檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞的缺陷的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞的缺陷的方法，包括以下步驟：a)為活塞(3)提供測(cè)量裝置(1)，特別包括有第一電線圈元件(6a)和第二電線圈元件(6b)的自適應(yīng)測(cè)量探針(5)，第一電線圈元件用于產(chǎn)生電磁交變磁場(chǎng)，第二電線圈元件用于檢測(cè)電磁交變磁場(chǎng)，b)移動(dòng)測(cè)量探針(5)至活塞的活塞表面(7)上，其中在第一線圈元件(6a)中提供電力交流電流(I1)，以致產(chǎn)生電磁交變磁場(chǎng)(13)，該電磁交變磁場(chǎng)在活塞表面(7)之下的區(qū)域與活塞(3)的材料相互作用，c)在與活塞(7)的材料發(fā)生相互作用之后對(duì)在第二線圈元件(6b)中由電磁場(chǎng)(18)導(dǎo)致的電力交流電壓(U2)求值。
【專利說明】
檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞的缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞的缺陷的方法。本發(fā)明同樣涉及用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞的缺陷的測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中用作可移動(dòng)組件的活塞承受著高機(jī)械和熱負(fù)荷。這使得生產(chǎn)所述活塞幾乎必須沒有所謂的缺陷，這些缺陷會(huì)極大的減少活塞的耐磨性和使用壽命。這特別適用于在該活塞區(qū)域的區(qū)域出現(xiàn)的缺陷，本領(lǐng)域技術(shù)人員稱之為“活塞凹處”，該活塞凹處將內(nèi)燃機(jī)的燃燒室軸向限定在活塞的移動(dòng)方向。
[0003]這里在目前的情況下，表達(dá)“缺陷”需理解為意味著活塞的材料中任意類型的裂縫，孔，斷裂等等。因?yàn)樗鋈毕菀话銉?nèi)在出現(xiàn)，也就是說在活塞表面之下，活塞內(nèi)，無損檢測(cè)一也就是說檢測(cè)活塞內(nèi)出現(xiàn)的任意缺陷一一般和繁瑣的檢測(cè)程序相聯(lián)系。所述傳統(tǒng)的無損測(cè)試方法一般基于渦流傳感器的使用。所述傳感器基于對(duì)借助線圈生成的電磁場(chǎng)的檢測(cè)，為此線圈中有電力交流電流通過。通過電磁場(chǎng)和活塞材料在活塞表面區(qū)域的相互作用，外部不可見需借助于電磁場(chǎng)檢測(cè)的缺陷在與活塞材料相互作用之后得以分析。
[0004]在所述傳統(tǒng)的測(cè)試方法的情況下，已證明為缺點(diǎn)是通常會(huì)遭遇相當(dāng)大的干擾影響，例如傳感器和活塞表面之間的提離效應(yīng)，傳感器復(fù)雜的孔徑特征，和電磁場(chǎng)穿透進(jìn)入活塞表面的極小深度，這阻礙了對(duì)尺寸小的缺陷的特定檢測(cè)。此外，僅僅保證了對(duì)開放性缺陷或緊鄰活塞表面之下的缺陷的檢測(cè)。相比之下，甚至是形成在活塞表面之下零點(diǎn)幾毫米的缺陷一般都得以向渦流傳感器隱藏。連同使用的微分探針的微分作用，活塞微結(jié)構(gòu)的晶粒結(jié)構(gòu)導(dǎo)致渦流信號(hào)的微結(jié)構(gòu)噪音增強(qiáng)，這對(duì)缺陷檢測(cè)靈敏度有不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的在于提供改善的無損(測(cè)試)方法，該方法特別可以增強(qiáng)的準(zhǔn)確性檢測(cè)需檢查的所述活塞中的缺陷。本發(fā)明的另一目的在于為所述類型方法的執(zhí)行提供改善的(測(cè)試)裝置。
