DE3725063A1 - Leakage detecting system - Google Patents
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- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/002—Investigating fluid-tightness of structures by using thermal means
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufsuche von Lecks an aufblasbaren Körpern mittels eines thermischen Effektes. Als aufblasbare Körper werden im Rahmen dieser Anmeldung Gummihohlkörper wie Luftfedern, Schläuche, Reifen und Bälle verstanden, aber auch sicherheitsrelevante steife Rohrleitungen und Behälter.The invention relates to a method for searching leaks on inflatable bodies by means of a thermal effect. As an inflatable body in the Within the scope of this application, hollow rubber bodies such as air springs, Hoses, tires and balls understood, but also safety-related rigid pipes and containers.
Bei all diesen Körpern hat die Dichtigkeitsprüfung einen hohen Rang innerhalb der Qualitätskontrolle. Für den Dichtigkeitsnachweis wird üblicherweise nach Abkoppelung des Kompressors der Druck des Prüflings über der Zeit gemessen. Um auf diese Weise auch kleine Lecks zu bemerken, ist nachteiligerweise ein recht langes Zeitintervall zur Messung erforderlich, weshalb dieses Verfahren für 100%-Untersuchungen in einer Serienfertigung unbrauchbar ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß eventuelle Undichtigkeiten am Absperrventil zwischen Kompressor und Prüfling zur Leckanzeige führen, auch wenn der Prüfling selbst in Ordnung ist. Eine solche Fehlprüfung wird meist erst spät erkannt, weil das beschriebene Verfahren nicht anzugeben vermag, an welcher Stelle sich das Leck befindet.The leak test has one for all these bodies high rank in quality control. For the Proof of tightness is usually provided after disconnection of the compressor the pressure of the test object over time measured. To prevent even small leaks in this way notice is disadvantageously a long one Time interval required for the measurement, which is why this Procedure for 100% inspections in a series production is unusable. Another disadvantage is that eventual Leakage on the shutoff valve between the compressor and Lead the device under test to leak detection, even if the device under test itself is fine. Such an error check is usually recognized only late because the described method is not Can indicate where the leak is located located.
Ein anderes Prüfverfahren besteht darin, den Prüfling unter Wasser zu tauchen und auf aufsteigende Luftblasen zu achten. Insbesondere bei großen Prüflingen, wie Luftfedern für Schienenfahrzeuge und Schlauchbooten, ist aber die Prüfungshandhabung äußerst umständlich wegen des großen hydrostatischen Auftriebes. Überdies dauert es über eine Minute, bis sich das Wasser im Prüftank nach dem Eintauchen hinreichend beruhigt hat.Another test procedure is the DUT diving underwater and heading for rising air bubbles respect, think highly of. Especially with large test objects, such as air springs for rail vehicles and dinghies, but is the Exam handling extremely cumbersome because of the large hydrostatic buoyancy. Moreover, it takes over one Minute until the water in the test tank after the Immersion has sufficiently calmed.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein schnelleres und automatisier bares Prüfverfahren anzugeben, bei dem Lecks nicht nur festge stellt, sondern auch geortet werden.The object of the invention is a faster and automated to specify a test method in which leaks are not only fixed provides, but also be located.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zu prüfende Körper (Prüfling) in eine Kammer mit überall gleicher Temperatur und Wärmestrahlung eingebracht wird, daß die Wärmestrahlung des auf geblasenen Prüflings mit hoher Auflösung gemessen wird und auf dem so erstellten Wärmebild eventuelle Stellen der Prüflingsoberfläche mit erniedrigter Wärmeabstrahlung als Lecks geortet werden. Die Erfindung beruht auf dem Prinzip der Abkühlung gasförmiger Medien bei adiabater Entspannung. Der durch ein Leck im Prüfling aus tretende Gasstrom kühlt sich örtlich ab. Da durch das Einbringen des Prüflings in eine gleichmäßig temperierte Prüfkammer alle aus wertigen Wärmestrahler vom Prüfling ferngehalten werden, können die ermittelten örtlichen Temperatursenken als Indikatoren für Leckstellen dienen.The object is achieved in that the one to be tested Body (test object) in a chamber with the same temperature everywhere and heat radiation is introduced that the heat radiation of the blown specimen is measured with high resolution and on the This creates a thermal image of any points on the test specimen surface can be located as leaks with reduced heat radiation. The Invention is based on the principle of cooling gaseous media with adiabatic relaxation. That from a leak in the test specimen emerging gas stream cools locally. Since by introducing the Test specimen in a uniformly tempered test chamber high-quality heat radiators can be kept away from the test object, the determined local temperature sinks as indicators of leaks serve.
