SE518997C2 - Förfarande och anordning för att detektera skada i material eller föremål - Google Patents

Förfarande och anordning för att detektera skada i material eller föremål

Info

Publication number
SE518997C2
SE518997C2 SE0100495A SE0100495A SE518997C2 SE 518997 C2 SE518997 C2 SE 518997C2 SE 0100495 A SE0100495 A SE 0100495A SE 0100495 A SE0100495 A SE 0100495A SE 518997 C2 SE518997 C2 SE 518997C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
frequency
probe
amplitude
probe signal
Prior art date
Application number
SE0100495A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0100495L (sv
SE0100495D0 (sv
Inventor
Claes Hedberg
Alexander Sutin
Original Assignee
Impressonic Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Publication of SE0100495D0 publication Critical patent/SE0100495D0/sv
Application filed by Impressonic Ab filed Critical Impressonic Ab
Priority to SE0100495A priority Critical patent/SE518997C2/sv
Priority to PCT/SE2002/000259 priority patent/WO2002079775A1/en
Priority to EP02711614A priority patent/EP1386149A1/en
Priority to US10/473,726 priority patent/US6880379B2/en
Priority to JP2002577554A priority patent/JP2004523768A/ja
Publication of SE0100495L publication Critical patent/SE0100495L/sv
Publication of SE518997C2 publication Critical patent/SE518997C2/sv

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/045—Analysing solids by imparting shocks to the workpiece and detecting the vibrations or the acoustic waves caused by the shocks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/08—Detecting presence of flaws or irregularities
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/014—Resonance or resonant frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver

