DK163946B - Fremgangsmaade og apparat til ikke-destruktiv afproevning af daek - Google Patents

Description

i

DK 163946 B

Opfindelsen angår et apparat og en fremgangsmåde til ikke-destruktiv afprøvning af dæk med en ultralydsender monteret på den ene side og en ultralydmodtager monteret på den anden side af en relativt bevægelig dækvæg til opnåelse og visning af en 5 måling af tilstanden af den således afprøvede del af dækvæggen.

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

15

Behovet for forbedrede ikke-destruktive afprøvningsmetoder og 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 20 symposier er blevet publiceret og kan fås hos U.S. National

Technical Information Service. De indeholder hver især et afsnit om ultralyd-dækafprøvning tilligemed afsnit om andre former for dækafprøvning (eksempelvis ved hjælp af holografi, infrarød stråling eller røntgenstråling). Der kendes også et an-25 tal patentskrifter vedrørende ikke-destruktiv ultralydafprøvning af pneumatiske karkasser, jf. f.eks. US patentskrift nr. 3.604.249.

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

Selv om der er blevet foretaget ikke-destruktive ultralydaf-35 prøvninger på dæk, har de hidtidige teknikker alligevel alvorlige mangler. Nogle af de hidtidige teknikker har nødvendig-gjort en væskekobling på i hvert fald den ene side af dækvæg-

DK 163946 B

2 gen. Andre teknikker udnytter den såkaldte "impuls-ekko" metode, som giver et kompliceret mønster af ekkoer som følge af såvel normale indre dækstrukturer som unormale dækstrukturer. Man har anvendt forholdsvis lave frekvenser såsom 25 kHz, 5 hvilket resulterede i en betydelig interferens med omgivelsernes akustiske kilder. Man har også anvendt ekstremt høje frekvenser, såsom 2 MHz, hvorved signalet hurtigt dæmpes. Nogle har anvendt kontinuerte ultralydbølger, hvorved der opstod et forvirrende mønster af stående bølger og lignende, medens 10 andre har holdt øje med indhy11 ingsspidser i de modtagne akustiske bølger. Endvidere har man anvendt individuelle impulser af akustiske signaler for hvert dækafprøvningssted. I nogle tilfælde er indhyllingen af den modtagne spids blevet anvendt til at tilvejebringe slutdata. Man har også søgt at afprøve en 15 oppumpet karkasse (de akustiske signaler har da i nogle tilfælde passeret to dækvægge, hvis alle transducere har været anbragt uden for dækket), selv om de fleste har søgt at afprøve karkassen i ikke-oppumpet tilstand. Andre teknikker kan imidlertid også komme på tale.

20

Hidtil indeholdt dækkasseringsmekanismer i almindelighed en aksialt bevægelig dækmonteringsramme for hurtig montering og oppumpning af et prøvedæk. Hidtidige NDI-maskiner har en ultralydssender på indersiden af et roterbart, oppumpet dæk, 25 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 imidlertid endnu ikke fremkommet et kommercielt levedygtigt meka-30 nisk arrangement for hurtig indstilling af ultralydtransducere omkring væggen af et oppumpet prøvedæk, og som samtidig muliggør en hurtig dækmontering/demontering og beskytter transducerne mod beskadigelse.

35 Formålet med opfindelsen er at anvise, hvorledes disse tidligere forsøg på ikke-destruktiv ultralydinspektion af karkasser kan forbedres.

DK 163946 B

3

Et apparat af den indledningsvis nævnte art er ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at det har elektriske kredsløb, der er forbundet til senderen og modtageren for at give anledning til, at successive ultralydsignaler af forskellige frekvenser 5 transmitteres gennem dækvæggen ved hver af de successive afprøvningssteder og for kombination af målinger af modtagne ultralydsignaler ved hvert sted. Derved reduceres virkningerne af forskellige mønstre af stående bølger.

IC Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til ikke-destruktiv afprøvning af dæk, ved hvilken der anvendes en ulralydsender og en ultralydmodtager anbragt på hver sin side af en relativ bevægelig dækvæg til opnåelse af en visning af en måling af tilstanden af den således afprøvede del af dækvæggen. Frem-15 gangsmåden er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at en følge af ultralydsignaler af forskellige frekvenser transmitteres gennem dækvæggen ved på hinanden følgende afprøvningssteder, og at der foretages en kombination af målesignalerne af modtagne ultralydsignaler fra hvert sted. Derved reduceres virk-20 ningerne af forskellige stående bølger.

I én udførelsesform er en impuls eller en burst anvendt til at reducere stående bølger eller uønskede ekkoer i dækket. Hvert burst omfatter kun nogle få perioder (f.eks. 100) af akustiske 25 signaler, idet udnyttelsesgraden er forholdsvis lav. Det har imidlertid vist sig, at indhyllingen af de modtagne akustiske signaler kan ændres ved indre reflektion af stående bølger, bølgeudbalancering eller andre uvedkommende bølgeeffekter efter, at begyndelsesdelen eller stigkanten af hver impuls er 30 modtaget. I den foretrukne udførelsesform er de modtagne akustiske signaler transmitteret gennem et portstyret modtagerkredsløb på en sådan måde, at kun begyndelsesdelen af hvert burst udnyttes. Et arrangement af denne type er beskrevet i europæisk patentansøgning nr. 18.147.

35

Man kan med fordel danne middelværdien af aflæsninger ved forskellige frekvenser. Derved undgås visse uønskede stående bøl-

DK 163946 B

4 ger ra.v. Ulineære A/D-omsætninger kan også anvendes til at udlede brugbare data.

I en foretrukken udførelsesform er et antal akustiske sender-5 transducere anbragt inde i et roterende oppumpet dæk således, at hele indersiden af dækket udsættes for akustisk bestråling. Det har imidlertid vist sig, at udbalancering af egensvingninger, mønstre af stående bølger eller lignende bølgeeffekter kan forstyrre aflæsningerne, hvis mere end én sender er aktiv 10 på et givet tidspunkt. Der kan med fordel være indrettet et multiplekskredsløb, som sikrer, at kun én sender er aktiv til et givet tidspunkt. Et apparat indeholdende multipleksorganer er omtalt i europæisk patentansøgning nr. 59.961.

