DE3828552C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Rißtiefenmessung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur RißtiefenmessungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rißtiefenmessung
mittels einer Potentialsonde gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zur Ausübung eines solchen Verfahrens
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Ein solches Verfahren und eine zu seiner Ausübung
dienende Vorrichtung sind z. B. in dem Prospekt der
Fa. Karl Deutsch Prüf- und Meßgerätebau, Wuppertal-E,
Rißtiefenmeßgerät "RMG", Dezember 1958, beschrieben
und dargestellt. Die bekannten Vorrichtungen sind
mit mindestens einer Potentialsonde ausgerüstet, die
über ein flexibles Kabel mit einem Meßgerät verbunden
ist und zwei von einer Stromquelle dieses Geräts gespeiste
Strompole (Tastspitzen) aufweist, die zwecks
Stromdurchflutung des Prüflings an gegenüberliegenden
Seiten des zu vermessenden Risses auf den Prüfling
aufgesetzt werden. Mittels zweier unter festem, bekanntem
Abstand voneinander und von den Strompolen in
deren Verbindungslinie angeordneter Spannungsmeßpole
wird der Spannungsabfall im zwischen diesen Meßpolen
abgegrenzten Tiefen-Meßabschnitt gemessen. Die in
dem jeweiligen einzigen Tiefenmeßabschnitt gemessenen
Spannungsabfall-Meßwerte werden einer Auswerteeinheit
im Meßgerät zugeleitet, in der sie in Rißtiefen-Meßwerte
umgesetzt werden, die einer Anzeigevorrichtung zugeführt
werden. Als Abhilfsmaßnahme gegen Meßwertverfälschungen
infolge von Änderungen der Werkstoff-Eigenschaften
wird ein Werkstoffkorrekturwert in die Auswertung
der Spannungsabfall-Meßwerte einbezogen. Dieser wird
bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen durch
Kontrollmessungen mittels spezieller Eichsonden und
Eichstäbe ermittelt.
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist die Überprüfung
von rißbehafteten Werkstücken auf die Möglichkeit, sie
durch Nachbehandlung rißfrei zu machen, um ein Verwerfen
dieser Werkstücke überflüssig zu machen. Je wertvoller
die Werkstücke sind, um so mehr wird man den Weg der
Nachbehandlung bevorzugen und durch Ausschleifen oder
sonstige mechanische Nachbearbeitung den Riß zu entfernen
versuchen. Wird nach Abarbeiten der noch vorhandenen
Bearbeitungszugabe jedoch festgestellt, daß der Riß immer
noch nicht vollständig entfernt worden ist, so erweisen
sich nachträglich die Kosten für die Bearbeitung als
verloren. In dieser Tatsache liegt die wirtschaftliche
Bedeutung der Rißtiefenmessung begründet. Es kommt hinzu,
daß bei rechtzeitiger Kenntnis der Rißtiefe durch ein
geeignetes Verfahren zur Weiterverarbeitung u.U. auch
noch solche Teile verwendbar gemacht werden können, die
bei normaler Weiterverarbeitung Ausschuß geworden wären.
Zur Rißtiefenmessung lassen sich zwar auch das Ultra
schallprüfverfahren und das Wirbelstromverfahren einsetzen,
jedoch bieten diese Verfahren nicht die universellen
Anwendungsmöglichkeiten wie das als Ergänzung bereits
seit Jahrzehnten eingesetzte Potential-Sonden-Verfahren,
das allerdings nur bei metallischen Werkstücken anwendbar
ist.
Das Potential-Sonden-Verfahren beruht darauf, daß ein
zwischen zwei Polen in ein Werkstück eingeleiteter Durch
flutungsstrom, wenn in seinem Weg von einem Pol zum anderen
ein Oberflächenriß liegt, diesen umströmen und damit
einen größeren Weg zurücklegen muß als im Falle eines
rißfreien Stromwegs zwischen den Polen. Die Verlängerung
des Stromweges führt zu einer Vergrößerung des Poten
tialabfalles zwischen den beiden Meßpolen. Diese Ver
größerung des Potentialabfall-Meßwertes durch einen im
Stromweg befindlichen Riß läßt sich als Maß für die
Rißtiefe verwenden. Voraussetzung für die Anwendung des
Potential-Sonden-Verfahrens ist jedoch, daß der Riß nicht
parallel zum Stromweg verläuft.