Description

un» | ø e - nu 518 997 2 mönstret. Den beskrivna tekniken är i första hand avsedd för detektering av hårda tumörer inbäddade i mjukare vävnad.
WO 9939194 beskrivs ett förfarande och en anordning för akustisk detek- tering och lokalisering av defekter i ett föremål eller förekomsten av is på föremå- let. En vibrationssignal av låg frekvens och en sondsignal av högre frekvens tillförs härvid föremålet. I ett felfritt föremål utbreder sig dessa två signaler utan växelver- kan. I ett föremål med defekter, tex i form av sprickor, eller med en beläggning av is medför vibrationen att kontaktytorna i sprickan eller mellan is och föremål varie- rar vilket leder till modulering av den högfrekventa sondsignalen, vilket i sondsig- nalens frekvensspektrum visar sig som sidband till sondsignalens frekvens.
US 5 732 642 beskriver ett förfarande och ett system för att detektera de- fekter i ett material vari vågor av känd(a) frekvens(er) blandas i en interaktionszon i materialet. Åtminstone en av en skillnadsvåg och en summavåg genereras som ett resultat i interaktionszonen. Skillnadsvågen uppträder vid en differensfrekvens och summavågen uppträder vid en resulterande frekvens. Amplituden hos åtmin- stone en icke-linjär signal, baserad på summa- och/eller skillnadsvågorna mäts sedan. Den icke-linjära signalen definieras som amplituden hos en av skillnadsvå- gen och summavågen relativt produkten av ytvågornas amplitud. Amplituden hos den icke-linjära signalen är en indikering av defekter (t.ex. dislokationsdipolstäthet) i interaktionszonen.
US 5 520 052 beskriver ett förfarande och apparat för bestämning av ma- terialstrukturell integritet genom att kombinera laservibrometri med dåmpningsana- lystekniker för att bestämma dämpningsförlustfaktorn hos ett material. Förfarandet innefattar stegen att vibrera ett område, som skall testas, över ett känt frekvens- område och att mäta vibrationskraft och vibrationshastighet som en funktion av ti- den över det kända frekvensområdet. Med användning av känd vibrationsanalys, genereras en kurva över drivpunktsrörligheten hos materialet över det förvalda frekvensområdet från mätningar av vibrationskraft och hastighet. När dämpnings- förlustfaktorn väl är uträknad, kan den jämföras med en referensdämpningsförlust- faktor för att uppskatta den strukturella integriteten hos materialet.
US 5 214 960 beskriver ett förfarande och apparat för att detektera defek- ter i ett föremål genom att vibrera föremålet i flera positioner. Medan testföremålet vibrerar detekteras signaler indikerande vibrationen av testföremålet och en signal indikerande en naturlig vibration av testföremålet skapas, så väl som en signal an- v u v Q u: n n 518 997 n a e . nu 3 givande en defekt-framkallad vibration av testföremålet. Signalen indikerande den naturliga vibrationen och signalen angivande den defekt-framkallade vibrationen jämförs för att bestämma huruvida det finns en defekt i testföremålet.
US 5 528 924 beskriver ett akustiskt verktyg för analys av en gasformig substans, särskilt en kylmedelsgas, för att bestämma huruvida provet innehåller signifikanta föroreningar. Kyimedlet testas genom tillförsel av ett ångprov i en re- sonanskammare, som är utformad för att skapa två distinkta resonanser, varvid resonatorn har första och andra halsar som förbinder första och andra volymer. En frekvensgenerator skapar ett svep av frekvenser i ett band och inkluderar sedan de två resonanserna och svepet påläggs en omvandlare i en av volymerna. En annan vibrationskänslig omvandlare skapar en utsignal som varierar som svar på amplituden hos vibrationerna i kammaren. En digital krets, som är känslig för fre- kvensgeneratorn, och den andra omvandlarutgången bestämmer mittfrekvenserna för de första och andra resonanserna och bestämmer dessa resonansers fre- kvensbredd för att bestämma kvalitets- eller skarphetsfaktorer för de två resonan- serna. Mittfrekvenserna och skarphetsfaktorerna jämförs sedan med lagrade data och en bestämning med avseende på naturen och omfattningen av föroreningar görs.
US 5 425 272 beskriver användningen av relativa resonansfrekvensför- skjutningar för att detektera sprickor. Åtminstone två framträdande resonansfre- kvenser hos ett föremål känns av och frekvensskillnaden mäts. Förhållandet mel- lan frekvensskillnaden och en av de framträdande resonansfrekvenserna bestäms och jämförs med förutbestämda kriterier. En resonansfrekvens beroende på di- mensioner kommer att förskjutas mycket litet medan en stwhetsberoende reso- nansfrekvens kommer att förskjutas relativt mycket när ett föremål har en spricka.
US 5 355 731 beskriver ett förfarande för att gradera produktionskvantite- ter av sfäriska föremål. Ett spektrum från resonansutraljudsspektroskopi (RUS) genereras sedan från ett sfäriskt föremål. Sfäriska parametervärden för det sfäris- ka föremålet bestäms från första komponenter hos RUS- spektrumet. Ett icke- sfäriskhetsvärde för det sfäriska föremålet bestäms från andra komponenter hos RUS-spektrumet och de sfäriska parametervärdena. lcke-sfärsiskhetsvärdet jäm- förs sedan med förbestämda värden för att gradera den sfäriska produkten.
US 5 284 058 beskriver ett förfarande för att mäta komplex skjuvning eller Youngs modul av ett polymeriskt material varvid första och andra balkar av förval- 518 991 4 da längder och olika tjocklek arrangeras i parallellt åtskilt förhållande, fast hållna vid ändarna och första och andra åtskilda griporgan är fästa längs balkarna. Ett prov av polymeriskt material arrangeras mellan motstående ytor av griporganen, en tidsvarierande kraft anbringas på en balk, de tidsvarierande förskjutningarna av strålarna mäts och modulen för det polymeriska materialet beräknas från mätning- arna.
US 5 179 860 och US 5 144 838 beskriver ett defektdetektionsförfarande som inkluderar stegen att vibrera föremålet, ta upp vibrationen och detektera att ett spektrum av den karaktäristiska vibrationen av föremålet, som ska mätas, är separerat i två partier. Förfarandet kan även användas för att detektera sprickor genom att vibrera ett föremål, ta upp vibrationen och att detektera att ett spektrum av udda ordning av den karaktäristiska vibrationen av föremålet, som skall mätas, är separerat i två partier. En icke-genomgående defekt kan bestämmas på samma sätt genom att detektera att ett spektrum av jämn ordning av den karaktäristiska vibrationen av föremålet, som skall mätas, är separerat i två partier.
US 4 944 185 beskriver ett förfarande för att icke-förstörande inspektera integriteten hos ett material genom att märka materialet, anbringa materialet, akti- vera de märkta partiklarna för att åstadkomma en inre strukturell resonans i det märkta materialet, bevaka och mäta den strukturella resonansen i materialet med en sond och att relatera materialets strukturresonans till materialets strukturella in- tegritet. Denna teknik har särskild tillämpning adhesivmaterial.
US 4 689 993 beskriver ett förfarande och apparat för mätning och av- bildning av vibrationer vari en eller fler lokala sensorer och ett mätorgan gör lokala registreringar och frekvensupplösningar av vibrationerna hos ett oscillerande fö- remål. Samma sensorer och mätorgan kan även användas med en bildformnings- enhet och tillordnat mätorgan för lokal registrering och bildformningsregistrering av vibrationerna från ett oscillerande föremål.
Vidare skildras i US 3 958 450 en teknik för att bestämma ytegenskaper, såsom hårdhet, hos material genom att studera vibrationer genererade i ytan.
US 5 216 921 beskriver ett förfarande och en apparat för att detektera de- fekter och olika hårdhetspartier hos ett föremål med utskjutningar. Mekaniska vib- rationer påläggs då testföremålet och genom spektralanalys av data om hur de olika utskjutningarna vibrerar bestäms defekter och/eller olika hårdhetspartier i var och en av utskjutningarna. v u u u no n 518 997 . . . . . . ..
US 5 777 891 beskriver en ultraljudsteknik för realtidsdetektion av fel. Fle- ra ultraljudspulser skickas in i materialet och ekon orsakade av diskontinuiteteri materialet analyseras med avseende på signalamplitud, utbredningstid och sprid- ningar jämförs med motsvarande värden från mönster för kända diskontinuiteter i materialet för att lokalisera fel. Den skildrade tekniken är främst avsedd för an- vändning på räls och särskilt för att särskilja verkliga fel från mellanrum mellan räls i rälsskarvar.
US 6 023 980 behandlar slutligen studerandet av utmattning i material. En testmaskin beskrivs som används för att då applicera statisk och dynamisk stress- belastningar med frekvenser i området 1000-4000 Hz.
Syftet med den föreliggande uppfinningen är att föreslå en robust, snabb och känslig icke-förstörande teknik för detektion av skada i material och föremål.
