DE112007003750T5

DE112007003750T5 - Verfahren zur Kompensation von Antworten von Wirbelstromsonden

Info

Publication number: DE112007003750T5
Application number: DE112007003750T
Authority: DE
Inventors: Sanghamithra Bangalore Korukonda; Sandeep Bangalore Dewangan; Preeti Bangalore Pisupati; William Stewart Hamilton Mcknight; Gigi West Chester Gambrell; Ui Cincinnati Suh; Changting Wang
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2007-12-31
Publication date: 2011-02-17
Also published as: GB2468098A; CA2711168A1; US20110004452A1; WO2009083996A3; WO2009083996A2; GB201011337D0; GB2468098B; JP2011520091A

Abstract

Verfahren zum Prüfen einer Komponente unter Verwendung einer Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP), wobei das Verfahren aufweist:
Scannen einer Oberfläche der Komponente mit der ECAP;
Erfassen mehrerer Teildefektantworten mit der ECAP;
Übertragen der mehreren Teildefektantworten zu einem Prozessor;
Modellieren der mehreren Teildefektantworten als mathematische Funktionen auf der Basis wenigstens entweder einer Konfiguration von Elementen der ECAP und/oder einer Auflösung der Elemente; und
Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort aus den mehreren Teildefektantworten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Gebiet der Erfindung betrifft allgemein die zerstörungsfreie Prüfung von Komponenten und insbesondere Verfahren zur Kompensation von Antworten von Wirbelstrom-Arraysonden (ECAP, eddy current array probe).
Wirbelstrom(EC, eddy current)-Prüfvorrichtungen können dazu verwendet werden, anormale Anzeichen in einer Komponente, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, einer Gasturbinentriebwerkskomponente, zu detektieren. Zum Beispiel können bekannte EC-Prüfvorrichtungen dazu verwendet werden, Risse, Dellen, Materialerhöhungen und/oder andere Mängel auf einer Oberfläche und/oder innerhalb der Komponente zu entdecken. EC-Prüfvorrichtungen können ferner dazu verwendet werden, Materialeigenschaften der Komponente, einschließlich der Leitfähigkeit, Dichte und/oder des Grads der Wärmebehandlung, die diese Komponente erfahren hat, zu bewerten.
EC-Bilder werden gewöhnlich erzeugt, indem eine Formteiloberfläche mit einer Einzelelement-EC-Spule gescannt wird. Ein Mangel auf oder innerhalb der Teileoberfläche wird durch das EC-Element detektiert, wenn dieses die komplette Ausdehnung des Mangels durchfährt. Wenigstens eine bekannte Wirbelstrom-Arraysonden(ECAP)-Bildgebung verwendet jedoch eine Anordnung (ein Array) von EC-Elementen, die die Oberfläche eines Teils in einer einzelnen Richtung scannen. Die Verwendung eines Arrays von EC-Elementen reduziert die Prüfzeitdauer und erhöht die Prüfgeschwindigkeit im Vergleich zu einem Scann mit einem EC-Einzelelement. Jedoch erfordern ECAP-Bilder eine Verarbeitung vor einer Fehlererkennung. Insbesondere ist eine Verarbeitung erforderlich, weil ein Mangel, der während eines Scanns mit einer ECAP detektiert wird, nur zum Teil durch mehrere EC-Elementenspulen erfasst werden kann, anstatt von lediglich einem einzigen EC-Element vollständig erfasst zu werden, wie dies bei der Einzelspulen-EC-Bildgebung erfolgt. Verarbeitungstechniken für bestimmte Arrays von EC-Elementen können eine auf einer Nachschlagetabelle basierende Methode verwenden, bei der ein Verhältnis der Amplituden verschiedener Elemente dazu verwendet wird, das Vorhandensein eines Fehlers zu bestimmen. Jedoch ist eine derartige Verarbeitungstechnik prozessabhängig, und sie kann für Nachschlagetabellefehler empfänglich sein.
Außerdem kann die Nutzung bekannter EC-Sonden durch die Tatsache eingeschränkt sein, dass eine Vorkenntnis von der Rissorientierung erforderlich ist. Aufgrund der Richtungsabhängigkeit von Wirbelstrom-Differenzialsonden kann in dem Fall, dass mehr als eine einzige Fehlerorientierung in Erwägung gezogen wird, der Prüfgegenstand ein erneutes Scannen in unterschiedlichen Orientierungen erfordern, um die Fehler zu detektieren. Ein derartiges wiederholtes Scannen ist zeitaufwändig und kann ineffizient sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum Prüfen einer Komponente unter Verwendung einer Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP) beschrieben. Das Verfahren enthält ein Scannen einer Oberfläche der Komponente mit der ECAP, Erfassen mehrerer Teildefektantworten mit der ECAP, Übertragen der mehreren Teildefektantworten zu einem Prozessor, Modellieren der mehrere Teildefektantworten als mathematische Funktionen auf der Basis wenigstens entweder einer Konfiguration von Elementen der ECAP und/oder einer Auflösung der Elemente und Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort aus den mehreren Teildefektantworten.
In einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Schätzen einer Länge eines Defektes, der durch eine Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP) detektiert wird, beschrieben. Das Verfahren enthält ein Modellieren der mehreren Teildefektantworten, die von der Wirbelstromsonde empfangen werden, als mathematische Funktionen auf der Basis wenigstens entweder einer Konfiguration von Elementen der ECAP und/oder einer Auflösung der Elemente, Anwenden einer Kompensationsmethode auf die mehreren Teildefektantworten, um eine einzige maximale Defektantwort zu erzeugen, und Bestimmen der geschätzten Länge des Defektes auf der Basis der einzigen maximalen Defektantwort.