Um insbesondere zur Lecküberprüfung sehr großer Hohlkörper, bei spielsweise Rettungsinseln, die Investitionskosten für die Prüf vorrichtung zu begrenzen, wird als andere Lösung der Aufgabe vorge schlagen, daß der Prüfling in eine Kammer mit weitgehend stationärer Verteilung von Temperatur und Wärmestrahlung eingebracht wird, daß die Wärmestrahlung des Prüflings mit hoher Auflösung zweimal nach einander bei unveränderter Position gemessen wird und zwar einmal bei geringem und einmal bei hohem Innendruck des Prüflings, daß beide Wärmebilder miteinander verglichen werden und die Stellen signi fikanter Strahlungsdifferenz zwischen beiden Wärmebildern als Lecks geortet werden. Eine weitgehend stationäre Wärmeverteilung ist in einer eingespielten Serienfertigung schon mit einfachen Abdeckungen zu erreichen. Es können um so höhere zeitliche Schwankungen in der Wärmeverteilung zugelassen werden, desto dichter die beiden Messungen mit verschiedenem Druck aufeinanderfolgen.In order to check in particular for very large hollow bodies, at for example life rafts, the investment costs for the test Limiting device is proposed as another solution to the task suggest that the test object is in a chamber with largely stationary Distribution of temperature and heat radiation is introduced that the heat radiation of the test specimen twice with high resolution each other is measured with the position unchanged and once with low and once with high internal pressure of the test object, that both Thermal images are compared and the digits signi fierce radiation difference between the two thermal images as leaks be located. A largely stationary heat distribution is in a well-established series production with simple covers to reach. The higher the temporal fluctuations in the Heat distribution are allowed, the denser the two measurements with different pressures.
Grundsätzlich ist es bei der zweiten Lösung sowohl möglich, zunächst bei hohem und dann bei niedrigem Druck zu messen als auch in der umgekehrten Reihenfolge vorzugehen. Um weniger Wärmeausgleichsvor gänge in der Auswertung berücksichtigen zu müssen, wird bevorzugt die Reihenfolge angewendet, daß die Wärmestrahlung des Prüflings zunächst bei geringem und dann bei hohem Innendruck gemessen wird.Basically, with the second solution it is both possible initially to measure at high and then at low pressure as well as in the proceed in reverse order. For less heat compensation having to take gears into account in the evaluation is preferred the order applied that the heat radiation of the test specimen first measured at low and then at high internal pressure.
Für schnelle Prüfungen, wo die Zeit nicht ausreicht, um einen hohen Druck im Prüfling zu erzeugen, empfiehlt es sich, als thermischen Effekt nicht nur die Gasabkühlung bei adiabater Entspannung heran zuziehen, sondern ein stärkeres Meßsignal dadurch zu erzeugen, daß das Gas, mit dem der Prüfling für die Leckprüfung gefüllt wird, vor dem Einfüllen in den Prüfling gekühlt wird.For quick exams where there is not enough time to get a high one It is advisable to generate pressure in the test specimen as thermal Effect not only the gas cooling with adiabatic relaxation pull, but to generate a stronger measurement signal in that the gas with which the test object is filled for the leak test, is cooled before filling in the test specimen.
