DK163687B - Fremgangsmaade og apparat til ikke-destruktiv afproevning af daek - Google Patents

Description

i

DK 163687 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et apparat til ikke-de-struktiv afprøvning af dæk, ved hvilken der anvendes en ultralydmodtager monteret til at skandere den relativt bevægelige udvendige væg af et dæk.

5

Der har Tænge eksisteret et behov for apparater til billig, effektiv og ikke-destruktiv afprøvning af karkasser. Der kunne opnås en øget sikkerhed ved sådanne teknikker, hvis de kunne udføres hurtigt og rationelt. Der er også potentielle økono-10 miske fordele. F.eks. kan en defekt karkasse kasseres under vulkanisering, hvis målingerne kan foretages hurtigt og nøjagtigt.

Behovet for forbedrede ikke-destruktive afprøvningsmetoder og 15 apparater til afprøvning af karkasser er så stort, at U.S. Army Materials and Mechanics Research Center har støttet flere symposier vedrørende dette emne. Protokollerne af de tre første symposier er blevet publiceret og kan fås hos U.S. National Technical Information Service. De indeholder hver især et af-20 snit om ultralyddækafprøvning samt afsnit om andre dækafprøvningsmetoder (holografi, infrarød bestråling, røntgenstråling). Der er også flere patenter, der vedrører brugen af ultralydbølger , f.eks. US patentskrift nr. 3.882.717 og US patentskrift nr. 4.059.989.

25

Endvidere kendes flere mekaniske strukturer til at kassere eller på anden måde håndtere pneumatiske karkasser under ikke-destruktive afprøvninger eller under fremstillingsprocessen, jf. f.eks. US patentskrift nr. 3.948.094 og US patentskrift 30 nr. 4.023.407.

Andre relevante skrifter er US patentskrift nr. 3.500.676, US patentskrift nr. 3.942.094, østrigsk patentskrift nr. 290.167, tysk patentskrift nr. 2.016.333 og tysk offentliggørelses-35 skrift nr. 1.824.800.

Selv om der er blevet udført adskillige ikke-destrukti ve ultralydafprøvninger på dæk, har de hidtidige teknikker ikke

DK 163687 B

2 været ti 1fressti 11 ende. Nogle af de hidtidige teknikker har nødvendiggjort en væskekobling på i hvert fald den ene side af dækvæggen. Andre teknikker udnytter den såkaldte "impulsekko" metode, som giver et komplekst mønster af ekkoer som følge af 5 såvel normale indre dækstrukturer som unormale dækstrukturer.

Man har anvendt forholdsvis lave frekvenser såsom 25 kHz, hvilket resulterede i en betydelig interferens med omgivelsernes akustiske kilder. Man har også anvendt ekstremt høje frekvenser, såsom 2 MHz, hvorved signalet hurtigt dæmpes. Nog-10 le har anvendt kontinuerte ultralydbølger, hvorved der opstod et forvirrende mønster af stående bølger og lignende, medens andre har holdt øje med indhyllingsspidser i de modtagne akustiske bølger. Endvidere har man anvendt individuelle impulser af akustiske signaler for hvert dækafprøvningssted. I nogle 15 tilfælde er indhyllingen af den modtagne spids blevet anvendt til at tilvejebringe slutdata. Man har også søgt at afprøve en oppumpet karkasse (de akustiske signaler har da i nogle tilfælde passeret to dækvægge for at kunne holde alle transducere uden for dækket), selv om de fleste har søgt at afprøve kar-20 kassen i ikke-oppumpet tilstand.

Hidtil indeholdt dækkasser ingsmekanismer i almindelighed en aksialt bevægelige dækmonteringsramme for hurtig montering og oppumpning af et prøvedæk. Hidtidige NDI-maskiner har en ul-25 tralydssender på indersiden af et roterbart, oppumpet dæk, selv om sådanne kun har været fikserede eller manuelt justerbare monteringsarrangementer. Andre NDI-maskiner har et af flere dele bestående sender-monteringsarrangement i forbindelse med et vidt åbent ikke-oppumpet prøvedæk. Der er imid-30 lertid endnu ikke fremkommet et kommercielt levedygtigt mekanisk arrangement for hurtig indstilling af ultralydtransducere omkring væggen af et oppumpet prøvedæk, og som samtidig muliggør en hurtig dækmontering/demontering.

35 Formålet med opfindelsen er at anvise, hvorledes disse forsog på ikke-destruktiv ultralyd inspektion af karkasser kan forbedres og gøres kommercielt levedygtige.

DK 163687 B

3

En fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at der udføres en forsegling og montering af dækket i oppumpet tilstand og en detektion af tilstedeværelsen af ultralydsignaler genereret ved, at der 5 slipper luft ud gennem en eventuel læk i dækvæggen. Derved bliver det lettere at detektere eventuelle lækager.

Opfindelsen angår også et apparat til ikke-destruktiv afprøvning af dæk med en ultra1ydmodtager monteret til at skandere 10 den relativt bevægelige ydervæg af et dæk. Apparatet er ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at det har forseglingsorganer for montering af dækket i en oppustet tilstand, og signalbehandlingsorganer forbundet til modtageren for at detektere ultralydsignaler genereret ved hjælp af luft, det slipper ud via 15 en eventuel læk i dækvæggen. Derved opnås et særligt hensigtsmæssigt apparat til detektion af lækager.

I én udførelsesform er der anvendt en impuls eller én burst transmission, for derigennemde at reducere stående bølger el-20 ler uønskede ekkoer i dækket. Hver burst omfatter nogle få perioder (f.eks. 100) af akustiske signaler, idet udnyttelsesgraden er forholdsvis lille. Det har samtidig vist sig, at indhyl lingen af de modtagne akustiske signaler kan ændres ved indre reflektion af stående bølger, bølgeudbalancering eller 25 andre bølgeeffekter efter modtagelse af begyndelsesdelen eller stigkanten af hver impuls. I den foretrukne udførelsesform er de modtagne akustiske signaler transmitteret gennem et portstyret modtagerkredsløb således, at kun signalerne i begyndelsesdelen af hver burst bliver udnyttet. Et apparat, der gør 30 brug af bursttransmission, er omtalt i europæisk patentskrift nr. 18.747.

Under visse omstændigheder kan man med fordel udtage middelværdien af aflæsninger ved forskellige frekvenser. Derved und-35 gås visse skadelige stående bølger m.v. Ulineære A/D-omsættere kan også anvendes til at udlede brugbare data.

DK 163687 B

4 I en foretrukken udførelsesform anbringes et antal akustiske sendertransducere inde i et roterende oppumpet dæk således, at hele indersiden af dækket udsættes for akustisk bestråling.

Det har imidlertid vist sig, at egenartet bølgeudbalancering, 5 mønstre af stående bølger eller lignende bølgeeffekter kan forstyrre‘aflæsningerne, hvis mere end én sender er aktiv til et givet tidspunkt. Den foretrukne udførelsesform indeholder et multiplekskredsløb, som sikrer, at kun én sender er aktiv til et givet tidspunkt. Et apparat indeholdende multipleksor-10 ganer er omtalt i europæisk patentskrift nr. 59.961.

Flere akustiske modtagertransducere er anbragt på række omkring den ydre dækvæg for at modtage akustiske signaler transmitteret derigennem fra sendertransducerne anbragt indenfor.

15 Hver modtagertransducer er fortrinsvis kollimeret og tilpasset til impedansen af omgivelsernes luft med et cylindrisk rør, der har en indre konisk overflade, hvilken overflade er tilspidset mod afføl ingsområdet af den aktuelle modtagertransducer. En sådan kollimering begrænser hver modtagers udgang til 20 at repræsentere akustiske signaler transmitteret gennem et begrænset område af dækvæggen og bidrager desuden til at eliminere interferens med slidbanemønstre og støj fra omgivelserne.

Fejl i dækkene, såsom adskillelser imellem båndlagene og gummilagene eller mellem forskellige gummilag dæmper de akustiske 25 signaler, der passerer derigennem, i højere grad end, hvis de akustiske signaler passerer en normal sektion af dækvæggen.

