ES2567577T3 - Procedimiento para la corrección de la influencia de líneas de transmisión de señal sobre cambios del tiempo de tránsito de señal en mediciones por ultrasonidos - Google Patents

Procedimiento para la corrección de la influencia de líneas de transmisión de señal sobre cambios del tiempo de tránsito de señal en mediciones por ultrasonidos Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la corrección de la influencia de líneas de transmisión de señal (15) y aparatos electrónicos de medición (9) en los cambios de tiempos de tránsito t de impulsos de ultrasonidos (7) en mediciones de fuerza de pre-tensión o mediciones de fuerzas tensoras en una pieza constructiva de unión (1) mediante ondas de ultrasonidos, registrándose para la determinación de partes parasitarias de tiempo de tránsito, que son causadas por el aparato electrónico de medición (9) y/o la línea de transmisión de señal (15), el tiempo de tránsito de una señal eléctrica reflejada en un extremo alejado del aparato de medición de la línea de transmisión de señal (15) y empleándose para la corrección de tiempos de tránsito de ultrasonidos observados a través de la pieza constructiva de unión (1), estando conectada la pieza constructiva de unión (1) al extremo alejado del aparato de medición de la línea de transmisión de señal (15) a través de un transductor de ultrasonidos (5), caracterizado por que a partir del tiempo de tránsito registrado de la señal eléctrica en la línea de transmisión de señal (15) y el tiempo de tránsito observado que se compone, después de la generación de la señal eléctrica, de tiempos de propagación a través de componentes electrónicos, tiempos de propagación en la línea de transmisión de señal (15), tiempos de propagación t del camino de sonido (6) después de la conversión de una señal eléctrica en una acústica hasta la reconversión de la señal acústica en una señal eléctrica, tiempos de tránsito de vuelta a través de la línea de transmisión de señal (15) y a través de los componentes electrónicos hasta la digitalización en un registrador de fenómenos transitorios (12) se forma una diferencia y, durante la formación de la diferencia, se corrigen desviaciones del punto cero de la base temporal empleada en la medición del momento de la señal de excitación para sincronizar el punto cero con la base temporal empleada, conectándose para la calibración y/o el reajuste o la corrección de un control de evolución del tiempo en el aparato electrónico de medición (9) y/o en el registrador de fenómenos transitorios (12) un miembro de tiempo de tránsito definido con un tiempo de tránsito conocido temporalmente de forma manual o a través de conmutadores que se pueden accionar eléctrica o electrónicamente en el extremo de la línea de transmisión de señal (15) o incluyéndose en o dentro del aparato electrónico de medición (9) delante de la línea de transmisión de señal (15) o entre partes de la línea de transmisión de señal (15) de forma conmutable manual, eléctrica o electrónicamente, siendo el miembro definido de tiempo de tránsito en particular una línea definida de transmisión de señal con un tiempo de tránsito conocido.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la correccion de la influencia de lmeas de transmision de senal sobre cambios del tiempo de transito de senal en mediciones por ultrasonidos
Campo tecnico
La determinacion de la fuerza tensora de piezas constructivas de union tal como, por ejemplo, la fuerza de pre-tension de tornillos o pernos, se puede realizar a traves de un procedimiento de medicion por ultrasonidos, para lo que, en general, un aparato de medicion por ultrasonidos se une a traves de una linea de transmision de senal con un transductor de ultrasonidos colocado en la pieza constructiva de union. El acoplamiento de las ondas de ultrasonidos en la pieza constructiva de union que se debe comprobar se realiza, por ejemplo, a traves de una excitacion por impulsos. Despues del acoplamiento de la senal de ultrasonidos en la pieza constructiva que se debe comprobar se mide el tiempo de transito de senal de determinados ecos de impulsos de ultrasonidos del impulso de ultrasonidos acoplado previamente en la pieza constructiva de union. El cambio del tiempo de transito de senal se usa para la determinacion de la fuerza de pre-tension.
