DE69119849T2 - Gerät zur zerstörungsfreien Untersuchung einer Mehrzahl von Teilstücken von Verbindungen - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf eine vor allem tragbare Vorrichtung für die zerstörungsfreie Prüfung einer Oberfläche längs einer Linie. Obwohl diese Vorrichtung zahlreiche Anwendungen finden kann, beispielsweise die zerstörungsfreie Prüfung der Schweißnähte von Rohren, Leitungen usw., wird diese Erfindung im weiteren speziell unter Bezugnahme auf die zerstörungsfreie Prüfung der Verbindungen von Platten beschrieben, aus denen die Außenhaut des Rumpfes eines Luftfahrzeugs besteht.
• Es ist bekannt, daß die Außenhaut des Rumpfes eines Luftfahrzeugs aus einzelnen miteinander vernieteten Platten besteht und daß die Ränder von zwei benachbarten Platten einander hermetisch dicht überlappen und durch Niete oder ähnliches miteinander verbunden werden. Derartige Nietverbindungen unterliegen während der Nutzung des Luftfahrzeugs, vor allem durch die Kompressions- und Dekompressionzyklen seines Rumpfes, einer starken Ermüdung. Das kann die Bildung von Rissen, die sich aus den Durchgangslöchern der Niete in den Platten entwickeln, und ein Ablösen der Ränder an der Verbindung zur Folge haben. Die Verbindungen werden demzufolge geschwächt und korrosionsanfällig. Um den Entwicklungsstand der Risse, die Ablösung der Ränder und die fortschreitende Korrosion in Erfahrung zu bringen, müssen die Verbindungen also regelmäßig überwacht werden.
• Aus dem französischen Patent FR-A-2 541 773 ist bereits eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung einer Vielzahl von Abschnitten von Nietverbindungen oder ähnlichen bekannt, bei der jeder Abschnitt einzeln durch Identifizierungsmittel identifizierbar ist, wobei die Vorrichtung umfaßt:
• - eine elektrische Erfassungssonde, die längs der Verbindungsabschnitte verschoben werden kann;
• - Mittel zur Steuerung der Sonde;
• - Mittel zur Registrierung der Prüfungsergebnisse der Abschnitte durch die Sonde und
• - Mikroprczessormittel, mit denen die Prüfungen der Abschnitte durch die Sonde aesteuert werden können, und
• - Anzeigemittel, die den Mikroprozessormitteln zugeordnet sind.
• Während des Einsatzes einer solchen Vorrichtung werden die Steuermittel so geregelt, daß die Prüfung durch die Sonde optimal erfolgt. Vor allem bei Flugzeugen können die geprüften Verbindungsabschnitte jedoch unterschiedlich aufgebaut sein, so daß es, wenn zufriedenstellende Prüfungsergebnisse erzielt werden sollen, erforderlich ist, die Sonde auf jeden geprüften Verbindungsabschnitt entsprechend seines Aufbaus einzustellen. Für eine Bedienperson außerhalb des Flugzeugs kann es nun aber schwierig und sogar unmöglich sein, die Art der zu prüfenden Verbindung zu bestimmen und die Sonde auf die beste Arbeitsweise einzustellen.
• Gegenstand dieser Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.
• Dazu ist die Vorrichtung des obigen Typs erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert, daß sie außerdem umfaßt:
• - eine Vielzahl unterschiedlicher, jedoch austauschbarer Sonden (23)
• - erste Speichermittel (43), die für jeden verbindungsabschnitt dessen spezifischen Aufbau enthalten, und
• - zweite Speichermittel (43), die für jeden spezifischen Aufbau des Verbindungsabschnitts eine Information darüber enthalten, welche Sonde (23) für die Prüfung dieses spezifischen Aufbaus am besten geeignet ist, sowie eine Information über die für die Sonde anzuwendende Betriebseinstellung,
• - die Mikroprozessormittel (36), die den Inhalt der ersten und zweiten Speichermittel auswerten und an den Anzeigemitteln (40,46) die am besten geeignete Sonde anzeigen und die Einstellmittel (34) steuern, die der am besten geeigneten Sonde (23) die Einstellung aufgeben, die dem spezifischen Aufbau des zu prüfenden Verbindungsabschnitts entspricht.
• Nachdem der zu prüfende Verbindungsabschnitt identifiziert ist, kann die Sonde so automatisch optimal ohne Mithilfe der Bedienperson eingestellt werden.