Zur Durchführung des Verfahrens entsprechend der erstgenannten Lösung wird zweckmäßigerweise zunächst die Prüflingsoberfläche nach einem reproduzierbaren Raster in eine Vielzahl von kleineren Einzelflächen zerlegt (aufgelöst), dann wird die auf die Fläche bezogene Wärme strahlung jeder Einzelfläche mittels Sonde gemessen, dann die Strahlungs differenz zwischen allen benachbarten Einzelflächen ermittelt, und schließlich werden alle die Rasterfeldpaare als Lecks angezeigt, deren Strahlungsdifferenz über einem bestimmten, die Empfindlichkeit festlegenden Schwellwert liegt; vorzugsweise wird also nicht die abso lute, sondern die nach dem Ort differenzierte Wärmeabstrahlung als Leckkriterium herangezogen.To carry out the method according to the first-mentioned solution is expediently the test surface after a reproducible grid in a variety of smaller individual areas disassembled (dissolved), then the heat related to the area radiation of each individual surface measured by means of a probe, then the radiation difference between all neighboring individual areas, and finally all of the grid pairs are shown as leaks, whose radiation difference over a certain, the sensitivity defining threshold; preferably not the abso lute, but the heat radiation differentiated according to the location as Leak criterion used.
Analog wird zur Durchführung des Verfahrens entsprechend der zweit genannten Lösung zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß, nach Auflösung der Prüflingsoberfläche entsprechend einem reproduzierbaren Raster in eine Vielzahl von kleinen Einzelflächen und nach Messung der auf die Fläche bezogenen Wärmestrahlung jeder Einzelfläche mittels Sonde bei einem Prüflingsinnendruck und danach beim anderen Innendruck, für jede der Einzelflächen die Strahlungsdifferenz infolge der Innendruck variation ermittelt wird und alle die Rasterfeldpaare als Lecks ange zeigt werden, deren Strahlungsdifferenz um einen bestimmten, die Empfindlichkeit festlegenden Schwellwert über der durchschnittlichen Strahlungsdifferenz liegt. Analogously, the second is used to carry out the method mentioned solution expediently proceeded so that, after resolution the test surface according to a reproducible grid in a variety of small individual areas and after measuring the on the area-related heat radiation of each individual area by means of a probe with a test specimen internal pressure and then with the other internal pressure, for each of the individual areas the radiation difference due to the internal pressure variation is determined and all the grid pairs are shown as leaks shows whose radiation difference by a certain, the Sensitivity threshold above average Radiation difference is.
Der Begriff "Raster" wird im Rahmen dieser Anmeldung so verstanden, daß die gesamte Prüflingsoberfläche in regelmäßiger, nicht unbedingt gleichmäßiger Weise in Einzelflächen zerlegt ist. Jeder Punkt der Prüflings oberfläche wird also in mindestens einer Einzelfläche erfaßt. Die größtmögliche Verfahrensgeschwindigkeit wird erreicht, wenn jeder Oberflächenpunkt in genau einer Einzelfläche erfaßt wird; bei groben Rastern ist es allerdings sinnvoll, daß sich die Einzelflächen ähnlich der Schindeln eines Daches überlappen, um völlig sicherzugehen, daß nicht etwa ein genau auf einer Rasterlinie liegendes Leck "übersehen" wird.The term "grid" is used in this application understood that the entire test surface in more regularly, not necessarily evenly Individual areas is disassembled. Every point of the examinee So surface is in at least one individual surface detected. The greatest possible process speed is reached when each surface point in exactly one Single area is recorded; with rough grids it is however, it makes sense that the individual areas are similar the shingles of a roof overlap to completely to make sure that not exactly one on one Leakage grid line is "overlooked".
