EP1082605A1 - Crack detecting arrangement which is especially used after the dye-penetration method or magnetic method - Google Patents

Crack detecting arrangement which is especially used after the dye-penetration method or magnetic method

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EP1082605A1
EP1082605A1 EP00908989A EP00908989A EP1082605A1 EP 1082605 A1 EP1082605 A1 EP 1082605A1 EP 00908989 A EP00908989 A EP 00908989A EP 00908989 A EP00908989 A EP 00908989A EP 1082605 A1 EP1082605 A1 EP 1082605A1
Authority
EP
European Patent Office
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crack
leds
test
crack testing
led
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00908989A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Vetterlein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Original Assignee
Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
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Filing date
Publication date
Application filed by Tiede GmbH and Co Risprufanlagen filed Critical Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Publication of EP1082605A1 publication Critical patent/EP1082605A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/91—Investigating the presence of flaws or contamination using penetration of dyes, e.g. fluorescent ink

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a crack detecting arrangement which is used after the dye-penetration method or for magnetic crack testing of a workpiece (10). Said arrangement comprises lighting equipment (11), a device for applying the test piece (13) and an evaluation station (14). The light-emitting diodes (LED) are the lighting equipment in said arrangement.

Description

Rißprüfanlage , insbesondere nach dem Farbeindringverfahren oder magnetischen Crack testing system, especially according to the dye penetration method or magnetic
Verfahrenmethod
Die Erfindung betrifft eine Rißprüfanlage nach dem Farbeindringverfahren oder für magnetische Rißprüfung, mit einer Beleuchtungseinrichtung, Prüfmittelaufbringeinrichtung und Auswertstation.The invention relates to a crack testing system according to the dye penetration method or for magnetic crack testing, with a lighting device, test device application device and evaluation station.
Im Stand der Technik sind verschiedene Rißprüfverfahren bekannt - allgemein wird für magnetisierbare Prüflinge, insbesondere solchen aus Eisen, ein Magnetpulververfahren eingesetzt, bei dem sich magnetischer Farbstoffpartikel unter einem Magnetfeld am Prüfling an Rissen u. dgl. anreichern und dann uinter Beleuchtung erkannt werden. Häufig ist der Farbstoff fluoreszierend, so daß der Kontrast verbessert wird. .Various crack test methods are known in the prior art - in general, a magnet powder method is used for magnetizable test specimens, in particular those made of iron, in which magnetic dye particles under cracks and the like under a magnetic field on the test specimen. Enrich and then be recognized under lighting. The dye is often fluorescent, so that the contrast is improved. .
Für nicht magnetisierbare Werkstoffe wird üblicherweise ein sog. „Schwarzpulververfahren" eingesetzt - es werden Farbstofflösungen verwendet, die sich aufgrund von Oberflächen- und Kapillarphänomenen in den Rissen ansammeln und dort dann innerhalb einer bestimmten Prüfzeit erkannt werden können. Derartige Verfahren sind bspw. aus der EP 0831 321 bekannt.A so-called “black powder method” is usually used for non-magnetisable materials - dye solutions are used which accumulate in the cracks due to surface and capillary phenomena and can then be recognized there within a certain test time. Such methods are, for example, from the EP 0831 321 known.
Bei beiden Verfahren wurden bisher übliche Lampen zur Beleuchtung eingesetzt - wie Quecksilberdampflampen, Gasentladungslampen, Blitzlampen - dies insbesondere deshalb, da fluoreszierende Farbstoffe, die besonders gerne verwendet werden, meist im UV bzw. im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums angeregt werden. Konventionelle Lampen, insbesondere solche mit thermischen Strahlern, unterliegen stark der Alterung. Bereits nach wenigen Brennstunden ist der UV-Anteil derartiger Lampen erheblich verringert. Da besonders der UV-Anteil der Lampen für die Fluoreszenzanregung benötigt wird, muß die Lampenleistung bei den bekannten Riüß- prüfanlagen aufwendig überwacht und nachgeregelt werden. Bei den heute üblichen optischen Erkennungsverfahren über Bildverarbeitung können durch ständig wechselnde Beleuchtungslichtintensitäten erhebliche Fehlanzeigen ausgelöst werden, weshalb die Lampenüberwachung aufwendig ist. So ist bspw. aus der DE-A-40 13 133.5 eine Anlage für die Lampenüberprüfung in gattungsgemäßen Rißprüfanlagen bekannt geworden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Rißprüfanlage mit einer weniger aufwendigen Lampenüberwachung zu schaffen.In both processes, customary lamps for lighting - such as mercury vapor lamps, gas discharge lamps, flash lamps - have been used in particular because fluorescent dyes, which are particularly popular, are usually excited in the UV or in the blue region of the visible spectrum. Conventional lamps, especially those with thermal emitters, are subject to aging. After just a few hours of burning, the UV content of such lamps is considerably reduced. Since the UV component of the lamps in particular is required for the fluorescence excitation, the lamp output in the known soot testing systems must be monitored and readjusted in a complex manner. In the optical detection methods currently used via image processing, considerable errors can be triggered by constantly changing illuminating light intensities, which is why lamp monitoring is complex. For example, DE-A-40 13 133.5 has disclosed a system for checking lamps in generic crack testing systems. It is therefore an object of the invention to provide a crack testing system with less expensive lamp monitoring.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Rißprüfanlage gelöst, die lichtemittierende Dioden (LED) als Beleuchtungseinrichtungen aufweist.According to the invention, this object is achieved by a crack testing system which has light-emitting diodes (LED) as lighting devices.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments result from the subclaims.
