DE3202877A1

DE3202877A1 - Sonde zur zerstoerungsfreien pruefung von rohren

Info

Publication number: DE3202877A1
Application number: DE19823202877
Authority: DE
Inventors: Günter 8520 Erlangen Lehner; Thomas Dipl.-Ing. Müller
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1983-08-18
Also published as: DE3202877C2

Description

Sonde zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren
Die Erfindung betrifft eine Sonde zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren mit einem Elektromotor zum Antrieb eines rotierenden Prüfkopfes und mit einer Einrichtung zur elektrischen Erfassung der Winkellage des Prüfkopfes.
Da die Winkellage für die Lokalisierung von Fehlern wichtig ist, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine einfache und dennoch möglichst genau arbeitende Einrichtung zur Erfassung der Winkellage zu schaffen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Einrichtung einen mit dem Prüfkopf starr und direkt verbundenen Rotor umfaßt, der aus zwei Teilen unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit besteht, von denen der eine in Form eines schmalen Streifens längs des Rotorumfanges verläuft, und daß dem Rotor zwei Bürsten zugeordnet sind, die einen der Leitfähigkeit des Streifens entsprechend unterschiedlichen Strom über den Rotor führen. Damit erhält man ein elektrisches Signal in einer durch den Streifen gegebenen Winkellage des Rotors, so daß die gewünschte Lokalisierung von Fehlern ohne weiteres möglich ist. Verwendet man mehrere Streifen mit signifikant verschiedenen Signalen, zum Beispiel Streifen unterschiedlicher Leitfähigkeit oder mehrere Streifen mit verschiedenen Bürsten, so kann man die Genauigkeit der Feststellung der Winkellage noch beliebig erhöhen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Streifen aus gut leitendem Material, das in Isolierstoff eingebettet ist, und die Bürsten liegen in Längsrichtung des Streifens versetzt am Rtor an. Sie werden durch den Streifen verbunden, wenn eine bestinimi:e WinkelLage des Rotors erreicht ist.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dagegen so aufgebaut, daß der Streifen aus Isolierstoff besteht und mindestens eine Bürste eine Auflagefläche mit einer kleineren Breite als der Streifen hat. Der Isolierstoffstreifen unterbricht dann die elektrische Verbindung.
Dabei kann die nkleinero Auflagefläche auch dadurch erreicht werden, daß der Isolierstoffstreifen etwas aus dem leitenden Rotormaterial vorsteht und damit die Bürste vom leitenden Material abhebt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Dabei zeigt die Fig. 1 die Sonde als Ganzes in einer Seitenansicht. Die Fig. 2 zeigt einen teilweisen Längs schnitt im größeren Maßstab, während die Fig. 3 einen Querschnitt an der aus Fig. 2 ersichtlichen Stelle wiedergibt.
Die Sonde ist eine Ultraschallsonde und besitzt als wesentlichen Teil den drehbaren Prüfkopf 1, der in einer Führungsspitze 2 und einem Mittelteil 3 drehbar gelagert ist. An das Mittelteil 3 schließt sich ein weiteres Führungsteil 4 mit einem Abdichtungskörper 5 an, an dem ein Schubschlauch 6 befestigt ist. Zwischen dem Führungsteil 4 und dem Mittelteil 3 ist eine Steckverbindung 7 mit einem Baaonettverschluß vorgesehen.
Das Mittelteil 3 hat als wesentlichen Bestandteil einen Schalenkörper 40, der im Bereich 41 eine dem zu prüfenden Rohr angepaßte zylindrische Außenfläche aufweist. Das dem Prüfkopf 1 zugekehrte Ende des Schalenkörpers 40 ist mit einer Haube 42 verschlossen, die auf ein Gewinde 43 des Schalenkörpers 40 aufgeschraubt ist. Zwischen der Haube 42 und der Antriebswelle 28 des Prüfkopfes 1 mit dem Ultraschall-Schwinger 12, die zu einem Elektromotor 30 führt, sitzt ein Kugellager 44, das mit einer Ringmutter 45 auf der Antriebswelle 28 festgelegt ist.