15 Flere akustiske modtagertransducere er anbragt på række omkring den ydre dækvæg for at modtage akustiske signaler transmitteret derigennem fra sendertransducerne anbragt indenfor. Hver modtagertransducer er fortrinsvis kollimeret og tilpasset til impedansen af omgivelsernes luft med et cylindrisk rør, 20 der har en indre konisk overflade, hvilken overflade er tilspidset mod afføl ingsområdet af den aktuelle modtagertransducer. En sådan kollimering bidrager til at indskrænke hver modtagers udgang til at repræsentere akustiske signaler transmitteret gennem et begrænset område af dækvæggen og bidrager 25 desuden til at undgå interferens med slidbanemønstre og støj fra omgivelserne. Fejl i dækkene, såsom adskillelser imellem båndlagene og gummilagene eller mellem forskellige gummilag dæmper de akustiske signaler, der passerer derigennem i højere grad end, hvis de akustiske signaler passerer en normal sek-30 tion af dækvæggen.

Det har desuden vist sig, at lækager i et oppumpet dæk (dvs. luft, der passerer gennem dækvæggen) kan detekteres med de samme modtagertransducere ud fra en forøgelse i det modtagne 35 signalniveau ud over det, der skyldes passage af normale sektioner af dækvæggen (også når senderen er slukket).

DK 163946 B

5

Hver af modtagertransducerne er forbundet til en separat signalbehandlingskanal, eller om flere modtagere kan være multi-plekset og dele en fælles signalbehandlingskanal i synkronisme med de akustiske sendere for derved at minimere antallet af 5 signalbehandlingskanaler. En AGC-forstærker med lang tidskonstant er indsat i hver signalbehandlingskanal til kompensation for forskellige middelsignalniveauer fra dæk til dæk og fra kanal til kanal i afhængighed af forskellige middelværdier af de respektive vægtykkelser. Efter AGC-forstærkning bliver de 10 modtagne ultralydsignaler ensrettet og integreret under en portstyret periode på stigkanten af hver impuls. De resulterende integrerede værdier repræsenterer da de sande relative transmissionsegenskaber af forskellige på hinanden følgende sektioner af den dækvæg, der inspiceres. I én udførelsesform 15 tages middelværdien af på hinanden følgende dækpositioner for at undgå potential nulpunkter af stående bølger og lignende, som ellers kunne forekomme i visse modtagerpositioner for særlige frekvenser og dækgeometrier. Sådanne værdier kan vises på et katodestrålerør for visuel inspektion og detektion af fejl.

20 Alternativt kan sådanne værdier digitaliseres (eventuelt med en ulineær eksponentiel A/D-omsætning til forøgelse af sig-nal/støjforholdet ved forholdsvis lave signalstyrker) inden visning og/eller udførelse af de ønskede mønstergenkendelsesalgoritmer i en yderligere regneenhed for derved automatisk at 25 identificere dækanomalierne, såsom adskillelser mellem lagene.

Et apparat indeholdende en sådan regneenhed er beskrevet i europæisk patentansøgning nr. 61.045.

Det har også vist sig, at de akustiske signaler med fordel kan 30 være af en moderat høj frekvens (eksempelvis større end 40 kHz og i den foretrukne udførelsesform 75 kHz). Sådanne moderat høje frekvenser synes at eliminere uønskede og tilfældige indikationer forårsaget af omgivelserne og giver samtidig forholdsvis korte bølgelængder (omtrent 3,5 cm i dækgummi). Der-35 ved forbedres opløsningsevnen og muligheden for at detektere forholdsvis små dækfejl, uden at aflæsningerne af den grund kompliceres unødigt, således som det vil være tilfældet, hvis

DK 163946 B

6 bølgelængden er så lille, at signalerne kan påvirkes af strukturanomal ier , som ikke er fejl.

Brugen af et oppumpet dæk bidrager i den foretrukne udførel-5 sesform til at opretholde den sande dækflade og eliminerer således de signalvariationer, der ellers kunne være forårsaget af slingren og andre aksiale bevægelser af dækvæggene under rotation. Det oppumpede dæk kan også i hvert fald til dels spænde dækvæggene således, som de vil være spændt under normal 10 brug, og åbne eventuelle lækager i dækvæggene således, at de kan detekteres ved ultralyddetektion af luft, der passerer derigennem. Der kræves omtrent 0,345 bar til opretholdelse af en stabil oppumpet dækstruktur. Det har imidlertid vist sig, at signaltransmissionen og systemet i øvrigt forbedres, hvis 15 dækket er oppumpet til 1.034-1.241 bar.

Selv om det ikke er nødvendigt, er det foretrukket, at den ydre slidbane af dækket under inspektion først afpudses til opnåelse af en ensartet overflade. Derved minimeres tilfældige 20 fejlindikationer, 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 ultralyd-afprøvningsapparat til tilvejebringelse af et samlet 25 overblik. Selv om en sådan afpudsningsoperation nødvendigvis indgår i en dækvulkanisering, er denne kombination særlig attraktiv i tilfælde af, at karkassen inspiceres med henblik på genetablering af slidbanen. Et apparat indeholdende afpudsningsorganer er omtalt i europæisk patentansøgning nr. 69.402.

30

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

DK 163946 B

7 senderne mod beskadigelser. Under eller efter oppumpning er disse sendere ført radiært udad inde i det oppumpede dæk og ind i en operativ position med hensyn til de indre dækvægge. Samtidigt er rækken af modtagere forskudt radiært indad mod de 5 ydre oppumpede dækvægge til en ønsket driftsposition. Et apparat indeholdende justerbare sendermonteringsorganer er beskrevet i europæisk patentansøgning nr. 60.470.

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

Ultralydburstsignalerne og modtager-portstyringsperioderne er 20 fortrinsvis synkroniseret med tilsvarende på hinanden følgende trinvis voksende positioner af det roterende dæk således, at den endelige visning eller fejl indikation 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 et kombineret ikke-destruktiv afprøvnings/- 30 afpudsningsapparat ifølge opfindelsen, fig. 3 et diagram over apparatet i fig. 1 og 2, fig. 4 et diagram over et ultralydkredsløb, i apparatet i fig.