Für eine genaue Rißtiefenbestimmung mittels des Potential
sonden-Verfahrens sind allerdings Korrekturen aufgrund
der Prüflings-Werkstoffeigenschaften und -Geometrie und/oder
der unvermeidlichen Schwankungen der Übergangswiderstände
an den die Pole bildenden Taststellen notwendig. Die Ein
flüsse dieser Faktoren sind bei Gleich- und Wechselstrom
unterschiedlich. Während sich bei der Verwendung von
Gleichstrom vor allem geometrische Einflüsse bemerkbar
machen, werden Wechselstrommessungen mehr durch Verände
rungen der Permeabilität und der Leitfähigkeit des zu
prüfenden Materials beeinflußt.
Als Abhilfsmaßnahmen für die Meßwertverfälschungen infolge
von Änderungen in Werkstoff-Eigenschaften und -Geometrie
und/oder Schwankungen in den Übergangswiderständen an
den Tastspitzen sind Korrektur- und Kontrollmessungen
bekannt, die i. a. vor der eigentlichen Messung durchzufüh
ren sind. Um diese Korrektur- und Kontrollmessungen zu
vereinfachen, sind spezielle Eichsonden in Verbindung
mit Eichstäben bekannt geworden. Die Eichstäbe sind hin
sichtlich ihrer Werkstoffeigenschaften und Geometrie be
kannt und mit einem Riß bekannter Tiefe versehen. Die
Eichsonden weisen vier, unter gleichem bekannten Abstand
angeordnete, als Tastspitzen ausgeführte Pole auf, von
denen die beiden äußeren Strompole sind und die beiden
mittleren Meßpole. Es sind vier Justierschritte durchzu
führen:
- 1) Bei auf eine fehlerfreie Stelle des Eichstabes aufge setzter Eichsonde erfolgt mittels eines Nullpunkt- Potentiometers des Meßgerätes eine Nullpunkteinstellung auf dem Geräte-Anzeigeinstrument.
- 2) Bei mit ihren Meßpolen auf gegenüberliegenden Seiten des Eichstabes aufgesetzter Eichsonde erfolgt an einem Empfindlichkeits-Potentiometer des Meßgerätes eine Einstellung der bekannten Rißtiefe auf dem Geräte- Anzeigeinstrument.
- 3) Bei an einer rißfreien Stelle des Eichstabes aufgesetzter Eichsonde wird der bekannte Abstand PA der Meßpole mittels des Nullpunkt-Potentiometers auf dem Instrument eingestellt.
- 4) Anschließend wird bei dieser Geräte-Einstellung die Eichsonde auf eine fehlerfreie Stelle des Prüflings unbekannter Materialeigenschaften aufgesetzt, an dem eine Rißtiefenmessung erfolgen soll. Aus dem sich dann ergebenden Anzeigewert A für den Polabstand läßt sich der Werkstoffkorrekturwert K errechnen als K = PA/A.
Mit diesem Werkstoffkorrekturwert sind alle anschließend
auf dem Prüfling erhaltenen Meßwerte zu multiplizieren.
Falls wegen der vorhandenen Oberflächenstruktur nicht
vorausgesetzt werden kann, daß die Übergangswiderstände
bei mehrfachem Aufsetzen stets gleich gehalten werden
können, sind alle angegebenen Kontroll- und Korrektur
messungen mehrfach durchzuführen.
Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, eine Mög
lichkeit zu schaffen, um die notwendigen Kontroll- und
Korrekturmessungen ohne gesonderte Eichvorrichtungen und in Verbindung
mit dem eigentlichen Tiefenmeßvorgang durchzuführen und
damit die Messung nicht nur schneller zu machen, sondern
vor allem auch sicherer.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale
des Anspruchs 1 (für das Verfahren) bzw. 5 (für die Vor
richtung) zu lösen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sowie eine beispielsweise
Ausführung einer Vorrichtung zu seiner Ausübung sind
in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf
die Zeichnung erläutert. In dieser ist eine Vorrichtung
gemäß der Erfindung mit einer Meßsonde in schematischer
Seitenansicht und - in wesentlich verkleinertem Maßstab -
einem Blockschaltbild eines dazugehörenden Meßgerätes
gezeigt.
Die Meßsonde S weist vier Tastspitzen 1, 2, 3, 4 auf,
von denen mindestens drei federnd (gehaltert) sind.
Die Tastspitzen 1, 2, 3, 4 sind alle als Meßsonden für
die Messung von Spannungspotentialen ausgeführt und
geschaltet, jedoch können die Pole 1 und 4 zusätzlich
als Strompole für die Zuführung eines Durchflutungsstromes
durch den Prüfling P ausgeführt sein. Die Stromeinleitung
kann jedoch auch durch zwei gesonderte, nicht dargestellte
Aufsetzkontakte erfolgen, wie sie für die Rißtiefenmessung
nach dem Potential-Sonden-Verfahren bekannt sind, die
rechts und links von der Sonde auf den Prüfling unter
Beachtung der dem Fachmann bekannten Regeln aufzusetzen
sind. Im Prüfling P befindet sich ein Riß R, dessen
Tiefe zu vermessen ist. Der Abstand A12 und A23 der
von den Tastspitzen 1, 2 und 3 gebildeten Meßpole 1, 2,
3 ist gleich, während der Polabstand A34 zwischen den
Tastspitzen 3 und 4 um den Betrag D größer ist, also
A34 = A12 + D = A23 + D ist.
