ROHMANN ELOTEST PL600 mit neuartiger Abstandskompensation

Abstandskompensation

Die Detektion feiner Risse mittels Wirbelströmen ist eine bewährte Technologie. Die Empfindlichkeit der Methode für feinste Risse hängt jedoch stark vom Abstand des Sensors zur Oberfläche des Prüfgegenstands ab. Am häufigsten wird der Sensor in Kontakt mit der Oberfläche verwendet, möglicherweise mit einer dünnen Schicht von verschleißfestem Band oder Keramik dazwischen. Manchmal ist eine berührende Prüfung nicht wünschenswert. Empfindliche Oberflächen können durch den Sensorkontakt beschädigt werden, und bei Hochgeschwindigkeitsinspektionen kann der Verschleiß des Sensors extrem sein. Unter solchen Umständen ist eine kontaktlose Inspektion erforderlich. Aufgrund von Bauteil-Toleranzen und Toleranzen in der Führungsmechanik hat diese Form der Prüfung durch unkontrollierbare Abhebe-Effekte einen negativen Einfluss auf die Meßqualität. Die Abhebe-Variation bewirkt eine Variation der Empfindlichkeit und macht es unmöglich Schadensschwellen genau einzustellen.

 

Elektronische Abstandskompensation

Traditionell wurden Abstandskompensations-Techniken eingesetzt, um die Auswirkungen von Abhebe-Effekten zu eliminieren. Allen ist gemein, dass ein an einem „Distanz“ -Kanal angebrachter Absolut-Sensor verwendet wird, um den tatsächlichen Abhebevorgang zu „messen“. Ältere, analoge Instrumente würden dann ein analoges Skalierungsverstärkerverfahren verwenden, um die Verstärkung des Haupt- „Mess“ -Kanals nachzuführen und um die Abstands-Variation zu kompensieren – wobei im Wesentlichen eine Verstärkung zum Messkanal hinzugefügt oder abgezogen wird, wenn die Kompensationskanaldaten zeigen, dass der Abstand erhöht oder verringert.
Leider ist die Abhebe-Variation des Signals nicht notwendigerweise für alle Sensoren und Teilegeometrien gleich, was zu einer Unter- oder Überkompensation führt, wenn eine feste Kompensationsfunktion verwendet wird. Das ROHMANN ELOTEST PL600 verfügt über eine kurvenbasierte Abstandskompensation innerhalb des digitalen CHM 600 Wirbelstromprüf-Moduls. Hierbei werden modernste FPGA Chips eingesetzt. Dies ermöglicht die Verwendung von variablen Kompensationskurven mit 128 interpolierten Stützpunkten, was im Wesentlichen eine perfekte Kompensation für alle Kombinationen von Sensoren und Bauteil-Geometrien ermöglicht. Darüber hinaus verfügt das CHM 600 Wirbelstrom-Modul über einen zusätzlichen Signaleingang für das Abstandssignal, sodass kein zweites Kanal-Modul erforderlich ist. Statt für jede Kombination von Sensor und Bauteil eine eigene Kompensations-Kurve einzulernen, die sehr oft teure und komplizierte Referenzteile bedingt, wurde eine parametrierbare Kompensations-Kurve entwickelt, die einen „Geometrie“ Parameter beinhaltet, der die Effekte berücksichtigt. Der korrekte Wert dieses Parameters kann leicht für verschiedene Teile-Geometrien gefunden und gespeichert werden. Der einzige Schritt, der danach notwendig ist, ist das regelmäßige Kompensieren des Abstands-Signals in Luft und nach einem Sensorwechsel. Die kurvenbasierte Abstandskompensation ist im ADVANCED-Lizenzpaket für das ELOTEST PL600 verfügbar.

 

Elektromechanische Abstandskompensation mit dem ROHMANN ELOTEST PL600

Der beschriebene kurvenbasierte Kompensations-Mechanismus hat seine Grenzen, wenn der Abstand zu groß wird, um Schädigungen des Prüfteils zu entdecken. Im Wesentlichen wird das Signal, einschließlich der Rausch-Anteile, nur noch verstärkt, so dass an einer Stelle das Signal-Rausch-Verhältnis zu klein für eine korrekte Fehlererkennung ist. Ein komplementärer Ansatz ist die Verwendung der elektromechanischen Abstandskompensation von ROHMANN, der EMDC-Technik. Hier wird das Abstandssignal vom CHM 600 Wirbelstrom-Modul einem PID-Regler zugeführt, der einen linearen Antrieb direkt steuert, der den Sensor positioniert. In diesem Fall wird der Abhebe-Effekt nicht kompensiert, sondern der Abstand wird tatsächlich mechanisch konstant gehalten. Für schnelle Abstands-Variationen kann die EMDC-15 verwendet werden, die einen sehr schnellen Voice-Coil-Aktuator und ein leichtes Sensor-System für ultimative Dynamik beinhaltet. Alternativ können für langsamere Variationen, wie z.B. durch Zentrierfehler von großen rotationssymmetrischen Teilen verschiedene Aktuatoren verwendet werden, wie herkömmliche Linearmotoren, die bereits in das mechanische Handlingsystem eingebaut sind. In beiden Fällen sind umfangreiche Sicherheitsfunktionen im System integriert, um ein Zusammenstoßen des Sensors mit dem Bauteil zu vermeiden. Das System ist in unserem Video auf dem Youtube-Kanal zu sehen, einschließlich einer Anwendung, bei der der Vorgänger des Systems auf dem ELOTEST PL500 bereits Millionen von Presseteilen beim Kunden geprüft hat.

 

Die Kombination aus Beidem: Die ultimative Lösung

Neu im ELOTEST PL600 AVANCED-Lizenzpaket ist die Möglichkeit, die EMDC mit der kurvenbasierten Abstandskompensation zu kombinieren. Die Positionier-Ungenauigkeit des mechanischen Systems, die immer (wenn auch klein) vorhanden ist, wird dann mit Hilfe des kurvenbasierten (elektronischen) Systems kompensiert, was dann zu einer nahezu perfekten Abstandskompensation über einen großen Regelbereich führt (15 mm mit dem EMDC-15-Aktuator).