Estado de la tecnica
En los procedimientos ya aplicados actualmente se emplea en general un generador de impulsos, asi, por ejemplo, un generador arbitrario programable (arbitrary function generator), que presenta una pieza de amplificador de potencia, para la generation de senales controlables de forma digital. Por norma general se emplea para el registro de la senal un registrador de fenomenos transitorios incluyendo un amplificador de potencia. Los demas componentes de un sistema de este tipo de medicion por ultrasonidos son un ordenador que, aparte del control, se emplea tambien para el registro de datos y para la evaluation esta provisto de un software correspondiente.
Por el documento DE 42 24 035 A1 asi como el documento DE 42 32 254 A1 es conocido un procedimiento de comprobacion por ultrasonidos. De acuerdo con este procedimiento, para el control de un conversor de ultrasonidos dispuesto en un tramo de transmision esta prevista una senal de compresion de impulsos x(t) modulada en frecuencia, cuya frecuencia momentanea f no se modula de forma lineal con el tiempo t. La evolution en el tiempo f(t) de la frecuencia momentanea f de la senal de compresion de impulsos x(t) modulada en frecuencia en la funcion de transmision H(f) esta adaptada al tramo predefinido de transmision. El cambio en el tiempo de la frecuencia momentanea f de la senal de compresion de impulsos x(t) modulada en frecuencia esta correlacionado de tal manera con el valor perteneciente a esta frecuencia f de la funcion de transmision H(f) del tramo de transmision, que con frecuencias f con un menor valor correspondiente de la funcion de transmision H(f), la velocidad del cambio de la frecuencia es menor que en frecuencias f con un valor correspondiente alto de la funcion de transmision H(f). Para el control del conversor de ultrasonidos sirve una senal de compresion de impulsos x'(t) rectangular. Ademas se propone un equipo para la comprobacion por ultrasonidos con un generador de senal para el control de un conversor de ultrasonidos con una senal de compresion de impulsos x(t) modulada en frecuencia, cuya frecuencia momentanea f no depende de forma lineal del tiempo, asi como un filtro de compresion de impulsos para la conversion de la senal de compresion de impulsos y(t) recibida por este u otro conversor de ultrasonidos en una senal de reception z(t) corta.
Por el documento EP 0 441 145 A2 es conocida una pieza constructiva indicadora de carga que presenta un vastago con al menos una muesca as^ como un conversor de ultrasonidos. A este respecto, el conversor de ultrasonidos esta alineado con respecto a la al menos una muesca. La carga de la pieza constructiva se genera mediante una medicion del tiempo de transito de una senal de ultrasonidos que se genera mediante el conversor de ultrasonidos y se refleja en una superficie de la pieza constructiva. A este respecto se puede formar una diferencia de tiempos de transito de senales que se han reflejado en distintas muescas para hacer que la medicion sea independiente de la electronica o del cable usado.
En los procedimientos conocidos es desventajosa la circunstancia de que los cambios en el tiempo de transito observado del eco del impulso de ultrasonidos pueden ser causados no solo por el cambio que se va a observar en el tiempo de transito de la senal de ultrasonidos, sino tambien por cambios en el tiempo de transito en las lineas de transmision de senal y en el aparato electronico de medicion por ultrasonidos. Aparte de las influencias conocidas de humedad y temperatura, estos cambios pueden ser causados tambien por una sustitucion del cable de medicion o la sustitucion del aparato electronico de medicion o partes del mismo, por ejemplo, por diferencias debidas al tipo de construction.
Los cambios causados por ello en el tiempo de transito del eco del impulso de ultrasonidos, cuando no se tienen en cuenta, conducen a errores en la determinacion del tiempo de transito del eco del impulso de ultrasonidos. Esto es desventajoso en particular cuando se deben observar de forma fiable ligeros cambios, tal como pueden aparecer, por ejemplo, por una colocation lenta de una union de tornillo, o cuando se debe comprobar de nuevo una union de tornillo o perno despues de cierto tiempo.