Syftet uppnås genom ett förfarande och anordning av typen som definie- ras i det inledande partiet av beskrivningen och med de kännetecknande bestäm- ningarna i respektive kraven 1 och 13.
Med den föreliggande uppfinningen åstadkoms sålunda ett förfarande och en anordning för icke-förstörande detektion av skada i material eller föremål som är väl anpassad för att automatiseras för applikation på t.ex. produktionslinjer.
Tekniken enligt uppfinningen passar väl för detektion av progressiv utmattnings- skada i föremål, partier av strukturer och möjligen i fullständiga strukturer. Tekni- ken passar även väl för övervakning av linjeproduktion för kvalitetsförsäkran och kan tillämpas för tester för skada i material i allmänhet, t.ex. i flygplans- och rymd- farkostskomponenter, motordrivna maskinkomponenter etc.
Den föreliggande uppfinningen grundar sig på mätningar av en ampli- tudvariation hos en sondsignal på grund av långsam dynamik i materialet eller fö- remålet framkallad av en stor amplitudvåg. Ett oskadat material eller föremål visar inget långsam dynamiksvar, medan ett skadat material eller föremål visar ett stort långsam dynamiksvar. Denna effekt kan förklaras såsom följer. Den stora våg- amplitudsignalen skapar två olika fysiska tillstånd i skadat material, ett mer styvt och ett mindre styvt. Det mindre styva tillståndet är transient och framkallat av den stora amplitudsignalen på grund av närvaron av skada. Kort efter att den stora amplitudsignalen anbringas på materialet, återgår materialet till sitt mera styva till- stånd. När materialet avsöks med en högfrekvent sondsignal under genererande av den stora amplitudsignalen samplar sondsignalen två olika material, nämligen o n a u an n 518 997 6 ett styvt (materialets tillstånd innan påverkan) och ett mindre styvt (materialets till- stånd direkt efter påverkan). Detta betyder att sondsignalen temporärt kommer att förändras i amplitud på grund av närvaron av skada, såsom sprickor.
Enligt fördelaktiga utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen väljs sondsignalens frekvens att vara placerad på en flank hos egenmodens resonans- topp och företrädelsevis på eller nära inflexionspunkten på flanken. Även om det är möjligt att placera sondsignalfrekvensen i maximum av själva toppen, är det ett optimalt val av sondsignalfrekvens att placera den på en toppflank och särskilt i el- ler nära inflexionspunkten, vilket resulterar i en maximal känslighet. Detta är en mycket viktig egenskap hos uppfinningen som kallas "lutnings-förstärkare" eller "egenmodsdifferentialförstärkare" och som höjer signal-brus-förhållandet hos mät- ningarna med åtminstone en faktor 10 över vilket annan förfarande som helst in- volverande långsam dynamik eller ickelinjär vågblandning.
Enligt andra fördelaktiga utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen påverkas materialet eller föremålet med en stor amplitudsignal som är en signal med brett frekvensband med, företrädelsevis 10-1000 gånger, större amplitud än sondsignalen. Den stora amplitudsignalen kan alternativt vara en entonssignal och vara en kontinuerlig signal. Den stora amplitudsignalen genererar den långsamma dynamiken hos materialet och ändrar temporärt resonansmodfrekvenserna. Den- na förändring i modfrekvenser påverkar dramatiskt den rena tonsondsignalens amplitud om materialet eller föremålet är spräckt eller felaktigt och denna stora förändring i amplitud på grund av fel- eller sprick-framkallad långsam dynamik kan lätt detekteras.
Enligt ännu en fördelaktig utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen för användning på en produktionslinje eller tillverkningslinje jämförs förändringar i den övervakade sondsignalens amplitud med förutbestämd baslinjeinformation för att bestämma godkänd eller underkänd status för materialet eller föremålet. Sådan baslinjeinformation måste bestämmas med andra förfaranden på förhand, för att veta vad som är acceptabelt och vad som inte är acceptabelt för komponenten i fråga. När nivån för acceptans en gång är bestämd och långsam dynamiksvaret kalibrerat till gränsen för acceptans, kan förfarandet enligt uppfinningen användas till att sluta sig till godkänt/underkänt och appliceras på stora provkvantiteter på en produktionslinje eller tillverkningslinje. 518 997 | ø v | ao 7 Enligt fördelaktiga utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen är den andra signalgeneratorn kopplad till en akustisk signalkälla, såsom en piezoe- lektrisk omvandlare för att bringas i kontakt med materialet eller föremålet för till- försel av sondsignalen eller kopplad till en icke-kontakterande vågkälla, såsom en högtalare, för kontaktfri tillförsel av sondsignalen till materialet eller föremålet.
Sondsignalen kan sålunda överföras till materialet eller föremålet genom en direkt kontakt eller kontaktfritt beroende på applikationen ifråga.
Den första signalgeneratorn, för att erhålla egenmodsfrekvenserna, och den andra signalgeneratorn, för att åstadkomma den rena tonfrekvensen, kan vara två separata signalgeneratorer. I detta fall kan den andra signalgeneratorn vara av en billigare typ eftersom denna generator skapar en signal med en konstant fre- kvens. Enligt en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen kan nämnda första och andra signalgeneratorer likväl vara en och samma signalgene- rator.
Enligt ännu andra fördelaktiga utföringsformer av anordningen enligt upp- finningen innefattar nämnda stora amplitudsignalkälla antingen en källa med brett frekvensband, såsom en laserpulskälla eller mekanisk hammare avsedd för att slå till materialet eller föremålet, som skall bli undersökt, eller en kontinuerlig vågkälla såsom en högtalare eller en piezoelektrisk omvandlare. Källan för stor amplitud- signal bringar på detta sätt materialet eller föremålet att ringa. Båda dessa källor är källor med stor amplitud lämpliga för denna användning. Även andra källor kan emellertid också vara lämpliga. Det faktiska valet av källa är beroende på applika- tionen i fråga.
Enligt ytterligare andra fördelaktiga utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen innefattar datainsamlingssystemet ett digitaliseringsorgan för att samla utsignal(en/erna) från materialet eller föremålet. Detta digitaliseringsorgan kan innefatta en digitaliserare med acceptabel frekvens- och amplitudbandbredd, såsom ett oscilloskop eller ett digitaliseringskort i datorn.
Enligt en annan fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfin- ningen är åtminstone en vibrationssensor anordnad att bringas i kontakt med ma- terialet eller föremålet för att leverera nämnda utsignal till nämnda datainsamlings- system. Normalt är en sensor tillräckligt för detta syfte. I vissa fall, beroende på placeringen av skadan, kan emellertid skadedetektion missas. Risken för en så- dan miss är dock liten. Denna risk kan i vilket fall som helst praktiskt taget helt och s 1 s 997 ä* ~ ~' o - ø | | .a 8 hållet elimineras genom användning av skilda sensorer på materialet eller föremå- let i fråga och/eller genom användning av en annan av moderna, tillhörande speci- fika frekvenser, hos materialet eller föremålet, dvs. genom användning av en fre- kvens nära en annan resonansmod. Det existerar två sätt att missa en skada. An- tingen kan skadan ha en placering som är svagt påverkad av moden tillhörande den specifika frekvensen eller så är detektorn på en plats som är svagt påverkad av moden tillhörande den specifika frekvensen.
Enligt ytterligare en annan fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen innefattar åtminstone en vibrationssensor en kontaktfri vågdetektor för att känna av och levererar nämnda utsignal till nämnda datainsamlingssystem.
En kontaktfri laser eller akustisk vibrometer är exempel på en sådan icke- kontakterande detektor, som kan vara mycket fördelaktig för vissa applikationer.
Enligt ännu en annan fördelaktig utföringsform av anordningen enligt upp- finningen är ett högpassfilter anordnat att filtrera bort frekvenskomponenter från nämnda utsignal som är väl under nämnda sondsignals frekvens. Komponenterna hos utsignalerna med högsta amplltud är normalt lågfrekventa resonanskompo- nenter framkallade av källan för stor amplitudssignal. Signalfrekvensen av intresse är emellertid den rena tonsondsignalfrekvensen som normalt har avsevärt högre frekvens. I syfte att eliminera påverkan från lågfrekvensresonanserna framkallade av källan för stora amplitudssignal används ett högpassfilter.