35 1-3, fig. 5 en del af en dækvæg i forbindelse med akustiske sendere og modtagere med dertil hørende forforstærker- og multipleks-

DK 163946 B

8 kredsløb, fig. 6 et diagram over forforstærkerkredsløbet i fig. 5, 5 fig. 7 et diagram over en af signalbehandlingskanalerne i forbindelse med det i fig. 5 viste kredsløb, fig. 8a og 8b et diagram over en grænseflade i fig. 4, 10 fig. 9 en CPU i kredsløbet i fig. 4, fig. 10 en visnings-grænseflade i kredsløbet i fig. 4, fig. 11 repræsentative signaler til illustration af virkemå-15 den af de i fig. 4-10 viste kredsløb, fig. 12 en kol1imator/impedanstilpasningsenhed, som anvendes i hver af modtagertransducerne, 20 fig. 13 og 14 katodestrålerørsvisninger tilvejebragt ved en ikke-destruktiv afprøvning af en oppumpet karkasse, fig. 15 et arrangement til montering af senderen, 25 fig. 16 og 17 et styreprogram til den i fig. 9 viste CPU, fig. 18 et diagram over AGC forstærker- og integrationskanaler og 30 fig. 19, 20a og 20b en programsekvens til opsporing af luftspalter og mellemrum.

fig. 1 og 2 viser et kombineret ikke-destruktivt dækafprøvnings- og afpudsningsapparat. De ikke-destruktive afprøvnings-35 faciliteter kan i givet fald tilvejebringes uden dækafpuds ningsfaciliteterne.

DK 163946 B

9

Apparatets dele er monteret på en åben ramme 100 med en fik-seret spindel 102, der ved en horisontal akse 106 ligger på linie med en modstående og aksialt bevægelig spindel 104. Konventionelle cirkulære dæk-monteringsringe eller -flanger 108 5 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-hævemekanisme 114 kan hæve og svinge et dæk ind og ud fra en position imellem ringene 108 og 110 under dækmonterings- og demonteringsoperationer.

10

Ringen 108 og dækket 112 drives ved hjælp af en jævnstrømmotor 116 på 2 HK gennem et reduktionsgear 118. En overfladehastighed af dækket på omtrent 182,9 m per min. er at foretrække for afpudsoperationer, medens en meget lavere hastighed på omtrent 15 12,2 m per min. er at foretrække for ikke-destruktive operati oner. Spindelen 104 og ringen 110 skydes frem og trækkes tilbage aksialt ved hjælp af en pneumatisk cylinder 120. Under dækmontering trækkes ringen 110 tilbage ved hjælp af cylinderen 120 således, at dækket 112 kan bringes i position på rin-20 gen 108 ved hjælp af hævemekanismen 114. Ringen 110 føres derefter mod den tilsvarende rand af dækket 112, og dækket op-pumpes til et ønsket tryk ved hjælp af trykluft, der indføres via centret af spindelen 102.

25 En konventionel roterende dæk-afpudsningsrasp 200 er monteret på en vertikal sokkel 202 på bagsiden af apparatet - se fig.

2. Raspen 200 styres via et konventionelt panel 204 til sideværts bevægelse langs en ønsket afpudsningsbane 206 og horisontalt imod og bort fra dækket ved hjælp af konventionelle 30 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 f.eks. af den type, som markedsføres af Bandag, 35 Inc., Buffer Model No. 23A.

Seksten ultralydmodtager-transducere 210 er anbragt over og omkring ydervæggen af dækket 112. Modtagertransducerne 210 in-

DK 163946 B

10 deholder fortrinsvis en konisk kollimator og/eller et fokuseringsrør til at begrænse synsfeltet for hver af transducerne til et forholdsvis lille unikt område. Transducerne kan enten individuelt eller i grupper være indlejret i et polyurethan-5 skum eller lignende, for derved at fiksere transducerne 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 hjælp af modtagermonteringsorganer i form af en luftcylinder 212 med en ti 1 — 10 koblet hydraulisk styrecylinder til afgrænsning af en radiært fremskudt operativ stilling for modtagerne 210.

Et blokdiagram over det kombinerede afpudsnings- og afprøvningsapparat med dertil hørende elektriske og pneumatiske 15 kredsløb er vist i fig. 3. En elektrisk drivmotor og pneumatisk cylinder styres på konventionel måde. Operatørindføringer vist til venstre i fig. 3 foretages direkte eller indirekte af operatøren via konventionelle elektriske afbrydere, relæer, luftventiler og/eller væskestyreventiler.

20

Under drift er et dæk anbragt på hævemekanismen 114 og hævet til en position imellem ringene 108 og 110. Et forudbestemt indeksmærke på dækket er fortrinsvis anbragt på linie med et indeksmærke på flangen 108. En patronopspændingsanordning 25 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 et ønsket tryk. Som det vil blive forklaret i det følgende, er flangen 108 fjederbelastet således, at den under patronopspæn-30 dingsindgreb og dækoppumpning bevæges aksialt ud mod fjederbelastningen (omtrent 5,1 cm). Dette letter oppumpningen og blotlægger samtidigt en ultralydsender i dækket fra en forholdsvis beskyttet position således, at den derefter kan føres til en operativ position under rækken af modtagere 210. En lå-35 seafbryder, der aktiveres af lufttrykket og/eller bevægelsen af flangen 108, kan anvendes til at forhindre en for tidlig fremføring af senderen, inden den blotlægges fra sin beskyttede position.

DK 163946 B

11 I afpudsningstilstanden behøver senderen ikke at være ført frem. Afpudsningsraspens 200 drivmotorer aktiveres og styres på konventionel måde (f.eks. ved hjælp af en styrepind eller konventionelle trykknapstyringer) til afpudsning af slidbane-5 overfladen som ønsket. Det er at foretrække, at dækket er afpudset 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 af 10 dækfladen.