Grundsätzlich kann die Rasterung schon im Meßaufbau angelegt sein, d. h. daß eine Sonde nur einen kleinen Flächenbereich erfaßt. Zur Erfassung der gesamten Prüflingsoberfläche gibt es dann zwei Möglichkeiten, die miteinander kombinierbar sind: Einerseits kann pro Einzelfläche je eine Sonde eingesetzt werden, andererseits kann mit einer einzigen Sonde durch eine zweidimensionale Relativbewegung zwischen Sonde und Prüfling in zeitlicher Aufeinanderfolge auch jede Einzelfläche erfaßt werden. Bei der zuletzt genannten Variante wird die Bewegung vorzugsweise auf Prüfling und Sonde aufgeteilt; zur Überprüfung einer Zylindermantelfläche mit einer Sonde empfiehlt es sich beispielsweise, den Prüfling um die Zylinderachse rotieren zu lassen und die Sonde auf einer zur Zylinderachse parallelen Führung in axialer Richtung zu bewegen. Wenn beide Bewegungen stationär ausgeführt werden, kann als Leckkriterium die nach der Zeit differenzierte, in die Sonde einfallende Wärmestrahlung dienen. Die nach dem Ort und die nach der Zeit differenzierte Wärmestrahlung hängen über die Bahn geschwindigkeit zusammen. Durch den Kunstgriff des Überganges auf die nach der Zeit differenzierte Wärmestrahlung wird eine besonders einfache, weil analog arbeitende Auswertungsanordnung ermöglicht: Der durch die Wärmestrahlungssonde erzeugte Strom wird durch eine Induktivität (Spule) geleitet, die Spannung an der Induktivität wird abgegriffen und zu einem Voltmeter geleitet. An allen Leckstellen schlägt das Meßgerät auffällig aus.Basically, the screening can already be done in the measurement setup be created, d. H. that a probe is only a small one Area covered. To capture the entire Then there are two options for the test surface can be combined with one another: On the one hand, pro Single surface one probe each can be used, on the other hand can with a single probe through a two-dimensional Relative movement between probe and test object in time Each individual surface can also be recorded in succession. At The last-mentioned variant is the movement preferably divided between test object and probe; to Checking the surface of a cylinder with a probe For example, it is recommended to test the candidate around the To rotate the cylinder axis and the probe on a guidance parallel to the cylinder axis in the axial direction to move. If both movements are stationary can be used as a leak criterion according to the time differentiated heat radiation entering the probe serve. That by location and that by time differentiated heat radiation hang over the web speed together. By the trick of Transition to that differentiated according to time Heat radiation becomes a particularly simple one because it is analog Working evaluation arrangement enables: The by the Radiation generated electricity is generated by a Inductor (coil) passed the voltage across the Inductance is tapped and turned into a voltmeter headed. The measuring device strikes at all leak points striking out.
Insbesondere für große Prüfserien, wo die Geschwindigkeit des Prüfverfahrens größte Bedeutung gewinnt, empfiehlt sich eine Verfeinerung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens dahingehend, daß in einem ersten, durch Wahl einer geringen Auflösung sehr schnellen, Schritt mit hoher Empfindlichkeit die gesamte Oberfläche aller Prüflinge untersucht wird, daß nur die Prüflinge, die nach dem ersten Prüfschritt Auffälligkeiten zeigen, einem zweiten Prüfschritt unterzogen werden, in dem die zuvor ermittelten Oberflächenbereiche erniedrigter Wärme abstrahlung mit hoher Auflösung näher untersucht werden und daß anschließend die Prüflinge mit georteten Leckstellen ausgesondert werden. Diese Weiterbildung lebt von der Erkenntnis, daß wenige Einzelflächen schneller zu untersuchen sind als viele.Especially for large test series where the speed of the test procedure is of the greatest importance there is a refinement of the test method according to the invention in that in a first one, by choosing one low resolution very fast, step with high Sensitivity the entire surface of all specimens it is examined that only the test specimens, who after the first test step show abnormalities, a second Undergo test step in which the previously determined surface areas of reduced heat radiation with high resolution to be examined in more detail and that the test objects are then located Leaks are eliminated. This training lives on from the realization that few individual areas are closing faster are investigating than many.