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Representacion de la invention
Para el establecimiento de la fuerza de pre-tension de piezas constructivas de union tales como, por ejemplo, tomillos, se mide el tiempo de transito de ultrasonidos de la senal de ultrasonidos en el estado no atornillado del tornillo y, a continuation, se almacena en un ordenador. Esto sirve como valor de referencia. Para el establecimiento de la fuerza de pre-tension se recurre a la diferencia en el tiempo de transito de un impulso de ultrasonidos que se ha enviado por un tornillo en el estado atornillado. A partir de la diferencia de los tiempos de transito de las dos senales de ultrasonido se calcula la fuerza de pre-tension del tornillo. Visto fisicamente se mide solo el tiempo de transito de ultrasonidos de una senal de ultrasonidos en el tornillo. Desde el punto de vista de la tecnica de medicion se tiene que tener en cuenta el tiempo de transito de senal dentro de una linea de transmision de senal y/o de un adaptador unido a esto asi como el tiempo de transito de senal dentro de un aparato electronico de medicion. Cuando esto no se corrige o no se tiene en cuenta, existe una limitation en relation con las longitudes que se deben emplear de las lineas de transmision de senal asi como la selection de la herramienta de apriete o del adaptador asi como en relacion con las tolerancias de las piezas constructivas.
El procedimiento propuesto de acuerdo con la invencion permite la integration de la tecnica de medicion en el consumidor final, de tal manera que el mismo puede trabajar con diferentes longitudes de cable y adaptadores sin causar una complejidad logistica en relacion con la compensation de la tecnica de medicion empleada. Con el procedimiento propuesto de acuerdo con la invencion se pueden medir, directamente, los tiempos de transito de ultrasonidos reales de senales de ultrasonidos en una pieza constructiva de union configurada como tornillo sin que influencias perturbadoras falseen el resultado de la medicion.
Siguiendo el procedimiento propuesto de acuerdo con la invencion para la correction de la influencia de lineas de transmision de senal sobre cambios del tiempo de transito de senales de ultrasonidos, por ejemplo, para la medicion de fuerzas tensoras en piezas constructivas de union, tales como tornillos o pernos, se aprovecha, para la determination del tiempo de transito del cable existente en el momento de la medicion de la fuerza tensora y de los tiempos de transito en el aparato electronico de medicion, la reflexion de una senal de excitation electrica en el extremo del cable alejado partiendo del aparato electronico de medicion (en el punto de conexion para un transductor de ultrasonidos). En un extremo de una linea de transmision de senal se refleja una senal electrica parcial o completamente, dado el caso con inversion de signo, cuando la impedancia del componente conectado a este extremo de cable se aparta de la impedancia del cable. Por impedancia del componente conectado al extremo del cable se entiende tambien la impedancia en el extremo del cable cuando alli no esta conectado ningun componente y, por lo tanto, se trata de un extremo de cable abierto. La impedancia del cable en si se encuentra, en relacion con cables coaxiales, normalmente en el intervalo entre 50 ohmios y 75 ohmios. Mediante el registro con resolution temporal de la senal electrica reflejada (por ejemplo, impulso), lo que se puede realizar, por ejemplo, con ayuda de un registrador de fenomenos transitorios, en relacion con el punto cero de la base temporal sincronizada con la generation de impulsos (por ejemplo, activada de forma sincronica a la excitacion), empleada en la medicion con resolucion temporal, que se aprovecha correspondientemente tambien para observar las senales de ultrasonidos, se determina el tiempo de transito de la senal electrica reflejada en el extremo del cable que se ha definido anteriormente en la linea de transmision de senal y/o en el aparato electronico de medicion, incluyendo una posible divergencia del punto cero de la base temporal empleada del momento de la senal de excitacion. Gracias al registro de la correspondiente senal, lo que se pueda realizar, por ejemplo, por via electronica, y a la determinacion del tiempo de transito de la senal reflejada en el extremo del cable, se determina el tiempo de transito momentaneo hasta el transductor que se puede conectar directamente en este punto o que se puede conectar justo delante o justo detras. En el caso de este punto se trata del extremo de la linea de transmision de senal con un adaptador. En el adaptador se transmite a traves de una clavija de medicion, que se aplica sobre el transductor, la senal de ultrasonidos. Sin embargo, en la comprobacion del tiempo de transito de la senal electrica, la clavija de medicion no debe tener ningun contacto con el transductor que, por norma general, esta aplicado sobre el lado superior del tornillo que se va a medir o de una pieza constructiva de union similar. La comprobacion del tiempo de transito de la senal electrica se puede realizar, por ejemplo, de la forma mas sencilla cuando una clavija de medicion durante el cambio del punto de medicion no tiene ningun contacto con el transductor de ultrasonidos. Con la adaptation erronea considerable la mayoria de las veces presente del transductor se puede llevar a cabo la medicion tambien con la senal electronica reflejada parcialmente a causa de la adaptacion erronea en la sujecion de contacto. El tiempo de transito establecido a partir de la reflexion del cable incluye tanto la influencia del aparato electronico de medicion como la influencia de la linea de transmision de senal tal como, por ejemplo, de un cable coaxial en si. El tiempo de transito de senal establecida incluye, en forma de una suma, ambos tiempos de transito, tanto la influencia del aparato electronico de medicion por ultrasonidos como la del cable. El tiempo de transito de la reflexion del cable se resta durante la determinacion del tiempo de transito del eco del impulso de ultrasonidos de su tiempo de transito, de tal manera que se puede establecer el tiempo de transito del eco del impulso de ultrasonidos en solitario sin magnitudes influyentes perturbadoras que se originan por tiempos de transito de aparato y cable variables o cambiantes. Ademas, las desviaciones del punto cero de la base temporal empleada en la medicion del momento de la senal de excitacion (por ejemplo, en relacion con su comienzo) se corrigen mediante la resta.