Enligt en annan fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfin- ningen inkluderar nämnda datainsamlingssystem organ för överföring av signalen mottagen från nämnda sensor till ljudfrekvensbandet för digitalisering, behandling och lagring i datorn eller digitaliseringsanordningen.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka Figur 1 är ett blockdiagram illustrerande den principiella uppställningen av en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, Figur 2 illustrerar överföringen av den mottagna ultraljuds- högfrekvenssignalens spektrum till ljudfrekvensbandet, Figur 3 visar en utföringsform av anordningen för överföring av den mottagna sensorsignalens spektrum till ljudfrekvensbandet, Figur 4 - 9 visar olika exempel på utsignaler upptagna från testmaterialen eller testföremålen, och o c n Q nu a 518 997 = . . e « nu 9 Figur 10 visar exempel på utsignaler som en funktion av tiden tillsammans med exempel på tillordnade egenmodsfrekvenskurvor.
Figur 1 visar ett biockdiagram av en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. Frekvensen hos en signalgenerator 2 sveps över ett förbestämt, stort frekvensintervall för bestämning av resonansmoder (egenmoder) hos materi- alet eller föremålet 4 som skall undersökas. Svepningen av frekvensen styrs av en dator 6. Signalen från signalgeneratorn 2 förstärks i en förstärkare 8 och tillförs materialet eller föremålet 4 av en omvandlare 10.
Ultraljuds- och vibrationssensorer 12 är anordnade att detektera utsignaler från materialet eller föremålet 4 för att leverera dessa utsignaler till ett datainsam- lingssystem 14. Datainsamlingssystemet 14 innefattar en digitaliseringsorgan som kan vara vilken digitaliserare som helst med acceptabel frekvens- och amplitud- bandbredd och den kan vara inrymd i datorn, t.ex. i form av ett digitaliseringskort eller vara placerad utanför datorn, t.ex. i form av ett digitalt oscilloskop.
Den akustiska källan, som matar in en entonssondsignal eller en sondsig- nal av en grupp av enkla toner kan vara i direkt kontakt med materialet eller före- målet 4 genom en lämplig kontaktanordning, såsom en piezoelektrisk omvandlare eller så kan sondsignalen överföras till materialet eller föremålet 4 genom en kon- taktfri anordningen, såsom en högtalare. Signalgenerator 2 kan såsom nämnts ovan användas som denna akustiska källa.
En akustisk storamplitudssignalkälla 16 är anordnad att framkalla långsam dynamik hos materialet eller föremålet 4 genom en stor amplitudvåg eller ampli- tudsignal. Denna akustiska storamplitudssignalkälla kan inkludera en laser, som levererar laserpulser, en mekanisk hammare, eller någon annan lämplig anord- ning. Signalkällan kan vara en signal med brett frekvensband, en signal med mått- lig frekvensbandbredd eller en enda frekvenstonsignal. Den stora amplitudsigna- len kan även vara en kontinuerlig signal. l utföringsformen visad i figur 1 visas två sensorer 12. En sensor är nor- malt tillräcklig, men när bara en sensor används finns det emellertid en (liten) risk att en skada kan missas, beroende på var skadan är placerad i materialet eller fö- remålet 4, var omvandlaren 10 är placerad och var sensorn är belägen. Om sen- sorn har givits en olämplig placering för den rådande situationen kan skada mis- S28. | - a s o: s 1 s 997 ïï“~ *- n : æ c nu Det första steget i tekniken enligt uppfinningen består av en studie för be- stämning av de linjära egenmoderna (resonansmoderna) hos testprovet, i form av materialet eller föremålet 4. Detta utförs genom svepning av signalens frekvens, tillförd av signalgeneratorn 2 till provet 4 och mätning av den medelvärdesbildade utamplituden, genom sensorer 12, datainsamlingssystem 14 och eventuellt datorn 6. Detta steg är en typ av resonansultraljudsspektroskopi.
Från den förvärvade informationen om egenmoderna väljs en ren tonfre- kvens på en av flankerna av en resonanstopp (egenmod) och signalgeneratorn 2 styrs från datorn 6 för att skapa en kontinuerlig utvåg vid denna rena tonfrekven- sen. Denna signal förstärks av förstärkare 8 och tillförs testmaterialet eller föremå- let 4 som en sondsignal. Denna signal kan tillföras testmaterialet eller föremålet 4 på olika sätt beroende på den faktiska applikationen. l utföringsformen visad i fi- gur 1 utförs detta med hjälp av en omvandlare 10.
Medan den kontinuerliga sondsignalen tillförs testmaterialet eller testföre- målet 4 inmatas en stor amplitudsignal till testmaterialet eller testföremålet 4 från en akustisk källa 16. Denna signalkälla måste vara repeterbar. Olika sorters sig- nalkällor kan användas för detta ändamål, t.ex. en kalibrerad mekanisk hammare eller t.ex. en laser som levererar laserpulser.
Med denna akustiska källa 16 slås sålunda testmaterialet eller testföremå- let 4 till hårt för att framkalla långsam dynamik som temporärt kommer att förändra resonansmodsfrekvenserna. Förändringen i resonansmodsfrekvenser påverkar drastiskt den rena tonsondsignalens amplitud om provet 4 är skadat, t.ex. spräckt eller felaktigt och denna stora förändring i amplitud på grund av t.ex. av fel fram- kallad långsam dynamik utnyttjas för att indikera sådan skada.
Ett passande triggorgan är anordnad att trigga digitaliseraren hos datain- samlingssystemet 14 från den akustiska storamplitudssignalkällan 16 så att funk- tionen hos datainsamlingssystemet korreleras med funktionen hos denna akustis- ka källa 16.
När den akustiska stötkällan 16 slår till testmaterialet eller testföremålet 4, matas den resulterande utsignalen, avkänd av sensorerna 12, genom ett högpass- filter 18 till digitaliseraren, t.ex. ett oscilloskop, hos datainsamlingssystemet 14.
Signalerna med högst amplitud avkända av sensorn 12 är normalt lågfrekventa egenmodalsignaler genererade av den akustiska stötanordningen 16. Signalen av intresse är emellertid den rena tonen, kontinuerlig sondsignal som normalt har en 518 997 g | n - a . n u | nu 11 avsevärt högre frekvens. För att eliminera påverkan från de lågfrekventa signal- komponenterna framkallade av den bredbandiga stötsignalkällan 16 används där- för ett högpassfilter 18. Som ett exempel kan signalgeneratorn 2 skapa en konti- nuerlig sondsignal av 180 kHz. Den akustiska stötkällan 16 kan framkalla ett hög- amplitudssvar från testmaterialet eller testföremålet 4 i frekvensbandet från nära DC till ungefär 10 kHz, där signalförlusteffekter är lägre. Högpassfiltret 18 släpper igenom alla frekvenser över t.ex. 15 kHz. Dessa siffror är naturligtvis bara exempel och kan ändras beroende på testprov och tillämpningar.
När storamplitudssignalkällan 16 träffar föremålet avkänns en högpassfil- trerad tidssignal av sensorerna 12 och tillförs digitaliseringsorganet hos datain- samlingssystemet 14. Denna signal innehåller informationen som krävs för att slu- ta sig till huruvida skada existerar i testprovet 4. Från denna signal kan ett relativt kvantitativt ja/nej-resultat (godkänt/underkänt) för testmaterialet eller testföremålet 4 erhållas snabbt och enkelt genom inspektion, behandling och analys av den av- kända utsignalen. Passande organ för detta, såsom jämförelseorgan för att be- stämma den avkända signalen med förbestämd baslinjeinformation, är inkluderade idatainsamlingssystemet 14 eller i datorn 6 i utföringsformen visad i figur 1.
Registreringen av högfrekventa ultraljudssignaler kräver datainsamlings- system med högfrekvent samplingshastighet. Sådant datainsamlingssystem är ganska dyrt. Det är därför fördelaktigt att överföra den mottagna signalens spekt- rumet till ljudfrekvensbandet, så att det vanliga ljudkortet som medföljer alla per- sondatorer kan användas som ett datainsamlingskort. All information om variatio- nen av den mottagna signalen på grund av långsam dynamik ryms i det smala fre- kvensbandet runt utraljudsbärfrekvensen. Bredden hos detta frekvensband är mindre än ljudfrekvensbandet (0-20 kHz). Detta betyder att efter överföring av den mottagna modulerade signalens spektrum till lågfrekvensbandet kan denna signal behandlas genom användning av standard ljudkortet från vilken persondator som helst. Detta förklaras vidare i figur 2.
Det är sålunda fördelaktigt att arbeta i ljudbandet eftersom det finns billig mjukvara och hårdvara tillgänglig, som gör realisering av uppfinningen möjlig till betydligt lägre kostnader. Högfrekvensanalys är i allmänhet dyrare. Det är därför fördelaktigt att förskjuta den högfrekventa rena tonsignalen ner till ljudfrekvens- bandet, dvs. DC till 20 kHz. 51 3 997 ="I=.= s n u | o n n. 12 Figur 2a visar utraljudssignalens spektrum med varierad amplitud. För en- kelhetens skull visas den mottagna amplitudmodulerade signalens frekvensspekt- rum med en modulationsfrekvens Fm. Detta spektrum är placerat i det högfrekven- ta bandet. Det överförda spektrumet visas i figur 2b. Sådan överföring av signalen till en harmonisk våg med en låg ljudfrekvens Fa kan utföras genom t.ex. en icke- linjär blandare (multiplikator). l figur 2a betecknar FE en ultraljudsvågfrekvens.