• Die ersten und zweiten Speichermittel können unabhängig voneinander sein. Sie können jedoch auch in einem einzigen Speicher zusamrnengefaßt werden, der damit für jeden Verbindungsabschnitt die Betriebseinstellung der Sonde enthält.
• Vorzugsweise ergibt sich der Inhalt der zweiten Speichermittel aus einer Vielzahl von Vorprüfungen, die mit unterschiedlichen Sondeneinstellungen an bekannten Proben vorgenommen wurden, deren Aufbau demjenigen der Verbindungsabsohnitte gleicht.
• Nach einer Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der es möglich ist, die Anwendung der Vorrichtung auf Verbindungen mit sehr unterschiedlichem Aufbau auszudehnen, werden mehrere ausausohbare Sonden und Anzeigemittel vorgesehen, die den Mikroprozessormitteln zugeordnet sind, und enthalten die zweiten Speichermittel außerdem für jeden spezifischen Aufbau eines Verbindungsabschnitts die Information, die angibt, welche Sonde am besten für die Prüfung dieses spezifischen Aufbaus geeignet ist, und zeigen die Mikroprozessormittel diese Information an den Anzeigeoitteln an.
• So kann die Bedienperson die für die durchzuführende Prüfung des verbindungsabschnitts am besten geeignete Sonde auswählen. Dabei wird die Einstellung dieser Sonde anschließend automatisch in der oben beschriebenen Weise von den Steuermitteln durchgeführt.
• Vorzugsweise hat die erfindungsgemäße Vorrichtung einerseits in der Nähe der Sonde ein Steuergehäuse, in dem sich die Steuermittel sowie die Ablesemittel der Sonde und die Mikroprozessormittel befinden, und andererseits eine Vielzahl von Peripheriegeräten, die die ersten und zweiten Speichermittel und mindestens eine Speichereinheit enthalten, die als stationäre Anlage abgesetzt von den geprüften Verbindungsabschnitten angebracht werden.
• Wie im französischen Patent FR-A-2 541 772 beschrieben ist, kann die Sonde eine Wirbelstromsonde sein. In diesem Fall haben die Mittel zur Einstellung der Sonde oder der Sonden zu deren Stromversorgung einen regelbaren Trägerfrequenzgenerator.
• Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung verwirklicht werden kann. In diesen Figuren werden mit identischen Bezugsnummern ähnliche Elemente bezeichnet.
• Figur 1 veranschaulicht schematisch einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Prüfung eines Abschnitts einer Nietverbindung.
• Figur 2 ist eine Vorderansicht in größerem Maßstab, die Verbindungen zwischen den Einzelplatten der Außenhaut eines Luftfahrzeugrumpfs veranschaulicht.
• Die Figuren 3a bis 3e sind Schnitte nach Linie III-III von Figur 2, die mehrere mögliche Ausführungen des Verbindungsaufbaus zwischen den Platten veranschaulichen.
• Figur 4 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die den Sondenhalter und seine Anbringung an der Führungsstange der Vorrichtung zeigt.
• Figur 5 ist eine Seitenansicht nach Figur 4.
• Figur 6 ist das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Figur 7 veranschaulich schematisch und in der Perspektive den Aufbau einer Ausführungsart einer Sonde für die Vorrichtung der Erfindung.
• Figur 8 zeigt das Blockschaltbild der Einstell- und Ablesemittel der Sonde von Figur 7.
• Abschnitt 1 der Haut eines Luftfahrzeugrumpfes, der schematisch in Figur 1 dargestellt ist, besteht, wie üblich, aus rechteckigen Einzelplatten 2 aus Aluminium, die miteinander verbunden werden und Querverbindungslinien 3 und Längsverbindungslinien 4 bilden.
• Die Querverbindungslinien 3 entsprechen der Lage der Spanten des Rumpfes (nicht dargestellt), und zur Verbindung der Querränder der Platten 2 mit den Spanten werden Querreihen 5 von Nieten 6 (zum Beispiel aus Titan) vorgesehen.
