ES2749724A1 - POSITIONING DEVICE OF SENSORS FOR THE INSPECTION OF ELEMENTS OF DIFFICULT ACCESS, AND PROCEDURE OF USE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo de posicionamiento de sensores para la inspección de elementos de difícil acceso, y procedimiento de utilización.Sensor positioning device for the inspection of elements of difficult access, and procedure of use.
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención tiene por objeto proporcionar una infraestructura y el procedimiento de utilización, al objeto de posicionar sensores comerciales para llevar a cabo la inspección de múltiples tipos de componentes internos de piezas en zonas de acceso limitado.The present invention has for its object to provide an infrastructure and the method of use, in order to position commercial sensors to carry out the inspection of multiple types of internal components of parts in areas of limited access.
La patente objeto de esta invención, tiene su campo de aplicación en el sector de la metrología industrial.The patent object of this invention has its field of application in the industrial metrology sector.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
A modo de antecedentes del estado de la técnica, en el mundo de la ingeniería, muchos de los elementos que forman parte de la cadena de producción, elementos estructurales o productos finales deben pasar exhaustivos controles de calidad para asegurar su buen funcionamiento. Dentro de estos controles de calidad se engloban los llamados ensayos no destructivos (END), cuya finalidad es inspeccionar el estado de una pieza para asegurar su integridad estructural. Las técnicas no destructivas más empleadas en este sector son las basadas en sensores (Ultrasonidos, corrientes inducidas, radiografía, termografía, etc.) que permiten observar el estado interno de las piezas bajo inspección. De forma general, pueden diferenciarse dos tipos de sensores de inspección:As a background to the state of the art, in the engineering world, many of the elements that are part of the production chain, structural elements or final products must pass exhaustive quality controls to ensure their proper operation. These quality controls include the so-called non-destructive tests (NDT), whose purpose is to inspect the condition of a part to ensure its structural integrity. The most destructive non-destructive techniques used in this sector are those based on sensors (ultrasound, induced currents, radiography, thermography, etc.) that allow observing the internal state of the parts under inspection. In general, two types of inspection sensors can be distinguished:
• Mono-elemento: Sondas que incorporan un único elemento.• Mono-element: Probes that incorporate a single element.
• Multi-elementos Sensores que están formadas por múltiples elementos, de forma que se consigue una inspección más detallada y con mucha más información.• Multi-elements Sensors that are made up of multiple elements, so that a more detailed inspection and with much more information is achieved.
En los últimos años están surgiendo nuevas tecnologías que permiten fabricación de componentes cada vez más eficientes y complejos, que presentan zonas de muy difícil acceso y áreas angostas. Estas características dificultan en gran medida, e incluso imposibilitan la inspección del interior de estas piezas mediante métodos END. En este tipo de piezas, elementos como los radios interiores constituyen una zona de concentración de aparición de defectos, por lo que su inspección es un punto crítico y necesario.In recent years, new technologies have emerged that allow the manufacture of increasingly efficient and complex components, which present areas of very difficult access and narrow areas. These characteristics make it difficult, and even impossible, to inspect the interior of these parts using END methods. In this type of parts, elements such as the inner radii constitute a concentration zone for the appearance of defects, making its inspection a critical and necessary point.
Debido a su poca accesibilidad, este tipo de piezas actualmente tienen que ser inspeccionadas a mano por su interior, con sondas mono-elemento, sin posibilidad de registro de inspección y con un alcance de inspección muy reducido. Esta inspección es muy tediosa, imprecisa y en ningún caso permite el uso de sondas multi-elemento.Due to its low accessibility, these types of parts currently have to be inspected by hand inside, with single-element probes, without the possibility of an inspection record and with a very limited scope of inspection. This inspection is very tedious, imprecise and in no case allows the use of multi-element probes.
En algunas empresas se consigue realizar estas inspecciones mediante el uso de robots automatizados, sin embargo, esto supone una enorme inversión que en muchos casos no justifica las ventajas que pudieran obtenerse.In some companies it is possible to carry out these inspections through the use of automated robots, however, this represents a huge investment that in many cases does not justify the advantages that could be obtained.