Para que durante la detection dentro del aparato electronico de medicion por ultrasonidos durante la medicion la senal de impulso de ultrasonidos (senal de excitacion) y el eco del impulso de ultrasonidos (senal de deteccion) no se superpongan, se puede emplear un circulador o un reflectometro disponible en el mercado. Como alternativa,
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dependiendo del intervalo de frecuencias empleado de la senal de ultrasonidos se puede emplear una lmea de transmision de senal de, al menos, una longitud suficiente. Para un impulso corto de ultrasonidos con una frecuencia media de, por ejemplo, 1 MHz, esto seria al menos el tiempo de transito correspondiente aproximadamente al ancho del impulso (1 ^s) y, por tanto, ya que se lleva a cabo una medicion de la reflexion, un cable con un tiempo de propagation en una direction de 0,5 ^s. La longitud de la linea de transmision de senal se debe considerar justo como suficiente cuando el recorrido de transito para una propagacion en la linea de transmision de senal (es decir, en el cable de union del aparato electronico de medicion al transductor de ultrasonidos) se corresponde justo con la mitad de la duration de la senal de excitation, ya que la linea de transmision de senal durante las mediciones con reflexion es atravesada dos veces.
Dibujo
Mediante el dibujo se describe a continuation detalladamente el procedimiento propuesto de acuerdo con la invention.
La unica figura muestra un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento propuesto de acuerdo con la invencion para la correction de la influencia de lineas de transmision de senal en la determination de cambios del tiempo de transito en el acoplamiento de senales de ultrasonidos en una pieza constructiva de union tal como, por ejemplo, un tornillo.
Variantes de realization
De la representation de acuerdo con la Figura 1 se pueden obtener, de forma reproducida esquematicamente, los componentes de un sistema de medicion por ultrasonidos para el registro del tiempo de transito de senal de un impulso de ultrasonidos a traves de una pieza constructiva de union configurada como tornillo.
A continuacion se describe un procedimiento de medicion por ultrasonidos para la medicion de la fuerza de pre-tension de una pieza constructiva de union configurada como tornillo. Por fuerza de pre-tension del tornillo se entiende la fuerza con la que el tornillo une entre si las piezas constructivas de union.
En la representacion de acuerdo con la Figura 1, una pieza constructiva de union esta configurada como tornillo. La pieza constructiva de union 1 comprende una cabeza de tornillo 2 y un vastago 3. Por debajo del vastago 3 se extiende una parte roscada 4 que puede estar enroscada en una rosca complementaria a esto de una pieza constructiva o en la que puede estar enroscada una tuerca de tornillo. Por encima de la cabeza de tornillo 2 se encuentra un transductor de ultrasonidos 5 para un impulso de ultrasonidos 7 que se debe acoplar en la pieza constructiva de union 1, denominado tambien transductor. El impulso de ultrasonidos 7 acoplado en el transductor de ultrasonidos 5 en la pieza constructiva de union 1 tiene su recorrido a lo largo de un camino de transito 6 a traves de la pieza constructiva de union 1 y sale de nuevo en el transductor de ultrasonidos 5 para el impulso de ultrasonidos 7 de la pieza constructiva de union 1 como eco de impulso de ultrasonidos electrico 8. Con t se indica el tiempo que transcurre entre la entrada del impulso de ultrasonidos 7 en la pieza constructiva de union 1 y la salida del eco del impulso de ultrasonidos 8 de la pieza constructiva de union 1, es decir, el tiempo de transito de la senal de ultrasonidos.