In einer weiteren Ausführungsform, einem System zur zerstörungsfreien Prüfung einer Komponente, ist das System dazu eingerichtet, die Gegenwart von Defekten auf einer Oberfläche und/oder innerhalb der Komponente zu detektieren und eine Länge wenigstens eines Defektes zu schätzen. Das System enthält eine Wirbelstrom(EC)-Sonde, die eingerichtet ist, um ein EC-Bild der Komponente zu erzeugen, und eine mit der EC-Sonde gekoppelte Verarbeitungsvorrichtung. Die Verarbeitungsvorrichtung ist eingerichtet, um das EC-Bild von der EC-Sonde zu empfangen und wenigstens eine Kompensationsmethode auf das EC-Bild anzuwenden, um eine einzige maximale Defektantwort zu erhalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines beispielhaften Wirbelstrom-Oberflächenfehlererkennungssystems;
2 veranschaulicht eine beispielhafte Wirbelstrom-Arraysonde zur externen Erfassung (ES ECAP, Sense External Eddy Current Array Probe), die bei dem in 1 veranschaulichten System eingesetzt werden kann;
3 zeigt ein beispielhaftes ECAP-Erfassungsbild, das aus Defektantwortdaten erzeugt wurde, die durch die in 2 veranschaulichte ES ECAP erfasst werden können;
4 veranschaulicht beispielhafte Ergebnisse einer Quadratsummen-Kompensationsmethode;
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Ergebnis einer variablen Phasenkompensationsmethode;
6 veranschaulicht eine beispielhafte Wirbelstrom-Arraysonde mit langer Standardsonde (LSP ECAP, Long Standard Probe Eddy Current Array Probe);
7 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 200, das aus beispielhaften Defektantwortdaten erzeugt wurde, die durch die LSP ECAP erfasst worden sind;
8 veranschaulicht beispielhafte Ergebnisse einer Quadratsummen-Kompensationsmethode und einer variablen Phasenkompensationsmethode bei der Anwendung auf ein durch eine LSP ECAP erzeugtes Erfassungsbild;
9 veranschaulicht eine beispielhafte omnidirektionale ECAP;
10 zeigt eine ebene Ansicht einer beispielhaften Komponente, die mehrere Defekte unterschiedlicher Orientierungen enthält;
11 veranschaulicht vier beispielhafte Erfassungsbilder, die aus Defektantwortdaten erzeugt wurden, die durch eine omnidirektionale ECAP erfasst wurden;
12 veranschaulicht vier beispielhafte A-Scannbilder, die aus den Erfassungsbildern gemäß 11 erzeugt wurden;
13 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Kompensationsverfahrens zur Verwendung bei Teildefektantworten, die durch eine omnidirektionale ECAP erzeugt werden.
DETAILLIERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform ist hier ein Verfahren zur automatisierten Fehlererkennung (ADR, automated defect recognition) für eine Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP, eddy current array probe) beschrieben. Die ECAP-Bildgebung verwendet ein Array von Wirbelstrom(EC, eddy current)-Elementen, die die Oberfläche einer Komponente scannen, um ein Bild zu erzeugen. Die ECAP-Bildgebung ermöglicht eine Reduktion der Prüfzeit im Vergleich zu einer Überprüfung mit einem Einzeispulenlement. Jedoch müssen Bilder, die durch eine ECAP erhalten werden, vor einer Fehlererkennung und -charakterisierung verarbeitet werden, weil ein Defekt, der während eines Scanns mit einer ECAP erfasst wird, durch mehrere Elementenspulen nur zum Teil erfasst wird und ein Mangel, der während eines Scanns mit Einzelspulen-EC-Bildgebung erfasst wird, bei jedem Scanninkrement eines Rasterscanns nur teilweise erfasst wird.
In einer beispielhaften Ausführungsform automatisiert der ADR-Prozess die Datenverarbeitungsprozedur. Das ADR-Verfahren ermöglicht auch eine zuverlässige Fehlererkennung und -charakterisierung unter gleichzeitiger Minimierung fehlerhafter Defektidentifikationen. In der beispielhaften Ausführungsform werden Signalverarbeitungsalgorithmen dazu verwendet, mögliche Defektsignale aus den ECAP-Bildern zu identifizieren und die Größe und Orientierung der Defekte zu schätzen. Die Algorithmen errichten Kriterien, die verwendet werden, um die Orientierung des Defektes zu schätzen und um geeignete Korrekturmaßnahmen anzuwenden, um eine Maximierung der Antwort von dem Defekt zu ermöglichen. Außerdem können die Algorithmen ohne die Nutzung von Referenzbildern, Nachschlagetabellen oder irgendwelchen sonstigen Vorabinformationen funktionieren.
1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines beispielhaften Wirbelstrom-Fehlererkennungssystems 50, das verwendet werden kann, um eine Komponente 52, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, eine Gasturbinentriebwerkslaufscheibe 54, zu prüfen. In der beispielhaften Ausführungsform enthält die Laufscheibe 54 mehrere Schwalbenschwanzpfosten 56 und mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Schwalbenschwanzschlitze 58, die jeweils zwischen zwei benachbarten Pfosten 56 definiert sind
Obwohl die Verfahren und Vorrichtungen hier in Bezug auf Pfosten 56 und Schwalbenschwanzschlitze 58 beschrieben sind, sollte es verständlich sein, dass die Verfahren und Vorrichtungen auf eine weite Vielfalt von Komponenten angewandt werden können. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer Komponente 52 verwendet werden, die eine beliebige Gestalt, Größe und/oder Konfiguration aufweisen kann. Beispiele für derartige Komponenten können Komponenten von Gasturbinenmaschinen beziehungsweise -triebwerken, wie beispielsweise Dichtungen, Flansche, Turbinenlaufschaufeln, Turbinenleitschaufeln und/oder -flansche enthalten, sind jedoch nicht nur auf diese beschränkt. Die Komponente kann aus jedem beliebigen Grundmaterial, wie beispielsweise Legierungen auf Nickelbasis, Legierungen auf Kobaltbasis, Legierungen auf Titanbasis, Legierungen auf Eisenbasis und/oder Legierungen auf Aluminiumbasis, hergestellt sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Obwohl die Verfahren und Vorrichtungen hier in Bezug auf Flugzeugtriebwerkskomponenten beschrieben sind, sollte es insbesondere verständlich sein, dass die Verfahren und Vorrichtungen auf weit vielfältige Komponenten, die in einer Dampfturbine, einem Kernkraftwerk, einem Kraftfahrzeugmotor verwendet werden, oder auf beliebige sonstige mechanische Komponenten angewandt oder zur Prüfung derselben eingesetzt werden können.
In der beispielhaften Ausführungsform enthält das Erkennungs- bzw. Detektionssystem 50 eine Sondenanordnung 60 und ein Datenakquisitions-/Steuersystem 62. Die Sondenanordnung 60 enthält eine Wirbelstrom(EC)-Spule/Sonde 70 und einen Sondenmanipulator 72, der mit der Sonde 70 gekoppelt ist. Die Wirbelstromsonde 70 und der Sondenmanipulator 72 sind jeweils mit dem Datenakquisitions-/Steuersystem 62 derart elektrisch verbunden, dass Steuerungs-/Dateninformationen zu/von der EC-Sonde 70 und/oder dem Sondenmanipulator 72 und/oder dem Datenakquisitions-/Steuersystem 62 übertragen werden können. In einer alternativen Ausführungsform enthält das System 50 ferner einen (nicht veranschaulichten) Drehtisch, der eine Komponente 52 während der Prüfprozedur wahlweise dreht.
Das Datenakquisitions-/Steuersystem 62 enthält eine Computerschnittstelle 76, einen Computer 78, wie beispielsweise einen Personalcomputer mit einem Speicher 80, und einen Monitor 82. Der Computer 78 führt Instruktionen aus, die in (nicht veranschaulichter) Firmenware gespeichert sind, und ist programmiert, um die hierin beschriebenen Funktionen durchzuführen. Der Ausdruck „Computer”, wie er hierin benutzt wird, ist nicht nur auf diejenigen integrierten Schaltungen beschränkt, die in der Technik als Computer bezeichnet werden, sondern bezeichnet in eher weitem Sinne Computer, Prozessoren, Mikrocontroller, Mikrocomputer, programmierbare Logikcontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen und andere programmierbare Schaltungen, wobei diese Ausdrücke hierin gegeneinander austauschbar verwendet werden.
