Disposición o sistema para ensayo y método de ensayo para la detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de eddy (o de foucault).

Disposición de ensayo para la detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de Eddy, que comprende:

- una bobina de excitación

(14), a la que puede serle proporcionada una señal de excitación (SE) para actuar sobre el dispositivo a ensayar (16) con un campo electromagnético alterno;

- un convertidor (21) de analógico a digital,

- una disposición de filtro (22), que está acoplada al convertidor (21) de analógico a digital en el lado de entrada y está diseñada para filtrado de paso de banda y

- un demodulador (27), que está acoplado a una salida de la disposición de filtro (22) en el lado de entrada,

caracterizado por que

la disposición de ensayo (10) comprende una bobina de recepción (17) para generar una señal de bobina (SP), que es una función del fallo en el dispositivo a ensayar (16), y

en la que el convertidor (21) de analógico a digital está acoplado a la bobina de recepción (17) en el lado de entrada y la disposición de filtro (22) está diseñada para reducción de la frecuencia o tasa de exploración.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13151315.

Solicitante: PRÜFTECHNIK DIETER BUSCH AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: OSKAR-MESSTER-STRASSE 19-21 85737 ISMANING ALEMANIA.

Inventor/es: LYSEN,HEINRICH, BRÄU,WERNER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales mediante... > G01N27/90 (utilizando las corrientes de Foucault)

PDF original: ES-2531701_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Disposición o sistema para ensayo y método de ensayo para la detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de eddy (o de foucault)

Esta solicitud se refiere a una disposición para ensayo y a un método de ensayo para la detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de Eddy.

En un sistema para ensayo, una señal electromagnética es producida en el dispositivo a ensayar. El dispositivo a ensayar tiene una conductividad eléctrica. Se forman corrientes de Eddy en el dispositivo a ensayar y son captadas. Se analizan los cambios en estas corrientes de Eddy alrededor del fallo.

El documento WO 2006/007826 A1 describe un dispositivo para la detección no destructiva y sin contacto de fallos en un dispositivo a ensayar. En este caso, una señal de sondeo es escaneada por medio de una etapa convertidora de analógico a digital para formar una señal de medición digital demodulada a partir de la señal digitalizada. La etapa convertidora de analógica a digital es desencadenada como una fracción total de una frecuencia de una oscilación portadora.

El documento GB 2 457 496 A se refiere a un sistema para la detección de defectos por medio de corrientes de Eddy. Un accionador de señal genera corrientes de Eddy en un objeto a ensayar. Una señal de medición es digitalizada por medio de un convertidor de analógico a digital y a continuación demodulada. Cuatro u ocho valores de señal son digitalizados y demodulados por período de la señal de medición.

El documento EP 1 995 590 A1 se refiere a un aparato para la medición digital de una señal de corriente de Eddy. Un generador de señal digital es acoplado mediante un convertidor de digital a analógico y un accionador de sonda a una sonda de corriente de Eddy que tiene una bobina. La sonda de corriente de Eddy es acoplada mediante un convertidor de analógico a digital y un filtro pasa-bandas a un dispositivo de medición de tiempo y amplitud. El dispositivo de medición de tiempo y amplitud determina una amplitud y un ángulo de desfase de una señal de retorno digital.

El documento US 2004/006189 A1 está relacionado con un control dinámico de ganancia en un procesador de señal de corriente de Eddy digital. Un sintetizador de portadora digital está acoplado mediante un accionador de sonda a una sonda de corriente de Eddy. La sonda de corriente de Eddy está acoplada mediante un amplificador y un amplificador seleccionable a un convertidor de analógico a digital. Una salida del convertidor de analógico a digital está conectada a un mezclador digital.

Un objeto de esta solicitud es proporcionar una disposición de ensayo y un método de ensayo para detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de Eddy, en el que se ha incrementado la exactitud o precisión del análisis.

Este objeto es conseguido con el objeto de la reivindicación 1 y el método de acuerdo con la reivindicación 11. Otros desarrollos y configuraciones son respectivamente objeto de las reivindicaciones dependientes.

En una realización, una disposición de ensayo para la detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de Eddy comprende una bobina de excitación, una bobina de recepción, un convertidor de analógico a digital, una disposición de filtro, y un demodulador. Una señal de excitación puede ser enviada a la bobina de excitación para actuar sobre el dispositivo a ensayar con un campo electromagnético alterno. La bobina de recepción está diseñada para generar una señal de bobina que es una función del fallo en el dispositivo a ensayar. El convertidor de analógico a digital está acoplado a la bobina de recepción en el lado de entrada. La disposición de filtro está acoplada al convertidor de analógico a digital en el lado de entrada y diseñada para el filtrado de paso de banda o pasa-banda y reducción de la frecuencia o tasa de exploración. El demodulador está acoplado a una salida de la disposición de filtro en el lado de entrada.