Das dem Prüfkopf 1 abgekehrte Ende 46 der Antriebswelle 28 sitzt in einem zweiten Wälzlager 47, das im Schalenkörper 40 festgelegt ist.
Im Raum 48 zwischen der Ringmutter 45 und dem Wälzlager 47 sind verschiedene Schleifkontakte angeordnet. Mit ihnen werden einmal die über das Kabel 26 übertragenen eD«trischen Werte des Schwingers 12 von der Antriebswelle 28 auf feststehende Anschlußleitungen übertragen, die in der Figur als Kabel 49 und 50 zu sehen sind und zu einem Stecker 53 an dem dem Prüfkopf 1 abgekehrten Ende des Schalenkörpers 40 führen. Zum anderen dienen mit der Antriebswelle 28 und damit auch mit dem Prüfkopf 1 unmittelbar und direkt verbundene Schleifringe als Rotoren zur Erfassung der Drehzahl und Winkellage des Prüfkopfes.
In Fig. 3 ist zu sehen, daß in dem Schalenkörper 40 eine Nut 97 in Längsrichtung verläuft, in der die Kabel 49 und 50 verlaufen. Von diesen dienen die Kabel 49 der Ubertragung von Impulsen, die mit Hilfe eines mehrteiligen Schleifringes 100 erzeugt werden. Der Schleifring ist mit einer Isolierstoffhülse 99 auf der Antriebswelle 28 befestigt, so daß gegenüber dieser eine elektrische Trennung gegeben ist. Er besteht nämlich aus einer zylindrischen metallischen Hülse 101, in die zwölf in Längsrichtung verlaufende Isolierstoffstreifen 102 gleich- mäßig verteilt eingelegt sind. Mit den Isolierstoffstreifen 102, die geringfügig über die Oberfläche der Hülse 101 hinausragen, wird der elektrische Kontakt zwischen der Hülse 101 und als Bürsten dienenden Schleifdrähten 103 einerseits und 104 andererseits unterbrochen, die auf gegenüberliegenden Seiten am Schleifring 100 anliegen. Dadurch entstehen die Impulse, die das gewünschte Signal für die Winkellage des Prüfkopfes 1 darstellen und damit auch die Drehzahl angeben.
Über nicht dargestellte weitere ungeteilte Schleifringe und weitere Bürsten, die mit dem Kabel 50 verbunden sind, werden die Ultraschallmeßwerte übertragen. Damit bildet das Kabel 50 die durch Schleifringe weitergeschaltete Verlängerung des Kabels 26.
Die Genauigkeit der Erfassung der Winkellage des Prüfkopfes 1 kann mit der Zahl der Streifen 102 noch gesteigert werden, wenn es nicht wie beim Ausführungsbeispiel ausreicht, mit zwölf Streifen 102 Umfangswinkel von 300 genau zu signalisieren und als Grundlage für Aufzeichnungen und damit für Interpolationen von wenigen Winkelgraden zu verwenden. Diese Genauigkeit ist bei Sondendurchmessern von 20 mm und weniger ohne weiteres zu realisieren. Man kann aber auch einem Streifen 102 mehrere um den Umfang des Rotors 100 verteilte Bürstenpaare zuordnen.
3 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche Sonde zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren mit einem Elektromotor zum Antrieb eines rotierenden Prüfkopfes und mit einer Einrichtung zur elektrischen Erfassung der Winkellage des Prüfkopfes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß die Einrichtung einen mit dem Prüfkopf (1) starr und direkt verbundenen Rotor (100) umfaßt, der aus zwei Teilen (101, 102) unterschiedlicher elektrischer Leitfäigkeit besteht, von denen der eine in Form eines schmalen Streifens (102) längs des Rotorumfanges verläuft, und daß dem Rotor (100) zwei Bürsten (103, 104) zugeordnet sind, die einen der Leitfähigkeit des Streifens (102) entsprechend unterschiedlichen Strom über den Rotor (100) führen.
2. Sonde nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Streifen aus gut leitendem Material besteht, das in Isolierstoff eingebettet ist, und daß die Bürsten in Längsrichtung des Streifens versetzt am Rotor anliegen.
3. Sonde nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Streifen (102) aus Isolierstoff besteht, das in gut leitendes Material (101) eingebettet ist, und daß mindestens eine Bürste (103, 104) eine Auflagefläche mit einer kleineren Breite als der Streifen (102) hat.