Zweckmäßigerweise wird die Einzelflächengröße im ersten, nur grob auflösenden Verfahrensschritt zwischen 0,4 cm2 und 4 cm2 gewählt. Durch Wahl einer extrem hohen Empfindlichkeit, die durch den Einsatz von Differenz verstärkern fast beliebig hochgetrieben werden kann, werden auch kleinste Lecks innerhalb der großen Einzelflächen sicher erkannt. Die für die Aussagesicherheit an sich ungünstige grobe Rasterung wird dadurch kompensiert. Allerdings bewirkt die hohe Meßempfindlichkeit nachteiligerweise, daß auch feinste Strahlungsunterschiede, die nicht auf Lecks, sondern auf die nie ganz vermeidbaren Fehler der Prüfanordnung zurückzuführen sind, angezeigt werden. Es fallen also im ersten, schnellen Verfahrens schritt alle undichten Prüflinge auf, aber nicht alle aufgefallenen Prüflinge sind undicht. Die Meßempfindlich keit im ersten Schritt dieses Prüfverfahrens kann so weit gesteigert werden, solange ein sinnvolles Verhältnis der auffälligen aber dichten Prüflinge zu den auffälligen und tatsächlich undichten Prüflingen nicht überschritten wird. Erfahrungsgemäß darf dieses Verhältnis ruhig 1 : 1 betragen, da die Schadensquote in einer eingespielten Serienfertigung unter 1% liegt, die Quote der auffälligen Prüflinge damit also immer noch unter 2% liegt.The individual area size is expediently chosen between 0.4 cm 2 and 4 cm 2 in the first, only roughly resolving process step. By choosing an extremely high sensitivity, which can be increased almost arbitrarily by using differential amplifiers, even the smallest leaks within the large individual areas are reliably detected. This compensates for the coarse grid, which is inherently unfavorable for informational reliability. However, the high measurement sensitivity disadvantageously means that even the finest radiation differences, which are not due to leaks but to the errors of the test arrangement, which are never entirely avoidable, are displayed. In the first, quick procedure step, all leaky test objects are noticed, but not all of the test objects that are noticed are leaky. The sensitivity in the first step of this test procedure can be increased as long as a reasonable ratio of the conspicuous but dense test objects to the conspicuous and actually leaky test objects is not exceeded. Experience has shown that this ratio may be 1: 1, since the damage rate in a well-established series production is less than 1%, so the rate of conspicuous test objects is still less than 2%.
Der zweite Verfahrensschritt dient nur dazu, unter den im ersten Schritt aufgefallenen Prüflingen die undichten von den dichten zu trennen und auszusondern. Die Anzahl der Prüflinge, die diesen zweiten Schritt durchlaufen, ist wesentlich geringer als die Anzahl der Prüflinge, die den ersten Schritt durchlaufen. Das durchschnittliche Reziprokum dieses Anzahlverhältnisses ist die Obergrenze für den Faktor, um den die Prüfungsdauer pro Prüfling im zweiten Schritt länger sein darf als im ersten. Zur Prüfung einer Serienfertigung liegt die Obergrenze oberhalb von 50. Dementsprechend wird eine große Auflösung möglich; ohne Verringerung der Prüfgeschwindigkeit werden für diesen zweiten Schritt Raster eingesetzt, deren Einzelflächen um mindestens eine, vorzugsweise etwa zwei Zehnerpotenzen kleiner sind als die im ersten Schritt.The second step of the process only serves to first step noticed the test objects the leaking from to separate and separate the dense. The number of Candidates who go through this second step is much less than the number of test specimens that the go through the first step. The average The reciprocal of this number ratio is the upper limit for the factor by which the examination duration per examinee in second step may be longer than in the first. To Testing a series production is the upper limit above 50. Accordingly, a large resolution possible; without reducing the test speed used for this second step grid, whose Individual areas around at least one, preferably about two Powers of ten are smaller than those in the first step.
Anstatt pro Sonde zeitgleich nur eine Einzelfläche zu untersuchen, empfiehlt es sich für eine weitere Geschwindigkeitserhöhung, Sonden derart zu verwenden, daß pro Sonde mehrere Einzelflächen gleichzeitig untersucht werden; dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß als Sonde zur Messung der Wärmeabstrahlung der Prüflings oberfläche eine oder mehrere Infrarotkameras eingesetzt werden. Die Höhe der Einzelflächen, in die aufgelöst werden soll, ist bevorzugt gleich dem Bildschirmzeilenabstand oder einem ganz zahligen Vielfachen davon. Instead of only one single surface at a time per probe investigate, it is recommended for another Speed increase to use probes such that Several individual areas examined simultaneously per probe will; this is preferably achieved in that as Probe for measuring the heat radiation from the test specimen one or more infrared cameras are used on the surface will. The height of the individual areas to be broken up into is preferably equal to or equal to the screen line spacing number multiples of it.
Die auf einem Bildschirm mittels Infrarotkamera abgebildeten Oberflächen können von einem Prüfer schnell visuell auf Dichtigkeit begutachtet werden. Dieses Verfahren empfiehlt sich insbesondere bei Klein- und Vorserien.The one on a screen using an infrared camera Imaged surfaces can be checked quickly by an inspector visually checked for leaks. This Procedure is particularly recommended for small and Pre-series.