• Wie die Figuren 2 und 3a bis 3e zeigen, überdecken die Längsverbindungslinien 4 einander, und die Ränder 2e und 21 von zwei benachbarten Platten 2 überlappen sich und sind miteinander durch zwei parallele Reihen 7 und 8 von Nieten 9 (aus Titan) verbunden. Bei der Ausführungsart von Figur 3a wird zwischen diesen einander überlappenden Rändern 2e und 2i ein Verstärkungsband 10 zusammengedrückt, und zwischen dem Ende (das die sichtbare Verbindungslinie 4 bildet) des Außenrandes 2e und der Außenwand des Innenrades 21 ist eine Dichtung 11 angebracht. An der Innenseite der Haut 1 des Rumpfes sind Verstärkungsbänder und -profile 12 vorgesehen, die mit dieser durch die Reihen 7 und 8 der Niete 9 verbunden sind.
• Die Figuren 3b bis 3e zeigen im Schnitt Varianten für den Aufbau der Verbindung zwischen zwei benachbarten Platten. In der Ausführung von Figur 3b wurde das Verstärkungsband 10, in Figur 3c hingegen das Verstärkungsprofil 12 weggelassen. Die Ausführung von Figur 3d enthält weder Verstärkungsband 10 noch Verstärkungsprofil 12. In Figur 3e schließlicn ist der Aufbau der Verbindung ähnlich dern von Figur 3d, das Verstärkungsprofil 13 ist jedoch mit einem zusätzlichen Verstärkungswinkel 13a verbunden, dessen einer Schenkel durch die Niete 9 von Reihe 7 an den Platten und dessen anderer Schenkel durch Niete 13b an der Verstärkung 13 angebracht ist.
• In Figur 1 wurde schematisch ein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Prüfung der Längslinle 7 der Nieten 9 einer Außenhautplatte 2 dargestellt. Diese Vorrichtung hat eine Führungsstange 14, deren Länge der von mindestens einer oder mehreren Platten 2, zum Beispiel der Länge von zwei oder drei Platten 2, entspricht und an der ein Schieber 15 gleiten kann. Sie hat außerdem an einem ihrer Enden ein Meßgehäuse 16, das jederzeit die Stellung des Schiebers 15 an der Stange 14 angeben kann. Zum Beispiel ist die Baugruppe 14-15-16 von der Art, wie sie im Patent US-A-3 898 555 beschrieben wurde.
• Dieser Baugruppe 14-15-16 sind zwei Sauger 17 und 18 von bekannter Art zugeordnet, die durch einen Handhebel 20 betätigt werden können. Der Sauger 17 ist starr mit dem Meßgehäuse 16 verbunden, während der Sauger 18 mit einem Schieber 19 verbunden ist, der an der Führungsstange 14 gleiten kann.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat außerdem ein Steuergehäuse 21, das mit dem Sauger 17 verbunden ist und an das über die Verbindung 22 die Messungen von Gehäuse 16 und über die Verbindung 24 die Anzeigen einer Sonde 23 gelangen. Das Gehäuse 21 ist über eine Verbindung 25 mit einer Vielzahl von Peripheriegeräten verbunden, wie dies in Figur 6 gezeigt ist, in der eine vollständigere Ausführungsvariante 21' von Gehäuse 21 getrennt von Sauger 17 dargestellt ist.
• Es ist außerdem klar, daß ein Teil der Elemente von Gehäuse 21' mit der Baugruppe 14-15-16 verbunden sein könnte (wie Gehäuse 21), während der Rest abgesetzt und über die Verbindung 25 angeschlossen ist (wie Gehäuse 21').
• Finger 26 und 27, die jeweils mit dem Gehäuse 16 und dem Schieber 19 verbunden sind, können mit dem Ende des Außenrandes 2e und/oder mit der Dichtung 11 zusammenwirken und die Führungsstange 14 parallel zur Verbindungslinie 4 und damit zu der zu prüfenden Linie 7 der Nieten 9 anordnen.
• Die Sonde 23 befindet sich an einem Sondenhalter 28. Dieser besteht vorteilhafterweise aus einer transparenten dicken Platte zum Beispiel aus einer Methacrylverbindung, In die die Sonde eingesetzt ist. An einem seiner Ränder 29 hat der Sondenhalter 28 eine Aussparung 30, deren Länge L derart ist, daß dieser unter sanftem Reibschluß auf den Schieber 15 aufgesetzt wird, und deren Tiefe 1 derart ist, daß der Rand 29, nachdem diese auf den Schieber 15 aufgesetzt ist, auf der Führungsstange 14 aufliegt und die Sonde dann mittig auf die Reihe 7 der Nieten 9 ausgerichtet ist.
