DE4208330A1 - Inspektionseinheit - Google Patents

Inspektionseinheit

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DE4208330A1
DE4208330A1 DE19924208330 DE4208330A DE4208330A1 DE 4208330 A1 DE4208330 A1 DE 4208330A1 DE 19924208330 DE19924208330 DE 19924208330 DE 4208330 A DE4208330 A DE 4208330A DE 4208330 A1 DE4208330 A1 DE 4208330A1
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Bernd Dipl Ing Lembke
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Dornier Luftfahrt GmbH
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Dornier Luftfahrt GmbH
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    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/223Supports, positioning or alignment in fixed situation
    • GPHYSICS
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    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01N2291/2623Rails; Railroads

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung und Schadensermittlung.
Sie ist insbesondere für die Inspektion von Strukturbauteilen von Flugzeugen geeignet, kann aber in allen Bereichen, in denen die zerstörungsfreien Prü­ fungen angewandt werden können (Raumfahrtstrukturen, Kraftfahrzeugbau, Kraftwerke) eingesetzt werden.
Für die Prüfung von Strukturbauteilen an Fluggeräten sind die zerstörungs­ freien Prüfmethoden Ultraschall, Wirbelstrom, Röntgenprüfung, Sichtprüfung und Eindringrißprüfung eingeführt, bewährt und anerkannt. Es gibt einige wei­ tere Verfahren, die aber noch nicht standardisiert und allgemein eingeführt sind. Für die hier angesprochenen Verfahren gibt es Prüfgeräte, die zum Teil auch transportabel sind. Allerdings sind dies immer einzelne Geräte, die we­ gen einer eingeschränkten Mikroprozessorstruktur keine Editiermöglichkeiten haben und nur für diese Prüfmethode beschränkte Einsatzgebiete haben und Aussagen erlauben. Für einen übergreifenden Report sind jeweils unter­ schiedliche Ausdrucke zu kombinieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät vorzuschlagen, das schnellere Prüfun­ gen erlaubt, die gut dokumentierte, vergleichbare Prüfungsergebnisse liefern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.
Die grundlegende Idee ist, nicht mit Einzelkomponenten zu arbeiten, die nur eine Prüfart erlauben und die nicht zur Erstellung eines umfassenden Prüfbe­ richts vernetzbar sind (unterschiedliche Formate), sondern mit einem rechner­ gestützten System, in dem alle notwendigen Prüfarten integriert sind.
Vorteilhaft sind Anschlußmöglichkeiten an Drucker oder Datenfernübertra­ gungsgeräte, sowie eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche, mit deren Hilfe sofort während dem Fortschritt der Prüftätigkeit der Prüfbericht angelegt werden kann, die Programme aller integrierten Prüfmethoden direkt aktivier­ bar sind und alle Prüfergebnisse mit Abbildungen, allen Prüfparametern so­ wie den die Prüfung betreffenden Anmerkungen des Prüfers im Prüfbericht gespeichert werden.
Durch Integration der für die Prüfmethoden notwendigen Hardware (elektroni­ sche Erweiterungskarten) im Rechner werden alle Prüfungen mittels Ultra­ schall, Wirbelstrom, Radiography (Röntgen), makroskopische und endoskopi­ sche Aufnahmen, sowie Eindringrißprüfung ermöglicht.
Die Vorrichtung arbeitet bevorzugt unabhängig von jeglicher externen Versor­ gung (netzunabhängig). Mit ihrer Hilfe wird ein kompletter Prüfbericht, inklusiv aller gewünschten Abbildungen in z. B. faxbarer Form erstellt. Darüberhinaus kann eine Fernübertragung des Prüfberichts über ein Modem ermöglicht sein. Dies geschieht z. B. über einen Disk-Service in der Software, mit dem der Re­ port in komprimierter Form auf eine Floppy-Disk geschrieben wird, deren Inhalt über jeden Rechner mit Modem verschickt werden kann.