Erfindungsgemäß werden dadurch u. a. folgende Vorteile erzielt: die LED unterliegen keinen Alterungserscheinungen - d.h. die Intensität des emittierten Lichtes bleibt konstant und das Abstrahlungsspektrum unterliegt keiner Drift - d.h. die bisher notwendige aufwendige Lampenüberwachung und Nachregelung derselben kann entfallen und es wird eine erhebliche Vereinfachung der Anlage erzielt.According to the invention. a. achieved the following advantages: the LEDs are not subject to aging - i.e. the intensity of the emitted light remains constant and the radiation spectrum is not subject to drift - i.e. The previously required complex lamp monitoring and readjustment of the same can be omitted and the system is considerably simplified.
LED haben eine geringe Größe und können auch an unzugänglichen Stellen eingebaut werden.LEDs are small in size and can also be installed in inaccessible places.
LED strahlen wenig Wärme ab, wodurch Kühlungsmaßnahmen oder aber auch Vorsichtsmaßnahmen, die bei Lampen notwendig waren, um Verbrennungen zu vermeiden, entfallen können.LEDs emit little heat, which means that cooling measures or precautionary measures that were necessary for lamps to avoid burns can be omitted.
LED können aufgrund ihrer Emission einen Farbstoff an bestimmten Absorptions- Wellenlängen zur Fluoreszenz/Phosphoreszenz anregen, wodurch bei Verwendung verschiedener Farbstoffe diese einzeln angeregt werden können - bspw. falls Teilenummern mit einem bestimmten Farbstoff aufgebracht wurden, der Farbstoff des Rißprüfmittels eine andere Fluoreszenzwellenlänge aufweist und beide vom optischen Erkennungssystem zur Individualisierung der zu prüfenden Teile erkannt werden sollen.Due to their emission, LEDs can excite a dye at certain absorption wavelengths for fluorescence / phosphorescence, which means that when using different dyes, these can be excited individually - e.g. if part numbers were applied with a certain dye, the dye of the crack detection agent has a different fluorescence wavelength and both to be recognized by the optical detection system for individualizing the parts to be tested.
LED können leicht optisch an LWL gekoppelt werden, die leicht an unzugängliche Stellen geführt werden können.LEDs can easily be optically coupled to fiber optics, which can be easily guided to inaccessible places.
Vorteilhafterweise werden LED eingesetzt, die im Bereich von 200 bis 970 nm emittieren, da hier die einzusetzenden Farbstoffe absorbieren. Es ist günstig, daß die LED-Spannung moduliert werden kann, da so eine bessere Signalverarbeitung durch einen Prozessor möglich ist.LEDs are advantageously used which emit in the range from 200 to 970 nm, since the dyes to be used absorb here. It is advantageous that the LED voltage can be modulated, since this enables better signal processing by a processor.
Die LED können an LWL optisch gekoppelt sein, die das Beleuchtungslicht in der Anlage leiten.The LEDs can be optically coupled to fiber optics, which guide the illuminating light in the system.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, einen Lichtverteiler einzusetzen, der Licht einer Lichtquelle aufteilt und so die Verwendung nur einer Lichtquelle für verschiedene Lichtauslässe ermöglicht, wodurch die Ansteuerung meherere Lampen, deren Wartung etc. Entfällt bzw. nur auf eine einzige llchtquelle beschränkt werden kann.In a special embodiment of the invention, it is also possible to use a light distributor which distributes light from a light source and thus enables the use of only one light source for different light outlets, as a result of which control of several lamps, their maintenance etc. is omitted or only to a single light source can be limited.
Es kann günstig sein, daß falls die Rißprüfanlage einen Prozessor bspw. zur Steuerung der Einrichtungen zur optischen Bildverarbeitung aufweist, dieser auch die LED- Energieversorgung steuertIt can be favorable that if the crack detection system has a processor, for example for controlling the devices for optical image processing, this processor also controls the LED energy supply
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, auf das sie aber keineswegs eingeschränkt ist, sowie anhand der begleitenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment, to which it is by no means restricted, and on the basis of the accompanying drawing. It shows
Fig. 1 a schematisch den Ablauf eines Rißprüfverfahrens;1 a shows schematically the sequence of a crack test method;
Fig. 1 b eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rißprüfanlage zurFig. 1 b shows a first embodiment of a crack testing system according to the invention
Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1a; undExecution of the method according to Fig. 1a; and
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rißprüfanlage für das Magnetpulververfahren.Fig. 2 shows a second embodiment of a crack testing system according to the invention for the magnetic powder method.