• Der Sondenhalter 28 hat außerdem ein Strichkreuz 31, das auf Niet 91 von Reihe 7 ausgerichtet ist, wenn die Sonde 23 auf den Niet 9j von Reihe 7 ausgerichtet ist.
• In Richtung auf die Außenhaut 1 des Rumpfes hat die Sonde 23 einen Auflage- und Gleitschuh 32, während sie auf der entgegengesetzten Seite eine Buchse 33 zum Anschluß an die Verbindung 24 hat.
• Es ist zu sehen, daß die Baugruppe Sonde 23 - Sondenhalter 28 dadurch, daß der Sondenhalter 28 auf den Schieber 15 aufgesetzt ist, sowie infolge von Anschlußbuchse 33 leicht montiert oder demontiert werden kann. Deshalb ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Vielzahl von Baugruppen, bestehend aus Sonde 23 und Sondenhalter 28, versehen, die geometrisch identisch sind, deren Sonden 23 jedoch elektrisch unterschiedliche Leistungen haben. Entsprechend den Merkmalen, die von der Sonde für die durchzuführende Prüfung gefordert werden, wird also die eine oder andere der austauschbaren Baugruppen 23-28 ausgewählt.
• Wie Figur 6 zeigt, enthält das Steuergehäuse 21' die Steuer- und Ablesemittel 34 für die Sonde 23, die mit dieser durch die Verbindung 24 verbunden sind. Diese Steuer- und Ablesemittel haben einen Steuereingang 35. Außerdem hat das Steuergehäuse 21' einen Mikroprozessor 36, der mit den Ausgängen der Steuer- und Ablesemittel 34 über einen Analog-Digitalwandler 37 verbunden ist. Dieser kann aucn die Informationen aus dem Meßgehäuse 16 umwandeln und sie in geeigneter Form an den Mikroprozessor 36 geben.
• Der Mikroprozessor 36 ist außerdem mit einer Tastatur 38, einem Drucker 39, einer Anzeigevorrichtung 40, einer Speichereinheit 41 beispielsweise von der Art einer Festplatte, einer Programmierungsdiskette 42 und einer weiteren Anzeigevorrichtung 46 in der Nähe der Bedienperson, die die Verschiebung der Sonde gewährleistet, verbunden.
• Außerdem hat die Vorrichtung erfindungsgemäß einen Speicher 43 mit den Einstellungen, die die Steuer- und Ablesemittel 34 der Sonde 23 entsprechend dem speziellen Aufbau (siehe Figur 3a bis 3e) der Prüfverbindung aufgeben sollen. Die im Speicher 43 enthaltenen Informationen sind Erfahrungswerte, die ermittelt werden, indem in einer Vorphase bekannte Proben für jeden Verbindungsaufbau mit unterschiedlichen Einstellungen mehrerer Sonden 23 geprüft und dann in den gleichen Speicher 43 die Kenndaten von Sonde 23 und deren Einstellparameter, die für diese Aufbauart am besten geeignet sind, eingegeben werden. Dazu ist der Ausgang 44 von Speicher 43 mit dem Eingang 35 der Steuer- und Ablesemittel 34 über eine Verbindung 45 verbunden. Natürlich ist der Speicher 43 mit dem Mikroprozessor 36 verbunden.
• Wie oben erwähnt, ist die aus den Elementen 14 bis 28 bestehende Baugruppe selbst dann, wenn das Steuergehäuse 21 mit der aus den Elementen 14 bis 20 und 22 bis 28 bestehenden Baugruppe verbunden ist, aufgrund des geringen Gewichts des Gehäuses tragbar und durch eine erste Bedienperson einsetzbar, die sich auf diese oder jene Weise an der Außenhaut 1 des Rumpfes in dessen Nähe bewegt. Die Anzeigevorrichtung 43, die ebenfalls tragbar und von kleiner Abmessung sein kann, ist auch von dieser ersten Bedienperson einsetzbar. Alle anderen Peripheriegeräte 38 bis 43 können hingegen abgesetzt von der Stelle, an der die Prüfung der Nietverbindungen erfolgt, angebracht werden und werden zum Beispiel auf dem Boden zur Nutzung durch eine zweite Bedienperson aufgestellt. Die verschiedenen Anschlüsse zwischen dem Steuergehäuse 21' und den Peripheriegeräten 38 bis 43 sind in Verbindung 25 von Figur 1 zusammenge faßt.
