DE4111686A1 - Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen dichtigkeitspruefung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen dichtigkeitspruefungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen
Dichtigkeitsprüfung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
berührungslosen Dichtigkeitsprüfung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 10.
Zur Dichtigkeitsprüfung von Werkstücken sind eine Reihe
unterschiedlicher Verfahren bekannt, z. B. die Ultraschall
analyse oder die Prüfung des Werkstücks durch eine Röntgen
strukturuntersuchung oder mittels einer schaumbildenden
Flüssigkeit. Mit diesen Verfahren ist jedoch ein aufwendi
ger Aufbau der Prüfeinrichtung sowie ein erheblicher Zeit
aufwand für die Auswertung verbunden.
Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, auf thermo
grafischem Wege das zu prüfende Werkstück zu untersuchen.
Es wird ein infrarotempfindlicher Detektor eingesetzt, der
entlang eines langgestreckten Werkstücks unter Abtastung
der Wärmestrahlung desselben bewegt wird. Nachteilig an
diesem Verfahren ist jedoch, daß zur genauen Lokalisierung
einer Leckage eine zusätzliche Positionsmessung erforder
lich ist. Damit ist nicht nur ein zusätzlicher apparativer
Mehraufwand verbunden; es fehlt auch an einer visuellen
Beobachtungsmöglichkeit.
Ausgehend vom geschilderten Stand der Technik ist es Auf
gabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vor
richtung zu schaffen, womit die optoelektronische Bestim
mung von Undichtigkeitsstellen (Leckagen) eines Werkstücks
einfach und praxisgerecht möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Ver
fahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Erfindungsgemäß
liegen Bilddaten eines Prüflings zum einen durch Abtastung
im infraroten Spektralbereich zur Ermittlung von möglichen
Undichtigkeitsstellen (Leckagen) und zum anderen durch Ab
tastung im sichtbaren Bereich zur Bestimmung der Lage der
Undichtigkeitsstelle am Prüfling vor. Es ist so eine ein
fache, vollständige Auswertung möglich. Die ermittelten
Bilddaten können entweder in einem Bildspeicher abge
speichert werden oder direkt einem Bildschirm zugeführt
werden. Im letzten Fall ist eine "on-line-Prüfung" mög
lich, mit der eine besonders schnelle Überprüfung auf
Dichtigkeit gewährleistet ist.
Die Prüfung bzw. Abtastung des zu prüfenden Werkstücks
(Prüflings) einerseits im sichtbaren und andererseits im
infraroten Spektralbereich kann entweder zeitgleich oder
innerhalb einer angemessenen Zeitdifferenz nacheinander
erfolgen. Damit wird entsprechend den Erfordernissen der
Prüfung eine schnellere oder einfachere Verarbeitung der
Bilddaten ermöglicht.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden die
ermittelten Bilddaten parallel einer Auswerteinheit über
tragen, so daß eine schnelle Verarbeitung der Bilddaten
gewährleistet wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können
die Bilddaten in einen Digital-Speicher gespeichert werden,
um dann z. B. einem Bildschirm zur Darstellung des Prüf
feldes zugeführt zu werden. Damit ist eine genaue Analyse
der Undichtigkeitsstelle möglich. Neben der Bestimmung der
genauen Lage der Undichtigkeitsstelle ist es darüber hinaus
möglich, Art, Umfang und Größe der Undichtigkeitsstelle
festzustellen. Ferner wird eine Quantifizierung der Undich
tigkeit möglich, so daß z. B. auch der Volumenaustritt pro
Zeiteinheit ermittelt werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Wirkung geht von einem dem Prüf
fluid hinzugesetzten flüchtigen Fluid, insbesondere flüssi
gen Lösungsmittel, aus, das an der Undichtigkeitsstelle in
einen gasförmigen Zustand übergeht. Die durch die mit der
dabei erforderlichen Verdampfungsenergie verbundene Än
derung der Temperatur ist so groß, daß ein guter Kontrast
bei der infraroten Abtastung entsteht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Merkmale des
Anspruchs 10 auf.