Erstes Ausführungsbeispiel - Rißprüfanlage nach dem FarbeindringverfahrenFirst embodiment - crack testing system using the dye penetration method
Beim Rißprüfverfahren nach der Farbeindringmethode wird - wie in Fig. 1a gezeigt - ein - meist nicht ferritisches - Prüfteil, bspw. ein Aluminium- oder Magnesiumteil aber auch ein Keramikteil, gereinigt, ggf. gebeizt und getrocknet und sodann mit dem Prüfmittel - auch als Farbeindringmittel bezeichnet - behandelt. Das überschüssige Farbeindringmittel wird nach einem bestimmten Zeitraum abgenommen, das Werkstück zwischengereinigt und sodann mit einer Entwicklerlösung behandelt. Nach der Entwicklungszeit wird das Werkstück ggf. getrocknet und inspiziert und eine Aussage über die Fehlerhaftigkeit des Werkstückes getroffen, die ggf. auch dokumentiert wird.In the crack test method according to the dye penetration method, a - usually non-ferritic - test part, e.g. an aluminum or magnesium part but also a ceramic part, is cleaned, if necessary pickled and dried and then with the test agent - also as a dye penetrant - as shown in Fig. 1a designated - treated. The excess dye penetrant is removed after a certain period of time, the workpiece is cleaned and then treated with a developer solution. After If necessary, the workpiece is dried and inspected during development and a statement is made about the defectiveness of the workpiece, which is also documented if necessary.
Dabei wird - wie in Fig. 1 b gezeigt - ein entwickeltes Werkstück 10 als Prüfling in eine Prüfstation geführt, in der durch Sprühdüsen 13 das Farbeindringmittel aus einem Farbeindringmitteltank 12 aufgebracht wird - dies ist lediglich beispielhaft dargestellt - tatsächlich durchläuft der Prüfling mehrere Stationen, in denen er mit Reinigungs- und Beizlösungen sowie Entwicklerlösungen und Farblösungen behandelt wird, die hier nicht dargestellt sind. .As shown in FIG. 1 b, a developed workpiece 10 is guided as a test object into a test station, in which the dye penetrant from a dye penetrant tank 12 is applied by spray nozzles 13 - this is only shown by way of example - the test object actually passes through several stations, in which he is treated with cleaning and pickling solutions as well as developer solutions and color solutions that are not shown here. .
Dort wird das Prüfmittel auf Funktionsfähigkeit überprüft und es kann ggf. Farbstoff od. dgl. in den Tank 12 nachdosiert werden, falls dies notwendig ist.There the test equipment is checked for functionality and if necessary dye or the like can be replenished into the tank 12 if this is necessary.
Aus einem Vorratsbehälter 12 wird über eine Zuführleitung mittels Sprüh-köpfen 13 Prüfflüssigkeit 13a, die der Markierung der Oberflächenfehler dient, zugeführt und über die Oberfläche des Werkstückes 10 zerstäubt. Die Prüfflüssigkeit verteilt sich nun auf dem Werkstück, wobei sich die Farbstoff-Partikel - wie als physikalisches Phänomen allgemein bekannt - durch die Oberflächenspannung an Rissen konzentrieren. An diesen Stellen findet sich dann eine erhöhte Partikelkonzentration. Die überflüssige Prüfflüssigkeit wird, bspw. durch Abwischen, entfernt. Anschließend wird der Prüfling mit einer Entwicklerflüssigkeit bearbeitet. Nach Verstreichen einer - experimentell für jede Prüfanordnung und Prüflinge zu bestimmenden Entwicklungszeit wird dann durch eine Lampe - hier eine LED 11 - die Oberfläche des Werkstücks 10 bestrahlt, dadurch der Kontrast der Prüfflüssigkeitspartikel erhöht und die im Bereich der Oberflächenrisse sich anreichernden Farbstoffpartikelchen beobachtet bzw. deren inhomogene Anordnung ausgewertet. Zur Funktionssicherheit der Anlage kann eine Selbstüberprüfungseinrichtung zur Kontrolle bzw. Selbstkontrolle zugehöriger Arbeitsparameter d. h. die Einhaltung der jeweiligen Betriebsgrößen innerhalb der vorgeschriebenen Werteintervalle vorgesehen sein, die dann, wenn die Meßwerte sich außerhalb eines erwünschten Meßwertbereiches befinden, innerhalb bestimmter Grenzen nachregeln kann, dadurch kann unnötige Materialverschwendung, wie sie durch vorzeitigen Ersatz des Markierungsmittels auftritt, vermieden werden. Dadurch erhöht sich die Standzeit der Prüfanlage beträchtlich, sie kann länger unterbrechungsfrei laufen und die damit zusammenhängenden Betriebskosten, als auch die für Material und Energie werden darausfolgend ebenfalls abgesenkt. Die Selbstüberprüfungseinrichtung ist hier an eine Dokumentationseinrichtung 30, einen Drucker, angeschlossen, in der sie Prüfprotokolle erstellt, anhand derer die Funktionsfähigkeit der Anlage