[0006]所述目的通過所述獨(dú)立專利權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)。所附專利權(quán)利要求涉及優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0007]因此，本發(fā)明的基本概念在于使用有無損作用的測(cè)量探針，特別是渦流測(cè)量探針，用于檢查靠近所述活塞的活塞凹處表面區(qū)域的活塞材料。所述測(cè)量探針包括第一和第二線圈元件，在這里建議的方法中該測(cè)量探針為測(cè)量裝置的一部分，可接收需檢查的所述活塞。因?yàn)橛须娏涣麟娏鞯碾娂?lì)，所述第一線圈元件生成電磁場(chǎng)，合適放置靠近活塞表面的線圈元件，該電磁場(chǎng)穿透進(jìn)入所述活塞并且在活塞內(nèi)與活塞材料相互作用。根據(jù)本發(fā)明的方法利用所述相互作用受出現(xiàn)在活塞的任意缺陷的影響的事實(shí)。因?yàn)榇┩高M(jìn)入所述活塞的部分電磁場(chǎng)在與所述活塞材料相互作用之后再次從所述活塞中顯現(xiàn)，所述電磁場(chǎng)可在那里由所述第二線圈元件檢測(cè)。在這里建議的所述方法中，這通過對(duì)在所述第二線圈元件中由電磁場(chǎng)導(dǎo)致的電力交流電壓(U2)求值進(jìn)行。為此，所述第二線圈元件可包括合適的求值設(shè)備，該求值設(shè)備能使用傳統(tǒng)的電壓傳感器對(duì)所述第二線圈元件導(dǎo)致的所述電力交流電壓進(jìn)行復(fù)值識(shí)別和求值。
[0008]為了能夠檢查所述活塞許多區(qū)域的缺陷的出現(xiàn)，所述測(cè)量探針沿著預(yù)定測(cè)量軌跡有間隔的移動(dòng)至所述活塞表面，特別是所述活塞凹處的所述凹處表面之上。在所述移動(dòng)期間，所述第一線圈元件供給有電力交流電流，并且通過這種方式生成在所述凹處表面之下的區(qū)域與所述活塞材料相互作用的電磁場(chǎng)。所述電力交流電流在這種情況下可以合適的電流源的方式生成，相應(yīng)地可由控制設(shè)備激活，例如傳統(tǒng)的電腦系統(tǒng)。所述測(cè)量探針的移動(dòng)可以合適的電力驅(qū)動(dòng)單元的形式實(shí)現(xiàn)。在這里，所述移動(dòng)可沿著預(yù)定測(cè)量軌跡進(jìn)行，該預(yù)定測(cè)量軌跡可如所述活塞表面的平面圖所見為彎曲或網(wǎng)格狀方式。在這里，界定試樣軌跡十分重要，以致可通過所述測(cè)量探針檢測(cè)需檢查的所述活塞的所有區(qū)域，沒有間隙。
[0009]所述驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及用于接收活塞的所述接收設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式不是在這里本發(fā)明討論的中心，并且因此不會(huì)在下面有任意更加詳細(xì)的討論，特別是合適的步驟對(duì)于本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員來說和傳統(tǒng)的測(cè)量步驟的形式變化相似，例如上述的渦流傳感器。
[0010]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明所述的方法，提供有第一繞組的第一線圈元件。所述第一繞組可為多層圓柱形繞組并且可無支撐的布置在殼狀鐵氧體磁芯的中心網(wǎng)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員同樣稱之為“鐵氧體殼芯”或“鐵氧體罐形磁芯”。所述鐵氧體殼芯或罐形磁芯例如從IEC標(biāo)準(zhǔn)62317-2可知。類似于所述第一繞組，為執(zhí)行所述方法，提供有第二繞組的第二線圈元件。所述第二線圈元件同樣可為多層圓柱形繞組并且無支撐的布置在殼狀第二鐵氧體磁芯的中心網(wǎng)上。所述兩個(gè)殼狀鐵氧體磁芯的開放側(cè)和需檢查的所述活塞表面指向同一方向。實(shí)驗(yàn)性測(cè)試示出使用上述殼芯減少所述兩個(gè)線圈元件對(duì)外部電磁干擾信號(hào)的靈敏度，減少所述測(cè)量信號(hào)對(duì)測(cè)量探針和活塞表面之間所述間隔的波動(dòng)的靈敏度，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)所述缺陷更深的檢測(cè)。建議所述殼芯在半透射裝置中的使用一在各種情況下相鄰布置單個(gè)的殼一因此導(dǎo)致對(duì)缺陷提高的檢測(cè)靈敏度。