Für Großserien wird vorzugsweise die Begutachtung mittels einer Anordnung von Datenverarbeitungsgeräten erstellt. Zweckmäßigerweise werden die elektrischen Spannungen, die die jeweils auf einer Einzelfläche einfallende Wärmestrahlung repräsentieren, in einem Analog/Digital- Wandler digitalisiert, dann in einem sehr schnellen Rechner alle addiert, durch die Anzahl der Einzelflächen dividiert, dann der so ermittelte Durchschnittswert von allen digitalisierten elektrischen Spannungen abgezogen. Die so aufbereiteten digitalen Daten werden anschließend einem Komparator eingegeben, der wegen der vorgeschalteten Datenverarbeitung nur auf drei Dezimalstellen genau zu arbeiten braucht und dadurch die zahlreichen Subtraktionen sehr schnell auszuführen vermag. Indem der Komparator die Signaldifferenz aller benachbarter Einzelflächen bestimmt und mit einem die Empfindlichkeit festlegenden Schwellwert vergleicht, erfolgt hier die eigentliche Meßwertinterpreta tion. Zweckmäßigerweise werden nur die auffälligen Signal differenzen einschließlich ihrer Ortsangabe ausgegeben über einen Drucker und/oder Plotter.For large series, the assessment is preferably carried out using created an arrangement of data processing equipment. Expediently, the electrical voltages that the one falling on a single surface Represent heat radiation in an analog / digital Digitizer digitized, then in a very fast Calculator all added up by the number of individual areas divided, then the average of subtracted from all digitized electrical voltages. The digital data prepared in this way are then entered a comparator because of the upstream Data processing only to three decimal places needs work and therefore the numerous subtractions is able to execute very quickly. By the comparator the Signal difference of all neighboring individual areas determined and with a threshold value defining the sensitivity compares, the actual measured value interpret takes place here tion. Only the striking signal is expedient differences including their location are output via a printer and / or plotter.
Zur beschleunigten Prüfung etwa zylinderförmiger Hohlkörper empfiehlt es sich, daß je eine Infrarotkamera beide Stirn seiten und drei Kameras die gesamte Mantelfläche erfassen und alle fünf Kameras ortsfest angeordnet sind.For accelerated testing of cylindrical hollow bodies it is recommended that an infrared camera has both foreheads sides and three cameras capture the entire surface area and all five cameras are fixed in place.
Bei Prüflingen, die vollständig rotationssymmetrisch sind, kann aber auch eine bewegliche Kameraaufhängung von Vorteil sein, insbesondere in der Art, daß je eine ortsfeste Infrarotkamera beide Stirnseiten und eine um die Rotations symmetrieachse kontinuierlich kreisende Infrarotkamera die Mantelfläche erfassen. Allerdings muß dabei die Drehfrequenz deutlich unter der Bildaufbaufrequenz der Kamera bleiben. For test objects that are completely rotationally symmetrical, But a movable camera mount can also be an advantage be, in particular in such a way that a fixed Infrared camera both ends and one around the rotation axis of symmetry continuously rotating infrared camera Cover surface area. However, the rotational frequency must be used remain well below the camera's frame rate.
Die vorstehenden Ausführungen über schnelle Prüfverfahren mit Einsatz von Infrarotkameras zusammenfassend, kommt es darauf an, daß zur Erfassung der gesamten Prüflingsober fläche mehrere Infrarotkameras gleichzeitig eingesetzt werden, und zwar in der Weise, daß mehrere, vorzugsweise alle Oberflächenbereiche des Prüflings gleichzeitig unter sucht werden. Um mit geringem Personaleinsatz auszukommen, empfiehlt es sich, daß die Prüflingshandhabung, Sonden steuerung und Ergebnisprotokollierung vollautomatisch mit Rechnerunterstützung, Robotern und Plottern erfolgt.The above statements about quick test procedures summarizing with the use of infrared cameras, it comes on the fact that to record the entire test specimen several infrared cameras are used at the same time in such a way that several, preferably all surface areas of the test object at the same time be searched. In order to get by with little staff, it is recommended that the specimen handling, probes control and logging of results fully automatically with Computer support, robots and plotters.