• Um eine systematische Prüfung (zum Beispiel) aller Längsverbindungen 4 eines Flugzeugs vorzunehmen, erhält zunächst jeder Abschnitt des Flugzeugs, jeder Spant des Rumpfes (entspricht den Verbindungen 3) und jede Verbindung 4 eine Nummer.
• Die erste Bedienperson, die sich in der Nähe eines zu prüfenden Verbindungsabschnittes 4 befindet, der zwischen den Spanten Cn und Cn+1 legt und auf dem sich die aus den Elementen 14 bis 28 bestehende Baugruppe und die Anzeigevorrichtung 46 befinden, bringt die Sauger 17 und 18 an der Außenhaut 1 so an, daß diese beiderseits der Spanten liegen und die Finger 26 und 27 an der Dichtung 11 anliegen. Damit ist sicher, daß die Stange 14 parallel zu diesem Verbindungsabschnitt 4 verläuft und daß sich die Sonde 23 gegenüber Linie 7 befindet. Unterdessen gibt die zweite Bedienperson über die Tastatur 38 verschiedene Informationen ein, wie die Nummer des Flugzeugs, die Nummer des Rumpfabschnitts, die Nummern der Spante, von denen der Verbindungsabschnitt 4 begrenzt wird, die Nummer der Verbindung 4, die Seite (links oder rechts) des Rumpfes usw., durch die jeder Verbindungsabschnitt Identifiziert werden kann.
• Anhand dieser Identifizierungsinformationen erkennt der Mikroprozessor 36 also durch den Speicher 43 den exakten speziellen Aufbau eines zu prüfenden Verbindungsabschnitts 4. Er kann so an den Anzeigevorrichtungen 40 und 46 die Sonde 23 anzeigen, die für die Prüfung am besten geeignet ist. Die Bedienperson kann dann unter der Vielzahl von austauschbaren Baugruppen 23-28 die Baugruppe 23-28 auswählen und diese am Schieber 15 anbringen, indem sie diese über den Anschluß 23 mit der Verbindung 24 verbindet. Danach kann der Mikroprozessor 36 den Speicher 43 ansteuern, so daß dieser an die ausgewählte Sonde 23 über Mittel 34 die spezifischen Einstellungen für den Verbindungsabschnitt 4 gibt, den die Sonde zu prüfen hat.
• Die erste Bedienperson beginnt, die Baugruppe Schieber 15 - Sondenhalter 28 an ein Ende des zu kontrollierenden Verbindungsabschnitts 4 zu schieben, und visiert über das Strichkreuz 31 den Mittelpunkt einer Endniet 9 an, so daß sich die Sonde 23 über einem ersten Niet 9 von Reihe 7 des Abschnitts befindet. Dann führt er den gleichen Arbeitsgang an dessen anderem Ende aus. Infolgedessen erhält der Mikroprozessor 36 vom Meßgehäuse 16 die entsprechenden Abszlssen dieser beiden Visierlinien und leitet daraus durch Subtraktion die Entfernung zwischen den Spanten Cn und Cn+1 ab, die für die Sonde 23 als Meßfenster dient.
• Danach verschiebt die erste Bedienperson von Hand den Sondenhalter 28 und den Schieber 15 an der Führungsstange 14 vom einen Spant Cn oder Cn+1 zum anderen und hält dabei die Gleitschuhe 32 an die Haut 1 gedrückt. Die Sonde 23 untersucht also nacheinander die Nietlinle 7. Durch die Unterschiedlichkeit der Bestandteile der Platten 2 (Aluminium) und der Nieten 9 (Titan) gibt die Sonde 23 jedesmal, wenn sie einen Niet passiert, einen Impuls ab. Anhand der erhaltenen Impulse kann gegebenenfalls die Anzahl der Niete des geprüften Abschnitts von Reihe 7 ermittelt werden.
• Es ist zu bemerken, daß der Mikroprozessor 36 durch einen Vergleich des Abstandes zwischen den Spanten Cn und Cn+1 und der Anzahl der Niete 9, die auf die obige Weise gemessen wurden, mit den entsprechenden zuvor gespeicherten Größen jeden Identifizierungsfehler des geprüften Abschnitts 4 nachweisen kann.