[0011]所述兩個(gè)線圈元件特別方便的移動(dòng)至所述凹處表面之上，與所述凹處表面有間隔，其中所述預(yù)定間隔優(yōu)選為至少0.1_。在根據(jù)本發(fā)明所述的方法中使用的測(cè)量探針有兩個(gè)線圈元件，因此為檢測(cè)從所述活塞出現(xiàn)的電磁場(chǎng)消除了對(duì)所述傳感器裝置的需要，該傳感器裝置用于放置在極端靠近所述活塞表面，例如對(duì)使用傳統(tǒng)的渦流傳感器來說是必需的。這樣極大的簡(jiǎn)化了上述測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這特別適用于所述測(cè)量探針沿著所述測(cè)量軌跡移動(dòng)的所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)。同樣，通過這種方式，可最小化因?yàn)楹托铏z查的所述活塞表面的不希望的接觸造成的所述傳感器損壞的危險(xiǎn)。
[0012]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述測(cè)量探針的移動(dòng)按照步驟b)沿著預(yù)定測(cè)量軌跡進(jìn)行，使用合適的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。在這里特別優(yōu)選的是，所述預(yù)定試樣或測(cè)量軌跡為如所述凹處表面的平面圖所見的彎曲形式。在變化中，不同選擇的測(cè)量軌跡同意可行。在這里，不管選擇的所述試樣軌跡的形式，關(guān)鍵的是需檢查的所述活塞的所有表面區(qū)域同樣由所述測(cè)量探針覆蓋。
[0013]在本發(fā)明有利的改進(jìn)中，所述兩個(gè)線圈元件彼此之間的所述間隔在所述方法的執(zhí)行期間變化?？晒┻x擇或另外，所述兩個(gè)電線圈元件關(guān)于彼此的傾斜角度同樣可在所述方法的執(zhí)行期間變化。通過所述線圈元件之間間隔的變化，所述測(cè)量探針?biāo)^的焦點(diǎn)的位置和銳度可變化，所述測(cè)量探針在該焦點(diǎn)關(guān)于所述缺陷探測(cè)由最佳的靈敏度。所述焦點(diǎn)在垂直上述活塞表面方向的位置特別優(yōu)選變化，以致通過這種方式可識(shí)別上述活塞表面之下區(qū)域不同深度的缺陷。和上面討論的通過所述線圈元件彼此之間間隔的變化一樣，所述測(cè)量裝置的所述焦點(diǎn)的位置和銳度同樣可借助于傾斜的所述兩個(gè)線圈元件變化。關(guān)于所述間隔變化和/或所述傾斜變化的特定之下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可出現(xiàn)多種構(gòu)造可能。例如，可取的是所述測(cè)量探針移動(dòng)至所述活塞表面之上時(shí)所述傾斜或所述間隔同時(shí)變化。可供選擇的，所述測(cè)量探針的移動(dòng)可在所述間隔和/或傾斜變化期間停止。最終，同樣可提供所述活塞表面上的所述活塞的移動(dòng)以不同的線圈間隔和/或傾斜角度重復(fù)。最終，在各種情況下有彼此變化的間隔和/或關(guān)于彼此變化的傾斜角度，有不同的檢測(cè)規(guī)格的多層線圈元件對(duì)的并聯(lián)裝置同樣可取。
[0014]本發(fā)明同樣涉及用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞的缺陷的測(cè)量裝置，特別是用于執(zhí)行上面建議的所述方法。在這里，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量裝置包括接收設(shè)備，所述活塞可為執(zhí)行所述缺陷檢測(cè)接收至該接收設(shè)備。在這里，所述接收設(shè)備可以夾具的方式形成，需檢查的所述活塞固定在該夾具中，或可實(shí)現(xiàn)為試樣臺(tái)，所述活塞布置在該試樣臺(tái)上。關(guān)于所述接收設(shè)備的所述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可出現(xiàn)多種選擇。