Der Speicher 80 repräsentiert eine oder mehrere flüchtige und/oder nichtflüchtige Speichereinrichtungen, die Fachleuten auf dem Gebiet vertraut sein sollen. Beispiele für derartige Speichereinrichtungen, die häufig im Zusammenhang mit einem Computer 78 eingesetzt werden, umfassen Festkörperspeicher (zum Beispiel Direktzugriffsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM) und Flashspeicher), magnetische Speichervorrichtungen (zum Beispiel Floppydisketten und Festplatten) und/oder optische Speichervorrichtungen (zum Beispiel CD-ROM, CD-RW und DVD), ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Der Speicher 80 kann ein interner oder externer Speicher von dem Computer 78 sein. Das Datenakquisitions-/Steuersystem 62 enthält ferner eine Aufzeichnungsvorrichtung 84, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Streifenschreiber, eine C-Scann-Einrichtung und/oder eine elektronische Aufzeichnungseinrichtung, die entweder mit dem Computer 78 und/oder mit der Wirbelstromsonde 70 elektrisch verbunden ist.
Im Einsatz ist eine Komponente 52, wie beispielsweise die Scheibe 54, auf einer (nicht veranschaulichten) Aufnahmevorrichtung montiert, die die Komponente 52 während einer Prüfung an Ort und Stelle sichert. Die Wirbelstromsonde 70 wird wahlweise innerhalb der Schwalbenschwanzschlitze 58 positioniert, um ein Scannen im Wesentlichen aller Innenseiten der Schwalbenschwanzschlitze 58 während der Prüfung zu ermöglichen. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Sondenmanipulator 72 ein Sechs-Achsen-Manipulator. Die EC-Sonde 70 erzeugt elektrische Signale als Reaktion auf Wirbelströme, die während des Scannens mittels der Sonde 70 in den Oberflächen der Schwalbenschwanzschlitze 58 induziert werden. Die durch die EC-Sonde 70 erzeugten elektrischen Signale werden durch das Datenakquisitions-/Steuersystem 62 über eine Datenkommunikationsverbindung 86 empfangen und werden in dem Speicher 80 und/oder der Aufzeichnungseinrichtung 84 gespeichert. Der Computer 78 ist ferner über eine Kommunikationsverbindung 88 mit dem Sondenmanipulator 72 verbunden, um eine Steuerung des Scannvorgangs an der Scheibe 54 zu unterstützen. Eine (nicht veranschaulichte) Tastatur ist mit dem Computer 78 elektrisch verbunden, um eine bedienergeführte Steuerung der Überprüfung der Scheibe 54 zu ermöglichen. In der beispielhaften Ausführungsform kann ein (nicht veranschaulichter) Drucker vorgesehen sein, um Papierkopien der durch den Computer 78 erzeugten Bilder zu erzeugen.
In der beispielhaften Ausführungsform kann das System 50 dazu verwendet werden, eine Wirbelstromüberprüfung jeder beliebigen Art, wie beispielsweise eine herkömmliche Überprüfung, eine Einzelspulen-Überprüfung oder eine Arraysonden-Überprüfung, durchzuführen. Das System scannt automatisch die Oberfläche der Komponente 52 und speichert die akquirierten Daten in Form von Bildern. Der Fehlererkennungsalgorithmus wird anschließend durch den Computer 78 angewandt, um irgendeinen Fehler (sofern vorhanden) an der Oberfläche der Komponente 52 zu identifizieren und zu charakterisieren.
Wenn eine EC-Prüfung vorgenommen wird, wird durch eine Treiberspule ein magnetisches Feld erzeugt. Eine derartige Erzeugung kann ein Zuführen eines Wechselstroms zu einer Treiberspule enthalten, ist jedoch nicht nur darauf beschränkt. Die Treiberspule wird neben einer Oberfläche einer zu überprüfenden Komponente positioniert. Wenn die Treiberspule positioniert ist, ist die Treiberspule im Wesentlichen parallel zu der geprüften Oberfläche ausgerichtet. Eine derartige Ausrichtung der Treiberspule bewirkt, dass das durch die Treiberspule erzeugte Magnetfeld im Wesentlichen senkrecht zu der geprüften Oberfläche orientiert wird.
Mit der Treiberspule ist ein Sensor gekoppelt, um sekundäre Felder zu empfangen. Interessierende Sekundärfelder werden an dem Sensor empfangen, nachdem die durch die Treiberspule erzeugten Magnetfelder von einem Oberflächenfehler auf oder in der geprüften Oberfläche reflektiert worden sind. Der Sensor ist eingerichtet, um das reflektierte Sekundärfeld in ein elektrisches Signal umzusetzen, das betrachtet und/oder aufgezeichnet werden kann.
Zu Beispielen für spezielle Arten von EC-Sonden 70 gehören eine externe Erfassungs(ES, Sense External)-ECAP, eine lange Standardsonden(LSP, Long Standard Probe)-ECAP und eine omnidirektionale ECAP. 2 veranschaulicht eine beispielhafte ECAP der Bauart zur externen Erfassung (ES) 100. Die ES ECAP 100 enthält eine erste Reihe von EC-Spulen 102, die auch als EC-Elemente bezeichnet werden, und eine zweite Reihe von EC-Spulen 104. 3 zeigt ein beispielhaftes ECAP-Bild 130, das aus Defektantwortdaten erzeugt worden ist, die durch die ES ECAP 100 gesammelt worden sind. Die erste Reihe 102 enthält mehrere EC-Spulen, wie zum Beispiel eine EC-Spule 106, eine EC-Spule 108 und eine EC-Spule 110. Die zweite Reihe 104 enthält ebenfalls mehrere EC-Spulen, wie zum Beispiel eine EC-Spule 112 und eine EC-Spule 114.
Wie vorstehend im Zusammenhang mit ECAP-Bildern allgemein beschrieben, müssen durch die ES ECAP 100 erzeugten Bilder vor einer Fehlererkennung und -charakterisierung verarbeitet werden, weil ein während eines Scanns mit der ES ECAP 100 erfasster Defekt 118 durch einzelne EC-Spulen 106, 108, 110, 112 und 114 nur zum Teil erfasst wird. Das ECAP-Bild 130 wird auch als ein ECAP-Footprint (Fußabdruck) bezeichnet und repräsentiert ein Diagramm der maximalen Antworten, die von benachbarten Arrayelementen erzeugt werden, wenn die ES ECAP 100 einen Defekt mit bestimmten Schrittinkrementen scannt. Der ECAP-Footprint (das ECAP-Erfassungsbild) 130 enthält mehrere Teildefektantworten, wie zum Beispiel die Antworten 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150 und 152. Jede Teildefektantwort 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150 und 152 wird von eine EC-Spule der ES ECAP 100 empfangen.