Når operatøren ønsker at foretage en ikke-destruktiv afprøvning, fremføres en ultralydsender fra indersiden af det oppum-pede dæk 112 til en operativ stilling, og rækken af modtagere 15 210 sænkes til en operativ stilling ved hjælp af pneumatiske cylindre. Den jævnstrømsmotor på 2 HK, som driver dækket 112 med en overfladehastighed på omtrent 183 m per min. under afpudsningsoperationerne, kan reduceres i hastighed ved hjælp af konventionelle elektriske kredsløb for derved at drive dækket 20 ved omtrent 12,2 m per min. under afprøvningsoperationen. Efter at dækbevægelsen har nået en stabil tilstand, kan operatøren aktivere en skanderingskontakt til ultralydafprøvningskredsløbene 302. Dækvæggene 112 vil derefter blive inspiceret ved hjælp af ultralyd under et eller flere dækomløb for frem-25 bringelse af en visning 304, som kan tolkes direkte eller indirekte og derigennem 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 112 kasseres, eller der kan foretages en yderligere af-30 pudsning eller påføres en ny slidbane.

Ultralydafprøvningskredsløbene 302 er vist mere detaljeret i fig. 4-10. Som vist i fig. 4 er udgangssignalerne fra de seksten ultralydmodtagere 210 forstærket og multiplekset til otte 35 signalbehandlingskanaler A-H ved hjælp af et kredsløb 402, som er vist mere detaljeret i fig. 5. Hver signalbehandlingskanal A-H giver en AGC-forstærkning, ensretning, integration og

DK 163946B

12 A/D-omsætning med et 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 5 forbundet til en konventionel CPU 408 (f.eks. en 8080 8 bit mikroprocessor). CPU 408 er også via en konventionel adressebus 410 og en databus 406 forbundet til et datalager 412, en PROM 414 og en grænseflade 416, som er vist detaljeret i fig.

8. En visnings-grænseflade 418 - se fig. 4 - er direkte 10 forbundet til datalageret 412 til tilvejebringelse af en os-ci1loscopvisni ng.

Grænsefladen 416 giver den nødvendige portstyring og afgives desuden styresignaler til signalbehandlingskredsløbet 404 og 15 HIGH CHAN multi piekssignaler til forforstærkerne 402 og nogle 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 rotationsimpulsgenerator 424, der drives direkte med dækket (f.eks.

20 ved hjælp af reduktionsgear). En impulsgenerator 424 afgiver 1024 impulser per omløb ved terminal RPGX og 1 impuls per omløb ved terminal RPGY.

Som vist i fig. 5 er ultralyd-sender krystaller 500 og 502 an-25 bragt på indersiden af det oppumpede dæk 112, som er opspændt 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 aktiveringskredsløb. Også trykluft indføres via 30 centret af spindelen 102, ligesom pneumatiske ledninger og/el-ler andre styreforbindelser for fremføring og tilbagetrækning af senderne.

Ultralydsenderne 500 og 502 har en udstrålingsvinkel på om-35 trent 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,

DK 163946 B

13 hvis senderne sidder for tæt ved eller for langt fra indersiden af dækket. I den foretrukne udførelsesform er senderkrystallerne 500 og 502 anbragt omtrent 5,1 cm fra dækkets indei— side, selv om denne afstand kan variere betydeligt (f.eks. t 5 2,5 cm).

De på række anbragte modtagertransducere 210 anbringes langs en bue i hovedsagen svarende til ydersiden af dækket. Det har vist sig, at driften også i dette tilfælde bliver utilfreds-10 stillende, hvis modtagerne ligger for tæt på eller for langt fra dækkets yderside. Modtagerne er fortrinsvis ikke anbragt nærmere end 25,4 mm fra dækkes yderside og ligger fortrinsvis i en afstand af 14-21,6 cm fra de modstående senderkrystaller. Hver af modtagertransducerne 210 har fortrinsvis en konisk 15 kollimator og/eller et fokuseringsrør - se fig. 12. Disse rør er fortrinsvis fremstillet af polyvinylchlorid og tjener også til impedanstilpasning af den for hånden værende transducer-krystalflade til den omgivende lufts akustiske impedans.

20 Der anvendes en moderat høj ultralydfrekvens for at undgå interferens 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.

25 Frekvenser over 40 kHz og fortrinsvis ved 75 kHz foretrækkes. Ultralydkrystaller, der opererer ved 75 kHz, er kommercielt tilgængelige. Som modtagerkrystaller kan f.eks. anvendes MK-111 transduceren fra Massa Corporation, Windom, Massachusetts med følgende specifikationer: 30 35

DK 163946 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/Mbar -70 dB min.

Transmissionsfølsomhed dB ved 1 Mbar 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

-34,4°C til 65,6*C

Kapacitet 120 pF ± 2%.

15

En passende senderkrystal, 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 gennem koaksialkabler 206 sluttet til forforstærkere 508. Udgangene af hver af de i alt seksten forforstærkere 508 er forbundet til en otte-polet elektronisk afbryder omfattende et Signetics SD5000 integreret kredsløb styret af HIGH CHAN mul-tiplekssignalet tilvejebragt ved hjælp af grænsefladen 416. De 25 resulterende otte multipleksede udgangskanaler er via transi-stor-bufferforstærkere forbundet til signalbehandlingskanalerne A-H. I mangel af et HIGH CHAN multiplekssignal er udgangene af de otte første forforstærkere 508 koblet til tilsvarende signalbehandlingskanaler A-H. Når HIGH CHAN multiplekssignalet 30 er til stede, er udgangenssignalerne af de sidste otte forforstærkere 508 tilført til signalbehandlingskanalerne A-H.

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

DK 163946 B

15

Signalbehandlingskredsløbene 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 burstsignal 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 én burst af akustiske 75 kHz signaler på omtrent 50 pe-10 rioder hver gang, der fremkommer en RPGX trigger impuls (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 amplitude! ndhyll i ng (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 derfor forkanten eller begyndelses-20 delen af hver ultralydimpuls, 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 begyndelses- eller forkantdelene af hver 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 middeltykkelser 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. En sådan 35 AGC forstærkning er også indbygget i hver af afprøvningskanalerne ifølge opfindelsen for at kompensere for forskelle i middelværdien af karkassens tykkelse fra dæk til dæk.

DK 163946 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 et RC-led 702 med en forholdsvis lang tidskonstant på f.eks.

5 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 opretholde et i ho-10 vedsagen 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 en efter-20 følgende felteffekt-transistor 712.