Erfindungsgemäß besteht die Prüfeinrichtung aus zwei opto
elektronischen Sensorsystemen, von denen das eine zur Ab
tastung der geometrischen Anordnung eines Prüflings und das
andere zur Detektierung der von dem Prüfling ausgehenden
infraroten Strahlung dient. Diese beiden Sensorsysteme sind
apparativ zu einer Sensoreinheit zusammengefaßt. Bezüglich
des Prüflings sind die Sensorsysteme derart angeordnet, daß
derselbe Ausschnitt des Prüflings als Prüffeld abgetastet
wird. Nach Umwandlung in elektrische Signale durch
strahlungsempfindliche Detektoren und Digitalisierung
können die Bilddaten in paralleler Form schnell einer Aus
werteinheit zugeführt werden.
Eine vorteilhafte Wirkung geht davon aus, daß die Prüfein
richtung, nämlich die optoelektronische Sensoreinheit, von
der Einrichtung zur Weiterverarbeitung der Bilddaten, die
durch die Auswerteinheit repräsentiert wird, getrennt ist.
Damit wird ein variabler Einsatz der Prüfeinrichtung ermög
licht.
Durch entsprechend vorgeschaltete Optiken und verwendete
Halbleiterelemente als Detektoren kann ein Prüfpunkt bis zu
etwa 0,2% der Größe des Prüffeldes aufgelöst werden. Damit
kann nicht nur die Lage, sondern auch die Größe und der
Umfang der Undichtigkeitsstelle geprüft werden.
Zweckmäßigerweise können die eingesetzten Sensorsysteme zur
Abtastung räumlich komplexer Prüflinge auch verfahrbar
gelagert sein. Damit wird ein vielseitiger Einsatz der Prüf
einrichtung ermöglicht, so daß auch unterschiedlich ausge
bildete Werkstücke abgetastet werden können. Alternativ
dazu sind die vorgeschalteten Optiken in der Weise einstell
bar, daß eine unterschiedliche Größe des Prüffeldes detek
tiert wird. Damit lassen sich schnell komplexe Prüflinge
auf Dichtigkeit überprüfen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach
folgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
berührungslosen Dichtigkeitsprüfung.
Die hier gezeigte Vorrichtung dient zur berührungslosen
Dichtigkeitsprüfung eines hier nur andeutungsweise gezeig
ten Prüflings 10, bei dem es sich beispielsweise um einen
Motor oder ein Getriebe handeln kann.
Dem Prüfling 10 ist eine Sensoreinheit 11 zugeordnet. Diese
Sensoreinheit 11 kann gegenüber dem fest eingespannten Prüf
ling 10 in vorzugsweise zwei, aber auch drei orthogonalen
Richtungen verfahrbar sein zur vollständigen Abtastung des
Prüflings. In diesem Fall ist die Sensoreinheit 11 durch
eine in der Zeichnung symbolisch dargestellte Verfahrein
richtung 12 gegenüber dem Prüfling 10 verfahrbar. Alter
nativ ist es denkbar, die Sensoreinheit 11 ortsfest dem
Prüfling 10 zuzuordnen. In diesem Falle ist der Prüfling 10
durch eine entsprechende Verfahreinrichtung gegenüber der
Sensoreinheit 11 verfahrbar.
Die Sensoreinheit 11 verfügt über zwei Sensordatenaufnehmer
13 und 14. Erfindungsgemäß arbeitet der (erste) Sensordaten
aufnehmer 13 im unsichtbaren, infraroten Bereich, wohin
gegen der (zweite) Sensordatenaufnehmer 14 im sichtbaren
Bereich arbeitet. Beide Sensordatenaufnehmer 13 und 14 sind
hier zur Bildung der Sensoreinheit 11 miteinander
mechanisch gekoppelt. Es ist aber auch denkbar, die Sensor
datenaufnehmer 13 und 14 voneinander zu trennen.