Ifølge opfindelsen er det imidlertid udnyttet, at lækager i et oppumpet dæk (dvs. luft, der passerer gennem dækvæggen) kan 30 detekteres med de samme modtagertransducere ud fra en forøgelse i det modtagne signalniveau ud over det, der skyldes passage af normale sektioner af dækvæggen (også selv om senderen er slukket) .

35 Hver af modtagertransducerne er forbundet til en separat sig nalbehandlingskanal, selv om flere modtagere kan være multi- pleksstyret og dele en fælles signalbehandlingskanal i synkro-

DK 163687 B

5 nisme med de akustiske sendere for derved at minimere antallet af signalbehandlingskanaler. En AGC-forstærker med lang tidskonstant er indsat i hver signalbehandlingskanal til kompensation for forskellige middelsignalniveauer fra dæk ti 1 dæk og 5 fra kanal til kanal i afhængighed af forskellige middelværdier af de respektive vægtykkelser. Efter AGC-forstærkning bliver de modtagne ultralydsignaler ensrettet og integreret under en portstyret periode på stigkanten af hver impuls. De resulterende integrerede værdier repræsenterer da de sande relative 10 transmissionsegenskaber af forskellige på hinanden følgende sektioner af den dækvæg, der inspiceres. I én udførelsesform tages middelværdien af på hinanden følgende vægpositioner for at undgå nulpunkter af stående bølger og lignende, som ellers kunne forekomme i visse modtagerpositioner for særlige fre-15 kvenser og dækgeometrier. Sådanne værdier kan vises på et ka-todestrålerør for visuel inspektion og detektion af fejl. Alternativt kan sådanne værdier digitaliseres (eventuelt med en ulineær eksponentiel A/D-omsætning til forøgelse af signal/-støjforholdet ved forholdsvis lave signalstyrker) inden vis-20 ning og/eller udførelse af mønstergenkendelsesalgoritmer i en yderligere regneenhed for derved at identificere dækanomalierne, såsom adskillelser mellem lagene.

Det har også vist sig, at de akustiske signaler med fordel kan 25 vare af en moderat høj frekvens (eksempelvis større end 40 kHz og i den foretrukne udførelsesform 75 kHz). Sådanne moderat høje akustiske frekvenser synes at eliminere uønskede og tilfældige indikationer forårsaget af omgivelserne og giver samtidig forholdsvis korte bølgelængder (omtrent 3,8 cm i dækgum-30 mi). Derved forbedres opløsningsevnen af forholdsvis små dækfejl, uden at transmissionsudlæsningerne af den grund kompliceres unødigt, således som det vil være tilfældet, hvis bølgelængden er så lille, at signalerne kan påvirkes af strukturanomalier, som ikke er fejl.

35

Middelværdidannelsen af det modtagne signal over flere perioder under forkanten af hvert burst forbedrer signal/støjfor

DK 163687 B

6 holdet af de resulterende måleværdier lige så vel som en ulineær A/D-omsætning. Middelværdidannelsen af data udtaget ved forskellige frekvenser kan forbedre resultaterne yderligere.

Et apparat indeholdende kredsløb for forskellige frekvenser er 5 omtalt i europæisk patentskrift nr. 60.469.

Et oppumpet dæk bidrager i den foretrukne udførelsesform til at opretholde den sande dækflade og eliminerer de signalvariationer, der kunne være forårsaget af slingren og andre aksiale 10 bevægelser af dækvæggen under rotation. Det oppumpede dæk kan spænde dækvæggene ligesom under normal brug, og åbne lækager mellem dækvæggene således, at de kan detekteres ved ultralyd-detektion af luft, der passerer derigennem. Der kræves omtrent 0.345 bar til opretholdelse af en stabil oppumpet dækstruktur.

15 Signal transmissionen forbedres, hvis dækket er oppumpet til 1.034 - 1.241 bar.

Selv om det ikke er påkrævet, er det at foretrække, at den ydre slidbane af dækket under inspektion først afpudses til 20 opnåelse af en ensartet overflade. Derved minimeres tilfældige fejl indikationer, der ellers kunne skyldes slidbanemønstrene og/eller ulige slidpunkter af mønstrene i den ydre slidbane af dækket. I denne forbindelse kan oppumpningsapparatet og metoden med fordel anvendes i kombination med et ikke-destruktivt 25 ultralyd-afprøvningsapparat til tilvejebringelse af et samlet overblik. Selv om en sådan afpudsningsoperation nødvendigvis er involveret i dækvulkaniseringen, er denne kombination særlig attraktiv i tilfælde af, at karkassen inspiceres med henblik på genetablering af slidbanen.

30

Den foretrukne udførelsesform indeholder også specielle mekaniske foranstaltninger til automatisk at føre de akustiske transducere ind og ud af driftsposition i forhold til de oppumpede dækvægge. Under dækmonterings- og demonteringsopera-35 ti oner er de akustiske sendere trukket radiært og aksialt ind med hensyn til i hvert fald én dækmonteringsring eller -flange for derved at lette dækmonteringen og demonteringsoperationer-

DK 163687 B

7 ne og beskytte senderne mod beskadigelser. Under og efter oppumpning er disse sendere ført radiært udad inden for det op-pumpede dæk og ind i en operativ position med hensyn til de indre dækvægge. Samtidigt er rækken af modtagere forskudt ra-5 diært indad mod de ydre oppumpede dækvægge til en ønsket driftsposition.

I den foretrukne udførelsesform er den relative bevægelse af de akustiske sendere med hensyn til en dækmonteringsflange el-10 ler -ring tilvejebragt ved fjederbelastning af dækringen så ledes, at de forskydes bort fra senderne og derved blotlægges under demonteringsoperationen og således giver de rette spillerum for efterfølgende radiært udadgående bevægelser ind i den oppumpede karkasse. En sådan fjederbelastning bidrager 15 også til den rette placering af dækrandene med monteringsflangerne eller -ringene under monterings- og oppumpningsoperationer .

Ultralydimpulserne og modtager-portstyringsperioderne er for-20 trinsvis synkroniseret med tilsvarende på hinanden følgende trinvis voksende positioner af det roterende dæk således, at den endelige visning eller fej1 indi kat ionen kan lokaliseres nøjagtigt med hensyn til et indeksmærke på dækket og/eller dækmonteringsflangen eller lignende.

25

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 og 2 viser en kombineret ikke-destruktiv afprøvnings/-30 afpudsningsmaskine ifølge opfindelsen, fig. 3 et diagram over maskinen i fig. 1 og 2, fig. 4 et diagram over de ultralydkredsløb, der anvendes i 35 maskinen i fig. 1-3, fig. 5 en del af en dækvæg, akustis<e sendere og modtagere samt forforstærker- og multiplekskreasløb, der er vist i fig.

4,

DK 163687 B

8 fig. 6 et diagram over forforstærkeren i fig. 5, 5 fig. 7 et diagram over en signalbehandlingskanal i ultralyd-kredsløbet i fig. 4, fig. 8a og 8b et diagram over en grænseflade i fig. 4, 10 fig. 9 et diagram over en CPU i fig. 4, fig. 10 et diagram over en visnings-grænseflade i fig. 4, fig. 11 en afbildning af repræsentative bølgeformer til illu— 15 stration af virkemåden af de i fig. 4-10 viste kredsløb, fig. 12 en kollimator/impedanstilpasningsenhed, som anvendes i hver af de akustiske modtagere, 20 fig. 13 og 14 udskrivninger af katodestrålerørsudgange tilvejebragt ved ikke-destruktiv afprøvning af et oppumpet dæk, fig. 15 et arrangement til montering af senderen og en fikse-ret spindel, 25 fig. 16 og 17 et styreprogram til den i fig. 4-10 viste CPU, fig. 18 et diagram over AGC forstærker- og integrationskanalerne og 30 fig. 19, 20a og 20b en programsekvens til opsporing af luft-spalter og separationer i to 8-kanalgrupper.

fig. 1 og 2 viser en kombineret ikke-destruktiv afprøvnings-35 og dækafpudsningsmaskine. Afprøvningsfaciliteterne kan i givet fald tilvejebringes uden dækafpudsningsfaciliteterne.