Die Sonde S ist über ein flexibles Kabel K, dessen Adern
mit den Zuleitungen zu den Tastspitzen 1, 2, 3, 4 ver
bunden sind bzw. diese Zuleitungen (teilweise) umfassen,
mit den der Funktion der Meßpole 1, 2, 3, 4 entsprechenden
Schaltungen des Meßgerätes M verbunden, das einen Mikro
rechner enthält, in welchem die von den Meßpolen
1, 2, 3, 4 herrührenden Meßwerte entsprechend der Er
findung miteinander und mit in den Rechner eingegebenen
Meßparametern verknüpft werden können, wie nachstehend
erläutert werden wird.
Die Polpaare 1+2 sowie 3+4 bilden zwei Justierungs-
Meßabschnitte unterschiedlichen Polabstandes A12 bzw.
A34 = A12 + D, der in den Rechner der Meßgeräte-Auswerte
einheit AE eingegeben bzw. eingebbar ist. Diese Polpaare
1+2 und 2+3 sind mit einer Justierungs-Meßschaltung JM
der Auswerteeinheit AE des Meßgerätes verbunden, welche
der Ermittlung des Werkstoffkorrekturwertes K dient.
Zu diesem Zweck ist die Justierungsschaltung JM mit
einem Vergleicher für den Vergleich der aus den Ju
stierungsabschnitten der Sonde S zugeleiteten beiden
Spannungsmeßwerte V12 und V34 und die Ermittlung des
daraus resultierenden Vergleichswertes Δ V12, 34 aus
gerüstet, der einer Logikschaltung zugeführt wird.
Ein Speicher in der Justierungsschaltung JM dient der
Ablage des Polabstandsdifferenzwertes D für die bei
der Messung benutzte Sonde, der in die Logikschaltung
abrufbar ist, in welcher er mit dem Spannungsvergleichs
wert Δ V12, 34 verknüpft wird im Sinne einer Ermittlung
des Werkstoffkorrekturwertes K, z.B. anhand der Beziehung
(1 + D/A12) bzw. (1 - D/A34) in Relation zum Vergleichs
wert Δ V12, 34.
Das Polpaar 2+3, dessen Abstand A23 gleich dem des
einen Justierungspolpaares 1+2 ist, also gleich A12
ist, bildet den Meßabschnitt für die Rißtiefenmessung,
der an eine Rißtiefenmeßschaltung TM der Auswerteeinheit
AE des Meßgerätes angeschaltet bzw. anschaltbar ist.
In dieser wird der aus dem Meßabschnitt zwischen den
Polen 2 und 3 zugeleitete Spannungsmeßwert V23 mit
dem Meßwert V12 bzw. V34 aus einem der Justierungs
abschnitte 1+2 bzw. 3+4 verglichen unter Bildung des
Vergleichswertes Δ V12, 23 bzw. Δ V23, 34, der proportional
ist der Rißtiefe und aus dem in Verknüpfung mit dem
Werkstoffkorrekturwert K die Rißtiefe ermittelbar ist,
deren Wert auf einer (nicht dargestellten) Anzeige
vorrichtung angezeigt werden kann.
Für die Korrektur hinsichtlich von Änderungen im Über
gangswiderstand an den Polen ist das Meßgerät mit einer
Polkontakt-Überwachungs- und Korrektur-Schaltung ÜM
ausgerüstet. Diese vergleicht den in der Justierungs
schaltung ermittelten Werkstoffkorrekturwert K mit in
einem Speicher abgelegten Grenzwerten G für den Plausi
bilitätsbereich des Korrekturwertes, der sich aus den
gemessenen Spannungswerten V12, V34 bezogen auf die
Abstände A12, A34 und die Abstandsdifferenz D ergibt.
Wenn der ermittelte Wert K nicht innerhalb dieses Plau
sibilitätsbereiches liegt, gibt die Schaltung ÜM ein
Sperr-Signal für die Tiefenmessung ab, welches anzeigt,
daß die Übergangswiderstände an den Polen bei der Justie
rungsmessung unzulässig voneinander abgewichen sind und
somit eine Tiefenbestimmung aufgrund des ermittelten
Korrekturwertes K zu einem verfälschten Meßwert führen
würde.