Atendiendo al estado de la técnica en la materia, en la patente de número de publicación y título, respectivamente; US005321356, “Equipo magnético de inspección para objetos alargados y método de inspección”, proporciona un equipo para llevar a cabo comprobaciones en objetos alargados como cables metálicos de gran diámetro sobre el que se ensambla, mediante la detección de variaciones del flujo magnético que indican perdidas de sección o discontinuidades en el mismo, no obstante, la aplicación es mucha más limitada, se basa exclusivamente en las variaciones de flujo magnético y el método de posicionamiento del equipo está limitado a objetos alargados.Considering the state of the art in the matter, in the patent of publication number and title, respectively; US005321356, "Magnetic Inspection Equipment for Elongated Objects and Inspection Method", provides equipment to carry out checks on elongated objects such as large diameter metal cables on which it is assembled, by detecting variations in magnetic flux that indicate losses of section or discontinuities therein, however, the application is much more limited, it is based exclusively on variations in magnetic flux and the method of positioning the equipment is limited to elongated objects.
Así mismo, en la patente de número de publicación y título, respectivamente, ES2399883, “Procedimiento y sistema para la visualización de errores de superficie”, se proporciona un procedimiento para visualizar desviaciones sobre una superficie real con respecto a una superficie nominal, basado en la obtención de una proyección óptica, soportado en una tecnología diferente y con un ámbito de aplicación limitado a la detección de errores de superficie.Likewise, in the publication number and title patent, respectively, ES2399883, "Procedure and system for displaying surface errors", a procedure is provided for displaying deviations on a real surface with respect to a nominal surface, based on obtaining an optical projection, supported by a different technology and with a limited scope of application to detect surface errors.
A modo de conclusión, la presente invención proporciona un novedoso procedimiento de inspección basado en el uso fuerzas de atracción para mantener unido un conjunto de piezas cuya unión física no es posible, al objeto de posicionar sensores comerciales para llevar a cabo la inspección de múltiples tipos de componentes internos de piezas con muy baja accesibilidad, áreas angostas y geometrías complejas. Esto supone un gran salto de innovación con respecto al estado actual de la técnica, ya que permite pasar de la imposibilidad total o parcial de inspección, a la realización de una inspección completa, sencilla, precisa y de bajo coste. Este sistema presenta la posibilidad de diseñar distintos utillajes que den una solución personalizada a cada tipo de problema y geometría, mientras se adaptan a los equipos de inspección por sensores comerciales que pueden encontrarse en el mercado. Es decir, el nuevo concepto objeto de la presente invención, permitiría tener un único equipo costoso de inspección y múltiples accesorios para adaptarlo a cada caso.By way of conclusion, the present invention provides a novel inspection procedure based on the use of attractive forces to hold together a set of parts whose physical union is not possible, in order to position commercial sensors to carry out the inspection of multiple types of internal component parts with very low accessibility, narrow areas and complex geometries. This represents a great leap of innovation with respect to the current state of the art, since it allows to go from the total or partial impossibility of inspection, to the realization of a complete, simple, precise and low-cost inspection. This system presents the possibility of designing different tools that give a customized solution to each type of problem and geometry, while adapting to the inspection equipment for commercial sensors that can be found on the market. That is, the new concept object of the present invention, would allow having a single expensive inspection equipment and multiple accessories to adapt it to each case.
Adicionalmente, el uso de este tipo de sistemas, además de facilitar la inspección en el interior de elementos de difícil acceso, es fácilmente compatible con el uso de encoders/posicionadores para la obtención de un registro de inspección.Additionally, the use of this type of systems, in addition to facilitating the inspection inside elements of difficult access, is easily compatible with the use of encoders / positioners to obtain an inspection record.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
A modo de explicación del “Dispositivo de posicionamiento de sensores para la inspección de elementos de difícil acceso”, el mismo estaría formado por varias piezas unidas entre sí a través de fuerzas de atracción, y de geometría adaptada para que, por un lado, contengan el sensor de inspección y, por otro, compongan una vez unidas, un bloque sólido y estable en el que algunas de estas piezas quedan en el interior del elemento a inspeccionar junto con el sensor de inspección, mientras que otras se sitúan sobre la superficie exterior del componente.By way of explanation of the "Sensor positioning device for the inspection of elements that are difficult to access", it would be made up of several parts joined together through attractive forces, and of geometry adapted so that, on the one hand, they contain the inspection sensor and, on the other hand, once they are joined, they make up a solid and stable block in which some of these parts remain inside the element to be inspected together with the inspection sensor, while others are located on the outer surface of the component.