DK 163687 B

9

Oe større mekaniske komponenter af maskinen er monteret på en åben ramme 100 med en fikseret spindel 102, der ved en vandret akse 106 ligger på linie med en modstående og aksialt bevægelig spindel 104. Konventionelle cirkulære dæk-monteringsringe 5 eller -flanger 108 og 110 er fastgjort til de ydre roterbare ender af spindlerne 102 og 104 for montering af et oppumpet dæk 112 derimellem. En konventionel pneumatisk dæk-hævemeka-nisme 114 kan hæve og svinge et dæk ind og ud fra en position imellem ringene 108 og 110 under dækmonterings- og demonte-10 ringsoperationer.

Ringen 108 og dækket 112 drives ved hjælp af en jævnstrømmotor 116 på 2 HK gennem et reduktionsgear 118. En overf 1adehastig-hed af dækket på omtrent 203 m per min. er at foretrække for 15 afpudsoperationer, medens en meget lavere hastighed på omtrent 12 m per min. er at foretrække for ikke-destruktive operationer. Spindelen 104 og ringen 110 fremføres og tilbagetrækkes aksialt ved hjælp af en pneumatisk cylinder 120. Under dækmontering trækkes ringen 110 tilbage ved hjælp af cylinderen 120 20 således, at dækket 112 kan bringes i position på ringen 108 ved hjælp af hævemekanismen 114. Ringen 110 føres derefter mod den tilsvarende rand af dækket 112, og dækket oppumpes til et ønsket tryk ved hjælp af trykluft, der føres gennem centret af spindelen 102.

25

En konventionel roterende dæk-afpudsningsrasp 200 er monteret på en vertikal sokkel 202 på bagsiden af maskinen - se fig. 2. Raspen 200 styres via et konventionelt panel 204 til sideværts bevægelse langs en ønsket afpudsningsbane 206 og horisontalt 30 imod og bort fra dækket ved hjælp af konventionelle styremekanismer indeholdende en styrepind, der anvendes til at styre en pneumatisk cylinder 208, ledeskruer og tilhørende drivmotorer eller lignende. Afpudsningsraspen 200 roteres ved hjælp af en separat motor monteret på soklen 202. Afpudsningsmekanismen er 35 f.eks. af den type, som markedsføres af Bandag, Inc., Buffer Model No. 23A.

DK 163687 B

10

Seksten ultralydmodtager-transducere 210 er anbragt over og omkring ydervæggen af dækket 112. Modtagerne 210 indeholder fortrinsvis en konisk kollimator og/eller fokuseringsrør til at begrænse synsfeltet for hver af transducerne til et for-5 holdsvis lille unikt område enten individuelt eller i grupper i polyurethanskum eller lignende, for derved at fiksere modtagerne 210 i de ønskede positioner og beskytte og isolere dem over for akustiske signaler fra omgivelserne. Rækken af modtagere 210 er radiært justeret til en operativ position ved 10 hjælp af en luftcylinder 212 med en tilkoblet hydraulisk styrecylinder til afgrænsning af en radiært fremskudt operativ stilling for modtagerne 210.

Et blokdiagram over den kombinerede afpudsnings- og afprøv-15 ningsmaskine med dertil hørende elektriske og pneumatiske kredsløb er vist i fig. 3. Styringerne til den elektriske motor og den pneumatiske cylinder er af konventionel udformning og er derfor ikke vist detaljeret. Operatørindføringer vist til venstre i fig. 3 foretages direkte eller indirekte af ope-20 ratøren via konventionelle elektriske afbrydere, relæer, luftventiler og/eller væskestyringsventiler.

Under drift er et dæk anbragt på hævemekanismen 114 og hævet til en position imellem ringene 108 og 110. Et forudbestemt 25 indeksmærke på dækket 112 er fortrinsvis anbragt på linie med et indeksmærke på flangen 108. En patronopspændingsanordning bringes derefter til at gå i indgreb ved at føre flangen 110 hen til dækket 112 for derved at klemme dæk-vulsten sammen for klargøring til oppumpning. Dækket 112 pumpes derefter op til 30 et ønsket tryk. Som det vil blive forklaret i det følgende, er flangen 108 fjederbelastet således, at den under patronopspændingsindgreb og dækoppumpning bevæges aksialt udad mod fjederbelastningen (omtrent 50,8 mm). Dette letter oppumpningen og blotlægger samtidigt en ultralydsender i dækket fra en for-35 holdsvis beskyttet position således, at den derefter kan føres til en operativ position under rækken af modtagere 210. En låseafbryder, der aktiveres af lufttrykket og/eller bevægelsen

DK 163687 B

11 af flangen 108, kan anvendes til at forhindre en for tidlig fremføring af senderen, inden denne blotlægges fra sin beskyttede position.

5 I afpudsningstilstanden behøver senderen ikke at være fremført. Afpudsningsraspens 200 drivmotorer aktiveres og styres på konventionel måde (f.eks. ved hjælp af en styrepind eller konventionelle trykknapstyringer) til afpudsning af slidbaneoverfladen som ønsket. Det er at foretrække, at dækket er af-10 pudset til en i hovedsagen ensartet ydre slidbaneflade, inden de ikke-destruktive afprøvninger foretages. Sådanne afpudsninger eliminerer øjensynligt tilfældige indikationer af fejl som følge af normale slidbanemønstre og/eller uensartet slid omkring dækoverfladen.

15 Når operatøren ønsker at foretage en ikke-destruktiv inspektion, fremføres en ultralydsender fra indersiden af det oppum-pede dæk 112 til en operativ stilling, og rækken af modtagere 210 sænkes til en operativ stilling ved hjælp af pneumatiske 20 cylindre. Den jævnstrømsmotor på 2 HK, som driver dækket med en overfladehastighed på omtrent 203 m per min. under afpudsningsoperat i onerne, kan reduceres i hastighed ved hjælp af konventionelle elektriske kredsløb til at drive dækket ved omtrent 12 m per min. under afprøvningsoperationen. Efter at 25 dækbevægelsen har nået en stabil tilstand, kan operatøren aktivere en skanderingskontakt til nogle afprøvningsultralydkredsløb 302. Dækvæggene 112 vil derefter blive inspiceret ved hjælp af ultralyd under en eller flere dækomløb for frembringelse af en visning 304, som kan tolkes direkte eller indi-30 rekte for derved at afsløre tilstanden af dækket (dvs. om der skal foretages yderligere afpudsning eller pålægges en ny slidbane). I tilfælde af, at tilstanden er tvivlsom, kan dækket kasseres, eller der kan foretages en yderligere afpudsning eller påføres en ny slidbane.

Afprøvnings-ultralydkredsløbene 302 er vist mere detaljeret i fig. 4-10. Som vist i fig. 4 er udgangssignalerne fra de sek- 35

DK 163687 B

12 sten ultralydroodtagere 210 forstærket og multiplekset til otte signalbehandlingskanaler A-H ved hjælp af kredsløb 402, som er vist mere detaljeret i fig. 5. Hver signalbehandlingskanal giver en AGC-forstærkning, ensretning, integration og Α/0-om-5 sætning roed signalbehandlingskredsløb 404. En repræsentativ kanal af 'sådanne signalbehandlingskredsløb er vist detaljeret i fig. 7. De resulterende digitaliserede udgangssignaler føres til en konventionel 8 bit databus 406, som er forbundet til en konventionel CPU-enhed 408 (f.eks. en 8080 8 bit computer).

10 CPU-enheden 408 er også via en konventionel adressebus 410 og en databus 406 forbundet til et datalager 412, en PROM 414 og et grænsefladekredsløb 416, som er vist detaljeret i fig. 8.

En visnings-grænseflade 418 - se fig. 10 - er direkte forbundet til datalagre 412 til tilvejebringelse af en oscilloscop-15 visning.

Systemgrænsefladen 416 giver den nødvendige portstyring og andre styresignaler til signalbehandlingskredsløbet 404 og giver også HIGH CHAN multiplekssignaler til forforstærkerne 402 og 20 til senderdrivtrin og multiplekskredsløb 422, der anvendes til at drive et antal ultralydsendere. Driften af hele systemet er i synkronisme med rotationen af dækket 112 gennem en rotati-ons-impulsgenerator 424, der drives direkte med dækket (f.eks. gearet til reduktionsgearene). Impulsgeneratoren 424 afgiver 25 1024 impulser per omløb ved terminal RPGX og 1 impuls per om løb ved terminal RPGY.