En högfrekvent enveloppdetektion (demodulering) kan alternativt tillämpas på insignalen. Likriktningen överför bärfrekvensen till noll så att det överförda spektrumet enbart innehåller sidobandskomponenter, se figur 2c. Dessa sido- bandskomponenter innehåller den fullständiga moduleringsinformationen.
En utföringsform av anordningen som åstadkommer förstärkning av den mottagna signalen och överföring av spektrumet till ljudfrekvensbandet visas schematiskt i figur 3.
Signalen från omvandlarna 12 i figur 1 består av en lågfrekvenskomponent skapad genom vibration av materialet eller föremålet 4 och en modulerad högfre- kvenskomponent, jämför tidskurva A i figur 3. Den första uppsättningen högpassfil- ter 20, 22, 24 eliminerar lågfrekvenskomponenterna skapade genom vibration och enbart den högfrekventa modulerade signalen tillförs enveloppdetektorn 26, jämför tidskurva B i figur 3. Denna detektor 26 överför den modulerade signalen till dess envelopp. Denna signal släpps igenom lågpassfilter 28, 30, 32 för att eliminera all påverkan från högfrekvensslgnalen och förstärks, jämför tidskurva C i figur 3.
Denna signal innehåller moduleringsinformation och denna signals spektrum är begränsat till ljudfrekvenser. Denna ljudsignal registreras av datorn 6 i figur 1. Ef- tersom denna signals frekvensband finns i ljudfrekvensbandet kan vilken dator som helst med ett ljudkort (eller liknande anordning) användas för signalbehand- Hngen.
Anordningen visad i figur 3 inkluderar även de nödvändiga förstärkarna, ett indikeringsinstrument, en impedansanpassningsenhet och ett signalutgångsor- gan. Dessa ytterligare komponenter beskrivs inte närmare eftersom de inte är av primär vikt för uppfinningen.
Figurer 4-9 visar tidsdomänssignaler erhållna genom mätningar på ett lätt spräckt testprov med utföringsformen enligt figur 1.
Det första partiet av signalen visat i figur 4 är den kontinuerliga sondsig- nalsinmatningen. I detta exempel är sondsignalens frekvens ungefär 193 kHz. Vid 51 8 9 9 7 šïï* f* ~ f* - r' a | ø o A ø ø n nu 13 tiden noll i figuren slås testprovet till av en stötkälla iform av en hammare. l detta fall är detta testprov en alternerande motorfordonshylsa. Förändringen i amplitu- den efter tiden noll indikerar att skada finns i testföremålet.
Figur 5 visar den mottagna signalen från en identisk oskadad alternerande hylsa. I detta oskadade prov observeras inga förändringar i signalamplituden efter stöten på provet.
Figur 6 visar den avkända signalen som en funktion av tiden för en skadad motordriven maskinlagerkåpa. l detta fall är den använda sondsignalens frekvens 180 kHz. Minskningen i amplitud efter stöten på provet vid tiden noll indikerar att lagerkåpan är skadad.
Figur 7 visar ett annat exempel på den avkända signalen som en funktion av tiden från en motordriven maskinlagerkåpa med användning av en annorlunda sondsignalfrekvens än i figur 4, nämligen 181 kHz. Ökningen i sondsignalsampli- tud vid tiden för stöten, tiden noll, anger att detta prov är skadat.
Figur 8 visar den avkända signalen som en funktion av tiden för ett poly- karbonatprov av material använt för flygplanssittrumshuv. Förändringen i sondsig- nalamplituden efter tiden noll, dvs. efter stöt på testföremålet, indikerar närvaron av en skada i testföremålet. I detta exempel är sondsignalens frekvens 198 kHz.
Figur 9 visar den avkända signalen som en funktion av tiden för ett stålrör innehållande en ytlig stresskorrosionsspricka. Även i detta fall indikerar föränd- ringen i sondsignalamplituden efter tiden noll, dvs. efter stöt på testföremålet, när- varon av en skada i testföremålet. l detta fall är sondsignalens frekvens 204 kHz.
Den observerade av långsam dynamik framkallade amplitudförändringen i de skadade testproven kan förklaras av följande.
En modresonanstopp, såsom visad i diagram ll ifigur 10, rör sig till lägre frekvens för en viss tid, när provet slås till av en storamplitudssignalkälla, jämför kurva 2 i diagram ll ifigur 10. Detta är fenomenet långsam dynamisk mate- rialuppmjukning. Det mesta av uppmjukningen och den motsvarande resonans- toppsförskjutningen existerar bara så länge som de stora amplituderna från stöten existerar i provet. l figur 10 visar diagrammen I en sondsignal som en funktion av tiden före (1) och efter (2) verkan från storamplitudsstötkällan. Diagram ll illustrerar en god- tycklig egenmod med sondsignalens frekvens indikerad med en vertikal linje a. En kontinuerlig sondsignal inmatas i provet vid 1 idiagrammet I. När provet slås till av u u | ~ nu u e 518 997 14 en storamplitudsstötkälla, vid 2 i diagrammen l, förskjuts moden såsom visat av pi- len och fet kurva i diagrammen ll, och sondsignalsampiituden ändras i enlighet därmed, jämför med diagrammen I ifigur 10. Efter en tidsperiod återgår sondsig- nalsampiituden tiil sitt ursprungsvärde 1.
Diagrammen a i figur 10 visar ett exempel där sondsignalampiituden minskar som en funktion av resonansmodsförskjutningen och diagrammen b visar ett exempel där sondsignalampiituden ökar som ett resultat av en sådan modför- skjutning. Förändringen i sondsignalens amplitud beror på involymen och det rela- tiva läget för egenmodstoppen. Vid stöt på testprovet flyttar resonanstoppen åt vänster till läget som illustreras av den feta linjen, placering 2 i diagrammen ll ifi- gur 10. Såsom det framgår beror nettoampiitudsförändringen för sondsignalen på närheten av sondsignalens frekvens till resonanstoppen. Efter en jämförelsevis kort tid återgår testprovet till sitt ursprungstillstånd och sondsignalens amplitud återgår till sin ursprungsamplitud 1. Långsam dynamik framkallat av stöten gör fak- tiskt att återställandet av testprovet tar tiotals minuter. Det mest av amplituden återställs emellertid mycket snabbt, vilket även gör detektionstekniken enligt upp- finningen snabb.
Såsom nämnt ovan visar figur 10a ett exempel i vilket sondsignalens amp- litud ökar medan figur 10b illustrerar en situation i vilken amplituden minskar. Detta beror på olika placeringar av sondsignalfrekvensen i förhållande till egenmoden.
Sondsignalamplituden kan även förbli väsentligen konstant om sondsignalens fre- kvens skulle råka placeras på eller nära resonanstoppen eller i ett frekvensband där inga egenmoder existerar. i denna situation, efter att ha hamnat med det felak- tiga valet av frekvens som resultat av att man inte följt det korrekta tillvägagångs- sättet, misslyckas tekniken enligt uppfinningen. En optimal placering av sondsig- nalfrekvensen är vid inflexionspunkten hos egenmoderna. Detta är en mycket vik- tigt egenskap hos uppfinningen och anledningen till varför ett frekvenssvep utförs först så att en optimal frekvens kan väljas för sondsignalen.
Den ovan beskrivna effekten på vilken uppfinningen grundar sig på upp- träder enbart i skadat material, antingen lokalt skadat, t.ex. spräckta prov eller vo- lymetriskt skadade prov, t.ex. en sintrad metallkomponent. För oskadade prov er- hålls opåverkade signaler såsom visat i figur 5. Om sålunda långsamma dynamis- ka amplitudsförändringar uppstår i den kontinuerliga sondsignalen indikerar detta att testmaterialet eller testföremålet är skadat. 51 8 9 9 7 iïï* šfï f? - f? - n q p n a ø c | u» v»- a För att sålunda sammanfatta, så skapar storamplitudsstötkållan två olika fysiska tillstånd i det spräckta testmaterialet eller testföremålet. Ett styvare och ett mindre styvt tillstånd. Det mindre styva tillståndet är transient och framkallat av storamplitudssignalkällan. Kort efter stöten från storamplitudssignalkällan återgår materialet eller föremålet till sitt styvare tillstånd. När materialet eller föremålet är avsökt med en högfrekvent sondsignal under excitation av den bredastötkällan, samplar den kontinuerliga sondsignalen två olika materialtillstånd, ett styvt tillstånd innan stöten och ett mindre styvt vid eller kort efter stöten. Detta betyder att den högfrekventa sondsignalen temporärt kommer att förändras i amplitud. Detta ska- par en signal i tidsdomänen som kan avkännas och som kan förändras i amplitud, såsom visat i figurerna och förklarat ovan, på grund av närvaron av sprickor eller annan skada i materialet eller föremålet. l exceptionella fall kan den ovan beskrivna utföringsformen av förfarandet enligt uppfinningen misslyckas, om egenmoden som valts för avsökning med den rena tonen inte ”samplar” det skadade området. Detta skulle kunna ske i mycket komplexa föremål. Användning av flera samtidiga toner vid olika egenmoder elimi- nerar detta problem. Detta betyder helt enkelt att det i fallet med geometriskt mycket komplicerade föremål kommer det att ta längre tid att utföra förfarandet en- ligt uppfinningen.