[0015]對(duì)于本發(fā)明至關(guān)重要的是，在所述測(cè)量裝置中提供測(cè)量探針，該測(cè)量探針包括第一和第二線圈元件，第二線圈元件臨近第一線圈元件布置，分別用于生成和檢測(cè)電磁交變磁場(chǎng)。在這里，所述第一線圈元件以預(yù)定，特別是可調(diào)整的線圈間隔臨近所述第二線圈元件布置。由于合適的驅(qū)動(dòng)單元的幫助，優(yōu)選為電力，所述測(cè)量裝置的測(cè)量探針可在所述活塞在所述接收設(shè)備中為接收狀態(tài)時(shí)以預(yù)定間隔移動(dòng)至需檢查缺陷的所述活塞表面之上。所述移動(dòng)沿著預(yù)定試樣或測(cè)量軌跡進(jìn)行，該軌跡可存儲(chǔ)在與所述驅(qū)動(dòng)單元相互作用的控制單元。
[0016]所述驅(qū)動(dòng)單元可為電力驅(qū)動(dòng)單元，例如基于電動(dòng)機(jī)，特別是電動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，并且可包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于該移動(dòng)機(jī)構(gòu)確保堅(jiān)持沿著所述測(cè)量軌跡移動(dòng)期間所述選擇的間隔，盡管上述活塞表面在需檢查的所述區(qū)域?yàn)榉瞧矫姹砻孑喞?br>[0017]根據(jù)本發(fā)明，所述第一線圈元件包括第一繞組，該第一繞組提供在所述第一線圈元件的第一殼元件上。類似的，所述第二線圈元件包括第二繞組，該第二繞組提供在所述第二線圈元件的第二殼元件上。因?yàn)殡娏涣麟娏鞯碾娂?lì)，所述第一線圈元件生成電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)在所述線圈元件靠近所述活塞表面放置時(shí)穿透進(jìn)入所述活塞，并且在所述活塞內(nèi)與所述活塞的材料相互作用。所述相互作用受出現(xiàn)在所述活塞的缺陷影響。穿透進(jìn)入所述活塞的所述部分電磁場(chǎng)和在與所述活塞材料相互作用之后再次從所述活塞出現(xiàn)的部分電磁場(chǎng)可在那里由所述第二線圈元件檢測(cè)。所述求值例如可通過分析在所述第二線圈元件中由所述電磁場(chǎng)導(dǎo)致的所述電力交變電壓進(jìn)行。為此，所述第二線圈元件可和合適的求值設(shè)備協(xié)作，該求值設(shè)備能使用傳統(tǒng)的電壓傳感器對(duì)所述第二線圈元件導(dǎo)致的所述電力交流電壓進(jìn)行復(fù)值識(shí)別和求值。
[0018]為了能夠檢查所述活塞許多區(qū)域的缺陷的出現(xiàn)，所述測(cè)量探針可沿著預(yù)定測(cè)量軌跡有間隔的移動(dòng)至所述活塞表面，特別是所述活塞凹處的所述凹處表面之上。在所述移動(dòng)期間，所述第一線圈元件供給有上述第一電力交流電流，并且通過這種方式，生成在所述凹處表面之下的區(qū)域與所述活塞材料相互作用的電磁場(chǎng)。所述電力交流電流在這種情況下可以合適的電流源的方式生成，相應(yīng)地由控制設(shè)備激活，例如傳統(tǒng)的電腦系統(tǒng)。所述測(cè)量探針的移動(dòng)可以合適的電力驅(qū)動(dòng)單元的形式實(shí)現(xiàn)。在這里，所述移動(dòng)可沿著預(yù)定測(cè)量軌跡進(jìn)行，該預(yù)定測(cè)量軌跡可如所述活塞表面的平面圖所見為彎曲或網(wǎng)格狀方式。在這里，界定試樣軌跡十分重要，以致需檢查的所述活塞的所有區(qū)域由所述測(cè)量探針的“視場(chǎng)”覆蓋，沒有間隙。
[0019]對(duì)本發(fā)明同樣至關(guān)重要的是，在各種情況下殼狀或罐形鐵氧體磁芯，或相似幾何構(gòu)造的磁芯裝置，例如附加的同軸環(huán)繞鐵氧體管的鐵氧體圓柱形磁芯，或鐵氧體E磁芯在所述測(cè)量裝置的兩個(gè)線圈元件中的使用。由于所述鐵氧體磁芯裝置的所述磁屏蔽作用，所述兩個(gè)線圈元件相對(duì)于外部電磁干擾磁場(chǎng)的靈敏度可明顯降低。同時(shí)，在所述測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)中，與需檢查的所述活塞相互作用的電磁場(chǎng)的焦點(diǎn)可如此配置，以致所述間隔變化的影響最小化為特別微不足道的間隔，和/或所述電磁場(chǎng)穿透進(jìn)入所述活塞材料的相互作用的深度增加。因此與傳統(tǒng)的渦流傳感器相比可檢測(cè)所述活塞表面之下更深區(qū)域的缺陷。根據(jù)本發(fā)明的事實(shí)測(cè)量裝置允許檢測(cè)尺寸非常小的缺陷，特別是直徑小于0.3_的缺陷。