Som vist i fig. 5 er ultralyd-udsendende krystaller 500 og 502 anbragt på indersiden af det oppumpede dæk 112, som er op-30 spændt mellem ringene 108 og 110, der igen er roterbart fastgjort til spindlerne 102 og 104. Elektriske ledere, der fører til senderne 500 og 502, er ført ud gennem den fikserede spindel 102 til sender- og aktiveringskredsløbene. Også trykluft føres ind gennem centret af spindelen 102, ligesom pneumatiske 35 ledninger og/eller andre styretråde for fremføring og tilbagetrækning af senderne.

DK 163687 B

13

Ultralydsenderne 500 og 502 har en udstrålingsvinkel på omtrent 90®. De er monteret med en vinkel på 90® i forhold til hinanden på en blok 504, som f.eks. kan være af polyvinylchlo-rid. Det har vist sig, at driften bliver utilfredsstillende, 5 hvis senderne sidder for tæt ved eller for langt fra indersiden af dækfladerne. I den foretrukne udførelsesform er sender-krystallerne 500 og 502 anbragt omtrent 50,8 mm fra dækkets indersider, selv om denne afstand kan variere betydeligt (f.eks. ± 25,4 mm) .

10

De på række anbragte modtagertransducere 210 anbringes omkring en bue i hovedsagen svarende til ydersiden af dækket. Det har vist sig, at driften også i dette tilfælde bliver utilfredsstillende, hvis modtagerne ligger for tæt på eller for langt 15 fra dækkets yderside. Modtagerne er fortrinsvis ikke anbragt nærmere end 25,4 mm fra dækkes yderside og ligger fortrinsvis i en afstand af 14,5 til 21,6 cm fra de modstående senderkrystaller. Hver af modtagertransducerne 210 har fortrinsvis en konisk kollimator og/eller fokuseringsrør - se fig. 12. Disse 20 rør er fortrinsvis fremstillet af polyvinylchlorid og tjener også til impedanstilpasning af den for hånden værende transdu-cer-krystalflade til den omgivende lufts akustiske impedans.

Der anvendes en moderat høj ultralydfrekvens for at undgå in-25 terferens fra omgivelsernes akustiske signaler og for at forøge opløsningsevnen ved anvendelse af akustiske signaler af kortere bølgelængde, idet man herved samtidigt undgår ultrahøjfrekvente akustiske signaler med dertil hørende problemer. Frekvenser over 40 kHz og fortrinsvis ved 75 kHz foretrækkes.

30 U1tralydkrystaller, der opererer ved 75 kHz, er kommercielt tilgængelige. Soro modtagerkrystaller kan f.eks. anvendes MK-111 transduceren fra Massa Corporation, Wi ndom, Massachu setts med følgende specifikationer: 35

DK 163687 B

14

Frekvens ved hvilken impedansen er maksimal (fm) 75 kHz ± 3 kHz

Impedans ved fm (min.) 6 K Ω

Modtagerfølsomhed ved frekvens 5 ved maksimal udgang dB ved 1 v/pbar -70 dB min.

Transmissionsfølsomhed dB ved 1 pbar og 0,3 m/10 mw -12 dB min.

Maksimal indgangseffekt 100 mw

Direktivitet -10 dB max ved en 10 total vinkel på 90°

Temperaturstabilitet 10% ændring i fre kvens ved

-34,5°C til 65,6eC

Kapacitet 120 pF ± 2%.

15

En passende sendekrystal, der er afstemt til ca. 75 kHz, fås fra Ametek/Straza, Californien under nr. 8-6A016853.

De elektriske ledere fra hver af transducerne 210 er fortrins-20 vis via koaks i al kabl er 206 sluttet til de respektive forforstærkere 508. Udgangene af hver af de seksten forstærkere 508 er forbundet til en otte-polet elektronisk afbryder omfattende et Signetics SD5000 integreret kredsløb styret af HIGH CHAN multiplekssignalet tilvejebragt ved hjælp af grænsefladen 416.

25 De otte resulterende multi pi eksede udgangskanaler er via transistor-bufferforstærkere forbundet til signalbehandlingskanaler A-H. I mangel af et HIGH CHAN multiplekssignal er udgangene af de første otte forforstærkere 508 koblet til tilsvarende signalbehandlingskanaler A-H. Når HIGH CHAN multi-30 plekssignalet er til stede, er udgangene af de sidste otte forforstærkere 508 forbundet til de respektive signalbehandlingskanaler A-H.

Kredsløbet for hver af forforstærkerne 508 er vist detaljeret 35 i fig. 6. Det indeholder et første transistortrin med en forstærkning på omtrent 150 efterfulgt af en kaskadekoblet forstærker i form af et integreret kredsløb med en forstærkning på omtrent 11.

DK 163687 B

15

SignalbehandlingskredsΊøbene 404 for kanalerne A-H er identiske. Kun kredsløbet for kanalen A er vist i fig. 7. Bølgeformerne i fig. 11 tjener til at illustrere virkemåden af det i fig. 7 viste kredsløb.

5

Frembringelsen af et bursts ignal til drift af senderne 500 og 502 vil blive beskrevet i det følgende. Af fig. 11 fremgår det, at hver af senderne drives til at tilvejebringe i hvert fald ét.burst af 75 kHz akustiske signaler på omtrent 50 pe-10 rioder hver gang, der fremkommer en RPGX triggerimpuls (dvs. 1024 gange per omløb af dækket). Efter en transmissionsforsinkelse, som afhænger af afstanden mellem senderen og modtageren og egenskaberne af den omgivende luft og dækgummiet, er de transmitterede akustiske signaler modtaget. De modtagne og 15 transmitterede akustiske signaler kan have en kompleks ampli-tudeindhylling (snarere end den indhylling, der er vist i fig.

11) afhængigt af multiple reflektioner, indre ekkoer, bølgeudbalanceringer og/eller andre specielle bølgeeffekter langs transmissionsvejen. Det er således kun forkanten eller begyn-20 delsesdelen af hver ultra!yd impuls, der giver den bedste og nøjagtigste indikation af transmissionsvejens egenskaber (dvs. indre fejl i dækket). Signalbehandlingskredsløbet i fig. 7 er derfor indrettet til kun at anvende sådanne begyndelses- eller forkantdele af hvert burst af ultralydsignalerne. I én udførel-25 sesform er data for dækmåling opnået ved at tilvejebringe middelværdien af målinger foretaget ved forskellige akustiske frekvenser.

Som nævnt i US patentskrift nr. 3.882.717 er det nødvendigt at 30 tilvejebringe en AGC-forstærkning af transmitterede ultralyd-prøvesignaler til kompensation for forskellige middel tykkel ser af karkassen. Dette system har en enkelt signalbehandlingskanal med AGC til kompensation for forskelle i middelværdien af tykkelsen af karkassen over tværsnittet af et dæk. Denne AGC 35 forstærkning må også være indeholdt i hver af afprøvningskanalerne ifølge opfindelsen for derved at kompensere for forskelle i middelværdien af karkassens tykkelse fra dæk til dæk.

DK 163687 B

16

Der er derfor indrettet en AGC-forstærker 700 i kanal A som vist i fig. 7. De ultralydsignaler, der passerer kanal A, føres tilbage til terminal 10 af AGC-forstærkeren 700 og til indgangen af et RC-led 702 med en forholdsvis lang tidskon-5 stant på f.eks. 10 sek., og som er forbundet til terminal 9 af forstærkeren 700. På tilsvarende måde er middelværdien af de signaler, der passerer kanalen i de sidste sekunder (inklusive de perioder, hvor forstærkeren er aktiv), sammenlignet med en konstant AGC-forspænding ved terminal 6 for derved at opret-10 holde et i hovedsagen konstant middelværdi-udgangsniveau ved terminal 7 over en periode svarende til RC-tidskonstanten. Forstærkeren 700 har i sin foretrukne udførelsesform en forstærkning, som kan variere mellem 1 og 1000.