• Außerdem braucht sich die erste Bedienperson nicht um die Ausrichtung der Sonde 23 auf die Niete 9 zu kümmern. Sie kann also die Bilder auf dem Bildschirm von Vorrichtung 46 kontrollieren. Sie sieht hier die Abbildung der verschiedenen Niete des Abschnitts und die Abbildung der eventuellen Risse. Die zweite Bedienperson sieht die gleichen Abbildungen auf dem Bildschirm von Vorrichtung 40. Bei Unregelmäßigkeiten oder Unklarheiten kann die erste Bedienperson den Schieber 15 und den Sondenhalter 28 zurückfahren, wobei sie die Schuhe 32 gleichzeitig an die Außenhaut 1 andrückt, und den entsprechenden Bereich nach Belieben prüfen.
• Natürlich werden die Informationen für die Abbildungen auf den Bildschirmen der Vorrichtungen 40 und 46 in der Speichereinheit 41 gespeichert und durch den Drucker 39 ausgedruckt.
• Wenn die an einem Verbindungsabschnitt 4 durchzuführende Prüfung beendet ist, hebt die erste Bedienperson die Wirkung von Sauger 17 (durch Betätigung von Hebel 20) auf und kann nun die Baugruppe 14 bis 17 zum Sauger 18 verschieben, der mit der Außenhaut verbunden bleibt, da dann die Stange 14 in Längsrichtung im feststehenden Schieber 19 gleiten kann. Sie kann den freigesetzten Sauger 17 in die Stellung 17&sub1; (siehe Figur 1) bringen und diesen dann in dieser Stellung durch Betätigung von Hebel 20 an der Außenhaut 1 fixieren. Dann betätigt sie den Hebel 20 von Sauger 18, um diesen zu lösen, so daß sie die Baugruppe 18-19 in der gleichen Richtung wie oben bei Sauger 17 verschieben kann, um den Sauger 18 in die Stellung 18&sub1; zu bringen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dann bereit zur Prüfung von Platte 2, die an die soeben geprüfte Platte angrenzt.
• Indem der Abstand zwischen den Saugern 17 und 18 nacheinander verkleinert und vergrößert wird, kann die Vorrichtung somit längs der Achse der Führungsstange 14 zur Prüfung der gesamten Verbindung 4 verschoben werden. Bei jeder Verschiebung der Vorrichtung ist natürlich darauf zu achten, daß die Finger 26 und 27 an der Dichtung 11 angedrückt bleiben.
• Es ist zu bemerken, daß die erste Bedienperson die Prüfung auf ihrem Kontrollschirm 46 überwachen kann und durch die mögliche Verschiebung des Sondenhalters 28 in beiden Richtungen diesen zur Prüfung eines verdächtigen Bereichs oder zur Beseitigung von Unklarheiten zurückfahren kann. Um nicht mehrere Informationen für ein und dieselbe Abszisse längs der Führungsstange zu registrieren, nimmt der Mikroprozessor 36 Informationen nur für eine Bewegungsrichtung von Schieber 15 an der Stange 14 in seinen Speicher 41 auf und löscht bei Verschiebung von Schieber 15 in entgegengesetzter Richtung entsprechend dem Umfang der entgegengesetzten Bewegung die in diesem Sreicher bereits enthaltenen Informationen.
• Wie oben angegeben, kann es sich bei den Sonden 23 um Wirbelstromsonden handeln.
• Die Wirbelstromsonde 23, deren Abbildung schematisch in der Perspektive in Figur 7 über den zu prüfenden Platten dargestellt ist, hat eine Primär-Injektionswicklung P und vier Sekundär-Erfassungswicklungen S&sub1; bis S&sub4;, wobei ede der Primär- und Sekundärwicklungen einen Kern aus Ferrit oder einem ähnlichen Material hat und diese fünf Wicklungen und ihre Kerne in ein Gehäuse aus einem magnetischen und elektrischen Isolierstoff (nicht dargestellt) eingesetzt sind. Die fünf Wicklungen sind in diesem Gehäuse zueinander starr angeordnet. Die Injektionswicklung P befindet sich in der Mitte, während die Erfassungswicklungen S&sub1; bis S&sub4; paarig diametra entgegengesetzt zueinander angeordnet sind. Dabei bilden die Wicklungen S&sub1; und S&sub3; eine erste Achse, die senkrecht zu einer zweiten Achse verläuft, die durch die Wicklungen S&sub2; und S&sub4; gebildet wird. Die Achse der Injektionswicklung P verläuft durch den Schnlttpunkts dieser ersten und zweiten Achse, und die Wicklungen bis S&sub4; sind von diesem Schnittpunkt im gleichen Abstand entfemt.