Vorteil der Erfindung ist, daß im Verbund gearbeitet werden kann und daß eine umfassende Ablage von Prüfberichten auf einem Speicher (Festplatte) möglich ist. Damit werden wesentlich höhere Anforderungen für Vergleiche von Prüfbefunden erreicht, so daß man bei Folgeprüfungen schnell auf das Wachstum von Fehlern schließen kann. Damit werden auch hohe Anforderun­ gen an die Dokumentation von Prüfbefunden und an ihre Vergleichbarkeit er­ füllt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat die Vorteile, daß
  • - die zerstörungsfreien Prüfverfahren für Fluggeräte oder andere Struk­ turen in einer kompletten Einheit zusammengefaßt sind,
  • - es sich um ein rechnergestütztes Prüfsystem handelt, bei dem jede der Prüfmethoden frei angewählt werden kann,
  • - bereits mit dem Einstieg in die Prüfung der Prüfbericht angelegt wer­ den kann,
  • - alle elektronische Hardware und die nötige Software zum Betrieb der Prüfmethoden in einem Gerät (Rechner) integriert ist,
  • - für die Methoden Ultraschall und Wirbelstrom bei Scan-Betrieb eine genaue Bestimmung von Fehlerarealen (horizontale und vertikale Fehlerlage und Fehlergröße) möglich ist,
  • - alle Prüfergebnisse inclusive der Prüfparameter und Abbildungen, sowie Fotos der Sichtprüfung und auch abfotografierte Röntgen­ filme gespeichert, ausgedruckt und übermittelt werden können und
  • - nach Beendigung der Prüfungen der komplette Prüfbericht inclusive aller Abbildungen in faxbarer Form sofort ausgedruckt werden kann.
Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert:
Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das transportable Gehäuse G besteht hier aus zwei Teilen, be­ sitzt Rollen RO, eine Ablage A und Schubladen oder Einsätze, in denen die Einzelkomponenten der Vorrichtungen: Röntgengerät X, Geräte für die Sicht­ prüfung VIS, und die Ultraschallprüfung US und der Rechner R, und Hilfsge­ räte: Netzteil mit Batteriesatz AKKU, Scanner SCAN, Drucker (Plotter PL), Röntgen-Hochspannungsteil X-HV und Unterbringmöglichkeiten für die Ka­ meras, Endoskope, Sonden und das Zubehör befinden. Zur Benutzung wer­ den die Eingabeeinheit (Tastatur) des Rechners R und sein Bildschirm auf die Ablage A gestellt. Hinter dem Batteriesatz AKKU sind hier die notwendigen Anschlußbuchsen vorgesehen.
Für die einzelnen Komponenten gilt hier:
Rechner R
Der Rechner R ist in diesem Ausführungsbeispiel ein tragbarer IBM-kompa­ tibler Industrierechner mit Prozessor und mathematischem Coprozessor, internem Speicher, Festplatte, Floppy-Disk-Laufwerk, (Farb-)-Display und Eingabetastatur. Für die erfindungsgemäße Inspektionseinheit ist ein Netzteil für den Betrieb mit 24 V Gleichstrom vorgesehen. Im Rechner R ist zudem alle zusätzlich benötigte Hardware in Form von elektronischen Erweiterungskarten vorhanden, die für den Betrieb der Prüfsonden (Ultraschall und Wirbelstrom), eines Scan-Armes und der Echtzeitverarbeitung der Videosignale benötigt werden. Die Prüfergebnisse, sowie der gesamte erzeugte Prüfbericht, werden vom Benutzermenü aus auf der Festplatte gespeichert.
Software
Zentraler Bestandteil ist die im Rechner R integrierte Software, die ein spezifi­ sches Benutzermenü für die durchzuführenden Prüfungen erstellt. Von hier aus wird nach Aktivierung
  • 1. der ganze Prüfablauf gestartet mit der Aufnahme der relevanten Daten des zu prüfenden Geräts (bei Fluggeräten die Serien-Nummer (A/C-S/N und Typenbezeichnung A/C-Type)). Diese Daten sind ein wichtiger Bestandteil auch der Prüfberichts-Kennung und können z. B. auf jedes Schirmbild und Prüfberichtsblatt übergeben werden,
  • 2. der Prüfbericht mit der spezifischen Kennung automatisch angelegt,
  • 3. jedes untergeordnete Programm für den Betrieb der Prüfeinrichtungen Ultraschall, Wirbelstrom und Sicht aufgerufen,
  • 4. gleichzeitig auch ein Schirm-Hardcopy-Programm aktiviert, das die Speicherung aller Abbildungen in einem einheitlichen Datenformat er­ möglicht,
  • 5. ein File-Scan aktiviert, der die bei Beginn der Prüfung vorliegenden Datenfiles von Abbildungen erfaßt und somit den automatischen Aus­ druck nur der zum neu angelegten Prüfbericht gehörenden Abbildun­ gen ermöglicht,
  • 6. ein Programm gestartet, in dem Belichtungsdaten und Korrekturberech­ nungen enthalten sind, um in der grafischen Bedienoberfläche einfach, schnell und sicher die richtige Belichtungszeit für Röntgenaufnahmen ohne Probebelichtungen zu erhalten,
  • 7. nach Ende der Prüfung ein kurzer Text zur Beschreibung des Prüfbe­ fundes erstellt,
  • 8. das Layout des Prüfberichtes überprüft,
  • 9. der unmittelbare automatische Ausdruck des kompletten Prüfberichts in faxbarer Schwarz-Weiß-Darstellung gestartet und
  • 10. ein Diskettenservice zur Übertragung des Reports auf eine Floppy-Disk zum Zwecke der Datenfernübertragung gestartet.