Die Überwachungs- und Korrekturschaltung ÜM kann auch
für die Speicherung von Grenzwerten für die Toleranz
grenzen der ermittelten Korrekturwerte ausgerüstet sein
und einen Vergleicher für den Vergleich von sich bei
aufeinanderfolgendem Aufsetzen der Sonde ergebenden,
innerhalb des Plausibilitätsbereichs liegenden Korrektur
werten K mit diesen Toleranzgrenzen aufweisen, welche
eine Mindest-Meßgenauigkeit vorgeben.
Eine Stromerzeugungsvorrichtung ST im Meßgerät liefert
einen stabilisierten Strom für die Prüflingsdurchflutung,
der über das Kabel K den Strompolen zugeführt wird, die
in der Zeichnung nicht dargestellt bzw. nicht als solche
gekennzeichnet sind. Es kann sich entweder um gesonderte
Strompole handeln oder die Kontaktspitzen 1 und 4 können
zusätzlich als Strompole ausgerüstet sein.
Basierend auf den Erfahrungen mit herkömmlichen Rißtie
fenmeßgeräten wird in der Regel ein mittelfrequenter
Wechselstrom, z. B. der Frequenz 1,5 kHz, für die Strom
durchflutung in der Stromerzeugungseinheit ST für die
Prüflingsdurchflutung zur Verfügung gestellt werden.
Mit einer solchen Frequenz ist es möglich, die Tatsache
der Schräglage eines Risses zu erkennen aufgrund eines
Vergleichs der Spannungsabfallswerte V12 und V34 in den
rißfreien Justierungsmeßabschnitten 1+2 und 3+4 für
den Fall, daß sich im Meßabschnitt 2+3 ein Riß befindet
und für den Fall, daß auch der Abschnitt zwischen dem
Polpaar 2, 3 rißfrei ist. Das Vorhandensein einer Schräg
lage des Risses festzustellen, ist deshalb von Bedeutung,
weil es bei Rissen mit Schräglage wünschenswert ist,
nicht die eigentliche Rißlänge zu ermitteln, sondern
deren Projektion in eine Ebene senkrecht zur Prüflings
oberfläche, weil diese das Maß bestimmt, um welches
das Werkstück bearbeitet werden muß, um einen rißfreien
Oberflächenzustand herbeizuführen. Unter der Rißlänge
ist in diesem Zusammenhang die Erstreckung des Risses
von der Oberfläche aus in Tiefenrichtung in der zur
Oberfläche schrägen Riß-Ebene zu verstehen. Bei Verwendung
von Gleichstrom und niederfrequentem Wechselstrom für
die Durchflutung wird bei der Rißtiefenmessung die Pro
jektion der Rißlänge senkrecht zur Oberfläche angezeigt,
wohingegen mit hochfrequentem Wechselstrom infolge des
sich immer stärker ausbildenden Skin-Effekts die Rißlänge
gemessen wird. Vorteilhaft ist es, wenn die Frequenz
des Durchflutungsstromes einstellbar ist.
Die Rißtiefenmessung mittels der vorstehend beschriebenen
Vorrichtung vollzieht sich nach folgendem Verfahren:
Wenn ein schräger Rißverlauf ausgeschlossen werden kann, was erfahrungsgemäß bei Ermüdungsrissen der Fall ist, wird die Sonde S so auf das Werkstück aufgesetzt, daß der Riß, dessen Tiefe gemessen werden soll, sich zwischen den Polen 2 und 3 befindet. Die sich bei Stromdurchflutung in dieser Sondenstellung ausbildenden Spannungsabfälle V12 und V34 zwischen den Polen 1, 2 und 3, 4 werden als Justierungs-Meßwerte der Justierungsschaltung JM zuge leitet und anhand des sich aus ihrem Vergleich ergebenden Vergleichswertes und des im Rechner abgelegten Polab stands-Differenzwertes D wird mittels des Rechners in der Justierungsschaltung JM der Auswerte-Einheit AE des Meßgerätes M der Korrekturwert K ermittelt und in der Schaltung ÜM durch Vergleich mit den Grenzwerten G darauf hin überprüft, ob er im Plausibilitätsbereich liegt. Wenn dies nicht der Fall ist, so bedeutet das unterschied liche Übergangswiderstände an den Polen. Es wird ein Sperrsignal ausgelöst, welches diese Tatsache dem Bedie nungsmann anzeigt. Eine weitere Auswertung muß dann so lange unterbleiben, bis sich bei erneutem Aufsetzen, ggfs. nach Verbesserung der Prüflingsoberfläche durch zusätzliches Bearbeiten im Kontaktbereich, plausible Verhältnisse ergeben. Das ist z.B. dann gewährleistet, wenn bei mehrfachem Sondenaufsetzen bei im Abschnitt 2, 3 liegenden Riß die Differenzwerte nicht nur innerhalb der Plausibilität schwanken, sondern auch nur innerhalb der ebenfalls im Rechner gespeicherten Toleranz. Ist auf diese Weise klargestellt, daß die Oberfläche des Prüflings meßfähig vorbereitet wurde und die der Ermitt lung des Wertes K zugrunde gelegten Messungen mit gleichen Polübergangswiderständen durchgeführt worden sind, so kann im gleichen Arbeitsgang die eigentliche Rißtiefen messung erfolgen, indem der Spannungsabfallswert V23 für den Abschnitt 2+3 in der Rißtiefenmeßschaltung TM mit einem der beiden Spannungswerte V12 bzw. V34 für die rißfreien Abschnitte verglichen wird und aus dem sich daraus ergebenden Vergleichswert V12, 23 bzw. V23, 34 in Verknüpfung mit dem Korrekturwert K mittels des Rechners die Rißtiefe ermittelt und in der Anzeige vorrichtung angezeigt wird.