Claims (32)

10 15 20 25 30 Q Q o a oo 518 997 n n o n q s Q Q s n .a /é NYA PATENTKRAV
1. Förfarande för att detektera skada i material eller föremål innefattande stegen att tillföra en svepsignal till materialet ellerföremålet, som skall undersökas, och att variera svepsignalens frekvens över ett förutbestämt frekvensintervall för att bestämma materialets eller föremålets egenmoder, att tillföra materialet eller föremålet en sondsignal, att påverka materialet eller föremålet under tillförsel av nämnda sondsignal, att avkänna nämnda sondsignal i materialet eller föremålet, och att analysera inverkan av nämnda påverkan av materialet eller föremålet på nämnda avkända sondsignal för att därur detektera skada i materialet eller föremålet, kännetecknat av att nämnda sondsignal innefattar åtminstone en ton av en enda frekvens, vald att placeras i en utvald punkt på en resonanstopp svarande mot en utvald av nämnda bestämda egenmoder, att materialet eller föremålet påverkas med en signal av stor amplitud för att framkalla långsam dynamik i materialet eller föremålet i händelse av skada i det, samt att nämnda sondsignal analyseras för att bestämma en transient ändring av sondsignalens amplitud till följd av, av nämnda långsamma dynamik orsakade ändringar av egenmodens frekvens.
2. Förfarandet enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda utvalda punkt väljs att ligga på en flank på nämnda egenmods resonanstopp.
3. Förfarandet enligt krav 2, kännetecknat av att nämnda utvalda punkt väljs att ligga i eller nära inflexionspunkten på nämnda flank.
4. Förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att i syfte för att bestämma nämnda egenmoder, sveps nämnda signalfrekvens över nämnda förbeståmda frekvensintervall och ett tidsmedelvärdesbildat svar från materialet eller föremålet mäts.
5. Förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda signal med stor amplitud är en signal med brett frekvensband med, företrädelsevis 10-1000 gånger, större amplitud än sondsignalen.
6. Förfarandet enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att nämnda signal med stor amplitud är en entonssignal. P0Ol332nyapkdoc 10 15 20 25 30 a u n - no q 518 997 /9- n Q e ø o Q ø Q u . no
7. Förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda signal med stor amplitud är en kontinuerlig signal.
8. Förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att sondsignalens frekvens är avsevärt högre än frekvenserna för nämnda signal med stor amplitud.
9. Förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda sondsignal tillförs kontinuerligt med konstant amplitud.
10. nämnda sondsignal och nämnda signal med stor amplitud är akustiska signaler. Förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att
11. Förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknat av att flera entonssondsignaler tillförs materialet eller föremålet, varvid nämnda signaler har entonsfrekvenser valda att ligga på olika flanker hos resonanstoppar, motsvarande utvalda av nämnda bestämda egenmoder och att inverkan från nämnda signal med stor amplitud på avkända amplltuder hos nämnda flertal av sondsignaler analyseras för att detektera skada.
12. produktionslinje eller tillverkningslinje, kännetecknat av att förändringar i den Förfarandet enligt något av föregående krav, för användning på en analyserade amplituden hos sondsignalen jämförs med förbestämd baslinjeinformation för att bestämma godkännande- eller underkännandestatus för materialet eller föremålet.
13. innefattande en första signalgenerator för tillförsel av en första signal till materialet Anordning för icke-förstörande detektering av skada i material eller föremål eller föremålet, ett styrorgan för att styra nämnda första signalgenerator att svepa frekvensen hos nämnda första signal över ett förutbestämt frekvensintervall, en bestämningsenhet för att bestämma materialets eller föremålets egenmoder när frekvensen hos den tillförda första signalen sveps, en andra signalgenerator för att tillföra materialet eller föremålet en sondsignal, ett organ för att påverka materialet eller föremålet under tillförsel av nämnda sondsignal, ett avkänningsorgan för att avkänna nämnda sondsignal i materialet eller föremålet, och ett analysorgan för att analysera den avkända sondsignal för att därur detektera skador i materialet eller föremålet, kännetecknad av att nämnda andra signalgenerator är anpassad att 10 15 20 25 30 518 997 /íš tillföra en sondsignal med åtminstone en entonsfrekvens, vilken är vald att ligga i en utvald punkt på resonanstoppen svarande mot en utvald av nämnda egenmoder, att nämnda organ för att påverka materialet eller föremålet innefattar en storamplitudsignalkälla anpassad att med en signal med stor amplitud framkalla långsam dynamik i materialet eller föremålet i händelse av skada i det, samt att nämnda analysorgan är anpassat att bestämma en transient ändring av den avkända sondsignalens amplitud till följd av, av nämnda långsamma dynamik orsakade ändringar av egenmodens frekvens.
14. ligger på en flank på nämnda egenmods resonanstopp. Anordningen enligt krav 13, kännetecknad av att nämnda utvalda punkt
15. anordnad att utgöra nämnda styrorgan. Anordningen enligt krav 13 eller 14, kännetecknad av att en dator är
16. andra signalgenerator är anpassad att tillföra en akustisk signal. Anordningen enligt något av kraven 13 -15, kännetecknad av att nämnda
17. andra signalgenerator är kopplad till en akustisk signalkälla, såsom en Anordningen enligt något av kraven 13 -16, kännetecknad av att nämnda piezoelektrisk omvandlare, för att bringas i kontakt med materialet eller föremålet för att tillföra sondsignalen.
18. andra signalgenerator är kopplad till en icke-kontakterande vågkälla, såsom en Anordningen enligt något av kraven 13 -16, kännetecknad av att nämnda högtalare för kontaktfri tillförsel av sondsignalen till materialet eller föremålet.
19. andra signalgenerator är anpassad att tillföra en sondsignal, som har flera Anordningen enligt något av kraven 13 -18, kännetecknad av att nämnda entonsfrekvenser.
20. första och andra signalgeneratorer är en och samma signalgenerator. Anordningen enligt något av kraven 13 -19, kännetecknad av att nämnda
21. Anordningen enligt något av kraven 13 -20, kännetecknad av att nämnda storamplitudssignalkälla är en akustisk signalkälla.
22. storamplitudssignalkälla innefattar en laserpulskälla. Anordningen enligt något av kraven 13 -21, kännetecknad av att nämnda 10 15 20 25 ø | a | un 518 997 19 n. a a u r ø o o ø u u nn
23. storamplitudssignalkälla innefattar en mekanisk hammare avsedd att träffa Anordningen enligt något av kraven 13 -21, kännetecknad av att nämnda materialet eller föremålet.
24. analysorgan innefattar ett datainsamlingssystem för att mottaga och analysera Anordningen enligt något av krav 13 -23, kännetecknad av att nämnda utsignaler från materialet eller föremålet.
25. datainsamlingssystem innefattar ett digitaliseringsorgan. Anordningen enligt krav 24, kännetecknad av att nämnda
26. digitaliseringsorgan innefattar ett oscilloskop. Anordningen enligt krav 25, kännetecknad av att nämnda
27. digitaliseringsorgan innefattar ett digitaliseringskort i nämnda dator. Anordningen enligt krav 26, kännetecknad av att nämnda
28. åtminstone en vibrationssensor är anordnad för att göra kontakt med materialet eller Anordningen enligt något av kraven 25 -27, kännetecknad av att föremålet för att leverera nämnda utsignal till nämnda datainsamlingssystem.
29. åtminstone en vibrationssensor innefattar en icke-kontakterande vågdetektor för att Anordningen enligt något av kraven 25 -27, kännetecknad av att känna av och leverera nämnda utsignal till nämnda datainsamlingssystem.
30. högpassfilter är anordnat för att filtrera bort frekvenskomponenter hos nämnda Anordningen enligt något av kraven 24 -28, kännetecknad av att ett utsignal under den nämnda sondsignalens frekvens.
31. Anordningen enligt något av kraven 24 -30, kännetecknad av att nämnda datainsamlingssystem inkluderar organ för överföring av signalen mottagen från nämnda sensor till ljudfrekvensbandet.
32. triggorgan är inrättat för att korrelera funktionerna hos nämnda Anordningen enligt något av kraven 24 -31, kännetecknad av att ett datainsamlingssystem och nämnda storamplitudssignalkälla.
SE0100495A 2001-04-02 2001-04-02 Förfarande och anordning för att detektera skada i material eller föremål SE518997C2 (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0100495A SE518997C2 (sv) 2001-04-02 2001-04-02 Förfarande och anordning för att detektera skada i material eller föremål
PCT/SE2002/000259 WO2002079775A1 (en) 2001-04-02 2002-02-14 Method and device for detecting damage in materials or objects
EP02711614A EP1386149A1 (en) 2001-04-02 2002-02-14 Method and device for detecting damage in materials or objects
US10/473,726 US6880379B2 (en) 2001-04-02 2002-02-14 Method and device for detecting damage in materials or objects
JP2002577554A JP2004523768A (ja) 2001-04-02 2002-02-14 材料または物体の損傷を検出する方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0100495A SE518997C2 (sv) 2001-04-02 2001-04-02 Förfarande och anordning för att detektera skada i material eller föremål