Para el acoplamiento del impulso de ultrasonidos 7 y para el desacoplamiento del eco del impulso de ultrasonidos electrico 8 en o de la pieza constructiva de union se extiende una linea de transmision de senal 15, que puede estar realizada como cable coaxial, con una impedancia inherente a la linea de transmision de senal 15 entre el transductor de ultrasonidos 5 y un aparato de medicion por ultrasonidos 9. El aparato de medicion por ultrasonidos 9 esta unido con un ordenador 14, en cuyo caso se puede tratar, por ejemplo, de un PC. Ademas, el aparato de medicion por ultrasonidos 9 esta unido con un generador de impulsos 10 (arbitrary function generator, generador arbitrario), que puede presentar un primer amplificador de potencia 11. A traves del generador de impulsos 10 con el primer amplificador de potencia 11 se generan los impulsos de ultrasonidos 7 con intercalation de un transductor de ultrasonidos 5. Para el registro de la senal del transductor de ultrasonidos 5 del eco de impulso de ultrasonidos electrico 8 desacoplado de la pieza constructiva de union 1 sirve un registrador de fenomenos transitorios 12 que puede comprender un amplificador de potencia 13.
Por motivo de la completitud se menciona que en el ordenador 14, en cuyo caso se puede tratar de un PC, esta implementado un software que se puede emplear para el registro de datos y la evaluation de los datos y para el control, por ejemplo, del indice de repetition de las senales de ultrasonidos.
Para la determinacion del tiempo de transito existente en el momento de la medicion de la fuerza tensora de la linea de transmision de senal 15 y de los tiempos de transito de las senales de ultrasonidos a traves del aparato electronico de medicion 9 se emplea la reflexion de una senal electrica de excitacion en el extremo (en el transductor de ultrasonidos 5) de la linea de transmision de senal 15. La misma se refleja en un extremo de cable parcial o completamente y, dado el caso, con inversion de signo, cuando la impedancia del componente conectado al extremo del cable de la linea de transmision de senal 15 (por ejemplo, transductor de ultrasonidos 5) difiere de la impedancia de la linea de transmision de senal 15 en si. De nuevo se senala que por impedancia del componente conectado al
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extremo del cable de la lmea de transmision de senal 15 se entiende tambien un extremo de cable abierto, es decir, la ausencia de un componente conectado. Mediante el registro de la senal electrica y la determinacion del tiempo de transito de la senal reflejada en el extremo de la linea de transmision de senal 15 se determina el tiempo de transito hasta un transductor de ultrasonidos 5 que se puede conectar en este punto directamente (sin mas tiempo de transito sustancial) o que se puede conectar justo delante o justo detras.
El tiempo de transito establecido a partir de la reflexion de la senal electrica dentro de la linea de transmision de senal 15 incluye tanto la influencia del aparato electronico de medicion por ultrasonidos 9 sobre el tiempo de transito como la influencia de la linea de transmision de senal 15 sobre el tiempo de transito de la senal electrica. El tiempo de transito de la reflexion de la senal electrica dentro de la linea de transmision de senal 15 se resta en la determinacion del tiempo de transito de senal del eco del impulso de ultrasonidos electrico 8 del tiempo de transito correspondiente al mismo, de tal manera que el tiempo de transito de la senal de ultrasonidos a traves de la pieza constructiva de union 1 esta presente en solitario, sin la influencia perturbadora de tiempos de transito variables o cambiantes de las senales electricas en el aparato de medicion por ultrasonidos 9 y/o en la linea de transmision de senal 15.