Um einen Defekt 118 zu identifizieren und um eine Länge 120 des Defektes 118 vorherzusagen, werden die Teildefektantworten 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150 und 152 als mathematische Funktionen modelliert, um eine (in den 2 oder 3 nicht veranschaulichte) einzige maximale Defektantwort zu erzeugen. Dies unabhängig von einer Orientierung des Defektes 118 und/oder einer relativen Position des Defektes 118 entlang einer Weitenerstreckung, zum Beispiel einer (in 2 veranschaulichten) Weite 160 jeder EC-Spule, zum Beispiel der EC-Spule 106. Die (in den 2 oder 3 nicht veranschaulichte) einzige maximale Defektantwort wird dazu verwendet, eine Länge 120 jedes detektierten Defektes 118 vorherzusagen. Die Verwendung einer geeigneten Kompensationsmaßnahme ermöglicht eine Bestimmung der einzigen maximalen Defektantwort aus den mehreren durch die ES ECAP 100 gemessenen Teildefektantworten.
Ein Beispiel für eine Kompensationsmaßnahme, die verwendet werden kann, um eine einzige maximale Defektantwort zu erzeugen, besteht darin, eine auf einem Quadrat der Summe von Quadraten (SQSS, square of the surf of squares) basierende Kompensationsmethode anzuwenden. 4 veranschaulicht das Ergebnis einer SQSS-Kompensationsmethode, wenn diese auf den (in 3 veranschaulichten) Footprint 130 angewandt wird. Es ist eine maximale Defektantwort 164 veranschaulicht. Die Teildefektantworten 138, 140, 142, 144 und 146 sind ebenfalls veranschaulicht.
In der beispielhaften Ausführungsform wird die maximale Defektantwort 164 unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
Zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Footprints 130 gibt es nur zwei signifikante Spulenantworten. Gleichung 1 kann auf Gleichung 2 (siehe unten) reduziert werden, worin p₁ und p₂ die zwei signifikantesten Spulenantworten darstellen und worin die signifikantesten Spulenantworten als die Spulenantworten mit der höchsten Amplitude zu dieser speziellen Zeit definiert sind: A = √p₁^2 + p₂^2 (Gleichung 2).
Ein weiteres Beispiel für eine Kompensation, die verwendet werden kann, um eine einzige maximale Defektantwort zu erzeugen, ist die Anwendung einer variablen Phasenkompensationsmethode. 5 veranschaulicht das Ergebnis einer variablen Kompensationsmethode, wenn diese auf den (in 3 veranschaulichten) Footprint 130 angewandt wird. Es ist eine maximale Defektantwort 172 veranschaulicht. Die Teildefektantworten 138, 140, 142, 144 und 146 sind ebenfalls veranschaulicht.
Bemerkenswerterweise können in einer derartigen Methode die Teildefektantworten 138, 140, 142, 144 und 146 Sinuskurven angenähert werden. Die maximale Defektantwort 172 wird durch Verschieben der Teildefektantworten 138, 140, 142, 144 und 146 um einen bestimmten Phasewinkel in Abhängigkeit davon, ob die Antworten zu demselben Spulenpaar oder zu unterschiedlichen Spulenpaaren gehören, berechnet. Die Teildefektantworten 138, 140, 142, 144 und 146 haben aufgrund der physikalischen Konfiguration der ES ECAP 100 jeweils unterschiedliche Phasen. Die hierin beschriebene SQSS-Kompensationsmethode stellt eine beispielhafte Ausführungsform zur Kompensation von Sinuswellen dar, die hinsichtlich der Phase um 90° differieren. Die Spulen 106, 108, 110, 112 und 114 der ES ECAP 100 antworten, um Antworten mit zwei unterschiedlichen Phasenverschiebungen zu erzeugen. Die variable Phasenkompensationsmethode enthält eine Kompensation der Antworten 138, 140, 142, 144 und 146 unter Verwendung der folgenden Gleichungen: p₁ = Asin(x) (Gleichung 3) p₂ = Asin(x + ϕ) (Gleichung 4)
worin p₁ und p₂ die maximalen Amplitudenwerte darstellen. Bei einer gegebenen jeweiligen Phasendifferenz bzw. -verschiebung Φ zwischen den Spulen, zu denen die maximalen Amplituden gehören, wie zum Beispiel den Spulen 106 und 112, kann der kompensierte Wert A für jede Position an der Arraysonde unter Verwendung der Gleichung 5 berechnet werden.
6 veranschaulicht eine beispielhafte LSP ECAP 180. Die LSP ECAP 180 enthält eine erste Reihe von FC-Elementen 182 und eine zweite Reihe von EC-Elementen 184. 7 zeigt ein beispielhaftes EC-Bild 200, das hier ebenfalls als EC-Footprint 200 bezeichnet wird und das aus Defektantwortdaten erzeugt worden ist, die durch die LSP ECAP 180 erfasst worden sind. Die erste Reihe 182 enthält mehrere EC-Elemente, wie zum Beispiel ein EC-Element 186 und ein EC-Element 188. Die zweite Reihe 184 enthält ebenfalls mehrere EC-Elemente, wie beispielsweise ein EC-Element 190 und ein EC-Element 192. Jedes der EC-Elemente 186, 188, 190 und 192 enthält zwei Spulen mit entgegengesetzten Polaritäten. Zum Beispiel enthält das EC-Element 186 eine erste Spule 194 und eine zweite Spule 196, wobei die erste Spule 194 die entgegengesetzte Polarität zu der zweiten Spule 196 aufweist.
Wie oben im Zusammenhang mit den Teildefektantworten 138, 140, 142, 144 und 146, die durch die ES ECAP 100 erzeugt wurden, beschrieben, können in der beispielhaften Ausführungsform die Teildefektantworten 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 224 und 226, die durch die LSP ECAP 180 gesammelt werden, zu Sinuskurven angenähert werden. Die Teildefektantworten 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 224 und 226 treten in Paaren auf, wie zum Beispiel die Antworten 212 und 214 sowie die Antworten 216 und 218. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Defektantworten innerhalb eines Paars um etwa 99° gegeneinander phasenverschoben. In der beispielhaften Ausführungsform beträgt die Phasendifferenz bzw. -verschiebung zwischen Paaren von Defektantworten ungefähr 285°. Die SQSS-Kompensationsmethode und die variable Phasenkompensationsmethode, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der ES ECAP 180 beschrieben sind, können auf die Teilantworten 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 224 und 226 angewandt werden, die von der LSP ECAP 180 erzeugt werden.