nachgewiesen werden kann. Selbstverständlich ist die Dokumentationseinrichtung nicht auf Drucker beschränkt - es können stattdessen optische Datenträger, wie CD-Rom, gebrannt werden oder aber es kann eine Speicherung auf anderen magnetisch-optischen Trägern erfolgen, wie dies in der EP-A-0831321 beschrieben ist.Test liquid 13a, which serves to mark the surface defects, is supplied from a storage container 12 via a supply line by means of spray heads 13 and atomized over the surface of the workpiece 10. The test liquid is now distributed on the workpiece, whereby the dye particles - as is generally known as a physical phenomenon - concentrate on cracks due to the surface tension. An increased particle concentration is then found at these points. The unnecessary test liquid is removed, for example by wiping. The test specimen is then processed with a developer liquid. After a development time has elapsed - to be determined experimentally for each test arrangement and test specimen - the surface of the workpiece 10 is then irradiated by a lamp - here an LED 11 - thereby increasing the contrast of the test liquid particles and observing or observing the dye particles which accumulate in the area of the surface cracks inhomogeneous arrangement evaluated. For the functional reliability of the system, a self-checking device for checking or self-checking the associated working parameters, i.e. compliance with the respective operating parameters within the prescribed value intervals, can be provided, which can then readjust within certain limits if the measured values are outside a desired measured value range, as a result of which unnecessary waste of material can occur , as occurs due to premature replacement of the marking agent. This considerably increases the service life of the test system, it can run uninterrupted longer and the associated operating costs as well as those for material and energy are also reduced as a result. The self-checking device is connected here to a documentation device 30, a printer, in which it contains test reports created, which can be used to demonstrate the functionality of the system. Of course, the documentation device is not limited to printers - instead, optical data carriers, such as CD-Roms, can be burned or stored on other magnetic-optical carriers, as described in EP-A-0831321.
Die gegenständliche Erfassung und Ausgabe der Meßwerte der Meßeinheiten kann, wie einzeln für sich bekannt, wie folgt erfolgen: Die Überwachung der Funktionsfähigkeit der Meßeinheit 14 kann zusätzlich auch noch mit Hilfe eines Testkörpers ausgeführt werden, der einen Testriß aufweist, wie in der DE-A-3804054 beschrieben Bevorzugt ist die automatische Meßeinheit 17 für das Prüfmittel eine automatisierte "ASTM-Birne", wie in der EPA-0788598 beschrieben.The physical recording and output of the measured values of the measuring units can, as is known individually, take place as follows: The functionality of the measuring unit 14 can also be monitored with the aid of a test body which has a test crack, as in DE-A -3804054 The automatic measuring unit 17 for the test means is preferably an automated "ASTM bulb" as described in EPA-0788598.
Zweites Ausführungsbeispiel - Rißprüfanlage nach dem MagnetpulverfahrenSecond embodiment - crack test system using the magnetic pulse method
Bei einer automatischen Fehlererkennungsanlage für die Rißprüfung bei In-Prozeß- Kontrolle über Bildverarbeitung nach dem Magnetpulververfahren werden durch über Fluoreszenzanregungs-LED zur Fluoreszenz veranlaßte Bereiche höherer Konzentration fluoreszenzfähiger magnetisierbarer Partikel auf Werkstücken ermittelt; wobei diese: ein oder mehreren Bildaufnahmeeinheiten; eine Prüfmittel-Auftrageanlage und eine Bildverarbeitungseinheit, die zur Auswertung von mit den Bildaufnahmeeinheiten aufgenommenen Bildeinheiten durch Abtasten und Erkennen von helleren Bereichen und zur Ausgabe verschiedener Signale aufgrund der Auswertungslogik geeignet ist.In an automatic error detection system for crack testing in in-process control of image processing using the magnetic powder method, areas of higher concentration of fluorescent magnetizable particles on workpieces caused by fluorescence excitation LEDs are determined; these: one or more image acquisition units; a test equipment application system and an image processing unit which is suitable for evaluating image units recorded with the image acquisition units by scanning and recognizing lighter areas and for outputting various signals on the basis of the evaluation logic.
