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NDT.net Issue - 2010-01 - NEWS

Eigenschafts- und Servicemessungen an Ultraschallanlagen und -geräten mit dem elektronischen Prüfkopfersatz, QuickChecker


Salzgitter Mannesmann Forschungsinstitut GmbH47, Duisburg [Germany]
NEWS  DE  
NDT.net Journal
Issue: 2010-01
Der ,QuickChecker' bietet dem Anwender eine einfache Möglichkeit, die für die Überprüfung oder Reparatur an Ultraschallanlagen und -geräten erforderlichen Testsignale zu generieren. Dabei funktioniert das Gerät wie ein elektronischer Prüfkopf. Der für die Messung an Ultraschallanlagen und -geräten erforderliche apparative Aufwand reduziert sich mit diesem Gerät erheblich.

Bandbreite, Eingangsempfindlichkeit, Linearität, Dynamik, Auflösungsvermögen usw. sind Eigenschaften von Ultraschallprüfanlagen und Ultraschallprüfgeräten, die wesentlich die elektronische Reproduzierbarkeit der Prüfergebnisse beeinflussen. Diese Eigenschaften müssen über die Betriebsdauer einer Prüfeinrichtung in periodischen Abständen kontrolliert werden, um einer Verschlechterung rechtzeitig entgegenzuwirken und somit Über- oder Unterbewertungen von Prüfergebnissen zu vermeiden. Zur Messung dieser Eigenschaften sind mobile Mess- und Prüfgeräte erforderlich, die ihrerseits einer Funktionskontrolle unterliegen, die durch entsprechende Zertifikate nachgewiesen wird. Das im Folgenden vorgestellte Servicegerät, genannt ,QuickChecker', bietet dem Anwender eine einfache Möglichkeit, die für die Überprüfung oder Reparatur an Ultraschallanlagen und -geräten erforderlichen Testsignale zu generieren. Dabei funktioniert das Gerät wie ein elektronischer Prüfkopf, d.h. der QuickChecker wird als Normal- oder SE-Prüfkopf an die Buchsen des Prüflings angeschlossen. Der vom Prüfling kommende Sendeimpuls triggert den QuickChecker und generiert so das voreingestellte Testsignal. Speziell für die Überprüfung auf Einhaltung der technischen Daten ist es in der Hochfrequenzsignalerzeugung des QuickChecker möglich, die von den verschiedenen Normen geforderten unterschiedlichen Messsignalformen zu erzeugen.

Das Konzept

Der QuickChecker besteht aus einem speziell gefertigten sehr kompakten Gehäuse mit einem aufgesetzten Notebook zur Eingabe der Parameter. Die Funktionen der Elektronikmodule beinhalten: Taktsteuerung und Impulsfolgemessung, Interface zum Prüfling, HF-Signalerzeugung sowie Sendeimpulsvermessung. Alle Module sind über einen internen BUS miteinander verbunden. Ein Ausgang für den Anschluss eines optionalen Oszilloskopes ermöglicht unter anderem, mit Hilfe eines abgeglichenen Spannungsteilers, die Erfassung der Sendeimpulsparameter.

Das Gerät wird in einem Aluminiumkoffer geliefert mit den marktüblichen Anschlussadaptern sowie einer Grundausstattung Messkabel.

Die Funktionen
Alle Funktionen des QuickChecker werden über eine zentrale Bedienmaske gesteuert, siehe Bild 2.


Bild 2: Die Bedienmaske des QuickChecker

Teilbereiche dieser Bedienmaske sind:

Systemkontrolle: Statusanzeigen der Hardware
und Selbsttestroutinen
Programmkontrolle: Statusanzeigen der Software
und Programm Stopp
Dateiverwaltung: Verwaltung der Einstellparameter
Trigger-Signal: Triggersignalauswahl und Statistiktest
Sendeimpuls-Vermessung: Messung der Impulsfolgefrequenz,
Senderleistung, Senderinnenwiderstand
Arbitrary Waveform Generator: HF-Signalerzeugung


Bild 3: Simulation einer Impulsechofolge nach DIN 25 450

Bild 4: Simulation einer Impulsechofolge nach EN 12668-1

Bild 5: Servicetestsignal zur Kontrolle der Aussteuerungslinearität
Die folgenden Bilder zeigen einige Beispiele für Testsignale zur Überprüfung der Geräteeigenschaften sowie zur Fehlersuche im Störungsfall.

Die Echofolge im Bild 3 wurde nach der DIN 25 450 generiert. Die Hüllkurve wurde dabei mit einem Kosinusquadrat-Verlauf moduliert.

Bild 4 zeigt die gleiche Echofolge wie in Bild 3, jedoch mit einer Rechteck-Modulation gemäß der EN 12668-1.

Das Signal in Bild 5 zeigt ein Testsignal, das eine schnelle Kontrolle der Aussteuerungslinearität einer Ultraschall-Elektronik ermöglicht.

Selbstverständlich ermöglicht die HF-Signalerzeugung weitere beliebige Signalformen, wie der Techniker sie im Servicefall benötigt.

Für die Kontrolle der Sendereigenschaften ist ein externes Oszilloskop erforderlich. An den Ausgängen A, B und T stehen folgende Signale zur Verfügung:

  • Auf Ausgang A wird das im HF-Signalgenerator erzeugte Testsignal ausgegeben.
  • Ausgang B liefert den über das Modul Sendeimpulsvermessung eingespeisten Sendeimpuls mit einer um den Faktor 20 reduzierten Amplitude.
  • An Ausgang T steht ein Oszilloskoptrigger zur Verfügung.
Der Bediener hat somit die Möglichkeit, die wesentlichen Senderparameter wie Amplitude unter Last, Anstiegs- und Abfallzeiten sowie Sendeimpulsbreiten zu ermitteln.

Einsatz in der Praxis
Der QuickChecker wird seit ca. 2 Jahren durch die Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH bei Einsätzen in den Betriebsabteilungen erfolgreich eingesetzt. Zurzeit ist eine Erweiterung für mehrkanalige Anlagen, z.B. Blechprüfanlagen oder Phased-Array Anlagen, geplant. Bei diesen Anlagen soll eine durch den QuickChecker gesteuerte HF-Koppelmatrix eine vom zeitlichen Aufwand vertretbare Überprüfung solcher Anlagen ermöglichen.

Kontakt:
Gert FISCHER
Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH, Systemtechnik Automatisierung
Telefon: +49 203 999 3212, Fax: +49 203 999 3173

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