DE3910535C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem die Leerimpedanz oder von
ideal Null abweichende Leerlaufspannung einer Prüfsondenanordnung
für die Wirbelstromprüfung von Werkstoffen erfaßt und aufgezeichnet wird.
Bei der Wirbelstromprüfung von Werkstoffen wird einem zu prüfenden,
elektrisch leitfähigen Prüfkörper mit einer Prüfsondenanordnung
ein zeitlich veränderliches Magnetfeld aufgeprägt, durch
das Wirbelströme induziert werden. Letztere erzeugen ein magnetisches
Gegenfeld, das Signalspannungen in der Prüfsondenanordnung
induziert. Diese liefert ein Ausgangssignal, das in Amplitude
und Phase durch die Materialeigenschaften und mechanische Struktur
des Prüfkörpers beeinflußt ist, so daß z. B. Risse sehr
empfindlich detektiert werden können.
Unabhängig von dem Typ der Schaltung, in der die Sensoren einer
Wirbelstrom-Prüfsondenanordnung liegen, ergibt sich im Leerbetrieb,
d. h. ohne einen der Prüfsondenanordnung gegenüberliegenden
Probekörper, theoretisch ein Ausgangssignal Null. In der
Praxis sind die Prüfsondenanordnungen aber nur annähernd auf
ein Ausgangssignal Null im Leerbetrieb abgeglichen. Inhomogenitäten
des Spulenkerns von Meßspulen, Herstellungstoleranzen u.
a. haben bei Nichtvorhandensein eines Prüfkörpers eine wenn auch
kleine Leerimpedanz oder von ideal Null abweichende Leerlaufspannung
der Prüfsondenanordnung zur Folge.
Aus der US-B: R. C. McMaster, P. McIntire, M. L. Mester, Nondestructive
Testing Handbook, sec. ed., Vol. 4, American Society
For Nondestructive Testing, 1986, Seite 114 geht hervor, die
Leerimpedanz und Leerlaufspannung einer Prüfsondenanordnung für
die Wirbelstromprüfung zu erfassen und aufzuzeichnen. Die mit
der Prüfsondenanordnung an einem Objekt gemessene Impedanz oder
Spannung wird durch die Leerimpedanz bzw. Leerlaufspannung dividiert,
um das Signal zu eichen. Diesem Stand der Technik wird
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Rechnung getragen.
Die DE-Z: Materialprüfung 24 (1982), Seite 282-287 beschreibt
ein rechnergestütztes Prüfsystem, bei dem zusammen mit den Urdaten
der Meßsignale für die jeweilige Geräteeinstellung
charakteristische Daten in einem Massenspeicher abgelegt werden.
Wirbelstrom-Werkstoffprüfungen müssen häufig mit einem Höchst
maß an Verläßlichkeit durchgeführt und lückenlos protokolliert
werden. Dafür ist eine eindeutige Identifikation der verwendeten
Sonde erforderlich, wozu diese nach dem Stand der Technik mit
einer geeigneten Kennung versehen ist. Eine Verwechslung von
Sonden, das Protokollieren einer falschen Kennung u.s.w. sind
damit nicht gänzlich ausgeschlossen. Darüber hinaus besteht die
Gefahr von unerlaubten Manipulationen. Die laufende Überwachung
der ordnungsgemäßen Funktion von Sonde und Auswerteschaltung
ist bei den bekannten Systemen zur Wirbelstrom-Werkstoffprüfung
noch nicht voll befriedigend gelöst.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein mit geringem apparativen Auf
wand zu verwirklichendes, sicheres und leicht automatisierbares
Verfahren zur Identifikation und Funktionsüberwachung einer Prüfsondenanordnung
für die Wirbelstrom-Werkstoffprüfung zu schaffen,
das einen nicht manipulierbaren, einwandfrei zu dokumentierenden
Ablauf der Prüfung gewährleistet und eine schnelle, sichere Erkennung von Funktionsstörungen ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Leerimpedanz
