DE102019204902A1

DE102019204902A1 - Method for testing components, in particular injector holding bodies

Info

Publication number: DE102019204902A1
Application number: DE102019204902.8A
Authority: DE
Inventors: Jonas Scherer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2020-10-08
Also published as: EP3948252A1; CN113661390A; WO2020200555A1

Abstract

Ein Verfahren (100) zum Prüfen eines Bauteils mittels Barkhausenrauschen umfasst folgende Verfahrensschritte: a) Durchführen (110) von Messungen an dem zu prüfenden Bauteil (14), die sich durch Verändern wenigstens einer Eingangsgröße voneinander unterscheiden, wobei Barkhausen-Rauschsignale des zu prüfenden Bauteils (14) in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld erfasst werden, b) Ermitteln (120) eines jeweiligen Verlaufs von Signalmaxima der Barkhausenrauschsignale in den Messungen, c) Auswerten (130) der jeweils ermittelten Verläufe der Signalmaxima der Messungen mittels vorbestimmter Auswertekriterien, um charakteristische Werte zu ermitteln, d) Vergleichen (150) der aufgrund der vorbestimmten Auswertekriterien für das Bauteil (14) ermittelten Werte mit dazu korrespondierenden Referenzwerten von Referenzbauteilen unterschiedlicher Qualitätsklassen, wobei die Referenzwerte in einer Lernphase analog der Schritte a) bis c) ermittelt wurden oder werden, und e) Klassifizieren (160) des Bauteils (14) anhand des Vergleichs in eine der Qualitätsklassen.A method (100) for testing a component by means of Barkhausen noise comprises the following method steps: a) Performing (110) measurements on the component to be tested (14) which differ from one another by changing at least one input variable, Barkhausen noise signals of the component to be tested (14) are detected as a function of an external magnetic field, b) determining (120) a respective course of signal maxima of the Barkhausen noise signals in the measurements, c) evaluating (130) the respectively determined courses of the signal maxima of the measurements by means of predetermined evaluation criteria to determine characteristic values to determine, d) comparing (150) the values determined on the basis of the predetermined evaluation criteria for the component (14) with corresponding reference values of reference components of different quality classes, the reference values being or being determined in a learning phase analogous to steps a) to c), and e) classifying (160) d es component (14) based on the comparison in one of the quality classes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Bauteilen, insbesondere von Injektorhaltekörpern, und ferner eine Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung eines derartigen Verfahrens dient.The invention relates to a method for testing components, in particular injector holding bodies, and also to a device which is used in particular to carry out such a method.

Stand der TechnikState of the art

Bei aus ferromagnetischem Material gebildeten Bauteilen werden häufig magnetische Prüfverfahren eingesetzt, die auf dem Barkhauseneffekt bzw. Barkhausenrauschen beruhen, um insbesondere während des Fertigungsprozesses qualitativ gute Teile von qualitativ schlechten Teilen unterscheiden und die als schlecht klassifizierten Teile aus dem weiteren Verlauf des Fertigungsprozesses entfernen zu können. Das Barkhausenrauschen beruht darauf, dass in einem sich langsam ändernden Magnetfeld eine Änderung der Magnetisierung eines ferromagnetischen Werkstoffs erfolgt, wobei diese Änderung aufgrund der Verschiebungen von sog. Domänen in der Mikrostruktur des Werkstoffs in Barkhausensprüngen erfolgt, welche als elektrische Rauschsignale detektierbar sind.In the case of components made of ferromagnetic material, magnetic test methods are often used that are based on the Barkhausen effect or Barkhausen noise, in order to be able to distinguish good quality parts from bad quality parts during the production process and to be able to remove the parts classified as poor from the further course of the production process. The Barkhausen noise is based on the fact that in a slowly changing magnetic field there is a change in the magnetization of a ferromagnetic material, this change occurring in Barkhausen jumps due to the shifts of so-called domains in the microstructure of the material, which can be detected as electrical noise signals.

Aus der EP 2 834 630 B1 ist ein Verfahren zur Prüfung eines Bauteils basierend auf Barkhausenrauschen bekannt, bei dem eine Vielzahl von BarkhausenrauschSignalen verarbeitet werden, welche an Messpositionen entlang der Oberfläche des Bauteils mit einer Messvorrichtung erfasst wurden oder werden, wobei mittels einer Rechnereinheit aus den Messpositionen und den zugehörigen Barkhausenrausch-Signalen eine Messmatrix gebildet wird, welche die erfassten Barkhausenrausch-Signale als Einträge enthält. Ferner wird eine Mehrzahl von Charakteristika vorgegeben, welche jeweils zumindest eine Ursache für Herstellungsfehler des Bauteils repräsentieren, wobei jeder Charakteristik eine Verarbeitung der Messmatrix zugeordnet ist, wobei die Verarbeitung spezifisch für die jeweilige Charakteristik ist, und schließlich für jede Charakteristik die Messmatrix der zugeordneten Verarbeitung unterzogen wird, wodurch eine Ausprägungsstärke der jeweiligen Charakteristik bestimmt wird. Bei diesem Stand der Technik muss die Oberfläche des jeweils zu prüfenden Bauteils zeitaufwendig an vielen Messpositionen mit einer Messvorrichtung lokal aufgelöst abgetastet werden, um eine Messmatrix zu bilden, welche eine aussagekräftige Auswertung ermöglicht.From the EP 2 834 630 B1 a method for testing a component based on Barkhausen noise is known, in which a large number of Barkhausen noise signals are processed, which were or are recorded at measurement positions along the surface of the component with a measuring device, using a computer unit from the measurement positions and the associated Barkhausen noise signals a measurement matrix is formed which contains the recorded Barkhausen noise signals as entries. Furthermore, a plurality of characteristics are specified, each representing at least one cause of manufacturing defects in the component, each characteristic being assigned processing of the measurement matrix, the processing being specific to the respective characteristic, and finally, for each characteristic, the measurement matrix being subjected to the assigned processing is, whereby a strength of expression of the respective characteristic is determined. With this prior art, the surface of the component to be tested must be scanned in a time-consuming manner at many measuring positions with a measuring device in a locally resolved manner in order to form a measuring matrix which enables a meaningful evaluation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass es kostengünstig realisierbar ist und zudem eine schnelle und zuverlässige Beurteilung der Qualität von Bauteilen ermöglicht. Dazu umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Verfahrensschritte des a) Durchführens von Messungen an dem zu prüfenden Bauteil, wobei sich die einzelnen Messungen durch Verändern wenigstens einer Eingangsgröße voneinander unterscheiden, wobei Barkhausen-Rauschsignale des jeweils zu prüfenden Bauteils in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld als Antwortverhalten erfasst werden, des b) Ermittelns eines jeweiligen Verlaufs der Barkhausen-Rauschsignale in den jeweiligen Messungen, des c) Auswertens der jeweils ermittelten Verläufe der Barkhausen-Rauschsignale in den einzelnen Messungen der Messreihe mittels wenigstens eines vorbestimmten Auswertekriteriums, um charakteristische Werte für das Bauteil zu ermitteln, des d) Vergleichens der aufgrund des wenigstens einen vorbestimmten Auswertekriteriums für das zu prüfende Bauteil ermittelten charakteristischen Werte mit bezüglich des wenigstens einen Auswertekriteriums dazu korrespondierenden Referenzwerten von Referenzbauteilen von wenigstens zwei unterschiedlichen Qualitätsklassen, wobei die Referenzwerte in einer Lernphase analog der Schritte a) bis c) ermittelt wurden oder werden, und des e) Klassifizierens des zu prüfenden Bauteils anhand des gemäß Schritt d) erfolgten Vergleichs, wobei das zu prüfende Bauteil in eine der Qualitätsklassen der Referenzbauteile eingestuft wird, wenn die gemäß Schritt c) ermittelten charakteristischen Werte des Bauteils im Bereich der Referenzwerte derjenigen Referenzbauteile liegen, welche dieser einen Qualitätsklasse zugehören.The method with the features of claim 1 has the advantage that it can be implemented cost-effectively and also enables the quality of components to be assessed quickly and reliably. For this purpose, the method according to the invention comprises the method steps of a) performing measurements on the component to be tested, the individual measurements differing from one another by changing at least one input variable, with Barkhausen noise signals from the component to be tested being recorded as a response behavior as a function of an external magnetic field b) determining a respective course of the Barkhausen noise signals in the respective measurements, c) evaluating the respectively determined courses of the Barkhausen noise signals in the individual measurements of the measurement series using at least one predetermined evaluation criterion in order to determine characteristic values for the component d) comparing the characteristic values determined on the basis of the at least one predetermined evaluation criterion for the component to be tested with reference values of a few reference components corresponding thereto with regard to the at least one evaluation criterion At least two different quality classes, whereby the reference values were or are determined in a learning phase analogous to steps a) to c), and e) classifying the component to be tested based on the comparison made according to step d), with the component to be tested in one of the Quality classes of the reference components are classified if the characteristic values of the component determined in accordance with step c) are in the range of the reference values of those reference components which belong to this one quality class.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass das Bauteil in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld magnetisiert und das Barkhausenrauschen in jeder einzelnen Messung einer Messreihe erfasst wird, wobei die sukzessive Veränderung einer magnetischen Eingangsgröße von Messung zu Messung einer Messreihe zu jeweils unterschiedlichen Ausgangssignalen des Barkhausenrauschens in den jeweiligen Messungen führt. Mithin unterscheiden sich die Messungen einer Messreihe durch die unterschiedlichen Ausgangssignale voneinander, die - aufgrund empirischer Untersuchungen an Bauteilen unterschiedlicher Qualitätsstufen - ein Maß zur Beurteilung der Materialqualität eines Bauteils darstellen. Um diese unterschiedlichen Ausgangssignale bzw. Barkhausen-Rauschsignale einer jeweiligen Messung auswerten zu können, wird der jeweilige Verlauf der Barkhausen-Rauschsignale in jeder Messung ermittelt, worauf dann die Verläufe standardisiert mittels des zum Erfassen von markanten Abschnitten oder Merkmalen in den Verläufen dienenden wenigstens Auswertekriteriums analysiert werden, um damit charakteristische Werte des Bauteils zu gewinnen, die danach mit charakteristischen Referenzwerten von Referenzbauteilen verglichen werden, welche einer vorbekannten Qualitätsklasse angehören. Zur Gewinnung der Referenzwerte, wurden oder werden die Referenzbauteile denselben Verfahrensschritten a) bis c) wie beim Prüfling unterworfen. Die Klassifizierung erfolgt nach Maßgabe der Höhe des statistisch ermittelten Übereinstimmungsgrads der charakteristischen Werte des Bauteils mit den Referenzwerten von denjenigen Referenzbauteilen, die einer bestimmten Qualitätsklasse zugehören.The basic idea of the invention is that the component is magnetized as a function of an external magnetic field and the Barkhausen noise is recorded in each individual measurement of a measurement series, with the successive change in a magnetic input variable from measurement to measurement of a measurement series for different output signals of the Barkhausen noise in the respective measurements. The measurements of a series of measurements therefore differ from one another in terms of the different output signals that - based on empirical studies on components of different quality levels - represent a measure for assessing the material quality of a component. In order to be able to evaluate these different output signals or Barkhausen noise signals of a respective measurement, the respective course of the Barkhausen noise signals is determined in each measurement, whereupon the courses are analyzed in a standardized manner using the at least evaluation criterion that serves to detect distinctive sections or features in the courses in order to obtain characteristic values of the component, which are then compared with characteristic reference values of reference components which belong to a previously known quality class. To obtain the reference values, or the reference components are subjected to the same process steps a) to c) as for the test item. The classification takes place in accordance with the level of the statistically determined degree of correspondence between the characteristic values of the component and the reference values of those reference components that belong to a specific quality class.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.Further advantageous developments and refinements of the invention result from the measures listed in the subclaims.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass als die wenigstens eine Eingangsgröße die maximale magnetische Feldstärke des äußeren Magnetfelds von Messung zu Messung innerhalb der Messreihe verändert wird, wobei durch die jeweilige maximale magnetische Feldstärke ein Umkehrpunkt in einer Hystereschleife zur Magnetisierung des zu prüfenden Bauteils festgelegt wird. Der Umkehrpunkt in der Hystereseschleife markiert die sog. Sättigung und die Eingangsgröße stellt mithin den sich von der negativen bis zur positiven Sättigung erstreckenden Aussteuerbereich der magnetischen Feldstärke dar.An advantageous embodiment of the invention can consist in that, as the at least one input variable, the maximum magnetic field strength of the external magnetic field is changed from measurement to measurement within the measurement series, with the respective maximum magnetic field strength causing a reversal point in a hysteresis loop for magnetizing the component to be tested is determined. The reversal point in the hysteresis loop marks the so-called saturation and the input variable therefore represents the dynamic range of the magnetic field strength that extends from negative to positive saturation.

Zweckmäßigerweise wird als Eingangsgröße die maximale magnetische Feldstärke von Messung zu Messung stufenweise erhöht, wobei die stufenweise Erhöhung gleichmäßig beabstandet erfolgt.The maximum magnetic field strength is expediently increased in stages from measurement to measurement as the input variable, the incremental increase taking place at a uniform distance.

Eine in auswertungstechnischer Hinsicht zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass in den Messungen der jeweilige Verlauf der Barkhausenrauschsignale durch eine Einhüllende gebildet wird, welche den Signalspitzen der Barkhausenrauschsignale folgt.An embodiment of the invention that is expedient from an evaluation point of view can consist in that the respective course of the Barkhausen noise signals in the measurements is formed by an envelope which follows the signal peaks of the Barkhausen noise signals.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Vielzahl von Auswertekriterien verwendet, da die Zuverlässigkeit einer Klassifizierungsprognose für ein zu prüfendes Bauteil mit der Anzahl der verwendeten Auswertekriterien steigt. Empirische Untersuchungen zeigen, dass eine zuverlässige Klassifizierung von Prüflingen möglich ist, wenn mit einem der Auswertekriterien die Amplitudendifferenz zwischen einem Minimum und einem Maximum im jeweiligen Verlauf der Einhüllenden einer Messung erfasst wird, wenn mit einem anderen Auswertekriterium aus der Vielzahl der Auswertekriterien eine magnetische Feldstärke des äußeren Magnetfelds erfasst wird, bei der die Einhüllende eines jeweiligen Verlaufs einer Messung ein Minimum aufweist, und wenn mit einem nochmals anderen Auswertekriterium aus der Vielzahl der Auswertekriterien ein Amplitudenunterschied zwischen jeweiligen Einhüllenden von Messungen innerhalb der Messreihe bei einer magnetischen Feldstärke des äußeren Magnetfelds erfasst wird, wo die Einhüllende von einer der Messungen ein Minimum aufweist. Bei Verwendung zusätzlicher Auswertekriterien, die sich auf markante Bereiche bzw. Merkmale der jeweiligen Verläufe der Messungen richten, lässt sich vorteilhaft die statistische Zuverlässigkeit der Klassifizierungsprognose noch weiter steigern. So kann beispielsweise ein weiteres Auswertekriterium die Steilheit von Flankenabschnitten eines Maximums im jeweiligen Verlauf erfassen.According to a preferred embodiment of the invention, a large number of evaluation criteria are used, since the reliability of a classification prognosis for a component to be tested increases with the number of evaluation criteria used. Empirical investigations show that a reliable classification of test objects is possible if the amplitude difference between a minimum and a maximum in the respective course of the envelope of a measurement is recorded with one of the evaluation criteria, if a magnetic field strength of the is measured with another evaluation criterion from the multitude of evaluation criteria external magnetic field is detected, in which the envelope of a respective course of a measurement has a minimum, and if with yet another evaluation criterion from the multitude of evaluation criteria, an amplitude difference between the respective envelopes of measurements within the measurement series at a magnetic field strength of the external magnetic field is detected, where the envelope of one of the measurements has a minimum. With the use of additional evaluation criteria that focus on distinctive areas or features of the respective courses of the measurements, the statistical reliability of the classification forecast can advantageously be increased even further. For example, a further evaluation criterion can detect the steepness of edge sections of a maximum in the respective course.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass als Referenzbauteile rolliert ausgebildete Bauteile ausgewählt werden, durch die eine Qualitätsklasse qualitativ guter Bauteile definiert wird, da solche Bauteile während des Fertigungsprozesses durch definiertes Einbringen von Eigenspannungen eine signifikant qualitätssteigernde Behandlung erfahren haben.A preferred embodiment of the invention consists in the fact that rolled components are selected as reference components, which define a quality class of high-quality components, since such components have undergone significantly quality-increasing treatment during the manufacturing process through the defined introduction of residual stresses.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das als Referenzbauteile nichtrolliert ausgebildete Bauteile ausgewählt werden, durch die eine Qualitätsklasse qualitativ schlechter Bauteile definiert wird, da bei solchen Bauteilen während des Fertigungsprozesses eine qualitätssteigernde Rollierungsbehandlung unterblieben ist.As an alternative or in addition to this, it can be provided that the non-roller-burnished components are selected as reference components, which define a quality class of poor-quality components, since a quality-increasing roller burnishing treatment was omitted for such components during the manufacturing process.

Eine Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung eines derartigen Verfahrens dient, umfasst Mittel zum Verändern wenigstens einer Eingangsgröße und Mittel zum Durchführen von Messungen an einem zu prüfenden Bauteil, um Barkhausenrauschsignale in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld zu erfassen, und ferner Mittel zum Ermitteln eines jeweiligen Verlaufs der Barkhausen-rauschsignale in den jeweiligen Messungen, zum Auswerten der jeweils ermittelten Verläufe der Barkhausenrauschsignale der einzelnen Messungen mittels wenigstens eines vorbestimmten Auswertekriteriums, um charakteristische Werte für das Bauteil zu ermitteln, zum Vergleichen der aufgrund des wenigstens einen vorbestimmten Auswertekriteriums für das zu prüfende Bauteil ermittelten charakteristischen Werte mit bezüglich des wenigstens einen Auswertekriteriums dazu korrespondierenden Referenzwerten von Referenzbauteilen von wenigstens zwei unterschiedlichen Qualitätsklassen, und zum Klassifizieren des zu prüfenden Bauteils anhand des Vergleichs, wobei eine Datenspeichereinrichtung vorgesehen ist, um die Referenzwerte zum Vergleichen und Klassifizieren bereitzustellen. Die Vorrichtung eignet sich beispielsweise als Prüfstand zum Einsatz in einer Fertigungslinie.A device which is used in particular to carry out such a method comprises means for changing at least one input variable and means for carrying out measurements on a component to be tested in order to detect Barkhausen noise signals as a function of an external magnetic field, and also means for determining a respective course of the Barkhausen noise signals in the respective measurements, for evaluating the respective determined courses of the Barkhausen noise signals of the individual measurements by means of at least one predetermined evaluation criterion in order to determine characteristic values for the component, for comparing the values determined on the basis of the at least one predetermined evaluation criterion for the component to be tested characteristic values with reference values of reference components of at least two different quality classes that correspond thereto with regard to the at least one evaluation criterion, and for classifying the component to be tested Is based on the comparison, a data storage device being provided in order to provide the reference values for comparison and classification. The device is suitable, for example, as a test stand for use in a production line.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Letztere zeigen in schematisch gehaltenen Ansichten:

1A ein Messdiagramm, in welchem eine durchgezogene Messkurve mittels einer Messspule erfasste Barkhausen-Rauschsignale eines Bauteils in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt, wobei entlang der Abszisse die Zeit t aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenspannung UBH dargestellt ist, und eine gestrichelt eingezeichnete Messkurve den Stromverlauf in einer Erregerspule eines Elektromagneten in Abhängigkeit von der Zeit t wiedergibt, wobei dieser Stromverlauf dem Bauteil das das Barkhausenrauschen erzeugende Magnetfeld aufprägt,
1B ein stark schematisch gehaltenes Blockschaltbild einer Messvorrichtung, die zum Aufzeichnen von Messdiagrammen und deren Auswertung dient,
2 ein Diagramm, das die Messkurve mit den Barkhausenrauschsignalen von 1 und zusätzlich eine Kurve aufweist, welche sich als Einhüllende an die positiven Signalspitzen der Barkhausenrauschsignale der Messkurve anschmiegt, wobei entlang der Abszisse die Zeit t aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenrauschspannung UBN dargestellt ist,
3 ein Diagramm mit der Einhüllenden von 2, wobei entlang der Abszisse die magnetische Feldstärke H aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenrauschspannung UBN in willkürlichen Einheiten dargestellt ist,
4A ein Messdiagramm mit Hysteresekurven, die zur Magnetisierung eines jeweiligen Bauteils dienen und gemäß der jeweiligen maximalen magnetischen Feldstärke Hmax unterschiedlich große Aussteuerungsbereiche aufweisen, welche sich zwischen den Umkehrpunkten der jeweiligen Hystereseschleife erstrecken, wobei entlang der Abszisse die zur Ansteuerung eines Elektromagneten dienende Stromstärke I (in Ampere-Einheiten) als Maß für die magnetische Feldstärke H aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die magnetische Flussdichte B dargestellt ist,
4B ein Diagramm mit zur Stromansteuerung gemäß 4A korrespondierenden Kurvenverläufen der Einhüllenden bei unterschiedlichen Maximalfeldstärken für einen rolliert ausgebildeten Injektorhaltekörper, wobei entlang der Abszisse die magnetische Feldstärke H in willkürlichen Einheiten aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenrauschspannung UBN in willkürlichen Einheiten dargestellt ist,
4C ein Diagramm mit zur Stromansteuerung gemäß 4A korrespondierenden Kurvenverläufen der Einhüllenden bei unterschiedlichen Maximalfeldstärken für einen Injektorhaltekörper, der nicht rolliert ist, wobei entlang der Abszisse die magnetische Feldstärke H in willkürlichen Einheiten aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenrauschspannung UBN in willkürlichen Einheiten dargestellt ist,
5A ein Diagramm mit zwei Kurvenverläufen einer Einhüllenden bei unterschiedlichen Maximalfeldstärken für einen rolliert ausgebildeten Injektorhaltekörper als Prüfling, um ein erstes Auswertekriterium zum Erfassen eines von mehreren Charakteristika zu verdeutlichen, wobei entlang der Abszisse die magnetische Feldstärke H in willkürlichen Einheiten aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenrauschspannung UBN in willkürlichen Einheiten dargestellt ist,
5B ein Diagramm analog 5A, jedoch für einen nichtrollierten Injektorhaltekörper als Prüfling, um das erste Auswertekriterium zu verdeutlichen,
6A ein Diagramm mit zwei Kurvenverläufen einer Einhüllenden bei unterschiedlichen Maximalfeldstärken für einen rolliert ausgebildeten Injektorhaltekörper als Prüfling, um ein zweites Auswertekriterium zum Erfassen eines von mehreren Charakteristika zu verdeutlichen, wobei entlang der Abszisse die magnetische Feldstärke H in willkürlichen Einheiten aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenrauschspannung UBN in willkürlichen Einheiten dargestellt ist,
6B ein Diagramm analog 6A, jedoch für einen nichtrollierten Injektorhaltekörper als Prüfling, um das zweite Auswertekriterium zu verdeutlichen, und
7 ein Flussdiagramm mit wesentlichen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Embodiments of the invention are explained in more detail in the following description and in the accompanying drawings. The latter show in schematic views:

1A a measurement diagram in which a solid measurement curve reproduces Barkhausen noise signals of a component recorded by means of a measurement coil as a function of time, the time t being plotted along the abscissa, while the Barkhausen voltage UBH is shown along the ordinate, and a measurement curve drawn in dashed lines Reproduces the current profile in an excitation coil of an electromagnet as a function of time t, this current profile impressing the component with the magnetic field generating the Barkhausen noise,
1B a highly schematic block diagram of a measuring device that is used to record measurement diagrams and evaluate them,
2 a diagram showing the measurement curve with the Barkhausen noise signals from 1 and additionally has a curve which hugs the positive signal peaks of the Barkhausen noise signals of the measurement curve as an envelope, the time t being plotted along the abscissa while the Barkhausen noise voltage UBN is shown along the ordinate,
3 a diagram with the envelope of 2 , the magnetic field strength H being plotted along the abscissa, while the Barkhausen noise voltage UBN is shown in arbitrary units along the ordinate,
4A a measurement diagram with hysteresis curves, which are used to magnetize a respective component and, according to the respective maximum magnetic field strength Hmax, have control ranges of different sizes, which extend between the reversal points of the respective hysteresis loop, with the current strength I (in amperes) used to control an electromagnet along the abscissa Units) is plotted as a measure of the magnetic field strength H, while the magnetic flux density B is shown along the ordinate,
4B a diagram with for current control according to 4A Corresponding curve progressions of the envelope at different maximum field strengths for a rolled injector holding body, the magnetic field strength H being plotted in arbitrary units along the abscissa, while the Barkhausen noise voltage UBN is shown in arbitrary units along the ordinate,
4C a diagram with for current control according to 4A Corresponding curve progressions of the envelope at different maximum field strengths for an injector holding body that is not rolled, the magnetic field strength H being plotted in arbitrary units along the abscissa, while the Barkhausen noise voltage UBN is shown in arbitrary units along the ordinate,
5A a diagram with two curves of an envelope at different maximum field strengths for a rolled injector holding body as a test object to illustrate a first evaluation criterion for detecting one of several characteristics, the magnetic field strength H being plotted in arbitrary units along the abscissa, while the ordinate is Barkhausen noise voltage UBN is shown in arbitrary units,
5B a diagram analogous 5A , but for a non-rolled injector holding body as the test item in order to clarify the first evaluation criterion,
6A a diagram with two curves of an envelope at different maximum field strengths for a rolled injector holding body as a test object to illustrate a second evaluation criterion for detecting one of several characteristics, the magnetic field strength H being plotted in arbitrary units along the abscissa, while the ordinate is Barkhausen noise voltage UBN is shown in arbitrary units,
6B a diagram analogous 6A , but for a non-rolled injector holding body as the test item, in order to clarify the second evaluation criterion, and
7th a flowchart with essential method steps of the method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1A zeigt beispielhaft ein Messdiagramm, welches anhand einer Messkurve 1 das magnetische Antwortverhalten eines Injektorhaltekörpers als typisches Bauteil in Abhängigkeit von der Zeit t wiedergibt, wobei entlang der Abszisse die Zeit t aufgetragen ist, während entlang der Ordinate die Barkhausenrauschspannung UBH des Bauteils dargestellt ist; anhand einer zweiten Messkurve 2, die in dem Messdiagramm dargestellt ist, ist ein periodischer und dreieckförmiger Stromverlauf in einer Erregerspule dargestellt, wodurch dem Bauteil ein sich änderndes Magnetfeld aufgeprägt wird, wobei Magnetisierungsänderungen in dem Bauteil als Barkhausenrauschen in Abhängigkeit von der Zeit t detektierbar sind. 1A shows an example of a measurement diagram based on a measurement curve 1 reproduces the magnetic response behavior of an injector holding body as a typical component as a function of time t, the time t being plotted along the abscissa, while the Barkhausen noise voltage UBH of the component is shown along the ordinate; based on a second measurement curve 2 , which is shown in the measurement diagram, shows a periodic and triangular current curve in an excitation coil, whereby a changing magnetic field is impressed on the component, changes in magnetization in the component being detectable as Barkhausen noise as a function of time t.

1B zeigt ein Schema einer Messvorrichtung 10, welche zum Aufzeichnen eines gemäß 1A dargestellten Messdiagramms dient und im Wesentlichen einen Magneten 11 mit einer zu seiner Stromansteuerung dienenden Erregerspule 11', eine an einer Außenfläche des Magneten 11 angeordneten Hallsonde 12 zum Messen der magnetischen Feldstärke H, eine Sensorspule 13 und eine Auswerte- und Steuerungseinrichtung 15 aufweist, welche im Ausführungsbeispiel als Prozessoreinrichtung bzw. Rechnereinrichtung ausgebildet ist. Im Luftspalt des Magneten 11 ist ein Injektorhaltekörper 14 als Prüfling aufgenommen, der über seine Schlüsselflächen magnetisierbar ist, während im Innern des Injektorhaltekörpers 14 die Sensorspule 13 zum Messen der Barkhausenrauschspannung dient. Die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 15 steuert die Erregerspule 11' über eine elektrische Verbindungsleitung 15' an und erfasst Messwerte der Hallsonde 12 über eine elektrische Verbindungsleitung 15" und der Sensorspule 13 über eine weitere Verbindungsleitung 15'", um die erfassten Messwerte auszuwerten, wobei in einer internen Referenzdatenbank 15-1 abgespeicherte Referenzdatensätze abrufbar und verarbeitbar sind. 1B shows a scheme of a measuring device 10 which are used to record a according to 1A The measurement diagram shown is used and essentially a magnet 11 with an excitation coil serving to control its current 11 ' , one on an outer surface of the magnet 11 arranged Hall probe 12 for measuring the magnetic field strength H, a sensor coil 13 and an evaluation and control device 15th which is designed as a processor device or computer device in the exemplary embodiment. In the air gap of the magnet 11 is an injector holding body 14th recorded as a test object, which can be magnetized via its wrench flats, while inside the injector holding body 14th the sensor coil 13 is used to measure the Barkhausen noise voltage. The evaluation and control device 15th controls the excitation coil 11 ' via an electrical connection line 15 ' and records measured values from the Hall probe 12 via an electrical connection line 15 " and the sensor coil 13 via a further connecting line 15 ′ ″, in order to evaluate the recorded measured values, in an internal reference database 15-1 stored reference data sets can be called up and processed.

2 zeigt ein Diagramm mit der Messkurve 1 von 1 und einer Kurve 3, welche als Einhüllende den positiven Signalspitzen der Barkhausenrauschsignale der Messkurve 1 folgt und dadurch den Verlauf der positiven Signalmaxima erfasst. Die Einhüllende 3 wird anhand der Intensitätsmaxima der Rauschsignale und deren Glättung mittels der Auswerte- und Steuerungseinrichtung 15 berechnet und wird der weiteren Auswertung zugrundegelegt, welche nachstehend noch erläutert wird. 2 shows a diagram with the measurement curve 1 from 1 and a curve 3 , which are the envelope of the positive signal peaks of the Barkhausen noise signals of the measurement curve 1 follows and thereby records the course of the positive signal maxima. The enveloping one 3 is based on the intensity maxima of the noise signals and their smoothing by means of the evaluation and control device 15th calculated and used as the basis for further evaluation, which will be explained below.

3 zeigt ein Diagramm mit dem Kurvenlauf der Einhüllenden 3, die - im Unterschied zur Darstellung in 2 - in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke H aufgetragen ist, die mittels der Hallsonde 12 messbar ist, wobei die magnetische Feldstärke H eine Funktion der von der Hallsonde 12 gemessenen Hallspannung U_Hall ist, d.h. H = f (U_Hall); im vorliegenden Fall eines gemessenen Prüflings gemäß dem Diagramm von 3 weist die Einhüllende 3 als Charakteristika nacheinander eine ansteigende Flanke 20, ein lokales Maximum 21, ein erstes Minimum 22, ein zweites Maximum 23, ein zweites lokales Minimum 24, ein drittes Maximum 25, und eine von dort abfallende Flanke 26 auf. 3 shows a diagram with the curve of the envelope 3 , which - in contrast to the representation in 2 - is plotted as a function of the magnetic field strength H, which is determined by means of the Hall probe 12 is measurable, the magnetic field strength H being a function of that of the Hall probe 12 measured Hall voltage is U _Hall , ie H = f (U _Hall ); in the present case of a measured test object according to the diagram of 3 shows the envelope 3 a rising edge one after the other as characteristics 20th , a local maximum 21st , a first minimum 22nd , a second maximum 23 , a second local minimum 24 , a third maximum 25th , and a sloping flank from there 26th on.

Gemäß experimentellen Untersuchungen an einer Vielzahl von unterschiedlichen Injektorhaltekörpern als Prüflinge sind der Verlauf der Einhüllenden und deren Charakteristika von Eigenspannungen in den Prüflingen bzw. Bauteilen abhängig. So zeigt 4B ein Diagramm mit Kurvenverläufen der Einhüllenden 3 bei unterschiedlichen Maximalfeldstärken Hmax (als jeweilige Eingangsgröße) für einen rolliert ausgebildeten Injektorhaltekörper, der aufgrund der Rollierbehandlung und der dadurch definiert eingebrachten Eigenspannungen als qualitativ gutes Referenzbauteil klassifiziert ist, während demgegenüber 4C ein Diagramm mit Kurvenverläufen der Einhüllenden 3 bei unterschiedlichen Maximalfeldstärken Hmax (als jeweilige Eingangsgröße) für einen Injektorhaltekörper zeigt, bei dem der Fertigungsprozess ohne qualitätssteigernde Rollierbehandlung erfolgt ist. Für rolliert ausgebildete Injektorhaltekörper gemäß 4B bleibt das rechtsseitige Maximum 30 der einzelnen Kurvenverläufe auf etwa gleichem Intensitätsniveau, jedoch verschiebt sich die Lage des Maximums 30 auf der Abszisse mit sukzessive höherem Hysterese-Umkehrpunkt der maximalen magnetischen Feldstärke Hmax - entsprechend den in 4A dargestellten Hystereseschleifen - zu höheren magnetischen Feldstärken H hin; für Injektorhaltekörper ohne Rollierungsbehandlung erhöht sich demgegenüber mit zunehmender magnetischer Feldstärke das Intensitätsniveau des rechtsseitigen Maximums 30' sukzessive, wobei jedoch dessen Lage auf der Abszisse ungefähr invariant bleibt und sich lediglich die abfallende Flanke des Maximums 30' zu höheren magnetischen Feldstärken H hin verschiebt. Die Kurvenverläufe im jeweiligen Diagramm gemäß 4B und 4C - wie im übrigen auch in den Diagrammen gemäß 5A und 5B sowie 6A und 6B - beruhen auf Messungen, die sich in messtechnischer Hinsicht darin voneinander unterscheiden, dass die Eingangsgröße, d.h. die maximale magnetische Feldstärke Hmax, die den positiven Umkehrpunkt der jeweiligen Hystereseschleife definiert, jeweils nach Maßgabe der in 4A dargestellten Hystereseschleifen verändert wird, welche sich durch unterschiedlich große Aussteuerungsbereiche hinsichtlich ihrer Umkehrpunkte voneinander unterscheiden.According to experimental investigations on a large number of different injector holding bodies as test objects, the course of the envelopes and their characteristics are dependent on residual stresses in the test objects or components. So shows 4B a diagram with curves of the envelope 3 at different maximum field strengths Hmax (as the respective input variable) for a roller-burnished injector holding body, which is classified as a qualitatively good reference component due to the roller burnishing treatment and the internal stresses introduced in a defined manner, while on the other hand 4C a diagram with curves of the envelope 3 at different maximum field strengths Hmax (as the respective input variable) for an injector holding body, in which the manufacturing process was carried out without quality-increasing roller burnishing treatment. For rolled injector holding bodies according to 4B remains the right-hand maximum 30th of the individual curves at approximately the same intensity level, but the position of the maximum shifts 30th on the abscissa with successively higher hysteresis reversal point of the maximum magnetic field strength Hmax - corresponding to the in 4A hysteresis loops shown - towards higher magnetic field strengths H; for injector holding bodies without roller treatment, on the other hand, the intensity level of the right-hand maximum increases with increasing magnetic field strength 30 ' successively, with its position on the abscissa remaining approximately invariant and only the falling edge of the maximum 30 ' shifts towards higher magnetic field strengths H. The curves in the respective diagram according to 4B and 4C - as also in the diagrams according to 5A and 5B as 6A and 6B - are based on measurements that differ from one another from a metrological point of view in that the input variable, ie the maximum magnetic field strength Hmax, which defines the positive reversal point of the respective hysteresis loop, in each case according to the in 4A The hysteresis loops shown are changed, which differ from one another in terms of their reversal points due to the modulation ranges of different sizes.

Um Charakteristika der Kurvenverläufe systematisch erfassen zu können, sind erfindungsgemäß mehrere Auswertekriterien vorgesehen, die nachstehend erläutert und verdeutlicht werden.In order to be able to systematically record the characteristics of the curve courses, several evaluation criteria are provided according to the invention, which are explained and clarified below.

5A und 5B dienen zur Veranschaulichung eines ersten Auswertekriteriums und zeigen jeweils ein Diagramm mit jeweils zwei Kurvenverläufen 40, 41 bzw. 40', 41' einer Einhüllenden einerseits für einen rolliert ausgebildeten Injektorhaltekörper (gemäß 5A) und andererseits für einen nichtrollierten Injektorhaltekörper (gemäß 5B), wobei die zwei Einhüllenden in jedem der zwei Diagramme sich lediglich darin voneinander unterscheiden, dass bei der Kurve 40 bzw. 40' eine Maximalfeldstärke der Hysterese von Hmax = 0.6 (als Eingangsgröße; in virtuellen, willkürlichen Einheiten) zugrundeliegt, während bei der Kurve 41 bzw. 41' eine Maximalfeldstärke der Hysterese von Hmax = 0.9 (als Eingangsgröße; in virtuellen, willkürlichen Einheiten) zugrundeliegt. Mit dem ersten Auswertekriterium wird eines von mehreren Charakteristika einer jeweiligen Einhüllenden ermittelt; beispielhaft ist dies anhand des Kurvenverlaufs 41 bzw. 41' der Einhüllenden in 5A und 5B dargestellt, wobei mit dem Auswertekriterium die mit dem Bezugszeichen AK1 bezeichnete Amplitudendifferenz zwischen einem Minimum 41-1 bzw. 41'-1 und einem auf der Abszisse rechtsseitig dazu unmittelbar benachbarten Maximum 41-2 bzw. 41'-2 der jeweiligen Einhüllenden erfasst wird. 5A and 5B serve to illustrate a first evaluation criterion and each show a diagram with two curves in each case 40 , 41 or. 40 ' , 41 ' an envelope on the one hand for a rolled injector holding body (according to 5A) and on the other hand for a non-rolled injector holding body (according to 5B) , whereby the two envelopes in each of the two diagrams differ from one another only in that in the case of the curve 40 or. 40 ' a maximum field strength of the hysteresis of Hmax = 0.6 (as an input variable; in virtual, arbitrary units), while the curve 41 or. 41 ' a maximum field strength of the hysteresis of Hmax = 0.9 (as an input variable; in virtual, arbitrary units). With the first evaluation criterion determines one of several characteristics of a respective envelope; this is exemplary based on the course of the curve 41 or. 41 ' the envelope in 5A and 5B shown, with the evaluation criterion denoted by the reference symbol AK1 amplitude difference between a minimum 41-1 or. 41'-1 and a maximum immediately adjacent to it on the right-hand side of the abscissa 41-2 or. 41'-2 the respective envelope is recorded.

6A und 6B dienen zur Veranschaulichung von zwei weiteren Auswertekriterien, die sich anhand der Bezugszeichen AK2 und AK3 manifestieren, und zeigen jeweils ein Diagramm mit zwei Kurvenverläufen 50, 51 und 50', 51' einer Einhüllenden einerseits für einen rolliert ausgebildeten Injektorhaltekörper (gemäß 6A) und andererseits für einen nicht rolliert ausgebildeten Injektorhaltekörper (gemäß 6B), wobei die zwei Einhüllenden in den jeweiligen Diagrammen sich lediglich darin voneinander unterscheiden, dass bei dem jeweiligen Kurvenverlauf 50 bzw. 50' eine Maximalfeldstärke der Hysterese von Hmax = 0.6 (als Eingangsgröße) zugrundeliegt, während bei dem Kurvenverlauf 51 bzw. 51' eine Maximalfeldstärke der Hysterese von Hmax = 0.9 (als Eingangsgröße) zugrundeliegt. Mit dem zweiten Auswertekriterium wird ein weiteres von mehreren Charakteristika einer jeweiligen Einhüllenden ermittelt; beispielhaft ist dies anhand des Kurvenverlaufs 50 bzw. 50' der Einhüllenden in 6A und 6B dargestellt, wo mit dem Bezugszeichen AK2 die Lage des Minimums 50-1 bzw. 50'-1 der jeweiligen Einhüllenden auf der Abszisse, d.h. die magnetische Feldstärke, erfasst bzw. ermittelt wird, bei der das Minimum 50-1 bzw. 50'-1 auftritt. Mit dem dritten Auswertekriterium wird - an der Stelle des Minimums 50-1 auf der Abszisse für den bei Hmax = 0.6 aufgenommenen Kurvenverlauf 50 - die mit dem Bezugszeichen AK3 bezeichnete Amplitudendifferenz zwischen dem Minimum 50-1 bzw. 50'-1 und dem bezüglich der Lage auf der Abszisse dazu korrespondierenden Wert 51-1 bzw. 51'-1 in den zwei Kurvenverläufen 50, 51 (in 6A) bzw. 50', 51' (in 6B) ermittelt, die sich bezüglich ihres H_max-Verlaufs bei 0.6 und 0.9 (als jeweilige Eingangsgröße) voneinander unterscheiden. 6A and 6B serve to illustrate two further evaluation criteria, which are manifested using the reference symbols AK2 and AK3, and each show a diagram with two curves 50 , 51 and 50 ' , 51 ' an envelope on the one hand for a rolled injector holding body (according to 6A) and on the other hand for an injector holding body (according to FIG 6B) , the two envelopes in the respective diagrams only differing from one another in that in the respective curve shape 50 or. 50 ' a maximum field strength of the hysteresis of Hmax = 0.6 (as an input variable) is based, while the curve progression 51 or. 51 ' a maximum field strength of the hysteresis of Hmax = 0.9 (as input variable) is based. The second evaluation criterion is used to determine another of several characteristics of a respective envelope; this is exemplary based on the course of the curve 50 or. 50 ' the envelope in 6A and 6B shown where with the reference symbol AK2 the position of the minimum 50-1 or. 50'-1 the respective envelope on the abscissa, ie the magnetic field strength, is detected or determined at which the minimum 50-1 or. 50'-1 occurs. With the third evaluation criterion - at the point of the minimum 50-1 on the abscissa for the curve profile recorded at Hmax = 0.6 50 the amplitude difference between the minimum, denoted by the reference symbol AK3 50-1 or. 50'-1 and the corresponding value with regard to the position on the abscissa 51-1 or. 51'-1 in the two curves 50 , 51 (in 6A) or. 50 ' , 51 ' (in 6B) which differ from one another with regard to their H _max curve at 0.6 and 0.9 (as the respective input variable).

Weitere Auswertekriterien können alternativ oder zusätzlich verwendet werden, um markante Merkmale bzw. Abschnitte in den jeweiligen Kurvenverläufen aufzufinden und/oder zu analysieren; zu solchen markanten Abschnitten oder Merkmalen kann beispielsweise die Steilheit von Flanken in den Kurvenverläufen zählen.Further evaluation criteria can alternatively or additionally be used in order to find and / or analyze distinctive features or sections in the respective curve courses; Such distinctive sections or features can include, for example, the steepness of flanks in the curves.