15 Nogle forstærkere 704 og 706 er forbundet i kaskade i kanel A og tilvejebringer hver en forstærkning på omtrent 2. Forstærkeren 706 har desuden nogle dioder 708 og 710, der er indkoblet på en sådan måde, at de giver en fuldbølgeensretning af de udgangssignaler, der tilføres til gate-elektroden af feltef-20 fekt-transistoren 712. 1 fig. 11 er et integrations-tiIbagesti11ingssignal INTGRST genereret under den første transmissions-forsinkelsesperiode for en given position af prøvedækket og ført ud til gateelek-25 troden af en fel teffekt-transistor 714 - se fig. 7 - for derved at aflade en integrationskondensator 716, som sidder over en forstærker 718 (til dannelse af en Miller-integrator). AGC-forstærkeren 700 aktiveres af ÅGCEfl-signalet til et tidspunkt under hver afprøvningscyklus for derved at eksemplere det mod-30 tagne signal. Et integrations-aktiveringssignal ΤΝΤϋΕΪΙ er tidsstyret for derved kun at aktivere FET-afbryderen 712 under begyndelsesdelene eller forkanterne af ultralydburstsignalerne (dvs. omtrent 130 Msek. eller omtrent de første 10 perioder af et 75 kHz burst). To eller flere modtagne burst ved forskel-35 lige frekvenser kan i givet fald eksempleres, og resultaterne kan integreres for derved at tilvejebringe en middelværdi af målingerne foretaget ved forskellige frekvenser (og følgelig forskellige mønstre af stående bølger).

DK 163687 B

17

Udgangssignalet af integratoren 718 konverteres til et digitalt signal under styring af CPU 408, der genererer analoge D/A konverterede indgangssignaler til en komparator 720 og omsætnings-portstyrende signaler CONV til en port 722, som 5 danner grænseflade til en af de konventionelle databuslinier (i dette tilfælde UffØ). En sådan programstyret A/D omsætning er konventionel og indeholder den CPU-styrede omsætning af digitale referencesignaler til analoge DAC-referencesignaler, som derefter successivt sammenlignes i en komparator 720, idet 10 resultaterne af sammenligningerne tilføres til CPU via databuslinier og porten 722. Ved på hinanden følgende sammenligninger med forskellige kendte referencesignaler kan CPU bestemme en signalværdi svarende til den tilførte integrerede analoge værdi fra forstærkeren 718.

15

Dette kredsløb gentages samtidigt i kanalerne A-H og successivt i hver kanal for hvert burst eller gruppe af burst af ultralydsignaler, der fremkommer ved en given prøveposition af dækvæggen.

20 RPGX-signalet (1024 impulser per omløb) og RPGY-signalet (1 impuls per omløb) fra rotations-impulsgeneratoren føres gennem tre-tilstandsbuffere 800 til databuslinier henholdsvis ϋΒϋ og DB1 i afhængighed af TN3 og adressesignaler tilvejebragt 25 ved hjælp af CPU. Andre adresseudgange fra CPU tilføres til en udgangsdekoder 802 for derved at tilvejebringe signaler 5UTB7B7BB til 5ϋΤ!ΠΠΓΓ7ϋ under passende programstyring.

Umiddelbart inden skanderingscyklen udføres, er CPU programme-30 ret til repetitivt at forespørge databuslinien U52, idet der søges efter et skanderings-anmodningssignal SCJfFIÆQ genereret ved en aktivering af en afbryder 804 for skanderingsanmodning, og som giver anledning til, at en flip-flop 806 sættes ved den næste fremkomst af UUT5?ff71)&.

Når en skanderi ngsanmodn ing detekteres ved hjælp af CPU via databuslinien D52, programmeres CPU til at undersøge, hvilket 35

DK 163687 B

18 af RPGX og RPGY-signalerne der findes på databuslinierne Π53 og UBT ved hjælp af adresseindgange IRS og QS. En målecyklus startes ikke før det andet RPGY-signal detekteres for derved at sikre, at dækket løber korrekt ved en i hovedsagen stabil 5 hastighed, og at AGC-kredsløbene virker korrekt. Ethvert RPGX-signal, dér derefter detekteres ved hjælp af CPU, er programmeret til at generere et UUT32U7TB-signal. 5UT5z?B7T<J-signalet trigger monostabile multivibratorkredsløb 808 og 810 og aktiverer også en holdekreds 812 til at modtage de digitale værdi-10 er på databuslinierne UBiJ til 084.

Inden genereringen af det første burst af ultralydbølger ved en given prøveposition af dækvæggen genererer CPU 0DT32U77U-signalet, som ved trigning resætter den monostabile multivi-15 brator 822 og tilvejebringer et integrator-ti 1 bagestiΠings-signal INTGRST via en adresserbar flip-flop 823 og en NAND-port 825.

De binære 4 bit tællere 814 og 816 er forbundet i kaskade til 20 optælling af 18.432 Mhz klokimpulssignalerne fra CPU og dividerer disse klokimpulser med en værdi repræsenteret ved indholdet af holdekredsen 812. Resultatet er et tilnærmelsesvis 75 kHz klokimpulssignal (både 74 kHz og 76 kHz frekvenser anvendes successivt i én udførelsesform, idet middelværdien af 25 de to resultater dannes), som anvendes til at trigge en monostabil multivibrator 818 med den justerbare tidsperiode således, at udgangen kan justeres til en 50% firkantbølge. Som vist i fig. 8 styres den monostabile multivibrator 818 ved hjælp af et impulsaktiveringssignal fra den adresserbare flip-30 flop 819. Ultralydsenderne kan i givet fald blokeres selektivt ved hjælp af CPU (eksempelvis for at lytte efter sprækker).

Signalet på 75 kHz og med en udnyttelsesgrad på 50% føres derefter gennem en bufferforstærker 820 og videreføres som et 35 firkantbølgeudgangssignal MB - se fig. 11 - til konventionelle sender-forstærkere (der tilvejebringer elektriske udgangssignaler med en spids til spidsværdi på tilnærmelsesvis 200 V),

DK 163687 B

19 som på sin side giver anledning til et i hovedsagen sinusformet 75 kHz akustisk udgangssignal fra senderen som vist i f i g.

11.

5 Genereringen af 75 kHz udgangssignalet MB fortsætter, indtil perioden af multivibratoren 808 er udløbet (omtrent 1 msek).

Under dette interval afgives et burst af ultra!ydsignaler fra en af senderkrystallerne.

10

Perioden af multivibratoren 810 justeres til en forsinkelse, der med tilnærmelse er lig med men en smule mindre end transmissionsforsinkelsen mellem de akustiske transducere. Det forsinkede udgangssignal fra den monostabile multivibrator 810 15 resætter en "data klar" flip-flop 828 og trigger integrations-tidstageren i form af en monostabil multivibrator 826, som frembringer integrations-aktiveringssignalet INTGEN. Ved afslutningen af integrations-aktiveringssignalet fra den mono-stabile multivibrator 826 sættes "data klar" flip-floppen 828 20 til at tilvejebringe et "data klar" signal til CPU via databuslinien ΠΒ3. Hvis mere end én analog dataværdi skal kombineres ved udgangen af integratoren, er CPU blot programmeret til at ignorere "data klar" signalet, indtil det ønskede antal målecykler er blevet udført. "Data klar" signalet indikerer til 25 slut til CPU, at A/D omsætningen af det integrerede analoge signal er klar til at blive foretaget. CPU begynder da under konvent i one! programstyr ing at frembringe analoge referencesignaler DAC fra D/A omsætteren 830 under styring af de digitale data indlæst i en holdekreds 832 fra databuslinierne ved 30 hjælp af adressesignalet ϋϋΤ32ϋ7ϋϊϊ. Samtidigt er CPU programmeret til at tilvejebringe korrekte omsætningsportstyresigna-ler CONV via adresseindgangene af nogle porte 834, 836 og 838.

D/A omsætteren kan være af lineær type 08 eller af ulineær 35 eksponentiel type 76 eller af andre kendte ulineære typer. Den ulineære DAC-76 forbedrer øjensynlig det effektive signalstøj-forhold for lavere s igna1niveauer.