[0020]對(duì)于為多層圓柱形繞組形式的所述第一繞組，可特別方便的沿著第一軸向延伸，并且對(duì)于同樣為多層圓柱形繞組形式的所述第二繞組，可沿著第二軸向延伸。在該實(shí)施方式中，布置所述兩個(gè)線圈元件以便彼此臨近并且關(guān)于彼此傾斜。以致所述第一軸向與所述第二軸向形成預(yù)定傾斜角度。
[0021 ]所述傾斜角度可特別優(yōu)選為銳角，該銳角優(yōu)選在0°到45°之間。
[0022]對(duì)于所述線圈元件可特別方便的，特別是可拆的，接收在各個(gè)保存元件中。在這個(gè)變化中，所述兩個(gè)保持元件設(shè)計(jì)為關(guān)于彼此能線性調(diào)整和/或關(guān)于彼此能傾斜，優(yōu)選為傾斜和/或調(diào)整設(shè)備的形式。這使得所述線圈元件之間的所述間隔，和/或其關(guān)于彼此之間的所述傾斜角度可以簡(jiǎn)單的方式變化。通過這種方式，所述測(cè)量探針的所述焦點(diǎn)的位置和特征可特別準(zhǔn)確的設(shè)置。
[0023]在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，可就結(jié)構(gòu)而言有特別少的花費(fèi)實(shí)現(xiàn)，所述兩個(gè)保持元件以線性可調(diào)整的方式依附至所述測(cè)量探針的普通主體。
[0024]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述兩個(gè)線圈元件各自分別包括有圓柱形基部的殼元件。第一圓柱形鐵氧體磁芯元件從所述基部凸出，該第一鐵氧體磁芯元件的所述中心縱軸線相對(duì)于所述基部的中心縱軸線走向同軸，并且在該第一鐵氧體磁芯元件的外周向表面分別布置有繞組。此外，中空的圓柱形第二鐵氧體磁芯元件同樣從所述圓柱形的基部凸出，該第二鐵氧體磁芯元件橫切所述基部的中心縱軸線的橫截面為環(huán)形。所述第二鐵氧體磁芯元件的中心縱軸線同樣關(guān)于所述基部的中心縱軸線走向同軸，并且該第二鐵氧體磁芯元件徑向布置在所述第一鐵氧體磁芯元件的外部，以致在所述第一和第二鐵氧體磁芯元件之間形成中間間隔。所述中間間隔因此在徑向上徑向限定所述第一鐵氧體磁芯元件的外周向表面和內(nèi)部，并且徑向現(xiàn)代所述第二鐵氧體磁芯元件的內(nèi)周向表面和外部。在所述正面，所述中間間隔由所述基部限定。相比之下，與所述正面相反，所述中間間隔打開。
[0025]本發(fā)明更重要的特征和優(yōu)點(diǎn)將在所述附屬權(quán)利要求、所述附圖和借助于附圖的所述相關(guān)【附圖說明】中出現(xiàn)。
[0026]顯而易見的是，上述特征和在下面將進(jìn)一步解釋的特征不僅可用于所述各個(gè)已指示的結(jié)合，也能在不離開本發(fā)明的所述范圍時(shí)用于其他結(jié)合或是自身使用。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施方式在所述附圖中示出并且在以下的所述說明中更詳細(xì)的解釋，所述相同的參考數(shù)目指的是所述相同或相似或功能相同的部件。
【附圖說明】
[0028]附圖中，在各種情況下示意:
[0029]圖1示出根據(jù)本發(fā)明用于判定機(jī)動(dòng)車輛中活塞的缺陷的測(cè)量裝置的示例，
[0030]圖2為圖1中的測(cè)量裝置在測(cè)量裝置的測(cè)量探針和需檢查的活塞的活塞表面之間的區(qū)域的詳細(xì)示圖，
[0031]圖3為圖2中的測(cè)量探針在測(cè)量探針的電線圈元件區(qū)域的局部詳細(xì)示圖，
[0032]圖4為圖3中兩個(gè)電線圈元件之一的詳細(xì)示圖，
[0033]圖5示出圖4中線圈元件沿著圖4中截面線V-V的橫截面，
[0034]圖6示出圖3中電線圈元件關(guān)于彼此傾斜的示例的變化。