A partir del dispositivo descrito, una vez montado sobre el elemento a inspeccionar, con el correspondiente sensor de inspección en su interior y en una zona del referido elemento a la que se pueda acceder con facilidad, su sistema de posicionamiento consistiría en actuar fácilmente sobre las piezas situadas en el exterior, transmitiendo, así, como conjunto, el movimiento a las piezas interiores hasta ubicarse sobre el correspondiente punto del elemento a inspeccionar, en el que se llevará a cabo la inspección. From the described device, once mounted on the element to be inspected, with the corresponding inspection sensor inside and in an area of said element that is easily accessible, its positioning system would consist of easily acting on the pieces located on the outside, thus transmitting, as a whole, the movement to the interior pieces until they are located on the corresponding point of the element to be inspected, where the inspection will be carried out.
Evidentemente, el “Dispositivo de posicionamiento de sensores para la inspección de elementos de difícil acceso” abarca el uso de configuraciones con distinto número y geometría de piezas, en función de los requerimientos de la geometría de cada aplicación concreta o elemento a inspeccionar, y al objeto de que, efectivamente, las fuerzas de atracción entre las distintas partes consigan mantener el conjunto sólido y estable.Obviously, the "Sensor positioning device for the inspection of elements that are difficult to access" covers the use of configurations with different number and geometry of parts, depending on the geometry requirements of each specific application or element to be inspected, and at the so that, effectively, the attractive forces between the different parts manage to keep the whole solid and stable.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical embodiment thereof, a set of drawings is included as an integral part of said description where illustrative and not limiting, the following has been represented:
Figura 1.- Vista en perspectiva principal de estructura formada por varios rigidizadores y pieles, de difícil acceso objeto de inspección interior.Figure 1.- Main perspective view of the structure formed by various stiffeners and skins, which are difficult to access and are subject to internal inspection.
Figura 2.- Vista en perspectiva principal de detalle de la inspección de un radio interior de estructura aeronáutica cerrada, haciendo uso del “Dispositivo de posicionamiento de sensores para la inspección de elementos de difícil acceso”.Figure 2.- Main perspective view of detail of the inspection of an interior radius of a closed aeronautical structure, making use of the "Sensor positioning device for the inspection of elements with difficult access".
Figura 3.- Vista en alzado principal de detalle de la inspección de un radio interior de estructura aeronáutica cerrada, haciendo uso del “Dispositivo de posicionamiento de sensores para la inspección de elementos de difícil acceso”.Figure 3.- Main elevation view of detail of the inspection of an interior radius of a closed aeronautical structure, making use of the "Sensor positioning device for the inspection of elements with difficult access".
Figura 4.- Vista en perspectiva principal del sistema de posicionamiento objeto de la invención, haciendo uso de la pieza situada en la superficie exterior.Figure 4.- Main perspective view of the positioning system object of the invention, making use of the part located on the outer surface.
En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes:In the mentioned figures the following constituent elements can be highlighted:
1. Estructura sobre la que se va a llevar a cabo la inspección.1. Structure on which the inspection will be carried out.
2. Radio concreto objeto de inspección.2. Concrete radius object of inspection.
3. Piezas interiores del soporte. 3. Interior parts of the support.
4. Piezas exteriores del soporte.4. External parts of the support.
5. Imanes.5. Magnets.
EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTEPREFERRED EXAMPLE OF REALIZATION
A modo de realización preferente, el “Dispositivo de posicionamiento de sensores para la inspección de elementos de difícil acceso”, se puede aplicar para llevar a cabo la inspección mediante la técnica de ultrasonidos phased array de los radios interiores de una estructura 1 formada por varios rigidizadores junto con pieles exteriores tal y como se aprecia en la Figura 1.As a preferred embodiment, the "Sensor positioning device for the inspection of elements that are difficult to access" can be applied to carry out the inspection using the phased array ultrasound technique of the interior radii of a structure 1 made up of various stiffeners along with outer skins as shown in Figure 1.