DK 163687 B

20 CPU er programmeret til normalt at frembringe multipleks HIGH CHAN udgangen ved at sætte og resætte en adresserbar flip-flop 840 via adresselinier AØ-A2, UUTUHUTSU i overensstemmelse med dataværdien på datalinien UHØ. Der er imidlertid tilvejebragt 5 en manuel overstyringsafbryder 842 således, at enten de lave kanaler 0-7 eller de høje kanaler 8-15 kan tvangsindstilies manuelt via tretilstandsbuffere 844 med udgange forbundet til databuslinierne UHU og U57.

10 Rutedi agrammet for et CPU-styreprogram er vist fig. 16-17. Konventionelle energiforsynings-, resætte- og starttrin er vist ved blok 1501. Efter START indføringspunktet resættes flip-floppen 806 - se fig. 8 - til skanderingsanmodning, inte-gratorerne blokeres (via flip-flop 823 i fig. 8) og datalager-15 kredsløbene blokeres ved blok 1502. En spørgesløjfe 1505 indføres og opretholdes indtil der detekteres en SCANRQ på DB2.

Ved detektion af en skanderingsanmodning, afprøves indikator-lamperne, integratorerne aktiveres for normal drift (via flip-20 flopen 823), og datalageret aktiveres for tilgang ved hjælp af CPU (visningsgrænsefladen blokeres tilsvarende for tilgang til datalageret ved blok 1507). Hihg/1ow/normalafbryderen 842 - se fig. 8 - efterprøves også via DB6 og DB7. Hvis low eller normal mode i ndi keres, holdes HIGH CHAN multiplekssignalet på 0 25 via en flip-flop 840. En spørgesløjfe 1509 indføres derfor for afprøvning for en RPGY-omsætning. En lignende spørgesløjfe 1511 er derefter indført for at foretage i hvert fald ét dækomløb, inden målingerne foretages. En software-tæller Gcur_ rent nulstilles, og en afprøvningsrutine L00P1 - se fig. 16 -30 indføres. Som det vil blive forklaret detaljeret, udføres rutinen L00P1 1024 gange til opsamling og registrering af 1024 dataværdier i hver af otte transducerkanaler svarende til 1024 dækafprøvningsposotioner fordelt over hele dækkets periferi i hver af de otte kanaler.

Efter indføring af L00P1 afprøves RPGX-signalet på DB0 for omsætning fra 1 til 0 ved en sløjfe 1600. Under denne omsætning 35

DK 163687 B

21 tiIbagestilies alle integratorerne (via den monostabile multivibrator 822 i fig. 8), holdekredsen 812 stilles til at tilvejebringe et 74 kHz M8 drivsignal, og transducerne drives ved et burst af 74 kHz MB drivsignaler via den monostabile multi-5 vibrator 808 og et impulsaktiverende signal via en flip-flop 819. Eftersom den monostabile multi vibrator 810 også trigges, er forkanten af det modtagne burst portstyret og integreret i hver kanal.

10 Under denne afprøvning ved 74 kHz, er CPU i en ventesløjfe 1602. Holdekredsen 812 tilbagestilles derefter til frembringelse af en 76 kHz MB signal, og senderne er igen pulseret. Resultatet er en yderligere portstyret integration af forkanten af et modtaget burst ved 75 kHz. Så snart denne anden in-15 tegration er afsluttet, bliver data klar signalet på DB4 de-tekteret ved en ventesløjfe 1604. Efter at de analoge data er blevet akkumuleret for to forskellige frekvenser ved en given dækafprøvningsposition, er AGC-kredsløbene nøglet (for at de aktivt kan eksemplere kanalsignalniveauet i den relevante 20 tidskonstantperiode) og en konventionel A/D-omsætnings rutine indføres. Denne rutine omsætter hver af integratorudgangssig-nalerne til en 6 bit digital værdi, som lagres i datalagret 412. Dataene for hver kanal lagres i en separat sektion af lageret således, at tilsvarende datapunkter for hver kanal 25 senere vil kunne adresseres ved hjælp af samme adressesignaler af lavere orden.

^current software-tælleren er derefter forøget med %n, og L00P1 genindføres med mindre der allerede er foretaget målin-30 ger ved alle 1024 dækafprøvningspositioner.

Efter den første udgang fra L00P1 kan en mønstergenkendelsessubrutine i givet fald indføres ved blok 1513. Mønstergenkendelsesresultaterne kan derefter afprøves ved 1515 og 1517 til 35 at udpege den statusindikatorlampe 846 - se fig. 8 - der skal lyse. Alternativt kan mønstergenkendelsesrutinen springes over som vist med stiplet linie 1518 for at vende HIGH CHAN multi-

DK 163687 B

22 plekssignalet, hvis driften er i normal mode. (Hvis kun high eller low kanal afprøvningen er blevet gennemtvunget ved hjælp af en afbryder 842, kan der ske en tilbageføring til START-ind-føringspunktet). Målinger kan derefter foretages for den høje-5 re gruppe af otte kanaler på en måde, som vil fremgå af det følgende."

Selv om L00P1 i fig. 17 giver anledning til, at målinger ved 74 kHz og 76 kHz kombineres, er det underforstået, at blok 10 1606 kan overspringes, hvis der kun ønskes målinger ved en en kelt frekvens. På tilsvarende måde kan målinger ved mere end 2 frekvenser i givet fald kombineres. Endvidere kan flere dataværdier til at begynde med være kombineret enten i analog form (som i den eksempelvise udførelsesform) eller i digital form.

15

Som tidligere nævnt kan CPU i givet fald være programmeret til automatisk at analysere de digitaliserede data opsamlet under en komplet skanderingscyklus med mønstergenkendelsesalgoritmer og til at aktivere en af indikatorlamperne 846 (eksempelvis 20 repræsenterende modtagelse, afvisning eller luftspalte) via konventionelle lampedrivkredsløb 848, som er styret af indholdene af en holdekreds 850, hvilken holdekreds fyldes fra databuslinierne U50 til DB4 under styring af det adressegenererede 0υΤ32ϋ72ϋ signal. Luftspalten kan f.eks. detekteres ved at fo-25 retage en komplet skanderings- og målecyklus under blokering af ultralydsenderne. Forøgelser i de modtagne signaler detekteres som spalter.

CPU-enheden i fig. 9 er i almindelighed indkoblet til at de-30 kode de forskellige adresselinier og tilvejebringe adresse ringsindgange, som allerede er blevet diskuteret i forbindelse med systemgrænsefladen i fig. 8. CPU-enheden er en konventionel 8080 mikroprocessor med dataindgangs- og udgangsledere DØ til D7, som er forbundet til databuslinier DHU - ΠΒ7 via kon-3 5 vent i one11e tovejs bus-drivkredsløb 900. Adresselinierne Aø til A9 og A13 er også via en bufferforstærker 902 forbundet direkte til systemgrænsefladen, 1 agerkredsløbene, osv. Adres-

DK 163687 B

23

selinierne A10, All og A12 dekodes i en dekoder 904 til tilvejebringelse af adresseudgange 00 til 07. På tilsvarende måde er adresselinier A14 og A15 dekodet sammen med de normale skrive- og databus indgangssigna1 er fra CPU i et dekoderkreds-5 løb 906 .til tilvejebringelse af TJTØ - TITS og ØØTØ - ØUTS

adresseudgangssignaler. Det normale databus CPU indgangssignal DBIN og adresselinierne 814 og 815 er også via porte 908 og 910 forbundet til at tilvejebringe et retningsbestemt aktiveringsindgangssignal til tovejs bus-drivkredsløbet 900. 18 MHz 10 klokimpulsgeneratoren 912 er også på konventionel måde for bundet til 8080 CPU-enheden. Terminal 12 af 3G8224 kredsløbet er imidlertid ført ud for at afgive et 18.432 MHz klokimpulssignal til frekvensdelekredsløbet af systemgrænsefladen, der allerede er omtalt i forbindelse med fig. 8.