• Wie Figur 8 zeigt hat die Injektionswicklung P zwei Klemmen 50 und 51, zwischen denen ein elektrisches Erregersignal injiziert wird, während die Wicklungen S&sub1; bis S&sub4; in Reihe geschaltet sind, so daß die Erfassungswicklungen S&sub1; und S&sub3; gleichgerichtet und die Wicklungen S&sub2; und S&sub4; zu den Wicklungen S&sub1; und S&sub3; entgegengerichtet sind. Die Reihenschaltung der Erfassungswicklungen S&sub1; bis S&sub4; erfolgt mit zwei Klemmen 51 und 52, zwischen denen das Erfassungssignal, d.h. ein Ungleichgewichtssignal der Sonde, abgenommen wird.
• Die Wicklungen S&sub1; bis S&sub4; sind identisch und abgeglichen, so daß die Injektionswicklung P bei Erhalt des Injektionssignals zwischen ihren Klemmen 50 und 51 in einer homogenen Fläche 2 Ströme erzeugt, die nach kreisrunden Stromlinien induziert werden und in den Erfassungswicklungen S&sub1; bis S&sub4; gleiche und paarweise einander entgegengesetzte Signale erzeugen, so daß das Signal an den Klemmen 51 und 52 Null ist. In der Anordnung der Figuren 7 und 8 gelten die Wicklungen S&sub1; und S&sub3; als Meßwicklungen, während die Wick- Lungen S&sub2; und S&sub4; als Kompensationswicklungen betrachtet werden.
• Wenn die Fläche, über der sich die Sonde CF befindet, nicht homogen ist, sind die Linien der durch die Injektionswicklung P induzierten Ströme nicht mehr kreisrund und werden in der Nähe der Heterogenitäten verformt. In Figur 7 wurde die heterogene Fläche der Außenhaut eines Luftfahrzeugrumpfes (Tafel 2 aus Aluminium, Niete 9 aus Titan) veranschaulicht.
• So gibt eine Sonde 23, die so abgeglichen wurde, daß sie ein Null- Signal zwischen ihren Ausgangsklemmen 51 und 52 abgibt, wenn die Fläche 2 homogen ist oder wenn sich diese gegenüber einem homogenen Teil einer heterogenen Fläche befindet, ein Ungleichgewichtssignal ab, wenn die induzierten Stromlinien aufgrund von Heterogenitäten verformt werden, die zum Beispiel auf Niete 9 oder Risse zurückzuführen sind, die von den Bohrungen in den Platten 2 ausgehen, durch die die Niete verlaufen.
• Wie Figur 8 zeigt, ist die Sonde 23 mit der Einstell- und Ablesevorrichtung 34 über eine Verbindung 24 verbunden. Die Vorrichtung 34 hat einen elektrischen Generator 53 für ein vorzugsweise sinusförmiges Trägerfrequenzsignal und ein Signal mit gleicher Freguenz, jedoch mit einer um 90º nacheilenden Phase. Damit ergibt sich ein Referenzsignal mit einer 90º-Phase, das als Injektionssignal dient, und ein Referenzsignal mit einer Phase von 0º. Das Injektionssignal (Phase 90º) wird einerseits an einen als Stromadapter dienenden Verstärker 54 und andererseits an einen Doppel- Synchrondemodulator 55 und an einen Phasenschieber 56 angelegt.
• Das Referenzsignal mit der 0º-Phase wird an den Doppel-Synchrondernodulator 55 und an den Phasenschieber 56 gelegt.
• Am Ausgang von Verstärker 54 wird das Injektionssignal über einen Adapter 57 an die Primärwicklung p übertragen.