Así, el elemento objeto de inspección es el radio central inferior izquierdo 2 remarcado en amarillo en la Figura 2. Para ello, tal y como se aprecia en las Figuras 3-4, se hace uso de una sonda phased array montada en un sistema diseñado por ordenador, formado por tres piezas 3-4 unidas entre sí a través de fuerzas magnéticas. Es decir, el sistema mostrado en las referidas figuras, es un diseño específico para dar solución a la inspección del elemento mostrado en la Figura 2 en base a su geometría y a una técnica de inspección no destructiva específica. En concreto, tal y como se aprecia en la Figura 3, los imanes 5 de cada pieza quedan enfrentados en grupos de dos, cerrando el sistema y convirtiéndolo en un conjunto sólido.Thus, the element under inspection is the lower left central radius 2 highlighted in yellow in Figure 2. To do this, as shown in Figures 3-4, use is made of a phased array probe mounted on a designed system by computer, made up of three 3-4 pieces joined together by magnetic forces. That is, the system shown in the aforementioned figures is a specific design to provide a solution to the inspection of the element shown in Figure 2 based on its geometry and a specific non-destructive inspection technique. Specifically, as shown in Figure 3, the magnets 5 of each piece face each other in groups of two, closing the system and making it a solid assembly.
La Figura 4 muestra una representación de cómo se desliza el sistema para realizar la inspección del radio 2 a lo largo de todo el elemento, mediante la aplicación de movimiento en la pieza 4 situada en el exterior, a la que se tiene fácil acceso. Es decir, el conjunto permite el posicionando preciso del sensor sobre la zona objeto de inspección, cumpliendo las condiciones necesarias para la obtención de una buena inspección en función de los requerimientos del tipo de sensor a emplear.Figure 4 shows a representation of how the system slides to carry out the inspection of the radius 2 throughout the entire element, by applying movement on the part 4 located on the outside, which is easily accessible. In other words, the assembly allows the precise positioning of the sensor over the area under inspection, fulfilling the necessary conditions for obtaining a good inspection depending on the requirements of the type of sensor to be used.
En el caso de los radios y/o componentes con zonas a las que no se tiene acceso, estas condiciones son imposibles de cumplir realizando una inspección de forma manual.In the case of radios and / or components with areas to which you do not have access, these conditions are impossible to meet by performing an inspection manually.
No se considera necesario, hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan en sus diferentes aplicaciones, el uso de configuraciones con distinto número de piezas, geometría o dimensiones de las referidas piezas, tipo de sensor utilizado, la fuerza de atracción empleada o la propia tecnología de implementación del conjunto, serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en los que se ha descrito la memoria han de entenderse en sentido amplio y no limitativo. It is not considered necessary to make this description more extensive so that any person skilled in the art understands the scope of the invention and the advantages of same derive in their different applications, the use of configurations with different number of pieces, geometry or dimensions of the referred pieces, type of sensor used, the attractive force used or the technology of implementation of the set, will be subject to variation always and when this does not suppose an alteration in the essentiality of the invention. The terms in which the specification has been described are to be understood in a broad and non-limiting sense.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201830908A ES2749724A1 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | POSITIONING DEVICE OF SENSORS FOR THE INSPECTION OF ELEMENTS OF DIFFICULT ACCESS, AND PROCEDURE OF USE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2749724A1 true ES2749724A1 (en) | 2020-03-23 |
Family
ID=69808562
Family Applications (1)
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|---|---|
| ES (1) | ES2749724A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060042391A1 (en) * | 2003-12-12 | 2006-03-02 | The Boeing Company | Remote radius inspection tool for composite joints |
| US20130020144A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | The Boeing Company | Adaptive Magnetic Coupling System |
-
2018
- 2018-09-21 ES ES201830908A patent/ES2749724A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2749724 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20200323 |
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| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20200916 |