15

Datalagerkredsløbene er tilvejebragt ved en konventionel forbindelse af 25 integrerede kredsløb af type 4045 for derved at tilvejebringe 8.192 otte bit oktetter eller ord af datalageregenskaber .

20

De programmerbare ROM kan være tilvejebragt ved hjælp af tre integrerede kredsløb af typen 2708, som hver især tilvejebringer 1024 oktetter af et programmeret lager. 256 otte bit ord af læse/skrivelageret er også fortrinsvis forbundet til CPU-25 enheden som en del af de programmerbare 1agerkredsløb. Et integreret kredsløb af typen 2111-1 kan anvendes til dette formål .

Grænsefladen for katodestrålerøret er direkte forbundet til 30 datalagertavlen. Når en hel målecyklus er udført (dvs. når det tredje RPGY-signal er blevet detekteret efter en skanderingsanmodning), er 1024 dataværdier til rådighed for hver af de seksten målekanaler repræsenterende de relative størrelser af ultralydsignaler transmitteret gennem dækket ved 1024 på hin-35 anden følgende positioner omkring dækperiferien i området styret ved hjælp af modtager transduceren for en given kanal. Disse digitale data kan omsættes til konventionelle videosig-

DK 163687 B

24 naler for et katodestrålerør og vises som vist i fig. 13 og 14. Alternativt kan 8080 regneenheden programmeres til at analysere (eksempelvis ved hjælp af mønstergenkendelsesalgoritmer) de tilgængelige digitale data og aktivere passende indi-5 katorlamper 846 som vist i fig. 8. Visningsgrænsefladen i fig.

10 er i almindelighed forbundet direkte til datalageret 412 via datalager-buslinier 100, buslinier 1002 til udvælgelse af lagerkvadrant, buslinier 1044 til adressering af lageret og en stroposkopiinie 1006 til fastlåsning af data. Hele visningen 10 kan i givet fald selektivt blokeres eller aktiveres under CPU-styring via CPU-adresseudgangen A13, Q3, UUT3 og AØ via flipflop 1008 og respektive invertere og porte som vist i fig. 10.

I den foretrukne udførelsesform er visningsgrænsefladen blokeret, når andre dele af systemet har adgang til datalageret 15 412. En samtidig aktivering af datalagerkredsløbene er derved forhindret.

Visnings-grænsefladen drives ved hjælp af en 11.445 MHz klok-impulsgenerator 1010. Dennes udgang driver en tæller 1012, som 20 er indrettet til at dele klokimpulssignalerne med 70. De første 64 tællinger af tælleren 1012 anvendes af en komparator 1014, som også modtager 6 databit (dvs. 64 forskellige numeriske værdier) fra den adresserede datalagerposition repræsenterende størrelsen af ultralydsignalerne transmitteret gennem 25 et specielt dækafprøvningsområde. Udgangssignalerne fra kompa-ratoren 1014 på linie 1016 vil således forekomme til et specielt tidspunkt i 54 klokimpulsperioder svarende til størrelsen af de indførte digitale data via linier 1000. Sammenfaldende klokimpulser giver anledning til, at en flip-flop 1018 30 skifter momentant og frembringer en video-udgangsimpuls via en port 1020 med en visningsplet-tidsbredde og adskilt i sin tilsvarende kanal-tidsspalte svarende til størrelsen af de registrerede data. Flip-floppen 1022 trigges ved hjælp af tælleren 1012 ved tælling af den 65'ende klokimpuls og genererer en 35 mel lemkanal-adski1lelsesvideoimpuls via porten 1020. Tælleren 1012 fortsætter derefter og tæller fem yderligere klokimpulser, inden den ti 1 bagesti 11 es og starter en ny cyklus ved hjælp af data fra den næste kanal.

DK 163687 B

25

Den halvfjersi nstyvende tælling fra tælleren 1012 driver også en tre bit kanaltæller 1024, som via en 3-8 dekoder 1026 successivt adresserer otte forskellige sektioner af datalageret svarende til otte af de seksten ultralyd-modtagerkanal er. Et 5 valg mellem visning af de højere eller lavere otte kanaler foretages via en afbryder 1028.

Ved afslutningen af en hel horisontal skanderingslinie vil der ved hjælp af tællerne 1012 og 1024 være optalt 10 x 70 klokim-10 pulsaer (2 x 70 klokimpulser tælles under en horisontalt tilbagesporingsperiode), og en bæreimpuls tilføres til en 12 bit tæller 1029 for derved at forøge adressen på linie 1004 {via en dekoder 1030) for den næste horisontale skanderingslinie. I tilfælde af det sædvanlige sammenflettede katodestrå 1erør-15 skanderingsraster vil hver anden horisontal linie blive skip-pet og opsamlet under den anden horisontale sømraster, som vil blive opfattet. Tilstandene af tællerne 1024 og 1029 giver al ønsket tids i nformat i on for konventionel generering af den sædvanlige horisontale synkronisering, vertikale synkronisering 20 og vertikale og horisontale genkenkaldelses-blankvideosignaler ved 1032.

De forskellige videosignaler er på konventionel måde blandet i en videoforstærker 1034, og udgangen er ført til et katode-25 strålerør.

Eftersom der er 1004 dataværdier i hver kanal men væsentligt færre horisontale skanderingslinier i det sædvanlige katode-strålerørsraster, er der indrettet en afbryder 1036 til udvæ-30 gelse af kun de lige og ulige adresser for dataværdier i en given kanal. 360° af den skanderede dækflade er således i en given kanal vist i et tilordnet tidsvindue over 512 vertikalt indbyrdes adskilte horisontale skander ings1 i ni er.

35 Dataværdierne for en given værdi fordeles i et vertikalt segment af katodestrålerørvisningen og forskydes horisontalt fra en vertikal basisdatalinie i overensstemmelse med de lavere

DK 163687 B

26 dataværdier. I den foretrukne udførel sesform er katodestråle-rørets afbøjningsspole drejet til 90® således, at den sidste katodestrålerørsvisning for en kanal er vist horisontalt - se fig. 13 og 14.

5

Som vist ’i fig. 13 og 14 er signalsporene i hver enkelt kanal afbøjet i opadgående retning til visning af reducerede ultralydsignaler. I fig. 13 ses, at der har været en fejl i kanal 12 og 13 ved omtrent 20® fra indeksafmærkningen. En fejl ses 10 ligeledes i kanal 12, 13 og 14 ved omtrent 280® - se fig. 14.

Hvis der havde været en fejl, ville det have været indikeret ved en forøget signalstørrelse, som i fig. 13 og 14 ville have resulteret i en afbøjning i nedadgående retning af signalspo-15 ret for den tilsvarende kanal.

Sporene for kanalerne 0 til 3 og 12-15 er forårsaget af trådender, omsætninger mellem forskellige normale dæklag og et periodisk mønster af tilbageværende slidbanestrukturer omkring 20 de ydre kanter af slidbanevæggen. Dataene vist i fig. 13 og 14 blev udtaget ved hjælp af et lineært D/A omsætterkredsløb under A/D omsætningen.

Flere detaljer af den fikserede spindel 102 og det respektive 25 arrangement til montering af senderen er vist i fig. 15. Sen-derkrystallerne 500 og 502 er drejet 90® i forhold til hinanden fra overfladen af en PVC-monteringsblok 1500. Blokken 1500 er på sin side fastgjort til en stav 1502, der kan trækkes tilbage, og som er forbundet til stemplet af en pneumatisk cy-30 linder 1504. Som vist i fig. 15 er senderkrystallerne 500, 502 af den pneumatiske cylinder 1504 trukket tilbage til et be skyttet område afgrænset af en cirkulær plade 1506 fastgjort til dækmonteringsringen eller -flangen 108. Dækmonteringsringen 108 er roterbart fastgjort til den fikserede spindel 102 35 gennem kuglelejekonstruktioner 1508 og 1510. Denne roterbare forbindelse holdes lufttæt ved hjælp af en roterende lukkekonstruktion 1512. Centret af spindelen 102 er hult for derved at

DK 163687 B

27 muliggøre en passage af såvel pneumatiske styreledere 1514 som elektriske ledere til senderen.