Et integrations-tilbagestillingssignal INTGRST, der er vist i fig. 11 er genereret under den første transmissions-forsinkel-25 sesperiode for en given prøvedæk-position og ført til gateelektroden af en fel tef fekt-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 et signal ΑδϋΕΗ - se fig. 11 30 - til et tidspunkt under hver afprøvningscyklus for derved at eksemplere det modtagne signal. Et integrationsaktiveringssignal THTEER - se fig. 11 - er tidsstyret til kun at aktivere FET-afbryderen 712 under begyndelsesdelene eller forkanterne af ultralyd-burstsignalerne (dvs. omtrent 130 35 psek. eller omtrent de første 10 perioder af et 75 kHz burst).

To eller flere modtagne burst ved forskellige frekvenser kan i givet fald eksempleres, og resultaterne kan integreres for

DK 163946 B

17 derved at tilvejebringe en middelværdi af målingerne foretaget ved forskellige frekvenser (og følgelig forskellige mønstre af stående bølger).

5 Udgangssignalet af integrationsforstærkeren 718 konverteres til et digitalt signal under styring af CPU 408, der genererer analoge D/A konverterede indgangssignaler til en komparator 720 og omsætnings-portstyringssignaler CONV til en port 722, som danner grænseflade til en af de konventionelle databusli-10 nier (i dette tilfælde DBØ). 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 komparatoren 720, idet resultaterne af sammenligningerne ti 1 -15 føres til CPU 408 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.

20 Denne proces 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 position af dækvæggen.

25 RPGX-signalet (1024 impulser per omløb) og RPGY-signalet (1 impuls per omløb) fra rotations-impulsgeneratoren 424 føres via tre-tilstandsbuffere 800 til databuslinierne C50 henholdsvis DB1 i afhængighed af TR3 og Qi adressesignaler tilvejebragt ved hjælp af CPU. Andre adresseudgange fra CPU tilføres 30 til en udgangsdekoder 802 til under programstyring at tilvejebringe nogle signaler 0ϋΤ5207ϋϋ - ϋϋΤ32ϋ77ϋ.

CPU er programmeret til umiddelbart inden skanderingscyklen at forespørge databuslinien BB2 repetitivt, idet der søges 35 efter et skanderings-anmodningssignal SUSRKQ genereret ved en aktivering af en afbryder 804 for skanderingsanmodning, og som giver anledning til, at en flip-flop 806 sættes ved næste fremkomst af signalet af 5UT5?071>ff.

DK 163946 B

18 Når en skanderingsanmodning detekteres ved hjælp af CPU via databuslinien 002, programmeres CPU til at undersøge, hvilket af RPGX og RPGY-signalerne der findes på databuslinierne ØBØ og ØBT ved hjælp af adresseindgange TB? og Q7. En målecyklus 5 startes ikke før det andet RPGY-signal detekteres for derved at sikre, at dækket løber korrekt ved en i hovedsagen stabil hastighed, og at AGC-kredsløbene virker korrekt. Ethvert RPGX-signal, der derefter detekteres ved hjælp af CPU, er programmeret til at generere signalet ϋϋΤ3207ϊϋ. Signalet 0UT5207T0 10 trigger nogle monostabile multivibratorkredsløb 808 og 810 og aktiverer en holdekreds 812 til at modtage de digitale værdier på databuslinierne ØBØ til ØBT.

Inden genereringen af det første burst af ultralydbølger ved 15 en given prøveposition af dækvæggen genererer CPU ØUT32B7TØ-signalet, som ved trigning resætter en monostabil multivibrator 822 og tilvejebringer et integrator-tilbagesti 11 ingssignal INTGRST via en NAND-port 825 og en adresserbar flip-flop 823.

20 Nogle binære 4 bit tællere 814 og 816 er forbundet i kaskade til optælling af 18.432 MHz klokimpulssignalerne fra CPU og dividerer disse klokimpulser med en værdi repræsenteret ved indholdet af holdekredsen 812. Resultatet er tilnærmelsesvis et 75 kHz klokimpulssignal (både 74 kHz og 76 kHz frekvenser 25 anvendes successivt i én udførelsesform, idet middelværdien af 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 30 hjælp af et impulsaktiveringssignal fra en adresserbar flipflop 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 der-35 efter gennem en bufferforstærker 820 og videreføres som et firkantbølgesignal MB - se fig. 11 - til konventionelle sender-forstærkere (der tilvejebringer elektriske udgangssignaler

DK 163946 B

19 med en spids til spidsværdi på tilnærmelsesvis 200 V), som på sin side giver anledning til, at der afgives et i hovedsagen si nusformet 75 kHz akustisk udgangssignal fra senderen som vist i fig. 11.

5

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

10 Under dette interval afgives et burst af ultralydsignaler fra en af senderkrystallerne.

Perioden af multivibratoren 810 justeres så den svarer til en forsinkelse, der med tilnærmelse er lig med men en smule min-15 dre end transmissionsforsinkelsen mellem de akustiske transducere. Det forsinkede udgangssignal fra den monostabile multivibrator 810 resætter en "data klar" flip-flop 828 og trigger en integrationstidstager i form af en monostabil multivibrator 826, som frembringer integrations-aktiveringssignalet 20 INTGEN. Ved afslutningen af integrations-aktiveringssignalet fra den monostabile multivibrator 826 sættes "data klar" flip-floppen 828 til at tilvejebringe et "data klar" signal til CPU via databuslinien UB?. Hvis mere end én analog dataværdi skal kombineres ved udgangen af integratoren, er CPU blot program-25 meret til at ignorere "data klar" signalet, indtil det ønskede antal målecykler er udført. "Data klar" signalet indikerer til slut til CPU, at A/D omsætningen af det integrerede analoge signal er klar til at blive udført. CPU begynder da under konventionel programstyring at frembringe analoge referencesigna-30 ler DAC fra D/A omsætteren 830 under styring af de digitale data indlæst i en holdekreds 832 fra databuslinierne ved hjælp af adressesignalet ΟϋΤ32ϋΤ15ϋ. Samtidigt er CPU programmeret til at tilvejebringe korrekte omsætningsportstyresignaler C0NV via adresseindgangene af nogle porte 834, 836 og 838.