Para evitar una superposicion, que se ajusta durante la deteccion en el aparato electronico de medicion por ultrasonidos, del impulso de ultrasonidos 7 (senal de excitacion) y del eco de impulso de ultrasonidos 8 (senal de deteccion) pueden emplearse un circulador o un reflectometro disponible en el mercado o un conmutador que se puede activar electronica o electricamente, pudiendo estar configurado el conmutador electronico en particular como componente semiconductor.
Como alternativa, dependiendo del intervalo de frecuencias empleado se puede emplear una linea de transmision de senal 15 de una longitud adecuada al menos suficiente. Se da una longitud al menos suficiente de la linea de transmision de senal 15 durante el empleo de una excitacion por impulsos cuando el doble del tiempo de transito sencillo, es decir, el tiempo de transito para un transito de ida y de vuelta de la senal en la linea de transmision de senal 15 se corresponde con la duracion del impulso, ya que en este caso no puede existir ningun solapamiento en el tiempo de la excitacion por impulsos con la senal de la reflexion en el extremo del cable o en el conector para el transductor de ultrasonidos 5. Para que durante la deteccion en el aparato electronico de medicion por ultrasonidos 9 durante la medicion no se superpongan la senal de excitacion y de deteccion, se puede emplear un circulador en si conocido o un reflectometro en si conocido. Como alternativa, dependiendo del intervalo de frecuencias empleado de la senal de ultrasonidos se puede emplear una linea de transmision de senal 15 de una longitud adecuada al menos suficiente con un tiempo de propagation, visto en una direction, de 0,5 ^s. A este respecto se supone, por ejemplo, un impulso de ultrasonidos alrededor de una frecuencia media de 1 MHz y un tiempo de transito correspondiente aproximadamente con el ancho del impulso (1 ^s). Ya que se mide en reflexion, se puede aprovechar una linea de transmision de senal 15 con un tiempo de propagacion sencillo de 0,5 ^s. En el caso de frecuencias medias distintas de 1 MHz se ajustan naturalmente otros tiempos de propagacion en la linea de transmision de senal 15. El empleo de una linea de transmision de senal 15 ha resultado, en comparacion con un circulador o un reflectometro, mas ventajoso, ya que es mas barata y destaca en relation con su funcionalidad ventajosamente del circulador o del reflectometro.
Ademas es posible determinar el tiempo de transito o la fase de la senal electrica o de la senal de ultrasonidos en la linea de transmision de senal 15 en solitario o con el aparato electronico de medicion por ultrasonidos 9 conectado dependiendo de la frecuencia. Para que durante la deteccion en el aparato electronico de medicion por ultrasonidos 9 durante la medicion la senal de excitacion y de deteccion no se superpongan, se puede emplear un circulador en si conocido o un reflectometro en si conocido. Tambien en este caso dependiendo del intervalo de frecuencias empleado se puede emplear una linea de transmision de senal 15 de una longitud adecuada al menos suficiente. Si se supone un impulso corto alrededor de una frecuencia media de 1 MHz, resultaria al menos un tiempo de transito correspondiente aproximadamente al ancho del impulso (aproximadamente 1 ^s) y, por consiguiente, ya que se mide en reflexion, un cable con un tiempo de propagacion sencillo, es decir, una propagacion de la senal electrica en una direccion de aproximadamente 0,5 ^s. Preferentemente se emplea una linea de transmision de senal 15 que, en general, es mas ventajosa que un circulador o un reflectometro.
Ademas se puede determinar dependiendo de la frecuencia tambien el tiempo de transito o la fase asi como la amortiguacion de la linea de transmision de senal 15 en solitario o con el aparato electronico de medicion por ultrasonidos 9 conectado a la misma. Para la determinacion de la amortiguacion y de las respuestas de fase durante la transmision de senales se recurre en general a procedimientos que se basan en transformation de Fourier FFT o analisis de Fourier. Para esto se digitaliza un intervalo de la senal transmitida o de la respuesta de la senal en la que se encuentra, con una excitacion por impulsos, la senal de respuesta en relacion con la excitacion. Con metodos de la transformacion rapida de Fourier (FFT) se analiza la senal o la respuesta de senal de manera digital espectralmente en cuanto a frecuencias, reproduciendose como resultado la dependencia de la frecuencia de amplitud y fase. Este resultado se puede emplear adicionalmente tambien como information digital y representar la base de otras evaluaciones.