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0100495D0 SE0100495D0 (sv) 2001-02-15
SE0100495L SE0100495L (sv) 2002-08-16
SE518997C2 true SE518997C2 (sv) 2002-12-17

Family

ID=20282985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0100495A SE518997C2 (sv) 2001-04-02 2001-04-02 Förfarande och anordning för att detektera skada i material eller föremål

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6880379B2 (sv)
EP (1) EP1386149A1 (sv)
JP (1) JP2004523768A (sv)
SE (1) SE518997C2 (sv)
WO (1) WO2002079775A1 (sv)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7083327B1 (en) * 1999-04-06 2006-08-01 Thermal Wave Imaging, Inc. Method and apparatus for detecting kissing unbond defects
SE527074C2 (sv) * 2003-06-23 2005-12-20 Impressonic Ab Icke-förstörande materialprovning
US7296472B2 (en) 2004-02-03 2007-11-20 University Of Denver Method and apparatus for acoustic sensing of structures
US20100050308A1 (en) * 2005-03-29 2010-03-04 Colin Roberson Protective Clothing
JP5024901B2 (ja) * 2005-07-29 2012-09-12 アコースティックアイ エルティディー． チューブ状システムの非破壊検査方法
US7343827B2 (en) * 2005-11-08 2008-03-18 M-I L.L.C. System and process for break detection in porous elements for screening or filtering
US20070234805A1 (en) * 2006-03-03 2007-10-11 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Remote, early-time acoustic impact Doppler inspection
US7819008B2 (en) * 2006-07-10 2010-10-26 Canopex, Inc. Method of inspecting canopy structures
EP2135068A4 (en) * 2007-03-10 2013-05-15 Ruv Systems B V METHOD AND DEVICE FOR IN-LINE QUALITY CONTROL OF WAFER
US9933394B2 (en) 2007-03-10 2018-04-03 Sergei Ostapenko Method and apparatus for detecting cracks and delamination in composite materials
JP2008229789A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 Nec Corp 凹部形成方法、凹部形成装置、及び凹部形成用材料
CN101874203A (zh) 2007-11-26 2010-10-27 东京毅力科创株式会社 微细结构体检测装置以及微细结构体检测方法
DE102008019578B4 (de) * 2008-04-18 2010-11-11 Wacker Neuson Se Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Schäden an einer Arbeitsmaschine
FR2932887B1 (fr) * 2008-06-24 2016-02-05 Univ Francois Rabelais De Tours Dispositif acoustique de mesure localisee et sans contact des non-linearites elastique et dissipative et de la viscoelasticite
US8186875B2 (en) * 2008-09-14 2012-05-29 Nuovo Pignone S.P.A. Method for determining reheat cracking susceptibility
JP5395417B2 (ja) * 2008-12-09 2014-01-22 テイ・エス テック株式会社 測定方法および測定装置
US8322221B1 (en) * 2009-03-26 2012-12-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Non-contact high resolution near field acoustic imaging system
US20120031193A1 (en) * 2009-04-01 2012-02-09 Purdue Research Foundation Identification of loads acting on an object
DE202009014770U1 (de) * 2009-11-02 2011-07-04 Seuthe, Ulrich, 58300 Vorrichtung zum Überprüfen eines Bauteils auf Schäden
US9784625B2 (en) 2010-11-30 2017-10-10 Bloom Energy Corporation Flaw detection method and apparatus for fuel cell components
KR101412902B1 (ko) 2010-12-01 2014-06-26 삼성전기주식회사 전자 소자 휨 강도 검사 장치 및 검사 방법
WO2013155135A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Bloom Energy Corporation Flaw detection method and apparatus for fuel cell components
JPWO2013183314A1 (ja) * 2012-06-06 2016-01-28 日本電気株式会社 構造物の分析装置および構造物の分析方法
BR112015024263A2 (pt) * 2013-04-26 2017-07-18 Sulzer Management Ag método para avaliar um estado de desgaste de um módulo de uma turbomáquina, módulo, bem como turbomáquina
US9575034B2 (en) * 2014-03-12 2017-02-21 Siemens Energy, Inc. Method and system for immersion ultrasound inspection including within downwardly opening cavities
EP3123144A4 (en) 2014-03-28 2017-12-13 United Technologies Corporation Material testing apparatus and method
JP6334991B2 (ja) * 2014-03-31 2018-05-30 株式会社日立製作所 構造物の表面検査システムおよび表面検査方法
KR102304694B1 (ko) * 2014-10-28 2021-09-24 삼성전자주식회사 전자 장치 및 전자 장치의 방수 판단 방법
FR3035510B1 (fr) * 2015-04-21 2018-10-26 Airbus Group Sas Moyen acoustique de detection, de localisation et d'evaluation automatique d'impacts subis par une structure
US10444110B2 (en) * 2015-11-13 2019-10-15 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc System and method for inspecting parts using frequency response function
JP6374608B1 (ja) * 2016-09-26 2018-08-15 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 損傷検知システム及び損傷検知方法
KR101865745B1 (ko) * 2016-10-27 2018-06-08 현대자동차 주식회사 판재의 접합품질 평가장치
US10677761B2 (en) 2016-12-01 2020-06-09 Avery Dennison Retail Information Services, Llc Systems and methods for monitoring blister pack compliance
US10871405B2 (en) * 2017-05-30 2020-12-22 The Boeing Company Indicator device and method
CN109254077B (zh) * 2017-07-14 2021-04-06 财团法人工业技术研究院 结构件的劣化侦测方法
WO2019056121A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 University Of Saskatchewan METHODS OF DETECTING A WEAKENING OF A PIPELINE
PL424362A1 (pl) * 2018-01-25 2019-07-29 Dezega Polska Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością System monitorowania parametrów stanu działania wielu hermetycznie zamkniętych obiektów
CN109297817B (zh) * 2018-11-16 2021-04-13 江苏开放大学（江苏城市职业学院） 一种钢筋混凝土梁弹性模量的测试装置及方法
WO2021105758A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-03 Arcelormittal System and method for estimating both thickness and wear state of refractory material of a metallurgical furnace
CN111520617B (zh) * 2020-02-24 2022-12-09 重庆大学 一种基于压电传感技术的预应力钢筒混凝土管砂浆保护层开裂监测的装置及方法
KR102569745B1 (ko) * 2021-06-24 2023-08-24 (주)엠텔리 골프공의 균형성 분석 장치
EP4335521A1 (en) * 2021-06-24 2024-03-13 Emtelli Inc. Golf ball sorting device
CN113673045B (zh) * 2021-07-09 2023-11-21 郑州国电机械设计研究所有限公司 基于硬度和非线性超声的高强度螺栓疲劳损伤检测方法
GB202208104D0 (en) * 2022-06-01 2022-07-13 Theta Tech Ltd Method of non-destructive testing of a testpiece