Automatisierte optische Fehlererkennung bei der Magnetpulver-prüfung in Produktionsanlagen, die ständig zu überprüfende Werkstücke herstellen, wie bspw. Stranggußanlagen, Drahtendenprüfungen oder dergleichen ist bekannt. Bilder von Werkstücken mit Fluoreszenzfarbstoffen werden bereits durch sogenannte optische Bilderkennung ausgewertet, wobei die durch das an sich bekannte Magnetpulverfahren sichtbar gemachten Fehler durch ein optisches Abtast- und Bilderkennungsverfahren erkannt und mit einer abgespeicherten Fehlerlogik verglichen werden.Automated optical error detection in magnetic particle testing in production plants that continuously manufacture workpieces to be checked, such as, for example, continuous casting plants, wire end tests or the like, is known. Images of workpieces with fluorescent dyes are already evaluated by so-called optical image recognition, the errors made visible by the magnetic pulse method known per se being recognized by an optical scanning and image recognition method and compared with a stored error logic.
Bei Prüflingen mit Kanten, Bohrungen etc. lagert sich Prüfmittel an Kanten ab. Das bedeutet, daß das Prüfen mit der Kamera, im Vergleich zur Anzeigenauswertung mit dem Auge, nur über Fensterbildung möglich ist. Es entfällt somit die durch den Menschen mögliche "ganzheitliche Betrachtung" des Prüflings und in der Regel wird über Fenster nur der sicherheitsrelevante Teil bewertet. Zur Minimierung der durch die gesetzten Prüffenster nicht geprüften Oberflächen ist eine sehr exakte Prüflingspositionierung vor der Kamera notwendig. Fertigungstoleranzen und Positionierungstoleranzen führen dazu, daß häufig bei Prüfmustern nur etwa 80 - 85 % der sicherheitsrelevanten Prüffläche geprüft werden kann.In the case of test objects with edges, bores, etc., test equipment is deposited on edges. This means that checking with the camera, compared to evaluating the display with the eye, is only possible through window formation. The "holistic view" of the test specimen, which is possible through human beings, is therefore no longer necessary Only the safety-relevant part is assessed via windows. In order to minimize the surfaces not tested by the test windows set, a very exact positioning of the test specimen in front of the camera is necessary. Manufacturing tolerances and positioning tolerances mean that often only about 80-85% of the safety-relevant test area can be tested for test samples.
Durch die Auswertung der Rissfehleranzeige mit Kameras werden Probleme der Rissgeometriezuordnung zur Anzeigenintensität und zur Raupengröße nicht gelöst. Die Kamera unterscheidet nur Helligkeitsunterschiede und deswegen sind alle Parameter, die die Helligkeit beeinflussen, in die Rissfehlerreproduzierbarkeit einzubeziehen.By evaluating the crack error display with cameras, problems of the crack geometry assignment to the display intensity and the bead size are not solved. The camera only distinguishes between differences in brightness and therefore all parameters that influence the brightness must be included in the crack error reproducibility.
Vorteilhafterweise können die Bildaufnahmeeinheiten Kameras, bevorzugt Videokameras, sein. Es können aber auch andere Erkennungseinrichtungen, wie bspw. Diodenfelder, Photomultiplieranordnungen etc. eingesetzt werden.The image recording units can advantageously be cameras, preferably video cameras. However, other detection devices, such as, for example, diode arrays, photomultiplier arrangements, etc., can also be used.
Bevorzugt erfolgt die optische Bildverarbeitung im System durch Setzen von Fenstern, Abtasten des Fensters durch die Bildauswerteeinheit sowie die Verarbeitung der daraus erhaltenen Daten in einem Rechner.The optical image processing in the system is preferably carried out by setting windows, scanning the window by the image evaluation unit and processing the data obtained therefrom in a computer.
Dabei ist es möglich daß über die Signale des Rechners die Anlage angehalten/abgestellt wird.It is possible that the system is stopped / switched off via the signals from the computer.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden Werkstücke bei dem automatischen Rißprüfverfahren zunächst in einer Beschichtungsanlage (Tauch- oder Sprühanlage, ggf. mit Ultraschallbehandlung) mit Rißprüfmittel behandelt. Rißprüfmittel ist üblicherweise eine Suspension eines magnetisierbaren, bev. ferromagnetischen fluoreszenzfähigen partikelförmigen Materials, in die das Werkstück getaucht wird oder die auf das Werkstück aufgesprüht wird.As can be seen from FIG. 2, workpieces in the automatic crack test method are first treated with crack test agent in a coating system (immersion or spray system, possibly with ultrasound treatment). Crack testing agent is usually a suspension of a magnetizable, bev. ferromagnetic fluorescent particulate material into which the workpiece is dipped or which is sprayed onto the workpiece.