Ademas es importante que la transformada de Fourier de una funcion de Dirac (impulso delta) representa un espectro que presenta, a lo largo de todas las frecuencias, una amplitud constante (denominado tambien "espectro
blanco"). En el caso de la funcion de Dirac se trata de un impulso corto infinitesimal con una superficie normalizada en "1". Si la funcion de Dirac esta colocada en el punto temporal "0", entonces para una representacion de las partes de frecuencia como funciones de coseno, las fases de todos los componentes espectrales son cero.
5 A la inversa resulta, en el caso de un espectro con una amplitud constante y una fase 0, temporalmente una respuesta en forma de una funcion de Dirac, estando colocado el impulso temporalmente en 0. Si se emplean solo anchos de banda limitados, resulta un impulso ensanchado en el lugar de la funcion de Dirac, cuya anchura se da, normalmente, por la inversa del ancho de banda. Asi resultan en el caso de un ancho de banda de 1 Hz, por ejemplo, un ancho de impulso tipico de 1 segundo, con un 1 kHz resulta 1 ms, con un 1 MHz, correspondientemente, 10 un ^s, etc.
Lista de referencias
1 pieza constructiva de union
2 cabeza de tornillo
3 vastago
4 parte roscada
5 transductor de ultrasonidos
6 camino de sonido
7 impulso de ultrasonidos
t tiempo de transito de senal de ultrasonidos entre acoplamiento y desacoplamiento de la pieza constructiva
de union
8 eco de impulso de ultrasonidos
9 aparato electronico de medicion por ultrasonidos
10 generador de impulsos (generador de senal arbitrario)
11 amplificador de potencia
12 registrador de fenomenos transitorios
13 pre-amplificador
14 ordenador
15 linea de transmision de senal

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la correccion de la influencia de lmeas de transmision de senal (15) y aparatos electronicos de medicion (9) en los cambios de tiempos de transito t de impulsos de ultrasonidos (7) en mediciones de fuerza de pre-tension o mediciones de fuerzas tensoras en una pieza constructiva de union (1) mediante ondas de ultrasonidos, registrandose para la determinacion de partes parasitarias de tiempo de transito, que son causadas por el aparato electronico de medicion (9) y/o la linea de transmision de senal (15), el tiempo de transito de una senal electrica reflejada en un extremo alejado del aparato de medicion de la linea de transmision de senal (15) y empleandose para la correccion de tiempos de transito de ultrasonidos observados a traves de la pieza constructiva de union (1), estando conectada la pieza constructiva de union (1) al extremo alejado del aparato de medicion de la linea de transmision de senal (15) a traves de un transductor de ultrasonidos (5), caracterizado por que a partir del tiempo de transito registrado de la senal electrica en la linea de transmision de senal (15) y el tiempo de transito observado que se compone, despues de la generacion de la senal electrica, de tiempos de propagacion a traves de componentes electronicos, tiempos de propagacion en la linea de transmision de senal (15), tiempos de propagacion t del camino de sonido (6) despues de la conversion de una senal electrica en una acustica hasta la reconversion de la senal acustica en una senal electrica, tiempos de transito de vuelta a traves de la linea de transmision de senal (15) y a traves de los componentes electronicos hasta la digitalizacion en un registrador de fenomenos transitorios (12) se forma una diferencia y, durante la formacion de la diferencia, se corrigen desviaciones del punto cero de la base temporal empleada en la medicion del momento de la senal de excitacion para sincronizar el punto cero con la base temporal empleada, conectandose para la calibracion y/o el reajuste o la correccion de un control de evolucion del tiempo en el aparato electronico de medicion (9) y/o en el registrador de fenomenos transitorios (12) un miembro de tiempo de transito definido con un tiempo de transito conocido temporalmente de forma manual o a traves de conmutadores que se pueden accionar electrica o electronicamente en el extremo de la linea de transmision de senal (15) o incluyendose en o dentro del aparato electronico de medicion (9) delante de la linea de transmision de senal (15) o entre partes de la linea de transmision de senal (15) de forma conmutable manual, electrica o electronicamente, siendo el miembro definido de tiempo de transito en particular una linea definida de transmision de senal con un tiempo de transito conocido.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la dependencia de la frecuencia del tiempo de transito de senal medido para el reflejo desde el extremo de la linea de transmision de senal (15) se determina a traves de las respuestas de fase establecidas mediante una transformacion rapida de Fourier y en la al menos una senal de ultrasonidos medida con transformada de Fourier se realiza una correccion de la respuesta de fase mediante formacion de diferencia, despues de lo cual se puede llevar a cabo, dado el caso, una retrotransformacion.