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3958450A (en) * 1975-05-19 1976-05-25 Claus Kleesattel Resonant sensing devices and methods for determining surface properties of test pieces
NO160102C (no) * 1985-06-28 1989-03-08 Gudmunn Slettemoen Fremgangsmaate for maaling og kartlegging av vibrasjoner samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten.
US4944185A (en) * 1989-01-17 1990-07-31 Westinghouse Electric Corp. System and method for qualitatively and nondestructively inspecting adhesive joints and other materials
US5144838A (en) * 1989-10-04 1992-09-08 Iwatsu Electric Co., Ltd. Defect detecting method and apparatus
JPH03289561A (ja) * 1990-04-06 1991-12-19 Iwatsu Electric Co Ltd 欠陥及び異硬度部分の検出方法及び装置
US5099848A (en) * 1990-11-02 1992-03-31 University Of Rochester Method and apparatus for breast imaging and tumor detection using modal vibration analysis
US5086775A (en) * 1990-11-02 1992-02-11 University Of Rochester Method and apparatus for using Doppler modulation parameters for estimation of vibration amplitude
GB2254426B (en) * 1991-04-03 1995-06-14 Honda Motor Co Ltd Method of and apparatus for detecting defects in an object
WO1992019963A1 (en) * 1991-05-07 1992-11-12 Dapco Industries Real-time ultrasonic testing system
US5327358A (en) * 1991-08-07 1994-07-05 The Texas A&M University System Apparatus and method for damage detection
US5245876A (en) * 1992-01-08 1993-09-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Dual beam complex modulus apparatus
US5355731A (en) * 1992-05-08 1994-10-18 The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer Sphericity determination using resonant ultrasound spectroscopy
US5528924A (en) * 1993-11-29 1996-06-25 Leybold Inficon Inc. Acoustic tool for analysis of a gaseous substance
US5425272A (en) * 1993-11-30 1995-06-20 Quatro Corporation Relative resonant frequency shifts to detect cracks
US5520052A (en) * 1994-02-10 1996-05-28 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method and apparatus for determining material structural integrity
US5719860A (en) * 1996-03-22 1998-02-17 Tellabs Wireless, Inc. Wideband bus for wireless base station
US5732642A (en) * 1996-05-06 1998-03-31 Desilva; James Windsurfer sail device
WO1998037400A1 (en) * 1997-02-21 1998-08-27 Southwest Research Institute High-cycle fatigue test machine
US6301967B1 (en) * 1998-02-03 2001-10-16 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Method and apparatus for acoustic detection and location of defects in structures or ice on structures
US6330827B1 (en) * 1998-12-04 2001-12-18 The Regents Of The University Of California Resonant nonlinear ultrasound spectroscopy

Also Published As

Publication number Publication date
US6880379B2 (en) 2005-04-19
US20040134280A1 (en) 2004-07-15
EP1386149A1 (en) 2004-02-04
SE0100495L (sv) 2002-08-16
JP2004523768A (ja) 2004-08-05
WO2002079775A1 (en) 2002-10-10
SE0100495D0 (sv) 2001-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE518997C2 (sv) Förfarande och anordning för att detektera skada i material eller föremål
US6360608B1 (en) Transducer for measuring acoustic emission events
US6173613B1 (en) Measuring crack growth by acoustic emission
US9074927B2 (en) Methods for non-destructively evaluating a joined component
EP0655623B1 (en) Relative resonant frequency shifts to detect cracks
Sutin et al. Nonlinear elastic wave NDE II. Nonlinear wave modulation spectroscopy and nonlinear time reversed acoustics
US9228980B2 (en) Non-destructive evaluation methods for aerospace components
US6330827B1 (en) Resonant nonlinear ultrasound spectroscopy
US5631423A (en) Method for resonant measurement
US9329155B2 (en) Method and device for determining an orientation of a defect present within a mechanical component
Lalande et al. High-frequency impedance analysis for NDE of complex precision parts
US6205859B1 (en) Method for improving defect detectability with magnetostrictive sensors for piping inspection
JPH0511895B2 (sv)
RU2334225C1 (ru) Способ контроля дефектности изделия
Tiwari et al. Acousto-ultrasonic (AU) technique for assuring adhesive bond quality
Stepinski et al. Narrowband ultrasonic spectroscopy for NDE of layered structures
EP3680652B1 (en) Laser bond inspection calibration system
RU2325637C1 (ru) Способ и устройство акустической диагностики сварных швов трубопроводов
Liber et al. Ultrasonic techniques for inspecting flat and cylindrical composite specimens
Jatzlau et al. Identification of flawed CFRP samples using local acoustic resonance spectroscopy (LARS)
KR100765407B1 (ko) 검진기능을 갖는 능동형 진동측정 시스템
Djordjevic Quantitative ultrasonic guided wave testing of composites
Thomas et al. Automated silicon nitride bearing ball inspection station
Ghandourah Evaluation of Epoxy Composites using Fusion of Vibration and Ultrasound Sensors
Gunnarsson Non-linear ultrasound investigation of extended plates

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed