie Hardware oder Software zur Erzeugung und zu sonstiger Verarbeitung von in Verbindung mit diesen verwendeten Signalen oder Daten, die im Vorliegenden nicht speziell gezeigt oder beschrieben sind, sind aus derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, Algorithmen, Bauteilen und Elementen ausgewählt. Mit den Systemen und Verfahren, wie sie hier beschrieben sind, ist eine nicht speziell gezeigte, vorgeschlagene oder hier beschriebene Software, die zur Verwirklichung einer beliebigen Ausführungsform geeignet ist, herkömmlich, und sie liegt innerhalb der allgemeinen Fertigkeit auf solchen Gebieten.
  • Die Erfindung schließt Kombinationen der Ausführungsformen oder hier beschriebener Ausführungsbeispiele ein. Bezugnahmen auf "ein spezielles Ausführungsbeispiel" oder auf "Ausführungsbeispiel" und dergleichen beziehen sich auf Merkmale, die in mindestens einer Ausführungsform der Erfindung vorkommen. Gesonderte Bezüge auf "ein Ausführungsbeispiel" oder auf "spezielle Ausführungsbeispiele" oder auf "Ausführungsbeispiele" oder dergleichen beziehen sich nicht unbedingt auf das gleiche Ausführungsbeispiel oder auf die gleichen Ausführungsbeispiele; jedoch schließen sich derartige Ausführungsbeispiele nicht gegenseitig aus, es sei denn, dies ist ausdrücklich erwähnt oder für einem Fachmann ohne weiteres einsichtig. Die Verwendung des Singulars oder Plurals in Zusammenhang mit "einem Verfahren" oder "mehreren Verfahren" und dergleichen ist nicht beschränkend. Das Wort "oder" wird in der vorliegenden Beschreibung in einem nicht ausschließenden Sinne verwendet, wenn nicht ausdrücklich anderslautend festgestellt.
  • Die vorliegende schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart zu beschreiben, und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, Ausführungsformen der Erfindung in die Praxis umzusetzen, einschließlich beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente enthalten, die nur unwesentlich von dem Wortsinn der Ansprüche abweichen.
  • Es ist ein Prüfsystem zur Inspektion eines Zielobjekts offenbart. Das Prüfsystem enthält ein Prüfmodul. Zu dem Prüfmodul gehören: ein Gehäuse; ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, Sensordaten bereitzustellen, die sich auf das Zielobjekt beziehen; ein Prüfmodulprozessor, der dazu eingerichtet ist, die Sensordaten von dem Sensor entgegenzunehmen und entsprechende gepackte Daten zu erzeugen; und eine Prüfmodulschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor auszugeben. Das Prüfsystem enthält ferner ein Handset, das dazu eingerichtet ist, wahlweise mit dem Prüfmodulprozessor mechanisch in Eingriff zu kommen. Das Handset enthält einen Handsetprozessor, eine Handsetschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von der Prüfmodulschnittstelle entgegenzunehmen und die gepackten Daten zu dem Handsetprozessor zu liefern, und eine Benutzerausgabeschnittstelle, die auf den Handsetprozessor anspricht, um Informationen über das Zielobjekt auf der Grundlage der gepackten Daten an einen Benutzer auszugeben.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Benutzer
    10
    modulares Prüfsystem
    20
    Zielobjekt
    100
    Handset
    102
    Gehäuse
    110
    Handsetstromanschluss
    112
    Handsetschnittstelle
    113
    Handsetanschluss
    120
    Eingangs-/Ausgangsanschlüsse
    122
    Drahtlosnetzwerkschnittstelle
    130
    Benutzerausgabeschnittstelle
    140
    Benutzereingabeschnittstelle
    152
    Handsetprozessor
    154
    Speicher
    160
    Hot-Plug-Erfassungseinheit
    172
    Griffabschnitt
    174
    Auslöser
    200
    Prüfmodul
    202
    Gehäuse
    210
    Sensor
    212
    Prüfmodulschnittstelle
    213
    Prüfmodulanschluss
    214
    Datenanschluss
    216
    Steueranschluss
    218
    Stromanschluss
    220
    Modalitätsprüfbauteile
    252
    Prüfmodulprozessor
    254
    Speicher
    300
    Batterie
    310
    Batteriestromanschluss
    600
    Prüfmodul
    602
    Gehäuse
    610
    Bildsensor
    612
    Prüfmodulschnittstelle
    613
    Prüfmodulanschluss
    620
    Modalitätsprüfbauteile
    622
    Gelenkantrieb
    623
    Kraftübertragungselement
    624
    Lichtquelle
    660
    Tragelement
    661
    körpernahes Ende
    662
    körperfernes Ende
    710
    Datenverarbeitungssystem
    715
    Datenaustauschschnittstelle
    716
    Netzwerkverbindung
    720
    peripheres System
    730
    Benutzerschnittstellensystem
    740
    Datenspeichersystem
    741
    Codespeicher
    742
    Laufwerk
    750
    Netzwerk
    800
    Verfahren
    810
    Schritt
    820
    Schritt
    830
    Schritt
    840
    Schritt
    850
    Schritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ITU-T H.262 [0078]
    • ISO/IEC 14496 [0078]