Wenn ein schräger Rißverlauf ausgeschlossen werden kann, was erfahrungsgemäß bei Ermüdungsrissen der Fall ist, wird die Sonde S so auf das Werkstück aufgesetzt, daß der Riß, dessen Tiefe gemessen werden soll, sich zwischen den Polen 2 und 3 befindet. Die sich bei Stromdurchflutung in dieser Sondenstellung ausbildenden Spannungsabfälle V12 und V34 zwischen den Polen 1, 2 und 3, 4 werden als Justierungs-Meßwerte der Justierungsschaltung JM zuge leitet und anhand des sich aus ihrem Vergleich ergebenden Vergleichswertes und des im Rechner abgelegten Polab stands-Differenzwertes D wird mittels des Rechners in der Justierungsschaltung JM der Auswerte-Einheit AE des Meßgerätes M der Korrekturwert K ermittelt und in der Schaltung ÜM durch Vergleich mit den Grenzwerten G darauf hin überprüft, ob er im Plausibilitätsbereich liegt. Wenn dies nicht der Fall ist, so bedeutet das unterschied liche Übergangswiderstände an den Polen. Es wird ein Sperrsignal ausgelöst, welches diese Tatsache dem Bedie nungsmann anzeigt. Eine weitere Auswertung muß dann so lange unterbleiben, bis sich bei erneutem Aufsetzen, ggfs. nach Verbesserung der Prüflingsoberfläche durch zusätzliches Bearbeiten im Kontaktbereich, plausible Verhältnisse ergeben. Das ist z.B. dann gewährleistet, wenn bei mehrfachem Sondenaufsetzen bei im Abschnitt 2, 3 liegenden Riß die Differenzwerte nicht nur innerhalb der Plausibilität schwanken, sondern auch nur innerhalb der ebenfalls im Rechner gespeicherten Toleranz. Ist auf diese Weise klargestellt, daß die Oberfläche des Prüflings meßfähig vorbereitet wurde und die der Ermitt lung des Wertes K zugrunde gelegten Messungen mit gleichen Polübergangswiderständen durchgeführt worden sind, so kann im gleichen Arbeitsgang die eigentliche Rißtiefen messung erfolgen, indem der Spannungsabfallswert V23 für den Abschnitt 2+3 in der Rißtiefenmeßschaltung TM mit einem der beiden Spannungswerte V12 bzw. V34 für die rißfreien Abschnitte verglichen wird und aus dem sich daraus ergebenden Vergleichswert V12, 23 bzw. V23, 34 in Verknüpfung mit dem Korrekturwert K mittels des Rechners die Rißtiefe ermittelt und in der Anzeige vorrichtung angezeigt wird.
Wenn eine Schräglage des Risses nicht ausgeschlossen
werden kann, was in der Regel nur dann der Fall ist,
wenn es sich nicht um Ermüdungsrisse handelt, sondern
um solche, die während des Herstellungsprozesses des
Prüflings, z.B. beim Gießen, entstanden sind, ist es
zweckmäßig, die Justierungsmessungen zunächst auf einem
auch im Sonden-Abschitt 2+3 fehlerfreien Teil der Werk
stückoberfläche vorzunehmen, wozu die Sonde zunächst
so aufgesetzt wird, daß sich zwischen den Polen 2 und
3 kein Riß befindet. In dieser Sondenstellung werden
dann die vorstehend geschilderten Meßschritte in den
Abschnitten 1+2, 3+4 und 2+3 durchgeführt, unter Er
mittlung des Korrekturwertes K und der Rißtiefe "Null".