D/A omsætteren 830 kan være af lineær type 08 eller af ulineær eksponentiel type 76 eller af andre kendte ulineære typer. Den 35

DK 163946 B

20 ulineære D/A omsætter forbedrer øjensynlig det effektive sig-naT-støj-forhold for lavere signalniveauer.

CPU er programmeret til normalt at frembringe multipleks HIGH 5 CHAN udgangssignalet ved at sætte og resætte en adresserbar flip-flop 840 via adresselinier AØ-A2, 0ϋΤ52ϋΤ5δ i overensstemmelse med dataværdien på datalinien DBØ. Der er imidlertid tilvejebragt en manuel overstyringsafbryder 842 således, at enten de lavere kanaler 0-7 eller de højere kanaler 8-15 kan 10 indstilles manuelt via tretilstandsbuffere 844 med udgange forbundet til databuslinierne DB5 og UB7.

CPU's styreprogram er vist fig. 16-17. Konventionelle energi-15 forsynings-, ti 1 bagesti 11ings- og starttrin er vist ved blok 1501. Efter START indføringspunktet resættes flip-floppen 806 - se fig. 8 - til skanderingsanmodning, integratorerne blokeres (via flip-floppen 823) og datalagerkredsløbene blokeres ved blok 1502. En spørgesløjfe 1505 indføres og opretholdes, ind-20 til der detekteres en SCANRQ på DB2.

Ved detektion af en skanderingsanmodning, afprøves indikatoi— lamperne, integratorerne aktiveres for normal drift (via flip-flopen 823), og datalageret aktiveres for tilgang ved hjælp af 25 CPU (visningsgrænsefladen blokeres tilsvarende for tilgang til datalageret ved blok 1507). Overstyringsafbryderen 842 - se fig. 8 - efterprøves også via DB6 og DB7. Ved indikering af low eller normal mode, holdes HIGH CHAN multiplekssignalet på 0 via flip-flopen 840. En spørgesløjfe 1509 indføres derfor 30 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 GCUP_ rent nulstilles, og en afprøvningsrutine L00P1 - se fig. 16 -indføres. Som det vil blive forklaret detaljeret, udføres ru-35 tinen L00P1 1024 gange til opsamling og registrering af 1024 dataværdier i hver af otte transducerkanaler svarende til 1024 dækafprøvningspositioner fordelt over dækkets periferi i hver af de otte kanaler.

DK 163946 B

21

Efter indføring af L00P1 afprøves RPGX-signalet på DBØ for omsætning fra 1 til 0 ved en sløjfe 1600. Under denne omsætning tiIbagestilies alle integratorerne {via den monostabile multivibrator 822 i fig. 8), holdekredsen 812 stilles til at tilve-5 jebringe et 74 kHz MB drivsignal, og transducerne drives ved et burst af 74 kHz MB drivsignaler via den monostabile multivibrator 808 og et impulsaktiverende signal via flip-flopen 819. Eftersom den monostabile multivibrator 810 også trigges, er forkanten af det modtagne burst portstyret og integreret i 10 hver kanal.

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.

15 Resultatet er en yderligere portstyret integration af forkanten af et modtaget burst ved 75 kHz. Så snart denne anden integration 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 20 dækafprøvningsposition, er AGC-kredsløbene nøglet (til eksem- plering af kanalsignalniveauet i den relevante tidskonstantperiode) og en konventionel A/D-omsætnings rutine indføres. Denne rutine omsætter hver af integratorudgangssignalerne til en digital værdi på 6 bit, som lagres i datalagret 412. Data-25 ene for hver kanal lagres i en separat sektion af lageret således, at tilsvarende datapunkter for hver kanal senere vil kunne adresseres ved hjælp af samme adressesignaler af lavere orden.

30 ecurrent software-tælleren er derefter forøget med én, og LOOPl genindføres med mindre der allerede er foretaget målinger ved alle 1024 dækafprøvningspositioner.

Efter den første udgang fra LOOPl kan en mønstergenkendelses-35 subrutine i givet fald indføres ved blok 1513. Mønstergenkendelsesresultaterne kan derefter afprøves ved 1515 og 1517 til at udpege en statusindikatorlampe 846 - se fig. 8 - der skal

DK 163946 B

22 lyse. Alternativt kan mønstergenkendelsesrutinen springes over som vist med stiplet linie 1518 for at vende HIGH CHAN multi-plekssignalet, hvis driften er i normal mode. (Kun hvis kun high eller low kanalafprøvningen er blevet udført ved hjælp af 5 afbryderen 842, kan der ske en tilbageføring til START-punk-tet). Målinger kan derefter foretages for den højere 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 10 74 kHz og 76 kHz kombineres, er det underforstået, at blok 1606 kan springes over, hvis der kun ønskes målinger ved en enkelt frekvens. Tilsvarende 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 15 (som i den eksempelvise udførelsesform) eller i digital form.

Som tidligere nævnt kan CPU i givet fald være programmeret til automatisk at analysere de digitaliserede data opsamlet under en komplet skanderingscyklus med mønstergenkendelsesalgoritmer 20 og til at aktivere en af indikatorlamperne 846 (eksempelvis repræsenterende modtagelse, afvisning eller luftspalte) via konventionelle lampedrivkredsløb 848, som er styret af nogle holdekredse 850, hvilke holdekredse fyldes fra databuslinierne UFØ til UH3 under styring af det adressegenererede signal 25 . Luftspalten kan f.eks. detekteres ved at foretage en komplet skanderings- og målecyklus under blokering af ultralydsenderne. Detekterede forøgelser i de modtagne signaler detekteres som spalter.