Jeder Sensordatenaufnehmer 13 und 14 enthält eine Optik 15
und 16, denen strahlungsempfindliche Detektoren 17 und 18
nachgeordnet sind. Die Optiken 15 und 16 sind derart auf
den Prüfling 10 ausgerichtet, daß sie ein bestimmtes Prüf
feld desselben auf den strahlungsempfindlichen Detektoren
17 und 18 abbilden. Dabei sind die Optiken 15 und 16 als
Vario-Optiken ausgeführt, das heißt, die Brennweite der
Optiken 15, 16 sind veränderbar. Damit läßt sich eine unter
schiedliche Größe des Prüffeldes durch die Optiken 15, 16
erfassen. Die Detektoren 17 und 18 unterscheiden sich in
ihrer Empfindlichkeit. Der dem Sensordatenaufnehmer 13
zugeordnete Detektor 17 arbeitet im infraroten, also
unsichtbaren Spektralbereich, während der dem Sensordaten
aufnehmer 14 zugeordnete Detektor 18 im sichtbaren Spektral
bereich den Prüfling 10 abtastet. Die Detektoren 17 und 18
bestehen vorzugsweise aus ladungsgekoppelten Halbleiterbau
elementen (CCD).
Der im Infrarot-Bereich arbeitende Sensordatenaufnehmer 13
ist so ausgebildet, daß seine Temperatur infolge der
Prüfung nicht von der Umgebungstemperartur abweicht. Er ist
also mit einer Temperaturkompensation versehen, die vorzugs
weise aus einer Kühleinrichtung 19 gebildet ist. Diese ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel dem Detektor 17 zugeord
net, kann sich aber auch über den Bereich der Optik, also
in den gesamten Sensordatenaufnehmer 13 erstrecken.
In der Zeichnung sind die zur Sensoreinheit 11 zusammen
gefaßten Sensordatenaufnehmer 13 und 14 nebeneinander
liegend dargestellt. Hiervon abweichend ist es auch mög
lich, die Sensordatenaufnehmer 13 und 14 räumlich zusammen
zufassen, wobei gegebenenfalls beiden Detektoren 17 und 18
nur eine Optik vorgeordnet ist.
Die Detektoren 17 und 18 wandeln die vom Prüfling 10 aufge
nommene Temperaturstrahlung bzw. das Bild des Prüflings 10
in elektrische Signale um, die digitalisiert werden, was
bereits innerhalb der Sensoreinheit 11 geschehen kann. Die
digitalisierten Bilddaten aus beiden Sensordatenaufnehmern
13 und 14 werden dann parallel über Übertragungsleitungen
20 und 21 einer Auswerteinheit 22 zur Auswertung über
tragen. Die Auswerteinheit 22 enthält eine Bildvorverarbei
tungseinheit 23, in der die Bilddaten von den Sensordaten
aufnehmern 13 und 14 parallel zwischenspeicherbar sind.
Diese parallelen Bilddaten werden anschließend überlagert,
indem korrespondierende Punkte des Prüffeldes des Prüflings
10 aus dem sichtbaren und unsichtbaren (infraroten) Abtast
bereich miteinander zur Deckung gebracht werden. Die über
lagerten Bilddaten sind dann in einem Bildspeicher 24 ab
speicherbar. Vom Bildspeicher 24 können die überlagerten
Bilddaten bedarfsweise abgerufen werden. Beispielsweise
können die überlagerten Bilddaten zu einem Bildschirm 25
geleitet und auf diesem dargestellt werden.
Alternativ ist es möglich, in vereinfachter Weise die digi
talisierten und überlagerten Bilddaten aus der sichtbaren
und unsichtbaren Abtastung des Prüffeldes des Prüflings 10
direkt zu einem Bildschirm 25 zu leiten, also nach Art
einer "on-line-Prüfung" das Prüfergebnis sofort sichtbar zu
machen.
Der Innenraum 26 des Prüflings 10 ist mit einem unter Druck
stehenden Prüffluid 27 auffüllbar. Beim Prüffluid 27
handelt es sich um ein Gas. Es kann aber auch eine Flüssig
keit als Prüffluid 27 verwendet werden. Zur Darstellung von
Leckagen am Prüfling 10 im infraroten Bereich dient das
Prüffluid 27 als thermisches Kontrastmittel. Dazu ist das
Prüffluid 27 gegenüber der Umgebungstemperatur entweder
erwärmt oder abgekühlt. Nach einem weiteren wesentlichen
Vorschlag der Erfindung handelt es sich beim Prüffluid 27
um ein Gas mit Umgebungstemperatur, das mit einem leicht
flüchtigen Kontrastmittel, das gasförmig oder flüssig sein
kann, angereichert ist. Beim Austritt dieses Prüffluids 27
aus dem Prüfling 10 verflüchtigt sich das gasförmige Kon
trastmittel, wobei die Verdampfungsenergie das Prüffluid 27
im Bereich des Lecks 40 erniedrigt und der sich dabei am
Leck 40 einstellende Temperaturunterschied ein Signal am im
Infrarot-Bereich arbeitenden Sensordatenaufnehmer 13 herbei
führt.