Mit dem beschriebenen Meßverfahren unter Ausnutzung eines thermischen Effektes sind auch quantitative Aussagen möglich. Indem zunächst an Probekörpern mit Lecks von definiertem Volumenstrom die Wärmestrahlungserniedrigungen an diesen Lecks gemessen werden, werden die Wärmestrah lungsabweichungen kalibriert und die an den Prüflingen aufgefundenen Lecks quantifizierbar.With the measurement method described using a thermal effects are also quantitative statements possible. By first testing specimens with leaks of defined volume flow the thermal radiation reductions measured at these leaks are the heat beam deviations calibrated and those on the test specimens found leaks quantifiable.
Um leckbedingte Kältezonen deutlich von solchen Kältezonen zu unterscheiden, die nur auf Unregelmäßigkeiten des Prüfungsaufbaues zurückzuführen sind, empfiehlt es sich, daß die Prüflinge bei höherem als ihrem späteren Betriebs druck geprüft werden. Zwecks gleichzeitiger Prüfung der Beständigkeit gegen den garantierten Platzdruck beträgt der Prüflingsinnendruck bei einem Verfahren nach Anspruch 1 - bzw. der höhere der beiden Prüflingsinnendrücke bei einem Verfahren nach Anspruch 2 - vorzugsweise das 1,05 fache des Platzdruckes. Bei einem Verfahren nach Anspruch 2 wird - sofern der Prüfling auch im nichtaufgeblasenen Zustand steif genug, um sein Eigengewicht zu tragen - der niedrigere der beiden Luftdrücke zweckmäßigerweise gleich dem Umgebungsdruck gewählt. Diese Vereinfachung ist regel mäßig bei der Prüfung von Luftfedern und Reifen möglich.To leak-related cold zones clearly different from such cold zones to distinguish only on irregularities of the Exam structure, it is recommended that the test objects at higher than their later operation pressure can be checked. In order to check the Resistance to the guaranteed burst pressure is the specimen internal pressure in a method according to claim 1 - or the higher of the two specimen internal pressures at a method according to claim 2 - preferably 1.05 times the space pressure. In a method according to claim 2 - if the test object is also in the non-inflated state Condition stiff enough to bear its own weight - the lower of the two air pressures expediently the same selected the ambient pressure. This simplification is common moderately possible when testing air springs and tires.
Bei dem vorgeschlagenen Prüfverfahren wird nicht die Tempe ratur selbst, sondern die damit in der vierten Potenz zusammenhängende Wärmestrahlung gemessen. Wegen des über proportionalen Zusammenhangs der Strahlung von der Tempe ratur wird eine besonders hohe Empfindlichkeit der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorrichtung erreicht, und es ergeben sich Wärmebilder von hohem Kontrast.In the proposed test method, the tempe rature itself, but the fourth power coherent heat radiation measured. Because of the over proportional relationship of the radiation from the tempe temperature becomes a particularly high sensitivity of the Implementation of the procedure required device reached, and there are high thermal images Contrast.
Nachfolgend wird unter Bezug auf die Figur ein Meßaufbau beschrieben, der sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lecksuche eignet. Als Prüfling 1 ist in der Figur ein Rollbalg für eine Luftfe derung dargestellt. Untersucht werden dessen beide Stirnseiten 2 und die Mantelfläche 3. Zur Untersuchung werden insgesamt fünf Infrarot kameras 4, 5 ortsfest eingesetzt. Die beiden Kameras 4 zur Untersuchung der Stirnseiten 2 sind so ausgerichtet, daß ihre optische Achse mit der Achse des etwa zylinderförmigen Rollbalges übereinstimmt. Die drei Kameras 5, die der Untersuchung der Mantelfläche dienen, sind axial mittig gegenüber dem Prüfling in gleichem Abstand und in einer gleich mäßigen Winkelaufteilung um den Prüfling herum angeordnet. Eine der drei Kameras 5 befindet sich hinter dem Prüfling und ist deshalb in der Skizze nicht dargestellt. Die Daten der fünf Kameras werden zweckmäßigerweise über je einen Analog/Digital-Wandler 6 in je einen Rechner 7 eingegeben, der die mittlere Strahlungsintensität 8 bestimmt. Über je ein Subtrak tionsglied werden die Daten dann in je einen Komparator geleitet, wo aus allen benachbarten Einzelflächen Vergleichspaare gebildet werden, die Wärmestrahlungsdifferenz innerhalb aller Paare ermittelt wird, alle diese Differenzen mit einem einstellbaren Schwellwert 10 verglichen wer den und alle Paare, deren Strahlungsdifferenzen über den Schwellwert hin ausgehen, an den Bildschirm 11 