8 veranschaulicht das Ergebnis der SQSS-Kompensationsmethode und der variablen Phasenkompensationsmethode, wenn diese auf den (in 7 veranschaulichten) Footprint 200 angewandt werden. Die hierin beschriebene SQSS-Kompensationsmethode erzeugt eine maximale Defektantwort 240, und die variable Phasenkompensationsmethode, wie sie vorstehend beschrieben ist, erzeugt eine maximale Defektantwort 242. Die maximalen Defektantworten 240 und 242 werden dazu verwendet, eine Länge des detektierten Defektes vorherzusagen.
9 veranschaulicht eine beispielhafte omnidirektionale ECAP 300. Im Unterschied zu der ES ECAP 1000 und der LSP ECAP 180 enthält die omnidirektionale ECAP 300 nur eine einzige Reihe von EC-Elementen, wie beispielsweise EC-Elementen 302, 304 und 306, wobei dort eine Überlappung zwischen Spulen mit positiver und negativer Polarität vorliegt. In der beispielhaften Ausführungsform enthält das EC-Element 302 eine erste Erfassungsspule 310 und eine zweite Erfassungsspule 312. Die erste und die zweite Erfassungsspule 310 und 312 sind in einer ersten Richtung (X) und in einer zweiten Richtung (Y) gegeneinander versetzt und überlappen einander in wenigstens einer von der ersten und/oder der zweiten Richtung (X, Y). In dem hierin verwendeten Sinne schließen die Ausdrücke „versetzt” und „überlappen” einander nicht aus. Zum Beispiel haben in der beispielhaften Ausführungsform die erste und die zweite Erfassungsspule 310 und 312 sowohl einen Versatz als auch eine Überlappung in der Y-Richtung. In anderen Worten sind die erste und die zweite Erfassungsspule 310 und 312 in der Richtung (Y) teilweise gegeneinander versetzt, während sie in der Richtung (X) vollständig (d. h. ohne Überlappung) gegeneinander versetzt sind. In einer Ausführungsform überlappen die erste und die zweite Erfassungsspule 310 und 312 einander in der zweiten Richtung (Y) um wenigstens etwa fünfundzwanzig Prozent (25%) einer Länge 316 jeder Erfassungsspule 310 und 312. In einer anderen Ausführungsform überlappen die erste und die zweite Erfassungsspule 310 und 312 einander in der zweiten Richtung (Y) um wenigstens etwa dreiunddreißig Prozent (33%) einer Länge 316 jeder Erfassungsspule 310 und 312. In einer anderen Ausführungsform überlappen die erste und die zweite Erfassungsspule 310 und 312 einander in der zweiten Richtung (Y) um wenigstens etwa fünfzig Prozent (50%) der Länge 316.
Die omnidirektionale EC-Sonde 300 enthält ferner wenigstens eine Treiberspule 318, die ein Sondierungsfeld für den EC-Kanal 302 in der Nähe der ersten und der zweiten Erfassungsspule 310 und 312 erzeugt. In der beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich die Treiberspule 318 um die erste und die zweite Erfassungsspule 310 und 312 herum und bildet den EC-Kanal 302.
Um das Scannen eines relativ großen Oberflächenbereiches zu verbessern, wird ein Array von EC-Kanälen 202 verwendet. Demgemäß enthält die beispielhafte omnidirektionale EC-Sonde 300 eine Anzahl von EC-Kanälen 302 und eine Anzahl von Treiberspulen 318. Insbesondere ist in der beispielhaften Ausführungsform für jeden EC-Kanal 302 wenigstens eine Treiberspule 318 vorgesehen.
In der beispielhaften Ausführungsform ermöglicht die überlappende Anordnung zwischen der ersten und der zweiten Erfassungsspule 310 und 312 der omnidirektionalen EC-Sonde 300, Mängel in einer getesteten Komponente an einer beliebigen Stelle entlang der Richtung (Y) zu detektieren. Jedoch kann die omnidirektionale EC-Sonde 300 jede beliebige Orientierung von EC-Kanälen 302 enthalten, die der EC-Sonde 300 ermöglicht, in der hierin beschriebenen Weise zu funktionieren. Durch Aufnahme mehrerer EC-Kanäle 302, die im Wesentlichen identisch sind, wird ermöglicht, dass das Funktionsverhalten der mehreren EC-Kanäle 302 im Wesentlichen gleichmäßig ist.
Wie vorstehend beschrieben, wird die omnidirektionale EC-Arraysonde 300 dazu verwendet, Oberflächen- oder oberflächennahe Risse (d. h. mit der Oberfläche verbundene Fehler) in leitfähigen Komponenten, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, Flugzeugtriebwerkskomponenten, einschließlich Laufscheiben, Spulen und Laufschaufeln, zu erfassen. Beispielhafte Komponenten sind aus Nickellegierungen und Titanlegierungen ausgebildet. Jedoch kann die EC-Sonde 300 im Zusammenhang mit vielfältigen leitfähigen Komponenten eingesetzt werden.
10 zeigte eine ebene Draufsicht auf eine beispielhafte Komponente 350, die mehrere beispielhafte Defekte enthält. Zum Beispiel enthält die Komponente 350 in der beispielhaften Ausführungsform einen radialen/axialen Defekt 360, einen in Umfangsrichtung orientierten Defekt 362 und zwei winkelige Defekte 364 und 366. Der radiale Defekt 360, der Umfangsdefekt 364 und die winkeligen Defekte 364 und 366 stellen Beispiele für unterschiedliche Defektorientierungen dar, die innerhalb der Komponente 350 auftreten können. Ein beispielhafter EC-Sondenweg ist bei 368 veranschaulicht. Wie nachstehend in größeren Einzelheiten beschrieben, antworten der radiale Defekt, der Umfangsdefekt 362 und die winkeligen Defekte 364 und 366 unterschiedlich auf die omnidirektionale ECAP 300 hinsichtlich einer maximalen Amplitude der Antwort und einer Signatur der Antwort.
Wie vorstehend im Zusammenhang mit dem (in den 3–5 veranschaulichten) Bild 330 der ES ECAP und dem (in 7 veranschaulichten) Bild 200 der LSP ECAP beschreiben, müssen von der omnidirektionalen ECAP 300 erzeugte Bilder vor einer Fehlererkennung und -charakterisierung verarbeitet werden, weil ein Defekt, der während eines Scanns mit der omnidirektionalen ECAP 300 erfasst wird, durch jedes der EC-Elemente 302, 304 und 306 nur zum Teil erfasst wird. 11 veranschaulicht vier beispielhafte Erfassungsbilder bzw. Footprints 400, 402, 404 und 406, die aus Defektantwortdaten erzeugt wurden, die von der omnidirektionalen ECAP 300 gesammelt wurden. Der Footprint 400 ist durch Antworten auf einen Umfangsdefekt, wie beispielsweise den Umfangsdefekt 363 (wie in 10 veranschaulicht) erzeugt. Der Footprint 402 ist durch Antworten auf einen radialen/axialen Defekt, wie beispielsweise den radialen/axialen Defekt 360 (wie in 10 veranschaulicht) erzeugt. Die Footprints 404 und 406 sind durch Antworten auf winkelige Defekte, wie beispielsweise die winkeligen Defekte 364 und 366 (wie in 10 veranschaulicht), erzeugt.