7 zeigt ein Flussdiagramm 100 mit den wesentlichen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens. In einem ersten Schritt 110 werden eine Vielzahl von Barkhausen-Messungen an dem zu prüfenden Bauteil durchgeführt, die sich durch Verändern der Eingangsgröße voneinander unterscheiden; im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dazu als Eingangsgröße der Erregerstrom in der Erregerspule 11' des Elektromagneten 11 und somit die magnetische Feldstärke H mit jeder Messung in standardisiert abgestufter Weise variiert (4A), so dass sich im Ausführungsbeispiel - wie aus 4A ersichtlich ist - sechs Messungen für jeden Prüfling ergeben, wobei die maximale magnetische Feldstärke Hmax, d.h. der Aussteuerbereich der jeweils zugrundeliegenden Hystereseschleife, von 0.5 bis 0.9 in 0.1-Schritten jeweils erhöht wird. Dabei werden für jede Messung die Signalmaxima der Barkhausenrauschsignale erfasst. In einem daran anschließenden Schritt 120 wird für jede Messung der jeweilige Verlauf der Signalmaxima errechnet, indem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Einhüllende der Signalmaxima einer jeden Messung mittels Messkurvenglättung ermittelt wird. Gemäß einem Schritt 130 werden zur Auswertung mehrere Auswertekriterien - die sich im Ausführungsbeispiel anhand der Bezugszeichen AK1, AK2 und AK3 manifestieren - auf die Verläufe der jeweiligen Messungen angewandt, um charakteristische Werte aus den Verläufen der jeweiligen Messungen zu ermitteln. In einem daran anschließenden Schritt 140 werden die aufgrund der Auswertekriterien ermittelten charakteristischen Werte für die Verläufe der Messungen als Prüfdatensätze für das zu prüfende Bauteil abgespeichert. In einem weiteren Schritt 150 werden die für das zu prüfende Bauteil ermittelten und abgespeicherten Werte mit dazu korrespondierenden Referenzwerten von Referenzbauteilen verglichen, von denen die Referenzwerte entsprechend der vorbestimmten Auswertekriterien in einer Trainingsphase in analoger Anwendung der Verfahrensschritte 110 bis 140 ermittelt werden oder bereits ermittelt wurden und im letzteren Fall als Referenzdatensätze in der Referenzdatenbank 15-1 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 15 abgespeichert vorliegen. Die Referenzbauteile werden im Ausführungsbeispiel in zwei Qualitätsklassen unterteilt, nämlich einerseits in die Qualitätsklasse der „guten“ Bauteile, in die diejenigen Bauteile eingeordnet werden, welche während des Fertigungsprozesses eine signifikant qualitätssteigende Rollierungsbehandlung zum definierten Einbringen von Eigenspannungen erfahren haben, und andererseits in die Qualitätsklasse der „schlechten“ Bauteile, in die solche Bauteile eingeordnet werden, bei denen während der Fertigung eine Rollierungsbehandlung unterblieben ist. Ergibt der Vergleich gemäß Schritt 150, dass die für das zu prüfende Bauteil ermittelten charakteristischen Werte im Bereich der Referenzwerte der rolliert ausgebildeten Referenzbauteile liegen, so wird gemäß einem unmittelbar darauf folgenden Schritt 160 das zu prüfende Bauteil als qualitativ „gut“ klassifiziert; liegen jedoch die charakteristischen Werte für das zu prüfende Bauteil außerhalb dieses klassifizierten Bereichs und im Bereich der Referenzwerte für die nichtrollierten Referenzbauteile, so wird das zu prüfende Bauteil in einem unmittelbar darauf folgenden Schritt 160' als qualitativ „schlecht“ klassifiziert. 7th shows a flow chart 100 with the essential process steps of the test method according to the invention. In a first step 110 A large number of Barkhausen measurements are carried out on the component to be tested, which differ from one another by changing the input variable; In the preferred exemplary embodiment, the excitation current in the excitation coil is used as the input variable 11 ' of the electromagnet 11 and thus the magnetic field strength H varies with each measurement in a standardized, graduated manner ( 4A) , so that in the exemplary embodiment - as from 4A It can be seen - six measurements result for each test object, the maximum magnetic field strength Hmax, ie the control range of the respective underlying hysteresis loop, being increased from 0.5 to 0.9 in 0.1 steps. The signal maxima of the Barkhausen noise signals are recorded for each measurement. In a subsequent step 120 the respective course of the signal maxima is calculated for each measurement by, according to a preferred embodiment, determining the envelope of the signal maxima of each measurement by means of measurement curve smoothing. According to one step 130 For the evaluation, several evaluation criteria - which are manifested in the exemplary embodiment using the reference symbols AK1, AK2 and AK3 - are applied to the courses of the respective measurements in order to determine characteristic values from the courses of the respective measurements. In a subsequent step 140 the characteristic values determined on the basis of the evaluation criteria for the course of the measurements are stored as test data records for the component to be tested. In a further step 150 the values determined and stored for the component to be tested are compared with the corresponding reference values of reference components, of which the reference values according to the predetermined evaluation criteria in a training phase in an analogous application of the method steps 110 to 140 are determined or have already been determined and in the latter case as reference data records in the reference database 15-1 the control and evaluation device 15th stored. In the exemplary embodiment, the reference components are divided into two quality classes, namely, on the one hand, the quality class of the "good" components, into which those components are classified that have undergone a significantly increasing quality of burnishing treatment during the manufacturing process for the defined introduction of residual stresses, and on the other hand, the quality class "Bad" components, in which those components are classified that were not subjected to roller burnishing during production. If the comparison results from step 150 that the characteristic values ascertained for the component to be tested lie in the range of the reference values of the reference components with a roller burnished design, according to an immediately following step 160 the component to be tested is classified as qualitatively "good"; However, if the characteristic values for the component to be tested lie outside this classified range and in the range of Reference values for the non-roller-burnished reference components, then the component to be tested is determined in an immediately following step 160 ' classified as qualitatively "bad".

Die in 1B dargestellte Vorrichtung 10 dient zur Durchführung des Verfahrens 100 und umfasst eine mit der Erregerspule 11 und dem Magneten 11' zusammenwirkende Auswerte- und Steuereinrichtung 15 zum Verändern wenigstens einer Eingangsgröße und zum Durchführen von Messungen an einem zu prüfenden Bauteil 14 mittels der Hallsonde 12 und der Sensorspule 13, um Barkhausenrauschsignale in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld zu erfassen, sowie zum Ermitteln eines jeweiligen Verlaufs 3 von Signalmaxima in den jeweiligen Messungen, zum Auswerten der jeweils ermittelten Verläufe 3 der Signalmaxima der einzelnen Messungen mittels vorbestimmter Auswertekriterien, um charakteristische Werte für das Bauteil 14 zu ermitteln, zum Vergleichen der aufgrund der vorbestimmten Auswertekriterien für das zu prüfende Bauteil 14 ermittelten charakteristischen Werte mit bezüglich der Auswertekriterien dazu korrespondierenden Referenzwerten von Referenzbauteilen, die wenigstens zwei unterschiedlichen Qualitätsklassen zugehören, und zum Klassifizieren des zu prüfenden Bauteils 14 anhand des Vergleichs, wobei eine Datenbank 15-1 in der Auswerte- und Steuereinrichtung 15 der Vorrichtung 10 vorgesehen ist, um die Referenzwerte zum Vergleichen und Klassifizieren bereitzustellen.In the 1B illustrated device 10 is used to carry out the procedure 100 and includes one with the excitation coil 11 and the magnet 11 ' cooperating evaluation and control device 15th for changing at least one input variable and for performing measurements on a component to be tested 14th by means of the Hall probe 12 and the sensor coil 13 in order to acquire Barkhausen noise signals as a function of an external magnetic field, and to determine a respective course 3 of signal maxima in the respective measurements, to evaluate the respective determined courses 3 the signal maxima of the individual measurements using predetermined evaluation criteria to determine characteristic values for the component 14th to determine, for comparing the based on the predetermined evaluation criteria for the component to be tested 14th determined characteristic values with reference values corresponding to the evaluation criteria of reference components belonging to at least two different quality classes, and for classifying the component to be tested 14th based on the comparison, with a database 15-1 in the evaluation and control device 15th the device 10 is provided to provide the reference values for comparison and classification.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2834630 B1 [0003]EP 2834630 B1 [0003]