El filtrado y la demodulación tienen lugar digitalmente de manera ventajosa. Así, se reducen los componentes analógicos que son caros de precio. Un valor de una señal de entrada del demodulador que es enviada al demodulador es generada a partir de varios valores de una señal de salida del convertidor proporcionada por un convertidor de analógico a digital. En este caso, puede establecerse una frecuencia de exploración del convertidor del convertidor de analógico a digital tan alta que la señal de la bobina es sobre-explorada. Así, se consigue una elevada exactitud o precisión en la detección de la señal de la bobina. La exactitud es preservada por el filtrado de paso de banda y la reducción de la frecuencia de exploración de modo que una señal de salida del demodulador es también determinada de manera muy precisa a la salida del demodulador.

En una realización, el convertidor de analógico a digital está diseñado para proporcionar la señal de salida del convertidor con la frecuencia de exploración del convertidor. La disposición de filtro está diseñada para convertir la señal de salida del convertidor a la señal de entrada del demodulador con una frecuencia de exploración reducida. La frecuencia de exploración reducida es menor que la frecuencia de exploración del convertidor por un factor de reducción de R. El demodulador está diseñado para demodular la señal de entrada del demodulador. El factor de reducción es preestablecido. El factor de reducción puede ser ajustable. Ventajosamente, es adecuado un demodulador lento.

En una realización, la disposición de filtro comprende un filtro de paso de banda que está acoplado al convertidor de analógico a digital en el lado de entrada y al demodulador en el lado de salida. El filtro de paso de banda proporciona una señal de entrada.

En una realización, la disposición de filtro está diseñada para proporcionar sólo un valor como la señal de entrada del 5 demodulador para la reducción de la frecuencia de exploración fuera de un primer número P de valores de la señal de entrada. En este caso, el primer número P es un número entero y es mayor o igual a 1. Mediante la selección del valor Pesim°, se consigue una reducción efectiva de la frecuencia de exploración.

En una realización, el primer número P es menor que un factor de reducción de R. La disposición de filtro puede estar diseñada en múltiples etapas. Al menos dos etapas de la disposición de filtro pueden estar diseñadas para la reducción 10 de la frecuencia de exploración. Una etapa de la disposición de filtro puede implementar la selección del valor P®5"110

En una realización, una frecuencia de exploración de la señal de entrada es un múltiplo racional M/N de una frecuencia de excitación de la señal de excitación. La señal de entrada tiene un primer número M de valores durante un segundo número N de períodos de la señal de excitación. El primer número M y el segundo número N son enteros. El primer número M y el segundo número N son usualmente diferentes.

En una realización, la disposición de filtro comprende un filtro de entrada, que está acoplado al filtro de paso de banda en el lado de entrada y tiene el primer número M de disposiciones de filtro de paso bajo. El filtro de entrada en cada caso envía uno de los primeros números M de valores de la señal de entrada a uno de los primeros números M de las disposiciones de filtro de paso bajo. El demodulador está acoplado a una salida del filtro de entrada en el lado de entrada. Ventajosamente, está presente una elevada flexibilidad en el análisis de la señal de bobina por la selección del 20 primer número M y del segundo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disposición de ensayo para la detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de Eddy, que comprende:

- una bobina de excitación (14), a la que puede serle proporcionada una señal de excitación (SE) para actuar sobre el dispositivo a ensayar (16) con un campo electromagnético alterno;

- un convertidor (21) de analógico a digital,

- una disposición de filtro (22), que está acoplada al convertidor (21) de analógico a digital en el lado de entrada y está diseñada para filtrado de paso de banda y

- un demodulador (27), que está acoplado a una salida de la disposición de filtro (22) en el lado de entrada, caracterizado porque

la disposición de ensayo (10) comprende una bobina de recepción (17) para generar una señal de bobina (SP), que es una función del fallo en el dispositivo a ensayar (16), y

en la que el convertidor (21) de analógico a digital está acoplado a la bobina de recepción (17) en el lado de entrada y la disposición de filtro (22) está diseñada para reducción de la frecuencia o tasa de exploración.

2. Disposición de ensayo según la reivindicación 1, en el que el convertidor (21) de analógico a digital está diseñado para proporcionar una señal de salida de convertidor (SW) con una frecuencia de exploración de convertidor (fa); la disposición de filtro (22) está diseñada para convertir la señal de salida del convertidor (SW) a una señal de entrada (SD) del demodulador con una frecuencia de exploración reducida (fa"), que es menor que la frecuencia de exploración del convertidor (fa) por un factor de reducción de R, y el demodulador (27) está diseñado para demodular la señal de entrada (SD) del demodulador.