Aus jedem Footprint 400, 402, 404 und 406 kann ein A-Scannbild der von einem positiven Element der omnidirektionalen ECAP 300 empfangenen maximalen Spannung erzeugt werden. Zum Beispiel veranschaulicht 12 vier beispielhafte A-Bilder, die aus den Footprints 400, 402, 404 und 406 erzeugt worden sind. Insbesondere veranschaulicht ein A-Bild 420 maximale Spannungen, die aus dem Umfangsfootprint 400 erhalten worden sind. Ein A-Bild 422 veranschaulicht maximale Spannungen, die von dem radialen/axialen Footprint 402 erhalten worden sind. Ein A-Bild 424 veranschaulicht maximale Spannungen, die von dem winkeligen Defekt 406 erhalten worden sind, und ein A-Bild 426 veranschaulicht maximale Spannungen, die von dem winkeligen Defekt 404 erhalten worden sind. Beachtenswerterweise enthält das A-Scannbild 420, das einem Umfangsdefekt entspricht, zwei unterschiedliche Spitzen, die an den Stellen 440 und 442 sichtbar sind. Hingegen enthält das A-Scannbild 422, das einem radialen/axialen Defekt entspricht, zwei einander überlappende Spitzen, die an der Stelle 440 sichtbar sind.
13 zeigt ein Flussdiagramm einer beispielhaften Kompensationsmethode 54 zur Verwendung im Zusammenhang mit Teildefektantworten, die von einer omnidirektionalen ECAP, wie beispielsweise der (in 9 veranschaulichten) omnidirektionalen ECAP 300, erzeugt werden. Im Unterschied zu der ES ECAP 100 und der LSP ECAP 180 (wie sie in den 2 bzw. 6 veranschaulicht sind), die unidirektional sind (d. h. in der Lage sind, einen Defekt in einer einzigen Orientierung relativ zu der ECAP zu detektieren), ist die omnidirektionale ECAP 300 in der Lage, einen Defekt mit jeder beliebigen Orientierung relativ zu der omnidirektionalen ECAP 300 zu detektieren. Die Kompensationsmethode 450 ermöglicht die Annäherung einer Orientierung eines detektierten Defektes entlang einer Längserstreckung des detektierten Defektes. In der beispielhaften Ausführungsform verwendet die Konversationsmethode 450 eine maximale Spitze-Spitze-Spannung (MaxV_pp), um eine einzige maximale Defektantwort zu bestimmen. Alternativ kann auf Grundlage einer mittleren Spitze-Spitze-Spannung (AvgV_pp) oder einer Kombination aus Max(V_pp) und Avg(V_pp) ebenfalls eine effektive Kompensation erzielt werden. Die Kombination aus Max(V_pp) und Avg(V_pp), die verwendet wird, um eine einzige maximale Defektantwort zu bestimmen, wird auf der Basis der Orientierung des Defektes in Bezug auf die ECAP gewählt. Folglich muss zur Anwendung der Kompensation auf Antworten, die durch die omnidirektionale ECAP 300 erzeugt werden, die Orientierung des Defektes bestimmt werden.
Eine Kompensation von der omnidirektionalen ECAP 300 erzeugten Antworten kann unter Verwendung der folgenden Gleichung bewerkstelligt werden: Λ = αMax(V_pp) + βAvg(V_pp) (α, β) ∊ [0, 1] (Gleichung 6), worin α und β Gewichtungen darstellen, die Max(V_pp) beziehungsweise Avg(V_pp) zugeteilt werden. Wie nachstehend weiter beschrieben, können in einem Beispiel, wenn festgestellt wird, dass eine Defekt eine Orientierung in Umfangsrichtung aufweist, die Kompensationswerte A durch Anwendung von α = 1 und β = 0 berechnet werden.
Die Kompensationsmethode 450 ermöglicht die Bestimmung einer Orientierung eines Defektes, der von einer omnidirektionalen ECAP detektiert wird. Die Bestimmung der Orientierung eines Defektes ermöglicht die Bestimmung der Werte für α und β zur Verwendung in der Gleichung 6, um eine einzige maximale Defektantwort zu berechnen. Die Methode 450 enthält die Erfassung 452 eines ECAP-Bildes, zum Beispiel der Footprints 400, 402, 404 und 406 (wie jeweils in 11 veranschaulicht) unter Verwendung der omnidirektionalen ECAP 300. Es wird eine Defektantwortregion segmentiert 454, und ein A-Scannbild, wie beispielsweise eines der A-Bilder 420, 422, 424 und 426 (die jeweils in 12 veranschaulicht sind) wird extrahiert und aus dem erfassten ECAP Bild kollationiert. Es werden signifikante Spitzen innerhalb des extrahierten A-Bildes identifiziert, 458. Signifikante Spitzen beziehen sich auf den größten positiven Spitzenwert und den größten negativen Spitzenwert.
Die Kompensationsmethode 450 enthält ferner einen Vergleich 460 der Vorzeichen der signifikanten Spitzen. Falls die signifikanten Spitzen entweder beide positiv oder beide negativ sind, wird α ein Wert von 1 gegeben, während β ein Wert von 0 gegeben wird. Folglich werden Max(V_pp)-Werte angewandt, 462, um eine einzige maximale Defektantwort zu erhalten, wenn ein positives-negatives Spitzenpaar fehlt.
Falls die signifikanten Spitzen entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, wird ein Abstand zwischen den signifikanten Spitzen (D_pp) bestimmt, 466. In einer Ausführungsform wird D_pp in Scannindexeinheiten gemessen. Der D_pp-Wert eines erfassten A-Scannbildes kennzeichnet die Orientierung des detektierten Defekts. Aus dem gemessenen D_pp-Wert kann ein Winkel, Θ, unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt werden: D_pp = |Θ|/4 + 29.5 (Gleichung 7)
Der Winkel Θ entspricht der Orientierung des detektierten Defektes. Da weder die Kompensationsmethode unter Verwendung von Max(V_pp) noch die Kompensationsmethode unter Verwendung von Avg(V_pp) von dem Winkel zwischen dem detektierten Defekt und deR ECAP unmittelbar abhängig sind, ist eine exakte Bestimmung diese Winkels nicht erforderlich.