• Außerdem sind die Sekundärwicklungen S&sub1; bis S&sub4; mit einem Impedanzadaptersystem 58 und einem nachgeschalteten Erfassungsverstärker 59, einer Vorrichtung 60 zum Abgleich der Sonde 23, einem eventuellen Filter 61 zur Beseitigung der Störfrequenzen der Trägerfrequenz und einem Verstärker 62 verbunden. Das vom Generator 53 über den Verstärker 54 und den Adapter 57 an die Primärwicklung P angelegte Injektionssignal wird so von den Wicklungen S&sub1; bis S&sub4; erfaßt, dann im Adapter 58 impedanzmäßig angeglichen und danach nach Verstärkung (in 59), Abgleich in 60), Filterung (in 61) und Verstärkung (in 62) an den Doppeldemodulator 55 angelegt. Dieser demoduliert die Trägerfrequenz, indem er ihr die beiden um 90º phasenverschobenen Komponenten x' und y' des eventuellen Ungleichgewichtssignal, das auf eine Heterogenität (Niet oder Riß) zurückzuführen ist, entzieht. Schließlich werden die beiden orthogonalen Komponenten x' und y' des Ungleichgewichtssignals, deren Phasen im Schaltungsabschnitt S&sub1; bis S&sub4;, 59 bis 62, verschoben wurden, an den Phasenschieber 56 gegeben, der an seinem Ausgang zwei Komponenten x und y abgibt, die mit der ersten bzw. zweiten Achse phasengleich sind.
• Bekanntlich ist die Meßtiefe einer Wirbeistromsonde umso größer je kleiner die Betriebsträgerfreguenz ist. Es ist also erforderlich, daß die Frequenz des Generators 53 regelbar ist und daß der Speicher 43 an den Generator über die Verbindung 45 spezifische Regelbefehle entsprechend dem Aufbau der Verbindungsabschnitte gibt. Außerdem kann der Speicher 43 über die Verbindung 45 den Verstärkungsgrad der Verstärker 54 und 59 und den Phasenschieber 56 geeignet einstellen. In Figur 8 sind die verschiedenen übertragenen Befehle mit gemischten Strichen dargestellt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung einer Vielzahl von genieteten oder ähnlichen Verbindungsabschnitten (7), wobei jeder der Abschnitte (7) durch Identifizierungsmittel einzeln identifizierbar ist und die Vorrichtung umfaßt:

- mindestens eine elektrische Erfassungssonde (23), die längs der Verbindungsabschnitte (7) verschoben werden kann;

- Mittel (34) zur Steuerung des Betriebs der Sonde (23);

- Mittel (41) zur Registrierung der Ergebnisse der Prüfungen der Abschnitte durch die Sonde;

- Mikroprozessormittel (36) zur Steuerung der Prüfungen der Abschnitte (7) durch die Sonde (23) und

- Anzeigemittel (40,46), die den Mikroprozessormitteln (36) zugeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- eine Vielzahl von unterschiedlichen, jedoch austauschbaren Sonden (23);

- erste Speichermittel (43), die für jeden Verbindungsabschnitt (7) dessen spezifischen Aufbau enthalten, und

- zweite Speichermittel (43), die für jeden spezifischen Aufbau eines Verbindungsabschnitts (7) die Information enthalten, die angibt, welche der Sonden (23) für die Prüfung dieses spezifischen Aufbaus am besten geeignet ist, sowie die Information, die die für die Sonde (23) anzuwendende Betriebseinstellung angibt,

- die Mikroprozessormittel (36), die den Inhalt der ersten und zweiten Speichermittel (43) nutzen, um an den Anzeigemitteln (40,46) die am besten geeignete Sonde anzuzeigen und um die Einstelimittel (34) zu kontrollieren, die an die am besten geeignete Sonde (23) die dem spezifischen Aufbau des zu prüfenden Verbindungsabschnitts entsprechende Einstellung geben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Speichermittel (43) zu einem einzigen Speicher (43) verschmolzen werden, der für jeden Verbindungsabschnitt (7) die an die Sonde (23) anzulegende Betriebseinstellung enthält.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt der zweiten Speichermittel (43) das Ergebnis einer Vielzahl von Vorprüfungen ist, die mit unterschiedlichen Einstellungen der Sonde an bekannten Proben durchgeführt wurden, deren Aufbau dem der Verbindungsabschnitte ähnlich ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits ein Steuergehäuse (21') In der Nähe der Sonde (23), in dem sich die Einstelimittel (34) sowie die Ablesemittel der Sonde und die Mikroprozessormittel (36) befinden, und andererseits eine Vielzahl von Peripheriegeräten hat, zu denen die ersten und zweiten Speichermittel und mindestens eine Speichereinheit gehören, die als stationäre Anlage abgesetzt von den geprüften Verbindungsabschnitten angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (23) eine Wirbelstromsonde ist, und dadurch, daß die Steuermittel (34) mindestens die an die Sonde entsprechend dem spezifischen Aufbau eines Prüfabschnitts angelegte Trägerfrequenz steuern.