In der Zeichnung ist eine Prüffluidversorgungseinrichtung
28 schematisch dargestellt. Diese verfügt über ein
Reservoir 29, von dem aus über eine Pumpe 30 und eine Ver
sorgungsleitung 31 Prüffluid 27 zu einem hier nur schema
tisch dargestellten Mehrwegeventil 32 gepumpt werden kann.
In der Versorgungsleitung 31 ist hier ein in Richtung zur
Pumpe 30 sperrendes Rückschlagventil 33 angeordnet. Vom
Mehrwegeventil 32 führt eine Verbindungsleitung 34 zum
Innenraum 26 des Prüflings 10.
Ein Druckbehälter 35 für unter Druck stehendes Prüffluid 27
ist über eine Eingangsleitung 36 und eine Ausgangsleitung
37 an das Mehrwegeventil 32 angeschlossen. In der Ausgangs
leitung 37 befindet sich beim gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Druckbegrenzungsventil 38, über das der Maximaldruck
des den Prüfling 10 zuzuführenden Prüffluids 27 einstellbar
ist. Der Druckbehälter 35 ist durch eine hier andeutungs
weise dargestellte Heizung 39 aufheizbar zur Erwärmung des
darin enthaltenen Prüffluids 27.
Mit der gezeigten Vorrichtung läuft das erfindungsgemäße
Verfahren zur berührungslosen Dichtigkeitsprüfung des Prüf
lings 10 wie folgt ab:
Zu Beginn der Dichtigkeitsprüfung wird der Innenraum 26 des Prüflings 10 über die Verbindungsleitung 34 mit unter Druck stehendem Prüffluid 27 aufgefüllt. Dadurch befindet sich im Innenraum 26 ein unter Druck stehendes Prüffluid 27.
Zu Beginn der Dichtigkeitsprüfung wird der Innenraum 26 des Prüflings 10 über die Verbindungsleitung 34 mit unter Druck stehendem Prüffluid 27 aufgefüllt. Dadurch befindet sich im Innenraum 26 ein unter Druck stehendes Prüffluid 27.
Bei einer entsprechenden Stellung des Mehrwegeventils 32
gelangt über die Ausgangsleitung 37 erwärmtes Prüffluid 27
aus dem Druckbehälter 35 in den Innenraum 26 des Prüflings
10. Bei einer anderen Stellung des Mehrwegeventils 32
fördert die Pumpe 30 Prüffluid 27 direkt aus dem Reservoir
29 über die Verbindungsleitung 34 in den Innenraum 26. Der
Überdruck des Prüffluids 27 im Innenraum 26 wird durch
einen entsprechenden Förderdruck der Pumpe 30 hergestellt.
Ein Temperaturunterschied zwischen dem Prüffluid 27 und der
Umgebungstemperatur kommt bei direkt aus dem Reservoir 29
stammendem Prüffluid 27 entweder dadurch zustande, daß sich
das Prüffluid 27 beim Verdichten durch die Pumpe 30
erwärmt, oder beim Austritt aus dem in der Zeichnung an
deutungsweise dargestellten Leck 40 infolge der Entspannung
gegenüber der Umgebungstemperatur abgekühlt. Um ein
größeres Temperaturgefälle zwischen dem Prüffluid 27 einer
seits und der Umgebungsluft andererseits zur Vergrößerung
des Kontrasts bei der Prüfung zu erreichen, ist es nach
einem wesentlichen Vorschlag der Erfindung vorteilhaft, dem
Prüffluid 27 ein leicht flüchtiges Fluid, vorzugsweise ein
flüssiges Lösungsmittel, zuzusetzen. Dieses verflüchtigt
sich beim Austritt aus dem Leck 40, wobei infolge der dazu
erforderlichen Aggregatzustandsänderungsenergie sich das
Prüffluid 27 im Bereich des Lecks 40 gegenüber der Um
gebungstemperatur erheblich abkühlt und dadurch eine gute
Auflösung der Meßsignale des im unsichtbaren (infraroten)
Bereich arbeitenden Sensordatenaufnehmers 13 herbeigeführt
wird.