Claims (10)

  1. Prüfsystem zur Inspektion eines Zielobjekts, wobei das Prüfsystem umfasst: ein Prüfmodul, mit: einem Gehäuse, einem Sensor, der dazu eingerichtet ist, Sensordaten zu erzeugen, die sich auf das Zielobjekt beziehen, einem Prüfmodulprozessor, der dazu eingerichtet ist, die Sensordaten von dem Sensor zu empfangen und entsprechende gepackte Daten zu erzeugen, und einer Prüfmodulschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor auszugeben; und ein Handset, das dazu eingerichtet ist, wahlweise mechanisch mit dem Prüfmodulprozessor in Eingriff zu kommen, wobei das Handset aufweist: einen Handsetprozessor, eine Handsetschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, die gepackten Daten von der Prüfmodulschnittstelle zu empfangen und die gepackten Daten zu dem Handsetprozessor zu liefern, und eine Benutzerausgabeschnittstelle, die auf den Handsetprozessor anspricht, um Informationen über das Zielobjekt auf der Grundlage der gepackten Daten an einen Benutzer auszugeben.
  2. Prüfsystem nach Anspruch 1, wobei der Sensor einen Bildsensor zur Durchführung einer visuellen Inspektion beinhaltet; und/oder wobei der Sensor eine(n) oder mehrere von einer Wirbelstromsonde zur Durchführung einer Wirbelstrominspektion, einem Ultraschallwandler zur Durchführung einer Ultraschallinspektion, einer Röntgenstrahl- oder Millimeterwellenquelle zur Durchführung einer radiographischen Inspektion und/oder oder einem Temperatursensor zur Durchführung einer thermographischen Inspektion beinhaltet.
  3. Prüfsystem nach Anspruch 1 oder 2, das ferner eine Batterie aufweist, die dazu eingerichtet ist, wahlweise mit dem Handset mechanisch in Eingriff zu kommen und das Handset mit elektrischer Leistung zu versorgen, wobei der Sensor elektrische Leistung über die Handsetschnittstelle und die Prüfmodulschnittstelle vorzugsweise von dem Handset erhält.
  4. Prüfsystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Handset ferner eine Benutzereingabeschnittstelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, Steuersignale zu dem Handsetprozessor zu übermitteln, um das Prüfmodul zu steuern; und/oder wobei das Handset eine Erfassungseinheit enthält, die dazu eingerichtet ist, ein Trennen oder Anbringen des Prüfmoduls zu erfassen.
  5. Prüfsystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Handsetschnittstelle ferner einen Handsetanschluss aufweist und die Prüfmodulschnittstelle zusätzlich einen Prüfmodulanschluss aufweist, der dazu eingerichtet ist, mit dem Handsetanschluss mechanisch in Eingriff zu kommen, wobei der Handsetprozessor über den Handsetanschluss und den Prüfmodulanschluss mit dem Prüfmodulprozessor kommuniziert.
  6. Prüfsystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die gepackten Daten durch den Prüfmodulprozessor formatierte Sensordaten sind.
  7. Prüfsystem nach Anspruch 2, wobei das Handset keinen Gelenkantrieb enthält, der dazu eingerichtet ist, den Sensor zu bewegen; und/oder wobei das Handset keine Lichtquelle enthält, die dazu eingerichtet ist, das Zielobjekt auszuleuchten.
  8. Prüfsystem nach Anspruch 2, wobei das Prüfmodul ferner einen Gelenkantrieb aufweist, der dazu eingerichtet ist, den Sensor zu bewegen; und/oder wobei das Prüfmodul ferner eine Lichtquelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, das Zielobjekt auszuleuchten.
  9. Verfahren zur Inspektion eines Zielobjekts mittels eines Prüfmoduls und eines Handsets, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Gewinnen von Sensordaten von einem Sensor in dem Prüfmodul, der in der Nähe des Zielobjekts angeordnet ist; Empfangen der Sensordaten mittels eines Prüfmodulprozessors in dem Prüfmodul; Formatieren der Sensordaten mittels des Prüfmodulprozessors, um gepackte Daten bereitzustellen; Übertragen der gepackten Daten von dem Prüfmodulprozessor zu einem Handsetprozessor in dem Handset; und Übertragen von Informationen über das Zielobjekt auf der Grundlage der gepackten Daten von dem Handsetprozessor zu einer Benutzerausgabeschnittstelle.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner den Schritt des Übertragens eines Steuersignals von einer Benutzereingabeschnittstelle in dem Handset zu dem Prüfmodulprozessor aufweist, um den Sensor in dem Prüfmodul zu steuern; und/oder das ferner den Schritt aufweist, das Prüfmodul und das Handset mechanisch in Eingriff zu bringen.
DE201410111856 2013-08-26 2014-08-19 Modulares Prüfsystem Pending DE102014111856A1 (de)

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US14/010,017 2013-08-26
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