weitergegeben. Dort werden alle Orte auf fälliger Wärmesenken angezeigt. Bei Bedarf können die Leckstellen mittels des Plotters 12 dokumentiert werden.In the following, a measurement setup is described with reference to the figure which is suitable for performing the leak detection method according to the invention. As a test specimen 1 , a bellows for a Luftfe is shown in the figure. The two end faces 2 and the lateral surface 3 are examined. A total of five infrared cameras 4, 5 are used stationary. The two cameras 4 for examining the end faces 2 are aligned so that their optical axis coincides with the axis of the approximately cylindrical roller bellows. The three cameras 5 , which are used to examine the lateral surface, are arranged axially in the center relative to the test specimen at the same distance and in a uniform angular distribution around the test specimen. One of the three cameras 5 is located behind the test object and is therefore not shown in the sketch. The data from the five cameras are expediently input via an analog / digital converter 6 into a computer 7 , which determines the average radiation intensity 8 . Via a subtraction element, the data is then sent to a comparator, where pairs of comparisons are formed from all neighboring individual areas, the heat radiation difference is determined within all pairs, all these differences are compared with an adjustable threshold value 10 , and all pairs whose radiation differences are above the threshold value go out, passed on to the screen 11 . There all locations are displayed on due heat sinks. If necessary, the leaks can be documented using the plotter 12 .
Im Gegensatz zu Behältern, Rohren, Schläuchen, Schlauchbooten und ähnlichem sind viele aufblasbare Artikel erst durch Zusammenwirken mit anderen Bauteilen luftdicht; so wie ein Reifen eine Felge benö tigt, so benötigt die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Luftfeder zwei Deckel 17, die durch einen Anker 15 über einen Schnellspannverschluß 16 zusammengehalten sind. Da es für die Leckprüfung nicht auf die Simulation des Einrollverhaltens ankommt, sind die Deckel 17 nur sehr einfach geformt und klein. Dadurch kosten sie wenig und werfen kaum Schatten. - Geschlossene Luftfedern mit einvulkanisierten Anschlußteilen benötigen keine Deckel.In contrast to containers, pipes, hoses, inflatables and the like, many inflatable articles are only airtight when they interact with other components; just as a tire needs a rim, the air spring shown in this embodiment requires two covers 17 , which are held together by an anchor 15 via a quick-release fastener 16 . Since the simulation of the roll-in behavior is not important for the leak test, the covers 17 are only very simply shaped and small. As a result, they cost little and hardly cast shadows. - Closed air springs with vulcanized connection parts do not require a cover.
Der beschriebene Meßaufbau versteht sich als Ausführungs beispiel und ist keinesfalls ausschließlich gemeint. Insbe sondere sind auch zahlreiche andere Arten der Datenverar beitung möglich. Wesentlich ist nur, daß die Prüflinge 1 in eine Kammer 13 mit überall gleicher Temperatur und Wärmestrahlung eingebracht werden, daß die Wärmestrahlung der Prüflinge 1 mit hoher Auflösung gemessen wird und eventuelle Stellen der Prüflingsoberfläche mit erniedrig ter Wärmeabstrahlung als Leckstellen 14 geortet werden.The measurement setup described is an example of execution and is by no means meant exclusively. In particular, numerous other types of data processing are also possible. It is only important that the test specimens 1 are introduced into a chamber 13 with the same temperature and heat radiation everywhere, that the heat radiation of the test specimens 1 is measured with high resolution and any points on the test specimen surface with low heat radiation are located as leaks 14 .
Claims (15)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19873725063 DE3725063A1 (en) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Leakage detecting system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE3725063A1 true DE3725063A1 (en) | 1989-02-09 |
Family
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Family Applications (1)
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| DE19873725063 Withdrawn DE3725063A1 (en) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Leakage detecting system |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE3725063A1 (en) |
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