Claims

Verfahren zum Prüfen eines Bauteils, insbesondere eines Injektorhaltekörpers, mittels Barkhausenrauschen, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Durchführen (110) von Messungen an dem zu prüfenden Bauteil, deren einzelne Messungen sich durch Verändern wenigstens einer Eingangsgröße voneinander unterscheiden, wobei Barkhausen-Rauschsignale des jeweils zu prüfenden Bauteils (14) in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld erfasst werden, b) Ermitteln (120) eines jeweiligen Verlaufs (3) der Barkhausenrauschsignale in den jeweiligen Messungen, c) Auswerten (130) der jeweils ermittelten Verläufe (3) der Barkhausenrauschsignale der einzelnen Messungen mittels wenigstens eines vorbestimmten Auswertekriteriums, um charakteristische Werte für das Bauteil (14) zu ermitteln, d) Vergleichen (150) der aufgrund des wenigstens einen vorbestimmten Auswertekriteriums für das zu prüfende Bauteil (14) ermittelten charakteristischen Werte mit bezüglich des wenigstens einen Auswertekriteriums dazu korrespondierenden Referenzwerten von Referenzbauteilen von wenigstens zwei unterschiedlichen Qualitätsklassen, wobei die Referenzwerte in einer Lernphase analog der Schritte a) bis c) ermittelt wurden oder werden, und e) Klassifizieren (160) des zu prüfenden Bauteils (14) anhand des gemäß Schritt d) erfolgten Vergleichs, wobei das zu prüfende Bauteil in eine der Qualitätsklassen der Referenzbauteile eingestuft wird, wenn die gemäß Schritt c) ermittelten charakteristischen Werte des Bauteils im Bereich der Referenzwerte derjenigen Referenzbauteile liegen, welche dieser einen Qualitätsklasse zugehören.Method for testing a component, in particular an injector holding body, using Barkhausen noise, with the following method steps: a) performing (110) measurements on the component to be tested, the individual measurements of which differ from one another by changing at least one input variable, with Barkhausen noise signals of the component (14) to be tested being recorded as a function of an external magnetic field, b) determining (120) a respective course (3) of the Barkhausen noise signals in the respective measurements, c) evaluating (130) the respectively determined curves (3) of the Barkhausen noise signals of the individual measurements by means of at least one predetermined evaluation criterion in order to determine characteristic values for the component (14), d) comparing (150) the characteristic values determined on the basis of the at least one predetermined evaluation criterion for the component to be tested (14) with reference values of reference components of at least two different quality classes corresponding thereto with regard to the at least one evaluation criterion, the reference values in a learning phase analogous to the steps a) to c) have been or are being determined, and e) classifying (160) the component to be tested (14) based on the according to step d) a comparison made, the component to be tested being classified in one of the quality classes of the reference components if the characteristic values of the component determined in accordance with step c) are in the range of the reference values of those reference components which belong to this one quality class.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die wenigstens Eingangsgröße die maximale magnetische Feldstärke des äußeren Magnetfelds von Messung zu Messung verändert wird, wobei durch die jeweilige maximale magnetische Feldstärke ein Umkehrpunkt in einer Hystereschleife zur Magnetisierung des zu prüfenden Bauteils (14) festgelegt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the maximum magnetic field strength of the external magnetic field is changed from measurement to measurement as the at least input variable, the respective maximum magnetic field strength defining a reversal point in a hysteresis loop for magnetizing the component to be tested (14).

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangsgröße die maximale magnetische Feldstärke von Messung zu Messung stufenweise erhöht wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the maximum magnetic field strength is gradually increased from measurement to measurement as the input variable.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenweise Erhöhung gleichmäßig beabstandet erfolgt.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the gradual increase takes place evenly spaced.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Messungen der jeweilige Verlauf der Barkhausenrauschsignale durch eine Einhüllende (3) gebildet wird, die den Signalspitzen der Barkhausensignale folgt.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the respective course of the Barkhausen noise signals in the measurements is formed by an envelope (3) which follows the signal peaks of the Barkhausen signals.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Auswertekriterien verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a large number of evaluation criteria are used.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem der Auswertekriterien die Amplitudendifferenz (AK1) zwischen einem Minimum (41-1, 41'-1) und einem Maximum (41-2, 41'-2) im jeweiligen Verlauf der Einhüllenden (40, 40', 41, 41') einer Messung erfasst wird.Method according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that with one of the evaluation criteria the amplitude difference (AK1) between a minimum (41-1, 41'-1) and a maximum (41-2, 41'-2) in the respective course of the envelope (40, 40 ' , 41, 41 ') of a measurement is recorded.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem der Auswertekriterien eine magnetische Feldstärke (AK2) des äußeren Magnetfelds erfasst wird, bei der die Einhüllende (50, 50', 51, 51') eines jeweiligen Verlaufs einer Messung ein Minimum (50-1) aufweist.Method according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that a magnetic field strength (AK2) of the external magnetic field is detected with one of the evaluation criteria, at which the envelope (50, 50 ', 51, 51') of a respective course of a measurement has a minimum (50-1).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem der Auswertekriterien ein Amplitudenunterschied (AK3) zwischen jeweiligen Einhüllenden von Messungen bei einer magnetischen Feldstärke des äußeren Magnetfelds erfasst wird, wo die Einhüllende von einer der Messungen ein Minimum (50-1) aufweist.Method according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that one of the evaluation criteria is used to detect an amplitude difference (AK3) between respective envelopes of measurements at a magnetic field strength of the external magnetic field where the envelope of one of the measurements has a minimum (50-1).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzbauteile rolliert ausgebildete Bauteile ausgewählt werden, durch die eine Qualitätsklasse qualitativ guter Bauteile definiert wird.Method according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that rolled components are selected as reference components, through which a quality class of good quality components is defined.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das als Referenzbauteile nichtrolliert ausgebildete Bauteile ausgewählt werden, durch die eine Qualitätsklasse qualitativ schlechter Bauteile definiert wird.Method according to one of the Claims 1 to 10 , characterized in that the non-rolled components designed as reference components are selected by which a quality class of poor quality components is defined.

Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit Mitteln (11, 11', 15, 15') zum Verändern wenigstens einer Eingangsgröße und Mitteln (12, 13, 15) zum Durchführen von Messungen an einem zu prüfenden Bauteil (14), um Barkhausenrauschsignale in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld zu erfassen, ferner mit Mitteln (15) zum Ermitteln eines jeweiligen Verlaufs (3) der Barkhausenrauschsignale in den jeweiligen Messungen, zum Auswerten der jeweils ermittelten Verläufe (3) der Barkhausen-rauschsignale der einzelnen Messungen mittels wenigstens eines vorbestimmten Auswertekriteriums, um charakteristische Werte für das Bauteil (14) zu ermitteln, zum Vergleichen der aufgrund des wenigstens einen vorbestimmten Auswertekriteriums für das zu prüfende Bauteil (14) ermittelten charakteristischen Werte mit bezüglich des wenigstens einen Auswertekriteriums dazu korrespondierenden Referenzwerten von Referenzbauteilen von wenigstens zwei unterschiedlichen Qualitätsklassen, und zum Klassifizieren des zu prüfenden Bauteils (14) anhand des Vergleichs, wobei eine Datenspeichereinrichtung (15-1) vorgesehen ist, um die Referenzwerte zum Vergleichen und Klassifizieren bereitzustellen.Device, in particular for performing the method according to one of the Claims 1 to 11 with means (11, 11 ', 15, 15') for changing at least one input variable and means (12, 13, 15) for performing measurements on a component (14) to be tested in order to add Barkhausen noise signals as a function of an external magnetic field detect, further with means (15) for determining a respective course (3) of the Barkhausen noise signals in the respective measurements, for evaluating the respectively determined courses (3) of the Barkhausen noise signals of the individual measurements by means of at least one predetermined evaluation criterion in order to determine characteristic values for the To determine component (14) for comparing the characteristic values determined on the basis of the at least one predetermined evaluation criterion for the component (14) to be tested with corresponding values with regard to the at least one evaluation criterion Reference values of reference components of at least two different quality classes, and for classifying the component (14) to be tested on the basis of the comparison, a data storage device (15-1) being provided in order to provide the reference values for comparison and classification.