Die Kenndaten zur Beschreibung des geprüften Geräts und zur Kennzeich­ nung des spezifischen Prüfberichts erlauben ein jederzeitiges Abrufen der auf der Hard-Disk abgelegten Reporte zum Vergleich des Ergebnisses der vor­ hergehenden Prüfung mit dem derzeitigen Ist-Zustand, was bei der Durchfüh­ rung von Folgeprüfungen sehr wichtig ist. Da mit jedem Prüfergebnis auch die wichtigsten Prüfdaten (Einstellparameter) abgelegt sind, können diese für Ver­ gleichszwecke abgerufen werden. Für jeden vom Benutzer ansteuerbaren Menüpunkt ist über eine im Menü implementierte HELP-Funktion ein Hilfstext abrufbar. Die Menüsteuerung kann über Cursor erfolgen.
Ultraschallprüfung US mit Scan-Möglichkeiten
Es können alle gängigen Ultraschall-Prüfungen (A-, B-, C- und D-Scan) durchgeführt werden. Für die unterschiedlichen Prüfprobleme stehen Prüf­ köpfe mit beispielsweise 1 MHz, 2 MHz, 5 MHz und 10 MHz Mittenfrequenz zur Verfügung.
Für die Darstellung von flächigen Fehlern (C- und D-Scan) können die Prüf­ köpfe in einem Scan-Arm fixiert sein. Die Wegaufnahme in x- und y-Richtung erfolgt über einen A/D-Wandler, der im Rechner R integriert ist. Das Programm zur Datenaufnahme und Auswertung mit Darstellung des Scans ist in die Menüführung integriert und wird von dieser aus aktiviert. Gleichzeitig mit dem Ultraschall-Programm wird nur für die Ultraschallprüfung im Overlay ein Screen-Hardcopy-Programm aktiviert, das die Speicherung des Scans-Bildes (auch der A-Scan-Bilder) für den automatischen Ausdruck (Plotter PL) ermög­ licht. Beim Verlassen des Ultraschall-Programmes wird der Benutzer wieder zum Hauptmenü geführt.
Wirbelstromprüfung
Für die Wirbelstromprüfung (Eddy current) stehen ebenfalls verschiedene Sonden (Absolut- und Differentialsonden) zur Verfügung. Das Programm für die Datenaufnahme und Auswertung ist ebenfalls in das Hauptmenü integriert und wird von diesem aus aktiviert. Gleichzeitig mit dem Wirbelstrom-Pro­ gramm wird nur für die Wirbelstromprüfung im Overlay ein Screen-Hardcopy- Programm aktiviert, das die Speicherung der Schirmbilder für den automati­ schen Ausdruck ermöglicht. Beim Verlassen des Wirbelstrom-Programmes wird der Benutzer wieder zum Hauptmenü geführt.
Röntgenprüfung
In der Einheit sind eine Röntgenblitzanlage und Röntgensofortfilme mit Ent­ wicklungsgerät enthalten. Das Menü für die Röntgenprüfung enthält alle Da­ ten, um für eine Auswahl von Materialien, Materialstärken und Materialkombi­ nationen bei anzugebendem Filmfokus-Abstand und Einstrahlwinkel eine op­ timale Belichtung des Röntgensofortfilms und verschiedener im Labor zu ent­ wickelnder Röntgenfilme ohne Probebelichtungen zu gewährleisten. Die be­ lichteten Röntgenfilme können mit dem Entwicklungsgerät sofort entwickelt und mit Hilfe der Videokamera in ausdruckbarer Form auf der Festplatte ge­ speichert werden. Das Belichtungsprogramm für die Röntgenprüfung ist Bestandteil der Software des Hauptmenüs. Nach Beendigung der Röntgen­ prüfung wird der Benutzer ins Hauptmenü zurückgeführt.
Sichtprüfung
Für die Sichtprüfung ist eine miniaturisierte Videokamera (z. B. schwarz/weiß mit Makro-Objektiv, flexiblem und starren Endoskop, sowie eine spezifisch ausgelegte Lichtquelle für die Endoskope) vorhanden. Die Bilder der Kamera werden mit einer im Rechner R integrierten Digitizierboard (Erweiterungskarte für die Digitalisierung von Videosignalen) in Echtzeit digitalisiert und können auf der Festplatte gespeichert werden. Mit dem Video-Programm können diese Bilder gerastert und damit faxbar aufbereitet werden. Gleichzeitig mit dem Video-Programm wird nur für die Sichtprüfung mit Video im Overlay ein Screen-Hardcopy-Programm aktiviert, das die Speicherung der Schirmbilder für den automatischen Ausdruck ermöglicht. Beim Verlassen des Video-Pro­ grammes wird der Benutzer wieder zum Hauptmenü geführt.
Eindringrißprüfung
Für die Eindringrißprüfung sind Reinigerlösungen, Färbelösungen und Fixier­ lösungen (z. B. für das Rot/weiß-Verfahren) in Spraydosen vorhanden. Das Er­ gebnis der Eindringrißprüfung wird mit Videoaufnahmen dokumentiert.
Transportables Gehäuse G
Für die erfindungsgemäße Einrichtung wurde ein spezifisches Transportge­ häuse G entwickelt, das die Anforderungen an möglichst geringes Gewicht, möglichst geringe Größe und praktikable Handhabbarkeit auch für den Trans­ port bei Beinhaltung aller Komponenten für die komplexen Prüfmöglichkeiten bei einem Einsatz ohne jede äußere Versorgung gewährleistet. Dies wird z. B. erreicht durch eine Leichtgewichtskonstruktion aus Aluminiumsandwich. Das Gehäuse ist fahrbar und für die Verladung in zwei Hälften teilbar ausgelegt. Alle Komponenten des Systems sind in Schubladen untergebracht, wobei eine vorgegebene Einteilung durch eine Schaummaske (Kompartimentie­ rung) die ordnungsgemäße und geschützte Aufbewahrung der Komponenten ermöglicht.
In das Gehäuse G ist ein Netzteil integriert, dessen Eingänge den gängigen Versorgungsspannungen auf Flugplätzen und in Fluggeräten angepaßt sind. An der Arbeitsplatte (Ablage A) des Gehäuses G sind die für den Betrieb der Prüfkomponenten benötigten Anschlußboxen mit z. B. 24 V und 12 V Gleich­ strom integriert. Das Netzteil liefert ebenso den Ladestrom für den Stromspei­ cher AKKU.
Das transportable Gehäuse kann weiteres Zubehör, wie einen Drucker oder Referenzprüfkörper für die Ultraschall-, Wirbelstrom- und Röntgenprüfung, Do­ simeter, Zubehör für die Maßprüfung, Kleinteile, Filme und so weiter enthalten.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen, insbesonde­ re Flugzeugstrukturbauteilen, sowie von Teilen für den Einsatz in der Raumfahrt, im Kfz-Bereich und Anlagenbau, mit einem mobilen Ge­ häuse (G), enthaltend einen tragbaren Rechner (R), der über eine spezifische Bedienoberfläche ein Röntgenprüfsystem (X) sowie je ein hardwaremäßig im Rechner (R) integriertes Ultraschallprüfsystem (US), Wirbelstromprüfsystem und Sichtprüfsystem (VIS) mit Videoka­ mera steuert, die Prüfergebnisse in Form von Abbildungen und Prüf­ daten erzeugen und diese eventuell mit ergänzendem Text in einem Speicher ablegen, sowie in faxbarer Form ausdrucken oder für Daten­ fernübertragung auf Disketten überschreiben kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Strom­ speicher (AKKU) zur Erreichung der Netzunabhängigkeit.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Drucker (PL) oder einen Anschluß an Daten­ fernübertragungsgeräte (Fax).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine Bedienoberfläche, die den Benutzer in die ver­ schiedenen Prüfprogramme führt, die bereits während der Prüfung den Prüfbericht anlegt, die Programme aller Prüfarten direkt ansteuert und die wichtigen Prüfergebnisse speichert.
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