Anschließend wird die Sonde so aufgesetzt, daß sich
der zu vermessende Riß zwischen den Polen 2 und 3 befindet
und es wird durch Ermittlung des Spannungs-Vergleichs
wertes Δ V12, 34 und dessen Verknüpfung mit dem Polab
standsdifferenzwert D wiederum mittels des Rechners
der Korrekturwert K ermittelt. Wenn dieser mit dem auf
dem fehlerfreien Teil der Oberfläche ermittelten Wert
K übereinstimmt, sind die Voraussetzungen zu einer ein
wandfreien Rißtiefenmessung gegeben, d.h. der Riß verläuft
senkrecht zur Oberfläche und die Übergangswiderstände
sind die gleichen. Es kann nun die Tiefenmessung durch
Auswertung des Spannungsmeßwertes V23 im Wege des Ver
gleichs mit dem Spannungsmeßwert für einen der Justierungs
abschnitte 1+2 bzw. 3+4 und der Verknüpfung des resultie
renden Vergleichswertes mit dem Korrekturwert K erfolgen.
Ergeben sich jedoch aus den Justierungsmessungen auf dem
fehlerfreien Oberflächenteil des Werkstücks und in dessen
Fehlerbereich unterschiedliche Korrekturwerte K, so wird
die Tiefenmessung durch das ausgelöste Sperrsignal verhin
dert. Läßt sich die Abweichung des Korrekturwertes für
den Rißbereich von dem der Messung auf dem rißfreien Ober
flächenteil durch Nacharbeit der Werkstückoberfläche im
Rißbereich nicht beseitigen, so liegt ein schräg verlau
fender Riß vor. In diesem Fall kann durch bewußte Aus
wertung der Differenzen der ermittelten Korrekturwerte
der Grat der Schräglage des Risses ermittelt werden.
Der dabei erhaltene Wert ist abhängig von der Prüffre
quenz. Es kann daher in diesem Fall nützlich sein, die
Messungen hintereinander mit Wechselströmen unterschied
licher Frequenz durchzuführen.
Claims (7)
1. Verfahren zur Messung der Tiefe von Rissen in elektrisch
leitfähigen Prüflingen mittels einer Potentialsonde,
bei welchem der Prüfling über zwei, an gegenüberliegenden
Seiten des Risses auf ihn aufgesetzte
Strompole mit einem elektrischen Strom, vorzugsweise
Wechselstrom, durchflutet wird und zwei Meßpole unter
bekanntem Abstand voneinander an gegenüberliegenden
Seiten des Risses auf der Verbindungslinie zwischen
den Strompolen auf den Prüfling aufgesetzt werden und
der Spannungsabfall im zwischen diesen Meßpolen abgegrenzten
Tiefen-Meßabschnitt gemessen und als Kriterium
für die Rißtiefe ausgewertet wird, wobei als Abhilfsmaßnahme
gegen Meßwertverfälschungen infolge von Änderungen
der Werkstoff-Eigenschaften und -Geometrie ein
Werkstoffkorrekturwert in die Auswertung einbezogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß durch Aufsetzen der beiden Meßpole (1, 2) und mindestens zweier weiterer Meßpole (3, 4) im Durchflutungs- Strompfad mindestens drei Meßabschnitte (12, 23, 34) abgeteilt werden, von denen mindestens zwei, sich durch eine Polabstandsdifferenz (D) unterscheidende Abschnitte (12, 34) bekannten Polabstandes (A12, A34 =A12+D) als Justierungs-Meßabschnitte auf fehlerfreien Bereichen des Prüflings liegen und ein mit einem dieser Justierungs-Meßabschnitte (12, 34) im Polabstand übereinstimmender Rißtiefen-Meßabschnitte (23) den Riß enthält,
- - daß die Spannungsabfälle (V12, V34) für die Justierungs- Meßabschnitte (12, 34) gemessen und die entsprechenden Meßwerte einem Mikrorechner zugeführt werden, in dem sie miteinander verglichen werden und aus (je) dem daraus resultierenden Spannungs-Vergleichswert (V12, 34) und der diesem zugeordneten gespeicherten Polabstandsdifferenz (D=A34-A12) in Verknüpfung mit den Polabständen (A12, A34) ein Werkstoffkorrekturwert ermittelt wird,
- - daß der so ermittelte Werkstoffkorrekturwert zwecks Überprüfung bzw. Korrektur von Polübergangswiderständen mit im Mikrorechner in Zuordnung zu Spannungs- und Abstandswerten abgelegten, einen Werkstoffkorrekturwert- Plausibilitätsbereich abgrenzenden Grenzwerten verglichen wird und bei Herausfallen des ermittelten Korrekturwertes aus dem zugeordneten Plausibilitätsbereich die Messung der Spannungsabfälle in den Justierungsmeßabschnitten nach erneutem Polaufsetzen und gegebenenfalls Nachbesserung der Prüflingsoberfläche im Meßbereich so oft wiederholt wird, bis der ermittelte Werkstoffkorrekturwert im Plausibilitätsbereich liegt