3. Disposición de ensayo según la reivindicación 1 ó 2, comprendiendo la disposición de filtro (22) un filtro de paso de banda (25), que está acoplado al convertidor (21) de analógico a digital en el lado de entrada y está acoplado al demodulador (27) en el lado de salida para proporcionar una señal de entrada (SDE).

4. Disposición de ensayo según la reivindicación 3, comprendiendo la disposición de filtro (22) un sistema de conversión (29") que está diseñado para proporcionar solamente un valor como la señal de entrada (SD) del demodulador para la reducción de la frecuencia de exploración de un primer número P de valores de la señal de entrada (SDE), por lo que el primer número P es un entero y es mayor que 1.

5. Disposición de ensayo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la señal de entrada (SDE) tiene un primer número M de valores durante un segundo número N de periodos de la señal de excitación (SE), el primer número M y el segundo número N son enteros diferentes, y la disposición de filtro comprende un primer número M de disposiciones de filtro de paso bajo (40, 41, 42) y está diseñada para que en cada caso uno de los primeros números M de valores de la señal de entrada (SDE) sea proporcionado a uno de los primeros números M de las disposiciones de filtro de paso bajo (40, 41,42).

6. Disposición de ensayo según la reivindicación 5, en la que al menos uno de los primeros números M de disposiciones de filtro de paso bajo (40, 41, 42) comprende un filtro de paso bajo de corto plazo (43, 45, 47) y un filtro de paso bajo de largo plazo (44, 46, 48), que tiene una constante de tiempo más larga comparada con una constante de tiempo del filtro de paso bajo de corto plazo (43, 45, 47).

7. Disposición de ensayo según una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende un filtro de rechazo de banda (57), que está acoplado al demodulador (27) en el lado de entrada.

8. Disposición de ensayo según una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende un procesador de señal (11) que comprende un generador (12) que está acoplado a la bobina de excitación (14), en el que el procesador de señal (11) comprende además el demodulador (27) y está diseñado para proporcionar una señal (DS, DS') del demodulador en una manera en fase a una entrada de demodulador (28, 28') del demodulador (27).

9. Disposición de ensayo según la reivindicación 8, que comprende un convertidor de digital a analógico (13), que está dispuesto entre el generador (12) y la bobina de excitación (14).

10. Disposición de ensayo según la reivindicación 8 ó 9, que comprende un generador de reloj (39), que está acoplado una entrada de reloj del procesador de señales (11) y una entrada de reloj del convertidor (21) de analógico a digital en el lado de salida del generador de reloj (39).

11. Método de ensayo para la detección no destructiva de un fallo en un dispositivo a ensayar por medio de una corriente de Eddy, que comprende:

- actuar sobre el dispositivo a ensayar (16) con un campo electromagnético alterno por medio de una bobina de excitación (14), a la que es proporcionada una señal de excitación (SE),

- generar una señal de bobina (SP), que es una función del fallo en el dispositivo a ensayar (16), por medio de una bobina de recepción (17),

- proporcionar una señal de salida del convertidor (SW) por digitalización de la señal de bobina (SP),

- generar una señal de entrada (SD) del demodulador filtrando la señal de salida del convertidor (SW) con una característica de filtro pasa banda y una reducción de frecuencia de exploración, y

- demodular una señal de entrada (SD) del demodulador por medio de un demodulador (27).

12. Método de ensayo según la reivindicación 11, en el que la señal de salida (SW) del convertidor tiene una frecuencia 10 de exploración del convertidor (fa) y la señal de entrada (SD) del demodulador tiene una frecuencia de exploración

reducida (fa"), que es menor que la frecuencia de exploración del convertidor (fa) por un factor de reducción de R.

13. Método de ensayo según la reivindicación 11 ó 12, en el que una señal de entrada (SDE) es generada por medio de un filtro de paso de banda (25) a partir de la señal de salida (SW) del convertidor o de una señal derivada a partir de la señal de salida (SW) del convertidor.

14. Método de ensayo según la reivindicación 13, en el que para la reducción de la frecuencia de exploración de un

primer número P de valores de la señal de entrada (SDE), solamente es proporcionado un valor como la señal de entrada (SD) del demodulador, por lo que el primer número P es un entero y es mayor que 1.

15. Método de ensayo según la reivindicación 13 ó 14, en el que una frecuencia de exploración (fa1) de la señal de entrada (SDE) es un múltiplo racional M/N de una frecuencia de excitación (fm) de la señal de excitación (SE), la señal 20 de entrada (SDE) tiene un primer número M de valores durante un segundo número N de periodos de la señal de excitación (SE), y el primer número M y el segundo número N son enteros diferentes.