Den roterende ring 108 og den dermed forbundne konstruktion er 5 via en fjeder 1517 forskudt til sin aksialt udstrakte postion - se f i g.'15. Ringen 108 kan imidlertid forskydes aksialt mod fjederkraften til den position, der er vist stiplet. I den foretrukne udførelsesform begynder en sådan forskydning, når der til ringen 108 tilføres en sideværts kraftpåvirkning på om-10 kring 0.138 bar. Den glidende forbindelse, som tillader en sådan bevægelse, holdes lufttæt ved hjælp af en 0-ring 1516. I den eksempelvise udførelsesform kan der kun foretages en ak-sial bevægelse på omtrent 5,1 cm, inden fjederkraften er tilstrækkelig til at modstå en yderligere bevægelse; også selv om 15 dækket er pumpet op til omkring 1.035 - 1.242 bar.

Når ringen 108 bevæges aksialt til venstre som vist stiplet i fig. 15 mod kraften af fjederen 1519, blotlægges senderne 500 og 502, og den pneumatiske cylinder 1504 kan aktiveres til at 20 føre senderen ud i den position, der er vist stiplet i fig. 15 med henblik på at udføre en målecyklus. Passende blokeringskontakter aktiveret af det indre tryk af det oppumpede dæk og-/eller af den aksiale position af ringen 108 kan anvendes til at sikre, at den pneumatiske cylinder 1504 ikke fejlagtigt 25 føres frem og beskadiges, medens senderne 500 og 502 stadig er indesluttet og beskyttet af flangen 1506.

Fig. 18 viser et andet kredsløb til tilvejebringelse af AGC-forstærkeren og integrationskanalerne. Kredsløbet muliggør en 30 generering af INTGEN, AUCER, INTGRST, og MBT-impulser fra RPGX-impu1 ser ved 1605 eller simulerede RPG-impulser fra et adresserbart holdekredsløb 1608 under programstyring.

Når RPG-simulatoren aktiveres, er 1608 udgangssignalet med be-35 nævnelsen 5 et impulstog med en udnyttelsesgrad på 50%, hvilket impulstog er udvalgt ved hjælp af en multiplekser 1611 til at trigge de monostabile multi vibratorer 1612 og 1613. 1612

DK 163687 B

28 trigges ved hjælp af stigkanten af udgangen af 1611 og ophører efter 300 nsek. Den monostabile multivibrator 1613 trigges af faldkanten af 1611 og ophører også efter 300 nsek.

5 Udgangene 1612 og 1613 kombineres til trigning af den monostabile multivibrator 1614 (DELAY) og den monostabile multivibrator 1615 (MB). Genereringen af 75 kHz burstsignalerne ved 1615, 1620, 1621, 1622 og 1623 er blevet beskrevet tidligere.

Den monostabile multivibrator 1614 trigger den monostabile 10 multivibrator 1616 (INTEGRATE) og resætter DATA READY flip-flop 1617.

Flip-floppen 1617 signalerer, at de analoge udgange af AFC-forstærker/integratorkanalerne er klar til digitalisering.

15 Flip-floppen 1617 er kun sat, så længe APG er høj.

Flip-floppen 1617 trigger AGCEN flip-floppen 1619, som skifter og sender til AGC-forstærkerne.

20 Et forsinket RPG-signal fremkommer ved udgangen af flip-flop 1618 og anvendes af softwaren til synkronisering af dækrotationen.

Når simulatoren er blokeret, udsender multiplekseren 1611 det 25 logiske udgangssignal 1605 til de monostabile multivibratorer 1612 og 1613. Indgangskilden fra 1611 kommer nu fra de af dækkets rotation genererede RPGX-impulser, og genereringen af de nødvendige udgange, dvs. INTGEN udføres ved at styre multi-plekserens 1611 udgangsimpulser til de monostabile multivibra-30 torer 1612 og 1613.

Rækkefølgen af enkeltimpulser følger de samme mønstre som tidligere beskrevet, når RPG-simulatoren er aktiveret.

35 D/A-omsætteren bestående af 1624 og 1625 genererer en analog spænding, der anvendes af CPU-enheden for analog til digital omsætning af de integrerede værdier af de modtagne signaler.

DK 163687 B

29

Dekoderen 1609, flip-f loppen 1610, registeret 1627 og lampedriverne 1628 udfører funktioner, der tidligere er blevet beskrevet. Holdekreds-dekoderen 1629 og visningen 1630 giver status i nformat i on under programafviklingen.

5

Under detektionen af en spalte er PULSEN, der er genereret ved software mellemkomst, lav. MB-exitationsimpulser vil derved ikke kunne nå pulseringsenheden ved at nulstille den monostabile multivibrator 1620.

10

Fig. 19, 20a og 20b illustrerer en programsekvens, som søger efter luftspalter og separationer i to ottekanal-grupper.

Nogle blokke 1631 og 1632 initierer tilstande af systemet, og 15 1633 udvælger RPG-simulatoren til at trigge tidstagerelementer i form af monostabile vibratorer. RPG-simulatoren skifter imellem høj og lav med en hyppighed på 8 msek, medens SCAN RQ flip-floppen afprøves i sløjferne 1634 og 1635.

20 Fig. 20a og 20b viser ruten af subrutinen GETDATA. Positio-stælleren Θ CURRENT nulstilles ved 1655. Dækskanderingen begynder ved den løbende dækposition, som antages at være den oprindelige. Blok 1656 afprøver for tilstedeværelse af INDEX-impulsen (1 per omløb) og lagrer Θ CURRENT i OFFSET-position.

25 Hvis INDEX-impulsen er til stede, vil 1657 lagre positionen i lageret.

Blok 1658 afventer, at RPG skal blive nul. Når dette er tilfældet, stiller 1659 impulsfrekvensen til 74 kHz og gentager 30 INDEX-afprøvningen ved 1660 og 1661 og venter, indtil RPG er én ved 1662. En ny pulseringsfrekvens udvælges ved 1663.

Efter en fuldstændig RPG-cyklus, bliver DATA READY flip-floppen sat, og 1664 afventer denne tilstand. Når DATA READY er 35 sand, genereres otte stabile spændinger ved hver af integrato-rerne, og disse spændinger konverteres ved hjælp af blok 1665 og lagres i datalageret som rå data. Dækpositionen foreges og

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til ikke-destruktiv afprøvning af dæk, ved hvilken der anvendes en ultralydmodtager (210) monteret til at skandere en relativt bevægelig ydre dækvæg (112), kendetegnet ved en forsegling og montering af dækket i oppum-pet tilstand og en detektion af tilstedeværelsen af ultralyd-15 signaler genereret ved, at der slipper luft ud gennem en læk i dækvæggen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de detekterede ultralydsignaler har en frekvens, der er 20 højere end omkring 40 kHz.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de detekterede ultralydsignaler har en frekvens på tilnærmelsesvis 75 kHz. 25

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at skanderingen omfatter en samtidig skandering i nærheden af parallelle tilstødende dele af den oppumpede dækvæg . 30

5. Apparat til ikke-destruktiv afprøvning af dæk med en ultralydmodtager (210) monteret til at skandere den relativt bevægelige ydre dækvæg (112), kendetegnet ved forseglingsorganer (108, 110) for montering af dækket (112) i en op- 35 pumpet tilstand og signalbehandlingsorganer (302, 402, 416, 414, 408, 412, 420) forbundet til modtageren for at detektere ultralydsignaler genereret ved hjælp af luft, der slipper ud via en læk i dækvæggen. 31 DK 163687 B

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at ultralydmodtageren (210) og signalbehandlingsorganerne (302, 402, 416, 414, 408, 412, 420) er indrettet til at detektere ultralydsignaler af en frekvens, der er højere end omkring 40 5 kHz.

7. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at ultralydmodtageren (210) og signalbehandlingsorganerne er indrettet til at detektere ultralydsignaler af en frekvens på 10 tilnærmelsesvis 75 kHz.

8. Apparat ifølge krav 5, 6 eller 7, kendetegnet ved, et antal ultralydmodtagere monteret til samtidig skandering i nærheden af tilsvarende parallelle tilstødende dele af 15 dækvæggen, der er sat under tryk. 20 25 1 35