oder Leerlaufspannung in einer Eichmessung ermittelt und zur
Identifikation und Funktionsüberwachung der Prüfsondenanordnung
in einem maschinenlesbaren Speicher abgespeichert wird, und daß
vor einer Werkstoffprüfung die Leerimpedanz oder Leerlaufspannung
der Prüfsondenanordnung in einer Kontrollmessung ermittelt und
zur Verifikation mit dem aus dem Speicher abgerufenen Identifikationssignal
verglichen wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Leerimpedanz
oder Leerlaufspannung von Prüfsondenanordnung zu Prüfsondenan
ordnung der genannten Art verschieden ist. Auch verschiebt sich
die Leerimpedanz oder Leerlaufspannung bei der Betriebsdauer
der Prüfsondenanordnung in aller Regel nur wenig. Die Leerimpe
danz oder Leerlaufspannung ist damit ein ausgezeichnetes Mittel
zur Identifizierung und Wiedererkennung einer bestimmten Prüf
sondenanordnung. Die Leerimpedanz oder Leerlaufspannung kann
mit vergleichsweise geringem Aufwand sehr empfindlich erfaßt
werden. Entsprechende Kontrollmessungen lassen sich problemlos
in den Ablauf von Wirbelstrom-Werkstoffprüfvorgängen eingliedern.
Zur Ermittlung des Identifikationssignals wird eine Eichmessung
durchgeführt, was noch bei dem Hersteller der Prüf
sondenanordnung
erfolgen kann. Dieser wird dadurch in die Lage versetzt, sein
sein Produkt eindeutig zu identifizieren, was im Fall von Reklamationen
von Bedeutung sein kann. Selbstverständlich kann die Eichmessung
aber auch durch den Anwender der Prüfsondenanordnung
durchgeführt werden.
Die als Identifikationssignal ermittelte Leerimpedanz oder Leer
laufspannung wird in einem maschinenlesbaren Speicher abgelegt.
Sie steht damit auf Dauer für automatische Kontrollen zur Verfügung.
Als maschinenlesbare Speicher kommen Halbleiterspeicher,
Band- und Plattenspeicher verschiedenster Art in Betracht. Bei
Verwendung eines reinen Lesespeichers (ROM) bestehen praktisch
keine Manipulationsmöglichkeiten. Natürlich kann aber auch ein
Schreib-Lesespeicher (RAM) zum Abspeichern des Identifikationssignals
verwendet werden.
Vorzugsweise werden die bei der Durchführung der Eichmessung
vorliegenden Einstellparameter des Prüfsystems kodiert und eben
falls in dem maschinenlesbaren Speicher abgespeichert. Sie stehen
damit für spätere Kontrollmessungen zur Verifizierung des Iden
tifikationssignals zur Verfügung. Insbesondere kann ein automa
tischer Prüfablauf realisiert werden, bei dem eine entsprechende
Kontrollmessung mit genau denselben, aus dem Speicher abgerufenen
Einstellparametern durchgeführt wird, wie sie bei der Eichmessung
vorlagen. Das ermöglicht eine sehr empfindliche und entsprechend
signifikante, von Manipulationsmöglichkeiten weitgehend freie
Verifizierung des Identifikationssignals.
Um überdies den Speicherinhalt des maschinenlesbaren Speichers
gegen unerlaubte Manipulationen zu sichern, sieht die Erfindung
vor, aus den abgespeicherten Einstellparametern und gegebenenfalls
auch der abgespeicherten Leerimpedanz oder Leerlaufspannung
eine Prüfziffer (parity check) zu bilden und diese ebenfalls
in den maschinenlesbaren Speicher abzuspeichern. Ein Versuch,
einen der Einstellparameter und/oder das Identifikationssignal
selbst zu ändern, kann so daran festgestellt werden, daß die
aus den manipulierten Daten neu berechnete Prüfziffer mit der
abgespeicherten Prüfziffer nicht mehr übereinstimmt.