30 CPU-enheden i fig. 9 er i almindelighed indkoblet til at dekode de forskellige adresselinier og tilvejebringe adresseindgangssignaler, som allerede er blevet diskuteret i forbindelse med systemgrænsefladen i fig. 8. CPU-enheden er en konventionel 8080 mikroprocessor med dataindgangs- og udgangsle-35 dere DØ til 07, som er forbundet til databuslinier ϋΒ0 - ϋΒ7 via konventionelle tovejs bus-drivkredsløb 900. Adresselinierne AØ til A9 og A13 er også via en buf ferf orstærker 902

DK 163946 B

23 forbundet direkte til systemgrænsefladen, lagerkredsløbene, osv. Adresselinierne 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 5 normale skrive- og inddata fra CPU i et dekoderkredsløb 906 til tilvejebringelse af TRØ - TRS og ØUTØ - ØUTØ adresseudgangssignaler. Det normale CPU databus indgangssignal DBIN og adresselinierne 814 og 815 er også via porte 908 og 910 forbundet til at tilvejebringe et retningsbestemt aktiveringssig-10 nal til et tovejs bus-drivkredsløbet 900. 18 MHz klokimpulsge-neratoren 912 er også på konventionel måde forbundet til 8080 mikroprocessoren. Terminal 12 af impulsgeneratoren 912 afgiver et 18.432 MHz klokimpulssignal til et frekvensdelekredsløb af systemgrænsefladen, der allerede er omtalt i forbindelse med 15 fig. 8.

Lagerkredsløbene er tilvejebragt ved en forbindelse af 25 integrerede kredsløb af typen 4045 for derved at tilvejebringe 8.192 otte bit ord, der kan anvendes til lagring af data.

20

De programmerbare læselagre 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 25 CPU-enheden som en del af de programmerbare lagerkredsløb. Et integreret kredsløb af typen 2111-1 kan anvendes til dette formål.

Grænsefladen for katodestrålerøret er direkte forbundet til 30 datalagerpladen. Efter udførelse af en hel målecyklus (dvs. når det tredje RPGY-signal er blevet detekteret efter en skanderingsanmodning), er der 1024 dataværdier til rådighed for hver af de seksten målekanaler repræsenterende de relative størrelser af ultralydsignaler transmitteret gennem dækket ved 35 1024 på hinanden følgende positioner langs dækperiferien i om rådet styret ved hjælp af modtagertransduceren for en given kanal. Disse digitale data kan omsættes til konventionelle

DK 163946 B

24 videosignaler for et katodestrålerør og vises som vist i fig.

13 og 14. Alternativt kan 8080 mikroprocessoren programmeres til at analysere (eksempelvis ved hjælp af mønstergenkendelsesalgoritmer) de tilgængelige digitale data og aktivere pas-5 sende indikatorlamper 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 at holde dataene. Hele 10 visningen kan i givet fald selektivt blokeres eller aktiveres under CPU-styring via CPU-adresseudgangen A13, Q3, UUT3 og AØ via en flip-flop 1008, respektive invertere og porte som vist i fig. 10. I den foretrukne udførelsesform er visningsgrænsefladen blokeret, når andre dele af systemet har adgang til da-15 talageret 412. En samtidig aktivering af datalagerkredsløbene er derved forhindret.

Visningsgrænsefladen drives ved hjælp af en 11.445 MHz klokim-pulsgenerator 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 leder 1016 vil således forekomme til et specielt tidspunkt i 64 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 via en port 1020 frembringer en videoimpuls af en bredde i tid svarende til en visningsprik og med en afstand i sin tilsvarende kanal-tidsspalte svarende til størrelsen af de registrerede data. En flip-flop 1022 trigges ved hjælp af tælleren 1012 ved tælling af den 65'ende klokim-35 puls og genererer en mellemkanal-adski1lelsesvideoimpuls via porten 1020. Tælleren 1012 fortsætter derefter og tæller fem yderligere klokimpulser, inden den tilbagestilles og starter en ny cyklus ved hjælp af data fra den næste kanal.

DK 163946 B

25

Den halvfjersinstyvende 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-modtagerkanaler. Et 5 valg mellem visning af de otte højere eller otte lavere 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 pulser (2 x 70 klokimpulser tælles under en horisontal 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 et sædvanligt sammenflettet katodestrålerørs skan-15 deringsraster vil hver anden horisontale linie blive sprunget over og opsamlet under den anden horisontale sømraster, som vil blive opfattet. Tilstandene af tællerne 1024 og 1029 giver al ønsket tidsinformation for konventionel generering af den sædvanlige horisontale synkronisering, vertikale synkronise-20 ring og vertikale og horisontale genkenkaldelses-blankvideosig- naler ved 1032.

De forskellige videosignaler er på konventionel måde blandet i en videoforstærker 1034, og udgangssignalet er ført til et ka-25 todestrålerør.

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 lige eller 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 skanderingslinier.

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 163946 B

26 dataværdier. I den foretrukne udførelsesform er katodestrå 1e-rørets afbøjningsspole drejet til 90® således, at den sidste katodestrålerørsvisning for en kanal vises 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 indeksmærket. En fejl ses lige-10 ledes 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.

Sporingen 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 og 502 af den pneumatiske cylinder 1504 trukket tilbage til et beskyttet 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 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 vi a en fjeder 1517 forskudt til sin aks i alt udstrakte position - se fig. 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 muliggør en sådan forskydning, holdes lufttæt ved hjælp af en 0-ring 1516. I den eksempelvise udførelsesform kan der kun foretages en ak-sial forskydning på omtrent 50,8 mm, inden fjederkraften er tilstrækkelig til at modstå en yderligere forskydning; også 15 selv om dækket er pumpet op til omkring 1.034-1.241 bar.

Når ringen 108 er forskudt aksialt mod venstre som vist stiplet i fig. 15 mod kraften af fjederen 1519, er senderne 500 og 502 blotlagt, og den pneumatiske cylinder 1504 kan aktiveres 20 til at føre senderen ud i den position, der er vist stiplet i fig. 15 med henblik på at udføre en målecyklus. Passende blokeringskontakter, der aktiveres af det indre tryk af det op-pumpede dæk og/eller af den aksiale position af ringen 108 kan anvendes til at sikre, at den pneumatiske cylinder 1504 ikke 25 fejlagtigt udtrækkes 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, SSCER, INTGRST, og MBT-impulser fra RPGX-impulser ved 1605 eller simulerede RPG-impulser fra det adresserbare holdekredsløb 1608 under programstyring.

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

DK 163946 B

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

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

Flip-floppen 1617 signalerer, at de analoge udgange af nogle 15 AFC-forstærker/integratorkanaler er klar til digitalisering. Kun flip-floppen 1617 er sat, medens RPG er høj.