- - und daß der Spannungsabfall im Rißtiefen-Meßabschnitt (23) gemessen und der entsprechende Meßwert dem Mikrorechner zugeführt wird, in dem er mit mindestens einem der Meßwerte aus den fehlerfreien Abschnitten (12, 34) verglichen und der daraus resultierende Spannungsvergleichswert unter Einbeziehung des Werkstoffkorrekturwertes für die Ermittlung der Rißtiefe ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die sich bei mehrfachem Polaufsetzen ergebenden
Werkstoffkorrekturwerte mit im Mikrorechner gespeicherten
Grenzwerten für einen eine Mindest-Meßgenauigkeit vorgebenden
Toleranzbereich verglichen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn ein schräger Rißverlauf nicht auszuschließen
ist, die Meßpole zunächst in einem für alle
Meßabschnitte fehlerfreien Prüflingsoberflächenbereich
angeordnet werden und dabei durch die Messung der Spannungsabfälle
der Werkstoffkorrekturwert und die Rißtiefe
"Null" ermittelt werden, und daß danach die Strom-
und Meßpole so angeordnet werden, daß der Riß im Rißtiefen-
Meßabschnitt (23) liegt und dabei durch die
Messungen in den Justierungs-Meßabschnitten (12, 34)
der Werkstoffkorrekturwert bestimmt wird, wonach die
so ermittelten Werkstoffkorrekturwerte miteinander
verglichen werden und bei Übereinstimmung die Auswertung
der Spannungsabfallmessung im Rißtiefen-Meßabschnitt
(23) mit Rißtiefenermittlung erfolgt, während bei Nichtübereinstimmung
der ermittelten Werkstoff-Korrekturwerte
die Prüflingsoberfläche im Meßbereich nachgebessert
wird und die Spannungsabfallmessungen wiederholt werden,
entweder bis keine Differenz in den ermittelten Werkstoffkorrekturwerten
mehr auftritt oder bis die Auswertung
der ermittelten Differenzen eine Ermittlung
des Grades der Schräglage ermöglicht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Messungen zur Ermittlung des Werkstoffkorrekturwertes
mit Wechselströmen unterschiedlicher Frequenz
durchgeführt werden.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach mindestens
einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus:
- - einem Meßgerät mit einer Stromquelle für die Lieferung von stabilisiertem Strom für die Prüflingsdurchflutung und einer Auswerteeinheit für die Umsetzung von ihr zugeleiteten Spannungsabfall-Meßwerten in Rißtiefenwerte, die einer Anzeigevorrichtung zugeführt werden
- - und mindestens einer, mit dem Meßgerät über ein flexibles
Kabel verbundenen Sonde mit zwei von der Stromquelle
des Meßgerätes gespeisten Strompolen (Tastspitzen)
und zwei unter festem bekanntem Abstand voneinander
und von den Strompolen in der Verbindungslinie der
Strompole angeordneten Spannungs-Meßpolen, deren Meßwerte
der Auswerteeinheit des Meßgerätes zugeleitet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß - - die Meßsonde mit den beiden Meßpolen (1, 2) mindestens zwei weitere Meßpole (3, 4) aufweist, wobei mindestens zwei Polpaare (1+2, 3+4) unterschiedlichen, bekannten Polabstandes als Justierungs-Meßabschnitte (12, 34) für die Werkstoffkorrekturwert-Ermittlung ausgebildet sind, indem sie mit einer Justierungsschaltung des Meßgerätes verbunden bzw. zu verbinden sind, und ein weiteres Polpaar (2+3) mit gleichem Polabstand wie einer der Justierungs-Meßabschnitte (12, 23) als Rißtiefen-Meßabschnitt (23) mit einer Rißtiefen- Meßschaltung des Meßgerätes verbunden bzw. zu verbinden ist
- - und daß das mit einem Mikrorechner ausgerüstete Meßgerät
folgende Schaltungen enthält:
eine Justierungsschaltung mit einem Vergleicher, dem die Spannungsabfallmeßwerte aus den Justierungs- Meßabschnitten (12, 34) zugeführt werden und einer diesem nachgeschalteten Logikschaltung für die Ermittlung eines Werkstoffkorrekturwertes aus den ihr vom Vergleicher zugeleiteten Spannungsvergleichswerten und der in den Mikrorechner eingegebenen bzw. eingebbaren Polabstandsdifferenz (D= A34-A12) in Verknüpfung mit den Polabständen (A12, A34) der Justierungs-Meßabschnitte (12, 34)
ferner