Im laufenden Meßbetrieb wird vor einer Werkstoffprüfung die Leer
impedanz oder Leerlaufspannung der Prüfsondenanordnung in einer
Kontrollmessung ermittelt und mit dem aus dem Speicher abgeru
fenen Identifikationssignal verglichen. Bei mangelnder Übereinstimmung
kann ein Alarmsignal erzeugt werden, das auf verschie
dene Ursachen zurückgehen kann. Eventuell wurden Prüfsondenan
ordnungen verwechselt, was sich nun leicht aufklären läßt. Mög
licherweise hat sich auch der Arbeitspunkt der Prüfsondenanord
nung verschoben, und es ist ein Nacheichen erforderlich. Durch
die empfindliche Messung der Leerimpedanz oder Leerlaufspannung
werden aber auch fehlerhafte Kabelverbindungen und Funktionsstö
rungen der Prüfsondenanordnung mitsamt der nachgeschalteten Aus
werteelektronik erkannt. Die als Identifikationssignal aus dem
Speicher abgerufene Leerimpedanz bzw. Leerlaufspannung und/oder
die von Fall zu Fall tatsächlich gemessene Leerimpedanz bzw.
Leerlaufspannung können automatisch in ein Prüfprotokoll aufge
nommen werden, das so unmanipulierbar festhält, mit welcher Prüf
sondenanordnung eine bestimmte Werkstoffprüfung erfolgt ist.
Wie schon erwähnt, wird die Kontrollmessung vorzugsweise mit
den aus dem maschinenlesbaren Speicher abgerufenen Einstellpara
metern durchgeführt, die bei der Eichmessung vorgelegen haben.
Außerdem wird bei der Kontrollmessung die abgespeicherte Prüfzif
fer verifiziert.
Bei Auftreten des Alarmsignals kann eine Sperre wirksam werden,
die eine weitere Werkstoffprüfung automatisch verhindert. Damit
ist der Prüfsicherheit zusätzlich gedient.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels näher
erläutert.
Der Hersteller einer Sonde bzw. eines Sensors für die Wirbel
stromprüfung von Werkstoffen mißt bei der Endkontrolle einer
neu produzierten Sonde deren Schaltung entsprechend die Leerlauf
spannung oder Leerimpedanz der Sonde. Die Leerlaufspannung wird
digital kodiert, und von der Leerimpedanz werden Realteil und
Imaginärteil digital kodiert und in einen maschinenlesbaren Spei
cher eingeschrieben. Es kann sich dabei um einen Halbleiter-Fest
speicher handeln, der Teil eines Anschlußgeräts mit einer Versor
gungs- und Signalauswerteschaltung für die Sonde ist. Die bei
der Messung der Leerlaufspannung oder Leerimpedanz vorliegenden
Parameter des Prüfsystems werden ebenfalls digital kodiert und
in den maschinenlesbaren Speicher eingeschrieben. Solche Ein
stellparameter sind die Meßfrequenz, Bandbreite, Verstärkung,
Phaseneinstellung, Filterstufe u.a. Aus den gespeicherten Daten
wird rechnerisch eine Prüfziffer gebildet und ebenfalls in dem
maschinenlesbaren Speicher gespeichert.
Die Sonde wird bei einem Anwender zur Werkstoffprüfung nach dem
Wirbelstromverfahren eingesetzt. Es bewegen sich dabei Prüfkörper
an der Sonde vorbei, die im Zuge ihres Herstellungsprozesses
mit einem gewissen Abstand aufeinander folgen. Wenn ein Prüf
körper die Sonde passiert hat und diese in Erwartung des nächsten
Prüfkörpers frei ist, wird automatisch eine Messung der Leer
laufspannung oder Leerimpedanz durchgeführt, und zwar mit den
Einstellparametern der beim Hersteller durchgeführten Eichmes
sung. Die Einstellparameter werden dazu aus dem maschinenlesbaren
Speicher ausgelesen. Die Konsistenz der Einstellparameter wird
durch eine Neuberechnung der Prüfziffer und Vergleich mit der
abgespeicherten Prüfziffer sichergestellt, und das Prüfsystem
automatisch entsprechend eingestellt. Die gemessene Leerlauf
spannung oder Leerimpedanz wird automatisch in einem Prüfproto
koll aufgezeichnet. Es erfolgt ein Aufruf des in dem maschinen
lesbaren Speicher abgelegten Identifikationssignals, d.h. des
zu erwartenden Werts für die Leerlaufspannung oder Leerimpedanz.