Nachdem der Innenraum 26 des Prüflings 10 mit unter Druck
stehendem Prüffluid 27 vollständig gefüllt ist, erfolgt die
eigentliche berührungslose Leckageprüfung, und zwar vorzugs
weise nach Ablauf einer gewissen Reaktionszeit zur Einstel
lung eines Druckgleichgewichts im Prüfling 10. Diese Reak
tionszeit ist besonders wichtig bei weitverzweigten Prüf
lingen 10 mit unterschiedlichen Teilquerschnitten.
Der in vorbeschriebener Weise vorbereitete Prüfling 10 wird
anschließend von der Sensoreinheit 11 berührungslos abge
tastet. Zu diesem Zweck wird die Sensoreinheit 11 mit der
Verfahreinrichtung 12 am ganzen Prüfling 10 oder nur an der
zu prüfenden Stelle desselben entlanggefahren, so daß die
Prüffläche vollständig abgetastet wird. Bei kleineren Prüf
lingen 10 kann es auch ausreichen, daß während der Dichtig
keitsprüfung die Position der Sensoreinheit 11 zum Prüfling
10 entweder gar nicht verändert wird oder die Optiken 15,
16 verschwenkt werden.
Durch eine entsprechende Ausrichtung beider Sensordatenauf
nehmer 13 und 14 wird von jedem Sensordatenaufnehmer 13 und
14 etwa die gleiche Prüffläche des Prüflings 10 gleich
zeitig abgetastet, das heißt, das Prüffeld des Sensordaten
aufnehmers 13 ist etwa deckungsgleich mit dem Prüffeld des
Sensordatenaufnehmers 14. Dieses ist in der Zeichnung durch
die eingezeichneten Tastkegel 41 und 42 schematisch ange
deutet. Durch den Sensordatenaufnehmer 13 wird im unsicht
baren, infraroten Bereich das Leck 40 erfaßt. Die unter
schiedliche Temperatur zwischen dem Prüffluid 27 und der
Umgebung führt zu einem thermischen Kontrast, der ent
sprechende Signale an den im infraroten Bereich arbeitenden
Detektor 17 weitergibt. Das gleiche Prüffeld wird zur
selben Zeit vom im sichtbaren Bereich arbeitenden (zusätz
lichen) Sensordatenaufnehmer 14 aufgenommen. Damit ist es
möglich, daß die Sensordatenaufnehmer 13, 14 gleichzeitig
den das unter Druck stehende Prüffluid 27 enthaltenden
Prüfling 10 abtasten.
Nach in der Sensoreinheit 11 erfolgter Digitalisierung der
Prüfwerte können diese gleichzeitig unter Zuhilfenahme der
Übertragungsleitungen 20 parallel zur Auswerteinheit 22
übertragen werden. Hier erfolgt innerhalb der Bildvorver
arbeitungseinheit 23 eine Überlagerung der Prüfwerte. Nach
einer Weiterverarbeitung werden die Prüfwerte einem Bild
speicher 24 zur Abspeicherung zugeführt, von dem aus die
Prüfwerte einem Bildschirm 25 weitergeleitet werden können.
Andererseits können die überlagerten Prüfwerte auch direkt
ohne Abspeicherung zu dem Bildschirm 25 übertragen werden.
Auf diesen Bildschirm 25 werden überlagerte Bilder aus
beiden Sensordatenaufnehmern 13 und 14 ausgegeben. Der
Betrachter des Bildschirms 25 hat hier den im Prüffeld
liegenden Bereich des Prüflings 10 vor Augen, wobei das
Leck 40 durch eine Farbänderung deutlich sichtbar hervor
gerufen ist. Der Betrachter kann also auf dem Bildschirm 25
nicht nur feststellen, daß das Leck 40 im Prüfling 10 vor
handen ist; vielmehr sieht er auch, wo sich das Leck 40 am
Prüfling 10 befindet. Zusätzlich zu dieser Lokalisierung
des Lecks 40 wird die Größe des Lecks 40 sichtbar durch
eine entsprechende Verfärbung des vom im infraroten Bereich
arbeitenden Sensordatenaufnehmer 13 abgegebenen Lecksig
nals. Diese kommt dadurch zustande, daß im Falle eines
größeren Lecks 40 die Strahlungsintensität auf den infra
roten Sensordatenaufnehmer 13 proportional ansteigt und
dieser ein anderes Signal erzeugt, das durch entsprechende
Farben deutlich gemacht wird. Bei einem Bildschirm 25 mit
Schwarz/Weiß-Technik kann die Intensität des Lecks 40 durch
eine entsprechende Grauabstufung erfolgen, indem beispiels
weise ein größeres Leck 40 dunkler ist als ein kleineres
Leck 40.