eine der Logikschaltung nachgeschaltete Polkontakt- Überwachungs- und -Korrekturschaltung mit einem Vergleicher für den Vergleich des von der Logikschaltung ermittelten Werkstoffkorrekturwertes mit in Zuordnung zu Spannungs- und Abstandswerten im Mikrorechner abgelegten bzw. ablegbaren Grenzwerten für den Werkstoffkorrekturwert-Plausibilitätsbereich, der bei Überschreiten dieser Grenzwerte ein Tiefenmeß-Sperrsignal erzeugt
und weiterhin
eine Rißtiefen-Meßschaltung mit einem Vergleicher für den Vergleich der ihr zugeführten Spannungsabfall- Meßwerte aus dem Rißtiefen-Meßabschnitt (23) mit den Spannungsabfallmeßwerten aus mindestens einem der Justierungs-Meßabschnitte (23, 24), sowie mit einer dem Vergleicher nachgeschalteten Logikschaltung für die Ermittlung der Rißtiefe aus dem vom Vergleicher zugeführten Spannungs-Vergleichswert und dem ermittelten Werkstoffkorrekturwert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Polkontakt-Überwachungs- und -Korrekturschaltung
einen Vergleicher für den Vergleich der ermittelten
Werkstoffkorrekturwerte mit im Rechner abgelegten bzw.
ablegbaren, die Mindest-Meßgenauigkeit vorgebenden
Grenzwerten aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromquelle für die Erzeugung des
Durchflutungsstromes in der Frequenz einstellbar ist.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010019477A1 (de) | 2010-05-05 | 2011-11-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung mittels Ultraschall |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU679118B2 (en) * | 1993-08-03 | 1997-06-19 | University Of Maryland At College Park, The | Detecting flaws in a carbon anode |
| US5511425A (en) * | 1993-12-09 | 1996-04-30 | Krautkramer-Branson, Inc. | Flaw detector incorporating DGS |
| FR2715734B1 (fr) * | 1994-01-28 | 1996-03-01 | Commissariat Energie Atomique | Appareil de mesure de la résistance surfacique et de la résistivité électrique d'un matériau résistif homogène à hautes températures. |
| GB2286678B (en) * | 1994-02-18 | 1998-08-19 | Technical Software Consultants | A probe for an ACFM uniform field array testing system |
| US6295512B1 (en) | 1998-05-01 | 2001-09-25 | John Bryant | Subsurface mapping apparatus and method |
| US6479989B2 (en) * | 1999-10-13 | 2002-11-12 | Albert Rudolph Taylor | Eddy current probe with an adjustable bisected sensing end |
| JP3553439B2 (ja) * | 1999-11-16 | 2004-08-11 | 三菱重工業株式会社 | 亀裂モニタリング方法および亀裂モニタリング装置 |
| DE102006051573B4 (de) * | 2006-11-02 | 2008-08-21 | Airbus Deutschland Gmbh | Einrichtung zur Überprüfung von durch Anodisierung, insbesondere durch TSA-Anodisierung beschichteten Leichtmetallteilen, insbesondere Aluminiumbauteilen |
| WO2015120554A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Universite Du Quebec A Chicoutimi | A method for analyzing an anode and device thereof |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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| US4178543A (en) * | 1978-02-23 | 1979-12-11 | Teradyne, Inc. | Analyzing electrical circuit boards |
| US4667149A (en) * | 1983-05-31 | 1987-05-19 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Precision nondestructive testing of metals |
| JPS6026676U (ja) * | 1983-07-28 | 1985-02-22 | 日本精工株式会社 | 磁気ディスク記憶装置 |
| GB8415747D0 (en) * | 1984-06-20 | 1984-07-25 | Secr Defence | Alternating current potential drops |
| DE3612651A1 (de) * | 1985-04-15 | 1986-10-16 | Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo | Verfahren und vorrichtung zum erfassen von rissen |
| US4706015A (en) * | 1986-01-09 | 1987-11-10 | Chen James T C | Method and circuit for reducing contact resistance of the potential probes of a four-point-probe in contact with a III-V compound semiconductor wafer |
-
1988
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- 1989-08-22 GB GB8919060A patent/GB2222262B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010019477A1 (de) | 2010-05-05 | 2011-11-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung mittels Ultraschall |
| WO2011138027A1 (de) | 2010-05-05 | 2011-11-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und vorrichtung zur zerstörungsfreien materialuntersuchung mittels ultraschall |
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| GB2222262B (en) | 1992-02-12 |
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