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la dependencia de la frecuencia de las amplitudes observadas para la senal reflejada del extremo alejado del aparato de medicion de la linea de transmision de senal (15) se determina mediante la transformacion rapida de Fourier y se determina con referencia a la transformada de Fourier de la senal emitida, que esta predefinida digitalmente, un debilitamiento o una amplificacion dependientes de la frecuencia para la senal reflejada del extremo de la linea de transmision de senal (15), que se emplea para la correccion de la dependencia de la frecuencia de las amplitudes mediante normalization en al menos una de las senales de ultrasonidos observadas, sometidas a transformacion de Fourier, despues de lo cual se puede llevar a cabo una retrotransformacion para la respectiva senal de ultrasonidos corregida.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que se aplican conjuntamente las etapas del procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2 y la reivindicacion 3.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que a partir del tamano y/o de la forma de la senal electrica reflejada en el extremo de la linea de transmision de senal (15) se deduce un transductor de ultrasonidos (5) conectado y, en caso de un transductor de ultrasonidos (5) no conectado, se lleva a cabo una medicion del tiempo de transito o una medicion de fase dependiente de la frecuencia y/o una medicion de amplitud dependiente de la frecuencia de las senales electricas para la reflexion en el extremo alejado del aparato de medicion de la linea de transmision de senal (15).
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el extremo alejado del aparato de medicion de la linea de transmision de senal (15) se puede conectar un conmutador controlado manual o electronica o electricamente, con el que se puede desacoplar el transductor de ultrasonidos (5) y se puede generar una conexion de alto ohmiaje (extremo abierto) o una conexion de bajo ohmiaje (extremo cortocircuitado) o una conexion con una impedancia definida.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que se generan impedancias ajustables en el extremo alejado del aparato de medicion de la linea de transmision de senal (15) mediante resistores controlables de forma manual, electrica o electronica o mediante componentes semiconductores integrados controlables electronicamente.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para la
    generacion de senal en el generador de senales arbitrario (10) se usa una senal que comprende dos senales o partes de senal diferentes y sucesivas,, para evitar superposiciones de senal suficientemente largas interrumpidas, de las cuales una se elige para la determinacion de los tiempos de transito en la linea de transmision de senal (15) y en el aparato electronico de medicion (9) de forma mas debil y/o mas corta y la otra para la determinacion del tiempo 5 de transito del eco de impulso de ultrasonidos electrico (8) para el camino de sonido (6) en la linea de transmision de senal (15) y en el aparato electronico de medicion (9) se elige con una mayor amplitud y/o con una mayor duracion.
  9. 9. Dispositivo para la realizacion del procedimiento de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende un aparato electronico de medicion por ultrasonidos (9), un equipo de generacion de senal, un equipo de 10 registro de senal, un ordenador (14), una linea de transmision de senal (15), estando unido el aparato de medicion
    por ultrasonidos (9) a traves de la linea de transmision de senal (15) a una pieza constructiva de union (1) que presenta un transductor de ultrasonidos (5) y estando preparado el ordenador (14) para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que una parte de la iinea de transmision de senal (15) tiene un recorrido de forma sustituible entre el aparato electronico de medicion por 15 ultrasonidos (9) y el transductor de ultrasonidos (5) o esta instalada de manera fija, realizandose la generacion de
    senal con un generador de senales arbitrario (10) y la deteccion de senal con un registrador de fenomenos transitorios (12) que digitaliza y estando contenido, en lugar de una parte de la linea de transmision de senal (15), en el aparato electronico de medicion por ultrasonidos (9) un miembro de tiempo de transito que trabaja analogicamente, que se puede conmutar de forma manual, electrica o electronica con un tiempo de transito 20 conocido.
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