Flip-floppen 1617 trigger en AGCEN flip-flopp 1619, som skifter og afgiver et signal til AGC-forstærkerne.

20

Et forsinket RPG-signal fremkommer ved udgangen af en flipflop 1618 og anvendes af softwaren til synkronisering af dækkets rotation.

25 Når simulatoren er blokeret, udsender multiplekseren 1611 et logisk udgangssignal fra 1605 til de monostabile multivibra-torer 1612 og 1613. Indgangskilden for 1611 hidrører nu fra de af dækkets rotation genererede RPGX-impulser, og genereringen af de nødvendige udgangssignaler, dvs. INTGEN er opnået ved at 30 styre multiplekserens 1611 udgangsimpulser til de monostabile multivibratorer 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 163946 B

29

En dekoder 1609, en flip-flop 1610, et register 1627 og lampedrivere 1628 udfører funktioner, der tidligere er blevet beskrevet. En holde-dekoder 1629 og en visning 1630 giver statusinformation under programafviklingen.

5

Under detektionen af en spalte er PULSEN, der er genereret ved mellemkomst af software, 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 til at søge efter luftspalter og separationer i to ottekanal-grupper.

Nogle blokke 1631 og 1632 initierer systemet, og 1633 udvælger 15 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 en subrutine 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 1 ageret.

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 forøges og

Claims (14)

1. Apparat til ikke-destruktiv afprøvning af dæk med en ul tralydsender (500, 502) monteret på den ene side, og en ultralydmodtager (210) monteret på den anden side af en relativt bevægelig dækvæg (112) til opnåelse og visning (420) af en måling af tilstanden af den således afprøvede del af dækvæggen, 15 kendetegnet ved elektriske kredsløb (812, 814, 816) forbundet til senderen (500, 502) og modtageren (210) for at give anledning til at successive ultralydsignaler af forskellige frekvenser transmitteres gennem dækvæggen ved hver af de successive afprøvningssteder og for kombination af målinger af 20 modtagne ultralydssignaler ved hvert sted.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de elektriske kredsløb indeholder organer (814, 816) for generering af repetitive burst eller impulser af ultralydsignaler 25 og organer (424) for synkronisering af den tid, til hvilken de successive burst er genereret, med tilsvarende forøgelser af relativ bevægelse mellem dækvæggen og ultralydsenderne og -modtagerne.

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de elektriske kredsløb indeholder portstyrede modtagerkredsløb (700, 704, 706, 718) for forstærkning, ensretning og integration af de elektriske signaler frembragt ved hjælp af modtageren under hver af de portstyrede tidstagerintervaller for der-35 ved at tilvejebringe en følge af de elektriske målesignaler med respektive størrelser, der er repræsentative for de relative styrker af en følge af modtagne ultralydsignaler. DK 163946 B 31

4. Apparat ifølge krav lf kendetegnet ved, at de portstyrede modtagerkredsløb indeholder en AGC-styret forstærker (700) forbundet til automatisk at styre forstærkningen i overensstemmelse med størrelsen af ultralydsignalerne modtaget 5 under en tidligere skandering af samme eller andre i hovedsagen tilsvarende dele af dækvæggen.

5. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ultralydssignalerne har en frekvens, der er højere end omkring 10 40 kHz.

6. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ultralydssignalerne har en frekvens på tilnærmelsesvis 75 kHz.

7. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at de elektriske kredsløb indeholder organer (700), der i hovedsagen kun udnytter begyndelses- eller forkantdelen af hvert modtaget burst, når indhyllingen af de modtagne ultralydsignalerne vokser i tid. 20

8. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det har dækmonteringsorganer for roterbar montering af dækket, idet enten senderen og/eller modtageren er justerbart monteret ved hjælp af organer (212, 1504) for relativ bevægelse under 25 dækmonterings- eller demonteringsoperationer.

9. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at dækmonteringsorganerne er karakteriseret ved modstående cirkulære ringe eller flanger (108, 110) indrettet til tætnende at gå i 30 indgreb med tilsvarende rande af dækket, når dette er anbragt derimellem, dækoppumpningsorganer (102) for oppumpning af dækket til mindst 0,344 bar efter indgreb ved hjælp af ringene og et sendermonteringsorgan (1504) monteret imellem ringene for radiær tilbagetrækning af senderen mod centret af de cir-35 kulære ringe under montering og demontering af dækket fra en position imellem ringene og for radiær fremføring af senderen bort fra centeret af de cirkulære ringe og mod dækvæggen under en målecyklus. DK 163946 B 32

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at sendermonteringsorganet i sin radiært tilbagetrukne position også forskydes aksialt med hensyn til mindst en af ringene (108, 110) for derved at lette dækmonteringsoperationen uden 5 at beskadige senderen.

11. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved modta germonteringsorganer (212) anbragt for radiær tilbagetrækning af modtageren bort fra de cirkulære ringe (108, 110) under 10 montering og demontering af dækket fra en position mellem ringene for radiær fremføring af modtageren mod de cirkulære ringe under en målecyklus.

12. Apparat ifølge krav 11, kendetegnet ved, ats-15 enderen under en målecyklus anbringes tilnærmelsesvis 5,1 ± 2,5 cm fra indersiden af dækvæggen, medens modtageren tilnærmelsesvis anbringes 14,0-21,6 cm fra senderen.

13. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved organer 20 (102) for oppumpning af dækket til tilnærmelsesvis 1.034-1.241 bar, og organer (1504) for operativ anbringelse af senderen i det oppumpede dæk.

14. Fremgangsmåde til ikke-destruktiv afprøvning af dæk, ved 25 hvilken der anvendes en ultralydsender (500, 502) og en ultralydmodtager (210) anbragt på hver sin side af en relativ bevægelig dækvæg (112) til opnåelse af en visning af en måling af tilstanden af den således afprøvede del af dækvæggen, kendetegnet ved, at en følge af ultralydsignaler af for- 30 skellig frekvens transmitteres gennem dækvæggen ved på hinanden følgende afprøvningssteder, og at der foretages en kombination af målesignalerne af modtagne ultralydsignaler fra hvert sted. 35