Sobald der Winkel Θ berechnet ist, wird dieser mit einem Schwellenwert Θ_thresh verglichen. Falls Θ kleiner ist als Θ_thresh, wird die Avg(V_pp) verwendende Kompensationsmethode angewandt, 470. Falls Θ größer ist als Θ_threas wird die Kompensationsmethode, die Max(V_pp) verwendet, angewandt, 462. Insbesondere wird in dem Fall, dass 0° < Θ < Θ_thresh, anschließend α = 0, β = 1 in die Gleichung 6 eieingesetzt. Falls Θ_thresh < Θ, wird anschließend α = 1, β = 0 in die Gleichung 6 eingesetzt. In einer beispielhaften Ausführungsform wird Θ_thresh gleich 45° gewählt. In der beispielhaften Ausführungsform kommt der detektierte Defekt, falls Θ < 45°, näher an einen radialen/axialen Defekt als an einen Umfangseffekt heran, und, wie oben erwähnt, die Avg(V_pp)-Kompensationsmethode erzeugt eine gewünschte maximale detektierte Antwort für diese Defektart. Falls 45° < Θ, kommt der dektierte Defekt einem Umfangsdefekt näher als einem radialen/axialen Defekt, und, wie ebenfalls oben erwähnt, die Max(V_pp)-Kompensationsmethode erzeugt eine gewünschte maximale detektierte Antwort für diese Defektart.
Jedoch kann Θ_thresh bei jedem beliebigen Winkel zwischen 0° und 90° festgesetzt werden, und ein Θ_thresh-Wert kann durch Berechnung und/oder durch Experimentieren bestimmt werden, um eine passende Feststellung zu liefern, ob die Kompensationsmethode auf Basis von Max(V_pp) oder die Kompensationsmethode auf Basis von Avg(V_pp) eine einzige maximale detektierte Antwort ergibt, die eine Länge eines detektierten Defektes genauer identifiziert. Ferner müssen weder der Gewichtungsfaktor α noch der Gewichtungsfaktor β binäre Variablen sein. Für winkelige Defekte, wie beispielsweise die winkeligen Defekte 364 und 366, können die Gewichtungsfaktoren α und β berechnet werden, um zu ermöglichen, dass unter Verwendung einer Kombination aus der Max(V_pp)-basierten Kompensationsmethode und der Avg(V_pp)-basierten Kompensationsmethode eine einzige maximale Antwort bestimmt wird.
Es sind unterschiedliche Kompensationsmethoden entwickelt und getestet worden, um sie auf unterschiedliche ECAPs, wie beispielsweise eine LSP ECAP, eine ES ECAP, und eine omnidirektionale ECAP, zuzuschneiden. Die für die LSP und ES ECAP entwickelten Kompensationsmethoden, zum Beispiel die SQSS Kompensationsmethode und die variable Phasenkompensationsmethode, sind unidirektional und ermöglichen eine Berechnung einer einzigen maximalen Defektanordnung aus mehreren Sinuskurven, die gegeneinander um eine Phase verschoben sind, die bei der Konfiguration der ECAP-Elemente fest verdrahtet ist. Für die omnidirektionale ECAP wird eine Defektorientierung vor einer Normierung geschätzt. Die Defektorientierung wird aus der 1 D-Signalantwort (dem A-Scannbild) eines ECAP-Bildes geschätzt, das von der omnidirektionalen ECAP gewonnen wird. Der Abstand zwischen den signifikanten Spitzen (D) innerhalb der A-Scannbilder ist jeweils unabhängig von der Defektlänge, jedoch für die Defektorientierung kennzeichnend, und wird jeweils dazu verwendet, die Defektorientierung zu schätzen. Eine gewichtete Summe der mittleren und maximalen Spitze-Spitze-Spannungen wird dazu verwendet, die A-Scanns eines ECAP-Bildes zu normieren. Die geschätzte Orientierung bestimmt die Gewichtung, die Max(V_pp) und Avg(V_pp) zuerteilt wird, die in der vorerwähnten Gleichung verwendet werden.
Die obige Beschreibung von Verfahren zur Kompensation detektierter Ergebnisse von Scanns unter Verwendung von Wirbelstrom-Arraysonden kann auch auf Einzelspulen-EC-Prüfungen ausgedehnt werden. Die vorstehend beschriebene Kompensation kann durch Reduktion eines auf begrenzte Scanninkremente zurückzuführenden Charakterisierungsfehlers Einzelspulen-EC-Defektantworten korrigieren.
Die vorstehend beschriebenen Kompensationsmethoden sind auf verschiedene ECAP-Konstruktionen passend zugeschnitten. Die Kompensationsmethoden können auf der Basis der eingesetzten ECAP und/oder auf der Basis einer Defektorientierungsinformation ausgewählt werden. Sobald die gewünschte Kompensationsmethode ausgewählt und angewandt ist, wird die Defektregion heraussegmentiert, und es wird eine einzige maximale Defektantwort bestimmt, die einer möglichen Defektlänge entspricht. Durch Anwenden der vorstehend beschriebenen Kompensationsmethoden wird eine verbesserte Korrelation zwischen der EC-Antwort und der Defektlänge erhalten.
Beispielhafte Ausführungsformen von Wirbelstromprüfungs-Kompensationsmethoden sind vorstehend in Einzelheiten beschrieben. Die Verfahren und Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt, so dass vielmehr Komponenten jedes Systems und Schritte innerhalb jedes Verfahrens unabhängig und gesondert von anderen hierin beschriebnen Komponenten und Schritten verwendet werden können. Insbesondere sollte es verständlich sein, dass, obwohl die Prozesse und Systeme hierin im Zusammenhang mit der Überprüfung von Flugzeugtriebwerkskomponenten beschrieben sind, die Prozesse und Systeme auch auf eine weite Vielfalt von Komponenten angewandt werden können, die in einer Dampfturbine, einem Kernkraftwerk, einem Kraftfahrzeugmotor eingesetzt werden, oder um eine beliebige mechanische Komponente zu prüfen.
Während die Erfindung anhand verschiedener spezieller Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Erfindung innerhalb des Rahmens und Schussumfangs der Ansprüche mit Modifikationen ausgeführt werden kann.
Zusammenfassung:
Es ist ein Verfahren zum Prüfen einer Komponente unter Verwendung einer Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP) geschaffen. Das Verfahren enthält ein Scannen einer Oberfläche der Komponente mit der ECAP, Erfassen mehrerer Teildefektantworten mit der ECAP, Übertragen der mehrerer Teildefektantworten zu einem Prozessor, Modellieren der mehreren Teildefektantworten als mathematische Funktionen auf der Basis wenigstens entweder einer Konfiguration von Elementen der ECAP und/oder einer Auflösung der Elemente und Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort aus den mehreren Teildefektantworten.