Alternativ ist es auch denkbar, die von den Sensordatenauf
nehmern 13 und 14 stammenden Signale unmittelbar nach der
Digitalisierung und Überlagerung dem Bildschirm 25 zuzu
führen. Dann erfolgt gewissermaßen eine on-line-Prüfung.
Parallel hierzu können die Daten auch noch abgespeichert
werden.
Alternativ ist es aber auch möglich, daß der Prüfling 10
zuerst durch den Sensordatenaufnehmer 14 abgetastet, dann
mit dem unter Druck stehenden Prüffluid 27 gefüllt wird, um
danach durch den Sensordatenaufnehmer 13 im infraroten
Bereich abgetastet zu werden.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Ver
fahrens ist es auch möglich, daß der Prüfling 10 zuerst
durch den Sensordatenaufnehmer 14 allein abgetastet wird.
Danach wird der Innenraum 26 des Prüflings 10 mit unter
Druck stehendem Prüffluid 27 gefüllt. Erst im Anschluß
hieran erfolgt eine zweite Abtastung des Prüflings 10 im
unsichtbaren, infraroten Bereich durch den Sensordatenauf
nehmer 13. Es erfolgen also zwei aufeinanderfolgende
berührungslose Abtastungen des Prüflings 10.
Bezugszeichenliste
10 Prüfling
11 Sensoreinheit
12 Verfahreinrichtung
13 Sensordatenaufnehmer
14 Sensordatenaufnehmer
15 Optik
16 Optik
17 Detektor
18 Detektor
19 Kühleinrichtung
20 Übertragungsleitung
21 Übertragungsleitung
22 Auswerteinheit
23 Bildvorverarbeitungseinheit
24 Bildspeicher
25 Bildschirm
26 Innenraum
27 Prüffluid
28 Prüffluidversorgungseinrichtung
29 Reservoir
30 Pumpe
31 Versorgungsleitung
32 Mehrwegeventil
33 Rückschlagventil
34 Verbindungsleitung
35 Druckbehälter
36 Eingangsleitung
37 Ausgangsleitung
38 Druckbegrenzungsventil
39 Heizung
40 Leck
41 Tastkegel
42 Tastkegel
11 Sensoreinheit
12 Verfahreinrichtung
13 Sensordatenaufnehmer
14 Sensordatenaufnehmer
15 Optik
16 Optik
17 Detektor
18 Detektor
19 Kühleinrichtung
20 Übertragungsleitung
21 Übertragungsleitung
22 Auswerteinheit
23 Bildvorverarbeitungseinheit
24 Bildspeicher
25 Bildschirm
26 Innenraum
27 Prüffluid
28 Prüffluidversorgungseinrichtung
29 Reservoir
30 Pumpe
31 Versorgungsleitung
32 Mehrwegeventil
33 Rückschlagventil
34 Verbindungsleitung
35 Druckbehälter
36 Eingangsleitung
37 Ausgangsleitung
38 Druckbegrenzungsventil
39 Heizung
40 Leck
41 Tastkegel
42 Tastkegel
Claims (20)
1. Verfahren zur Prüfung von Werkstücken, insbesondere
zur berührungslosen Dichtigkeitsprüfung von Werkstücken
(Prüflingen), wobei der Prüfling mit einem gasförmigen
und/oder flüssigen Prüfmedium (Prüffluid) druckbeaufschlagt
wird, das als (temperaturbezogenes) Kontrastmittel zur
Umgebung an einer Undichtigkeitsstelle (Leck) dient, und
der Prüfling im infraroten Spektralbereich abgetastet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Prüf
ling (10) zusätzlich im sichtbaren Spektralbereich abge
tastet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Abtastung des Prüflings (10) im sichtbaren und
infraroten Spektralbereich die ermittelten Signale über
lagert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die überlagerten Signale vorzugsweise als
Bilddaten von einer Auswerteinheit (22) einem Bildschirm
(25) zur Bilddarstellung übertragen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerten
Bilddaten zur Bildauswertung gespeichert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddaten als
digitalisierte elektrische Signale einer Auswerteinheit
(22) übertragen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddaten jeweils
von einem Sensordatenaufnehmer (13, 14) parallel zu einer
Auswerteinheit (22) übertragen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prüffluid (27) ein
flüchtiges Fluid, insbesondere flüssiges Lösungsmittel,
hinzugesetzt wird, das an dem Leck (40) des Prüflings (10)
in einen gasförmigen Zustand übergeht zur Schaffung einer
Temperaturdifferenz an dem Leck (40).