Nach Aufbringen des Rißprüfmittels wird das Werkstück mit Strom beaufschlagt, wodurch sich ein Magnetfeld ausbildet, in dem sich die ferromagnetischen Partikel ausrichten. Aufgrund bekannter physikalischer Phänomene werden dabei an Spitzen und Kanten erhöhte Partikelkonzentrationen aufgefunden, die dazu führen, daß die Partikel sich nicht nur an den Kanten des Werkstücks, sondern auch an Rißkanten oder Spitzen/Graten von Fehlern im Werkstück, die auch als Kanten wirken ansammeln. Die so beschichteten Teile werden sodann durch ein LED bestrahlt, wobei die Bereiche erhöhter Partikelkonzentration heller durch Fluoreszenz erstrahlen, als die normalen Metallflächen.After the crack test agent has been applied, current is applied to the workpiece, which forms a magnetic field in which the ferromagnetic particles align. Due to known physical phenomena, increased particle concentrations are found at the tips and edges, which lead to the fact that the particles accumulate not only on the edges of the workpiece, but also on tear edges or tips / burrs of defects in the workpiece, which also act as edges. The parts coated in this way are then irradiated by an LED, the Areas of increased particle concentration shine more brightly from fluorescence than normal metal surfaces.
Die Fluoreszenzbilder werden durch eine optische Erkennung aufgenommen - entweder nach einem vorherbestimmten Muster abgetastet oder als Ganzes aufgenommen und das Bild anschließend ausgewertet.The fluorescence images are recorded by optical recognition - either scanned according to a predetermined pattern or recorded as a whole and the image is then evaluated.
Das Ergebnis dieser Bildaufzeichnung wird sodann in einen Rechner geleitet, der diese Aufzeichnung mit abgespeicherten Werten vergleicht und aufgrund eines Programms Meldungen über das Werkstück herausgibt, die zur Bewertung des Werkstücks führen können. Der Rechner erhält nun erfindungsgemäß auch Daten von der Überprüfungsanlage selbst, nämlich von einer Prüfmittelüberwachungsanlage über die Funktionsfähigkeit des Prüfmittels, von einer Beleuchtungsüberprüfung über die Funktion der Beleuchtung, bspw. der LED; von der Magnetisierungsstation über den Stromdurchgang und über das vom Werkstück aufgebaute Magnetfeld; von der Opt. Erkennung über dessen Funktion (ggf. Focus, Entfernung zum Meßobjekt, Funktionsfähigkeit der Kamera). Diese Signale können einzeln oder gemeinsam zu einem Protokoll verarbeitet werden, das ggf. als Prüfprotokoll auf einem Drucker oder einem anderen Medium, als Papier, ausgegeben werden kann. Durch dieses Prüfprotokoll ist jederzeit die Funktion der Anlage zu bestimmten Zeiten belegbar.The result of this image recording is then fed into a computer which compares this recording with stored values and, on the basis of a program, issues messages about the workpiece which can lead to the evaluation of the workpiece. According to the invention, the computer now also receives data from the inspection system itself, namely from a test equipment monitoring system about the functionality of the test equipment, from a lighting inspection about the function of the lighting, for example the LED; from the magnetization station via the current passage and the magnetic field built up by the workpiece; from the optical detection to its function (possibly focus, distance to the measurement object, functionality of the camera). These signals can be processed individually or together to form a report, which can possibly be output as a test report on a printer or another medium, other than paper. With this test report, the function of the system can be verified at certain times.
Die vom Rechner erstellten Signale können zu einer Werkstückzuführung gesendet werden, um die Werkstückzuführung anzuhalten oder die Anlage abzustellen. Es ist auch möglich, diese Signale speziell zum Nachregeln von Anlagenparametern zu verwenden, wie bspw. Einstellen des Focus der Bildaufnahmeeinrichtung oder der geometrischen Anordnung derselben; Nachliefern von neuem Rißprüfmittel, falls das alte verbraucht ist, Nachregeln des durch das Werkstück verlaufenden Stroms; etc.The signals generated by the computer can be sent to a workpiece feed to stop the workpiece feed or to shut down the system. It is also possible to use these signals specifically to readjust system parameters, such as adjusting the focus of the image recording device or the geometric arrangement thereof; Subsequent delivery of new crack detection agent, if the old one is used up, readjustment of the current through the workpiece; Etc.
Dadurch, daß nun erstmals eine Erfassung der Rißüberprüfungsanlage selbst erfolgt, arbeitet diese zuverlässiger und präziser als bisher und die Reproduzierbarkeit der Meßwerte ist gewährleistet.Because the crack inspection system itself is now recorded for the first time, it works more reliably and precisely than before and the reproducibility of the measured values is ensured.
Eine ständige Kontrolle der Anlage kann auch (ggf. gleichzeitig) über auf Monitoren ausgegebene Überwachungsdaten, die von einer Bedienungsperson überwacht werden, die sodann Maßnahmen ergreifen kann, erfolgenA permanent control of the system can also (possibly simultaneously) take place via monitoring data output on monitors, which are monitored by an operator, who can then take measures
Dabei können verschiedene Überwachungsparameter ermittelt und an den Rechner übermittelt werden. So wird erfindungsgemäß eine Vereinfachung und Verbesserung gattungsgemäßOer Anlagen ermöglicht, wodurch ein verbessertes Anlagenverhalten ohne aufwendige externe Stromversorgungssteuerung der Lampen, teure elektronische Überwachung mit Lampensensoren und auch eine Verkleinerung von Anlagenabmessungen möglich ist.Various monitoring parameters can be determined and transmitted to the computer. Thus, according to the invention, a simplification and improvement of generic systems is made possible, which enables improved system behavior without complex external power supply control of the lamps, expensive electronic monitoring with lamp sensors and also a reduction in system dimensions.
Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert wurde, ist sie keineswegs auf diese beschränkt, sondern bezieht sich auch auf die dem Fachmann geläufigen Abwandlungen, wie sie durch den Schutzbereich der Ansprüche definiert sind. Although the invention was explained on the basis of preferred exemplary embodiments, it is in no way restricted to these, but also relates to the modifications familiar to the person skilled in the art, as defined by the scope of protection of the claims.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Rißprüfanlage nach dem Farbeindringverfahren oder für magnetische Rißprüfung, mit einer Belechtungseinrichtung, Prüfmittelaufbringeinrichtung und Auswertstation, gekennzeichnet durch lichtemittierende Dioden (LED) als Beleuchtungseinrichtungen.1. Crack testing system according to the dye penetration method or for magnetic crack testing, with a lighting device, test device application device and evaluation station, characterized by light-emitting diodes (LED) as lighting devices.
2. Rißprüfanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die LED im Bereich von 200 bis 970 nm emittieren.2. Crack testing system according to claim 1, characterized in that the LEDs emit in the range from 200 to 970 nm.
3. Rißprüfanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die LED- Spannung moduliert wird.3. Crack testing system according to claim 1 or 2, characterized in that the LED voltage is modulated.
4. Rißprüfanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die LED an LWL optisch gekoppelt sind, die das Beleuchtungslicht in der Anlage leiten.4. Crack test system according to one of the preceding claims, characterized in that the LEDs are optically coupled to fiber optics, which guide the illuminating light in the system.
5. Rißprüfanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Prozessor zur Steuerung der Einrichtungen zur optischen Bildverarbeitung aufweist, der auch die LED-Energieversorgung steuert. 5. Crack testing system according to one of the preceding claims, characterized in that it has a processor for controlling the devices for optical image processing, which also controls the LED energy supply.
GEÄNDERTE ANSPRUCHECHANGED CLAIMS
[beim Internationalen Büro am 18. üul i 2000 ( 18.07.00) eingegangen ; ursprüngl icher Anspruch 2 gestrichen ; ursprüngl icher Anspruch 1 geändert; ursprüngl iche Ansprüche 3-5 umnumeriert als Ansprüche 2-4 ; al le weiteren Ansprüche unverändert ( 1 Seite) ][Received at the International Office on July 18, 2000 (July 18, 2000); original claim 2 deleted; original claim 1 changed; originally claims 3-5 renumbered claims 2-4; al le further claims unchanged (1 page)]
1. Rißprüfanlage nach dem Farbeindringverfahren oder für magnetische Rißprüfung, mit einer Belechtungseinrichtung, Prüfmittelaufbringeinrichtung und Auswertstation, gekennzeichnet durch lichtemittierende Dioden (LED) als Beleuchtungseinrichtungen, die im Bereich von 200 bis 520 nm emittieren.1. Crack testing system according to the dye penetration method or for magnetic crack testing, with a lighting device, test device application device and evaluation station, characterized by light-emitting diodes (LED) as lighting devices which emit in the range from 200 to 520 nm.
2. Rißprüfanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Spannung moduliert wird.2. Crack testing system according to claim 1, characterized in that the LED voltage is modulated.
3. Rißprüfanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die LED an LWL optisch gekoppelt sind, die das Beleuchtungslicht in der Anlage leiten.3. Crack testing system according to one of the preceding claims, characterized in that the LEDs are optically coupled to fiber optics, which guide the illuminating light in the system.
4. Rißprüfaniage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Prozessor zur Steuerung der Einrichtungen zur optischen Bildverarbeitung aufweist, der auch die LED-Energieversorgung steuert. 4. Rißprüfaniage according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a processor for controlling the devices for optical image processing, which also controls the LED power supply.