Claims

Verfahren zum Prüfen einer Komponente unter Verwendung einer Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP), wobei das Verfahren aufweist: Scannen einer Oberfläche der Komponente mit der ECAP; Erfassen mehrerer Teildefektantworten mit der ECAP; Übertragen der mehreren Teildefektantworten zu einem Prozessor; Modellieren der mehreren Teildefektantworten als mathematische Funktionen auf der Basis wenigstens entweder einer Konfiguration von Elementen der ECAP und/oder einer Auflösung der Elemente; und Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort aus den mehreren Teildefektantworten.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Bestimmen einer ungefähren Länge eines Defektes auf der Basis der einzigen maximalen Defektanordnung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort ferner eine Kompensation der mehreren Teildefektantworten aufweist, ohne eine Nachschlagetabelle zu verwenden, um eine einzige maximale Defektantwort oder eine ungefähre Defektlänge zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort ferner einen Einsatz einer Kompensationsmethode auf Basis eines Quadrats der Summe von Quadraten (SQSS) zur Erzeugung der einzigen maximalen Defektantwort unter Verwendung der folgenden Gleichung aufweist: A = √p₁^2 + p₂^2 wobei p₁ und p₂ maximale Amplitudenwerte an vorbestimmten Scannpositionen darstellen und ein kompensierter Wert A für jede der vorbestimmten Scannpositionen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort ferner den Einsatz einer variablen Phasenkompensationsmethode zur Erzeugung der einzigen maximalen Defektantwort unter Verwendung der folgenden Gleichung aufweist:
wobei p₁ und p₂ maximale Amplitudenwerte an vorbestimmten Scannpositionen darstellen und Φ eine Phasendifferenz zwischen Spulen der ECAP ist und wobei ein kompensierter Wert A für jede der vorbestimmten Scannpositionen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dass ferner ein Schätzen einer Orientierung eines durch die ECAP detektierten Defektes aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Schätzen der Orientierung eines Defektes aufweist: Aufnahme eines ECAP-Bildes unter Verwendung einer omnidirektionalen ECAP; Extrahieren eines A-Scannbildes aus dem erfassten ECAP-Bild; Bestimmen eines Abstands zwischen signifikanten Spitzen des A-Scannbildes; Berechnen eines Defektwinkels auf der Basis des Abstands zwischen den signifikanten Spitzen.
Verfahren nach Anspruch 6, dass ferner ein Anwenden wenigstens entweder einer Kompensationsmethode auf Basis der maximalen Spitze-Spitze-Spannung und/oder einer Kompensationsmethode auf Basis einer mittleren Spitze-Spitze-Spannung auf der Grundlage der geschätzten Orientierung des Defektes aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort aus den mehreren Teildefektantworten ferner ein Analysieren einer maximalen Spitze-Spitze-Spannung des ECAP-Bildes aufweist, wenn geschätzt wird, dass die Defektorientierung einer Orientierung in Umfangsrichtung in Bezug auf die ECAP näher kommt als einer radialen/axialen Orientierung.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Erzeugen einer einzigen maximalen Defektantwort aus den mehreren Teildefektantworten ferner ein Analysieren einer mittleren Spitze-Spitze-Spannung des ECAP-Bildes aufweist, wenn geschätzt wird, dass die Defektorientierung einer radialen/axialen Orientierung in Bezug auf die ECAP näher kommt als einer Orientierung in Umfangsrichtung.
Verfahren zum Schätzen einer Länge eines Defektes, der durch eine Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP) detektiert wird, wobei das Verfahren aufweist: Modellieren mehrerer Teildefektantworten, die von der ECAP empfangen werden, als mathematische Funktionen auf der Basis wenigstens entweder einer Konfiguration von Elementen der ECAP und/oder einer Auflösung der Elemente; Anwenden einer Kompensationsmethode auf die mehrere Teildefektantworten, um eine einzige maximale Defektantwort zu erzeugen; und Bestimmen einer geschätzten Länge des Defektes auf der Basis der einzigen maximalen Defektantwort.
System zur zerstörungsfreien Prüfung einer Komponente, wobei das System eingerichtet ist, um die Gegenwart von Defekten auf einer Oberfläche und/oder innerhalb der Komponente zu detektieren und eine Länge wenigstens eines Defektes zu schätzen, wobei das System aufweist: eine Wirbelstrom(EC)-Sonde, die eingerichtet ist, um ein EC-Bild der Komponente zu erzeugen; und einen Prozessor, der mit der EC-Sonde verbunden ist, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um das EC-Bild von der EC-Sonde zu empfangen und um eine einzige maximale Defektantwort zu erhalten.
System nach Anspruch 12, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um eine geschätzte Länge eines detektierten Defektes auf der Basis der einzigen maximalen Defektantwort zu bestimmen.
System nach Anspruch 13, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um wenigstens eine Kompensationsmethode auf das EC-Bild anzuwenden, um die einzige maximale Defektantwort zu erhalten, ohne eine Nachschlagetabelle zu verwenden, um die einzige maximale Defektantwort oder eine ungefähre Defektlänge zu erhalten.
System nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um eine auf einem Quadrat der Summe von Quadraten (SQSS) basierende Kompensationsmethode anzuwenden, bei der eine einzige maximale Defektantwort unter Verwendung der folgenden Gleichung erhalten wird: A = √p₁^2 + p₂^2 wobei p₁ und p₂ maximale Amplitudenwerte bei vorbestimmten Scannpositionen darstellen und ein kompensierter Wert A für jede der vorbestimmten Scannpositionen berechnet wird.
System nach Anspruch 12, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um eine variable Phasenkompensationsmethode anzuwenden, bei der eine einzige maximale Defektantwort unter Verwendung der folgenden Gleichung erhalten wird:
wobei p₁ und p₂ maximale Amplitudenwerte an vorbestimmten Scannpositionen darstellen und Φ eine Phasendifferenz zwischen Spulen der EC-Sonde ist und wobei ein kompensierter Wert A für jede der vorbestimmten Scannpositionen berechnet wird.
System nach Anspruch 12, wobei die EC-Sonde wenigstens entweder eine externe Erfassungs(ES)-Wirbelstrom-Arraysonde (ECAP) und/oder eine lange Standardsonden(LSP) ECAP und/oder eine omnidirektionale ECAP aufweist.
System nach Anspruch 17, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um eine Orientierung eines durch die ECAP detektierten Defektes zu schätzen durch: Extrahieren eines A-Scannbildes aus dem EC-Bild, das von einer omnidirektionalen ECAP empfangen wird; Bestimmung eines Abstands zwischen signifikanten Spitzen des A-Scannbildes; und Berechnung eines Defektwinkels unter Verwendung des Abstandes zwischen signifikanten Spitzen.
System nach Anspruch 17, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um wenigstens entweder eine auf maximaler Spitze-Spitze-Spannung basierende Kompensationsmethode und/oder eine auf mittlerer Spitze-Spitze-Spannung basierende Kompensationsmethode auf die mehreren Teildefektantworten auf Grundlage der geschätzten Orientierung des Defektes anzuwenden.
System nach Anspruch 17, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um eine Kompensationsmethode zur Erzeugung der einzigen maximalen Defektantwort durch Analyse wenigstens entweder einer maximalen Spitze-Spitze-Spannung des ECAP-Bildes und/oder einer mittleren Spitze-Spitze-Spannung des ECAP-Bildes anzuwenden, wobei die Niveaus der maximalen Spannung und der mittleren Spannung durch die geschätzte Defektorientierung bestimmt sind.