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am infrarotempfind
lichen Detektor (17) eine Temperaturkompensation vorzugs
weise gegenüber der Umgebungstemperatur vorgenommen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Detektoren (17,
18) vorgeschaltete Optiken (15, 16) zur Abbildung des Prüf
feldes derart verstellt werden, daß Prüffelder unterschied
licher Größe und Lage auf dem Prüfling (10) abgetastet
werden können.
10. Vorrichtung zur Prüfung von Werkstücken, insbeson
dere zur berührungslosen Dichtigkeitsprüfung von Werk
stücken (Prüflingen), mit einer optoelektronischen Sensor
einheit, die mindestens einen Sensordatenaufnehmer zur Ab
tastung des mit einem als Kontrastmittel dienenden gas
förmigen und/oder flüssigen Prüfmedium (Prüffluid) druck
beaufschlagten Prüflings (10) im infraroten Spektralbereich
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronische
Sensoreinheit (11) mindestens einen zweiten Sensordatenauf
nehmer (14) zur Abtastung des Prüflings (10) im sichtbaren
Spektralbereich aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Sensordatenaufnehmer (13, 14) ein Prüffeld des
Prüflings (10) abbildende Optiken (15, 16) und strahlungs
empfindliche Detektoren (17, 18) zur leistungsabhängigen
Umwandlung der Strahlung in elektrische Signale aufweisen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der weiteren
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit
(11) Mittel zur Digitalisierung der als Bilddaten vorliegen
den elektrischen Signale aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Sensordatenaufnehmer (13, 14) zur
Ausrichtung auf den Prüfling (10) in räumlicher Kopplung
zueinander befinden, vorzugsweise derart, daß jeder Sensor
datenaufnehmer (13, 14) etwa das momentan gleiche Prüffeld
abtastet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß der optoelektronischen Sensoreinheit (11) eine
Auswerteinheit (22) zur Auswertung der Bilddaten nachge
schaltet ist, die eine Bildvorverarbeitungseinheit (23) zur
Zwischenspeicherung und Überlagerung der abgetasteten Bild
daten und einen Bildspeicher (24) zur Abspeicherung dersel
ben enthält.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der weiteren
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensordatenauf
nehmer (13, 14) durch verwendete Optiken (15, 16) und/oder
strahlungsempfindliche Detektoren (17, 18) derart ausgebil
det sind, daß eine Auflösung eines Prüfpunktes von etwa
0,2 % der Fläche eines Prüffeldes entsteht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Auflösung des Sensordatenaufnehmers (13) im
infraroten Spektralbereich mit der Auflösung des Sensor
datenaufnehmers (14) im sichtbaren Spektralbereich korre
spondiert.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die strahlungsempfindlichen Detektoren (17, 18)
aus CCD-Halbleiterbauelementen bestehen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der weiteren
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüffluid (27)
im Absorptionsbereich des infrarotempfindlichen Sensordaten
aufnehmers (13) liegt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der weiteren
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüffluid (27)
eine zur Temperatur des Prüflings (10) bzw. zur Umgebungs
temperatur desselben unterschiedliche Temperatur aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der weiteren
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektro
nische Sensoreinheit (11) zur Abtastung räumlich komplexer
Prüflinge (10) in senkrechter und waagerechter Richtung ver
fahrbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914111686 DE4111686A1 (de) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen dichtigkeitspruefung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914111686 DE4111686A1 (de) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen dichtigkeitspruefung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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