Der tatsächliche Wert und der zu erwartende Wert werden miteinan
der verglichen. Bei Übereinstimmung bzw. tolerierbarer Abweichung
erfolgt eine Freigabe der Prüfstation für den nächsten Prüfkör
per. Bei Abweichung der gemessenen Leerlaufspannung oder Leerim
pedanz von dem Identifikationssignal erfolgt eine automatische
Unterbrechung des Prüfvorgangs mit anschließender Einleitung
der Fehlersuche.
Durch die beschriebene Verifikation einer abgespeicherten Leer
laufspannung oder Leerimpedanz wird nicht nur die Identität einer
bestimmten Sonde, sondern auch die ordnungsgemäße Funktion des
ganzen Prüfsystems überwacht. Das kann in kurzer Aufeinander
folge geschehen. Es mag aber auch genügen, jeweils bei Inbetrieb
nahme einer Sonde die Leerlaufspannung oder Leerimpedanz zu veri
fizieren. Hier ist insbesondere an tragbare, nicht fest in einen
Produktionsablauf integrierte Sonden zu denken.
Statt einer Eichmessung und Verifikation der Leerlaufspannung
oder Leerimpedanz kommen auch entsprechende Messungen an einem
geeichten Prüfkörper in Betracht.
Claims (7)
1. Verfahren, bei dem die Leerimpedanz oder von ideal Null
abweichende Leerlaufspannung einer Prüfsondenanordnung für
die Wirbelstromprüfung von Werkstoffen erfaßt und aufgezeichnet
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerimpedanz
oder Leerlaufspannung in einer Eichmessung ermittelt und
zur Identifikation und Funktionsüberwachung der Prüfsondenanordnung
in einem maschinenlesbaren Speicher abgespeichert
wird, und daß vor einer Werkstoffprüfung die Leerimpedanz
oder Leerlaufspannung der Prüfsondenanordnung in einer Kontrollmessung
ermittelt und zur Verifikation mit dem aus
dem Speicher abgerufenen Identifikationssignal verglichen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
bei der Durchführung der Eichmessung vorliegenden Einstellparameter
des Prüfsystems kodiert und ebenfalls in dem
maschinenlesbaren Speicher abgespeichert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß aus den abgespeicherten Parametern und gegebenenfalls
auch der abgespeicherten Leerimpedanz oder Leerlaufspannung
eine Prüfziffer gebildet und in dem maschinenlesbaren
Speicher abgespeichert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kontrollmessung mit den aus dem maschinen
lesbaren Speicher abgerufenen Einstellparametern durchge
führt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei der Kontrollmessung die Prüfziffer verifiziert
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß bei mangelnder Übereinstimmung des Ergebnisses
der Kontrollmessung mit dem aus dem Speicher abgerufenen
Identifikationssignal ein Alarmsignal erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei Auftreten des Alarmsignals eine Werkstoff
prüfung automatisch verhindert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893910535 DE3910535A1 (de) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Verfahren zur identifikation und funktionsueberwachung einer pruefsondenanordnung fuer die wirbelstrompruefung |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3910535A1 DE3910535A1 (de) | 1990-10-04 |
DE3910535C2 true DE3910535C2 (de) | 1992-05-21 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893910535 Granted DE3910535A1 (de) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Verfahren zur identifikation und funktionsueberwachung einer pruefsondenanordnung fuer die wirbelstrompruefung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3910535A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4342602A1 (de) * | 1993-12-14 | 1995-06-22 | Busch Dieter & Co Prueftech | Elektronisches Bauelement, inbesondere Spuleneinheit |
-
1989
- 1989-04-01 DE DE19893910535 patent/DE3910535A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3910535A1 (de) | 1990-10-04 |
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