IN ARTIKEL 19 GENANNTE ERKLÄRUNGDECLARATION REFERRED TO IN ARTICLE 19
Zu den im Recherchenbericht ermittelten, mit „X" klassifizierten Dokumenten:Regarding the documents identified in the search report and classified with "X":
Die US 5554 318 A (KIPPER JUERGEN DR et al.) wird als nächstliegender Stand der Technik betrachtet, da sie bereits halbleitende Dioden bzw. Halbleiterlaser als Lichtquellen für die Rißprüfung erwägt. Gegenüber diesem Stand der Technik ist der neue Anspruch 1 nun abgegrenzt worden, da er sich nun auf einen Wellenlängenbereich bezieht, der in dieser Druckschrift als unbrauchbar weggelassen wurde (s. Sp. 8, Z. 60 - 68). Demzufolge wurde dem Fachmann aus dieser Entgegenhaltung keinerlei Anregung gegeben, Dioden mit derartig kurzen Wellenlängen zur Anregung in einer Rißprüfanlage zu verwenden - er wurde geradezu davon weggeleitet, denn er mußte aufgrund der Lehre dieser Druckschrift davon ausgehen, daß mit anderen Wellenlängen keine Anregung möglich ist.US 5554 318 A (KIPPER JUERGEN DR et al.) Is considered to be the closest prior art, since it is already considering semiconducting diodes or semiconductor lasers as light sources for crack testing. Compared to this prior art, the new claim 1 has now been delimited, since it now relates to a wavelength range which has been omitted in this document as unusable (see column 8, lines 60-68). Accordingly, the expert did not give any suggestion from this citation to use diodes with such short wavelengths for excitation in a crack test system - he was almost led away from it, because based on the teaching of this document he had to assume that no excitation is possible with other wavelengths.
Gerade durch die kurzwellige Anregung können nun andere Farbstoffe angeregt werden, wobei Störlichtquellen, die meist in einem erheblich längerwelligen Bereich emittieren, nicht zu Fehlanzeigen führen können. Bekanntlich ist das kurzwellige Spektrum herkömmlicher Lampen nach einiger Brenndauer praktisch nicht mehr vorhanden, sodaß durch diese Lampen keine Störstrahlung emittiert wird. Durch die kurzwellige Anregungswellenlänge kann somit eine erheblich bessere Spezifität der Anregung sichergestellt werden, als bisher möglich, da der bekannte Anregungs-Wellenlängenbereich im Sichtbaren liegt und somit durch Tageslicht und Lampen mit einem Emissionsspektrum, das praktisch im Tageslichtbereich verläuft, gestört wird. Durch die erfindungsgemäße Auswahl des Wellenlängenbereichs ist es nun möglich, spezifischer Farbstoffe anzuregen, als beim Stand der Technik möglich.The short-wave excitation in particular can now be used to excite other dyes, and stray light sources, which usually emit in a considerably longer-wave region, cannot lead to false indications. As is known, the short-wave spectrum of conventional lamps is practically no longer available after some burning time, so that no interference radiation is emitted by these lamps. The short-wave excitation wavelength can thus ensure a considerably better specificity of the excitation than has been possible hitherto, since the known excitation wavelength range is in the visible range and is therefore disturbed by daylight and lamps with an emission spectrum that practically runs in the daylight range. By selecting the wavelength range according to the invention, it is now possible to excite specific dyes than is possible in the prior art.
Die DE-A-24 17 232 betrifft allgemein Rißprüfeinrichtungen - aber nicht mit LED: Dadurch, daß nun erfindungsgemäß LEDs eingesetzt werden, ist eine erhebliche Verkleinerung und speziell in der Ausführungsform mit Lichtwellenleitern, die eine Beleuchtung von bisher mit normalen Lampen bzw. LEDs unzugänglichen Stellen ermöglichen, durchführbar.DE-A-24 17 232 relates generally to crack testing devices - but not with LEDs: the fact that LEDs are now used according to the invention is a considerable reduction, and in particular in the embodiment with optical waveguides, which are previously inaccessible with normal lamps or LEDs Make jobs feasible.
US 5 115 136 (OLYMPUS) beschreibt über Lichtwellenleiter gekoppelte Endoskope, die Rißprüfmittel-Fluoreszenz beobachten können -allerdings nur mittels herkömmlicher Anregung - nicht im kurzwelligen UV-Bereich, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen.US Pat. No. 5,115,136 (OLYMPUS) describes endoscopes which are coupled via optical waveguides and which can observe crack test agent fluorescence — but only by means of conventional excitation — not in the short-wave UV range, as proposed according to the invention.
Die EP 0831 321 (TIEDE) bezieht sich allgemein auf Rißprüfanlagen - gibt aber keinen Hinweis auf spezielle LEDs im erfindungsgemäßen Wellenlängenbereich. Auch eine Kombination der aufgefundenen Druckschriften führt nicht zur Erfindung, da der Fachmann aufgrund der US 5,553,318, die als einzige Leuchtdioden als Lichtquellen vorschlägt, davon ausgeht, daß der dort genannte Wellenlängenbereich als einziger geeignet sei und keinerlei Anlaß dazu hat, einen anderen Bereich anzuwenden. EP 0831 321 (TIEDE) relates generally to crack detection systems - but does not give any indication of special LEDs in the wavelength range according to the invention. Even a combination of the found documents does not lead to the invention, since the person skilled in the art, on the basis of US 5,553,318, which is the only one to propose light-emitting diodes as light sources, assumes that the wavelength range mentioned there is the only one that is suitable and has no reason to use any other range.
EP00908989A 1999-02-08 2000-02-04 Crack detecting arrangement which is especially used after the dye-penetration method or magnetic method Withdrawn EP1082605A1 (en)

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