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1以示意性示圖示出根據(jù)本發(fā)明用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞3—僅在圖1中以高示意性形式示出一的缺陷2的測(cè)量裝置I的示例。測(cè)量裝置I特別合適用于根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行上面討論的方法。測(cè)量裝置I包括用于接收活塞3的接收設(shè)備4。所述接收設(shè)備可以夾具設(shè)備的形式，或如圖1中以高示意性形式指示的試樣臺(tái)形式形成。測(cè)量裝置I進(jìn)一步包括測(cè)量探針5，該測(cè)量探針在圖1中同樣僅以高示意性描述，并且相應(yīng)地包括第一和第二線圈元件6a，6b用于生成和檢測(cè)電磁交變磁場(chǎng)。
[0036]圖2是從測(cè)量裝置I的測(cè)量探針5區(qū)域。可看出第一線圈元件6a與第二線圈元件6b橫向有預(yù)定的線圈間隔s，也就是說測(cè)量平面E平行于活塞表面7。在這里，測(cè)量探針5可借助于驅(qū)動(dòng)單元26沿著預(yù)定測(cè)量軌跡P—在圖1中示意性描述一移動(dòng)至活塞表面7之上，該測(cè)量探針與活塞的活塞表面有預(yù)定間隔a。驅(qū)動(dòng)單元26精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是在這里建議的本發(fā)明的中心主體，以致將省略更加詳細(xì)的解釋;本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉多種實(shí)施方式，可從中基于實(shí)際考慮選擇。特別的，掃描儀式結(jié)構(gòu)的裝置可取，與一個(gè)或更多電力步進(jìn)電機(jī)連接用于關(guān)于活塞3沿著測(cè)量軌跡P移動(dòng)測(cè)量探針5。
[0037]圖3以詳細(xì)示圖示出測(cè)量探針5在兩個(gè)線圈元件6a，6b區(qū)域的結(jié)構(gòu)。與圖3相對(duì)應(yīng)，第一線圈元件6a有布置在第一線圈元件6a的第一殼元件17a上的繞組8a，第一殼元件為殼狀。相應(yīng)地，類似于第一線圈元件6a，第二線圈元件6b有布置在第二線圈元件6b的第二殼元件17b上的繞組8b，第二殼元件為殼狀。例如，第一繞組8a殼有20個(gè)繞組以提供2.5μΗ的電容率。第一繞組8b殼有約240個(gè)繞組以提供250μΗ的電容率。
[0038]因?yàn)殡娏涣麟娏?!的電激勵(lì)，第一線圈元件6a生成電磁場(chǎng)13，該電磁場(chǎng)13穿透活塞表面7進(jìn)入活塞3內(nèi)部并且在活塞7內(nèi)與活塞材料相互作用。所述相互作用受缺陷2影響，如果出現(xiàn)所述缺陷的話。電力交流電流1:在這種情況下可以合適的可控電流源16的形式生成，隨后由控制設(shè)備15激活，例如傳統(tǒng)的電腦系統(tǒng)(參見圖1)。電力交流電流I1例如可在50到200kHz之間的頻率時(shí)有10mA的最大幅度。
[0039]在與活塞材料相互作用之后再次從活塞3出現(xiàn)的部分電磁場(chǎng)13借助于由所述線圈元件6b導(dǎo)致的電力交變電壓U2由第二線圈元件6b檢測(cè)并且求值。為此，第二線圈元件6b可與為電腦系統(tǒng)形式的合適的求值設(shè)備14相互作用，該電腦系統(tǒng)例如進(jìn)行對(duì)電力交變電壓U2的復(fù)值檢測(cè)。在這里，本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚用于控制電流源16的控制設(shè)備15和求值設(shè)備14可彼此整合。
[0040]為了能夠檢測(cè)活塞3不同的區(qū)域出現(xiàn)的缺陷2，測(cè)量探針5沿著預(yù)定測(cè)量軌跡P有間隔a的移動(dòng)至活塞3的活塞表面7之上，特別是活塞凹處(未示出)的凹處表面之上。在移動(dòng)期間，第一線圈元件6a供給有電力交流電流I1，該電力交流電流生成在活塞表面7之下的區(qū)域與活塞3的材料相互作用的電磁場(chǎng)13。測(cè)量探針5的移動(dòng)經(jīng)由上述的驅(qū)動(dòng)單元26實(shí)現(xiàn)。測(cè)量探針5的移動(dòng)沿著測(cè)量軌跡P進(jìn)行，該測(cè)量軌跡如活塞表面7平面圖中所見為彎曲(參見圖1)或網(wǎng)格狀(未示出)方式走向。其他的測(cè)量軌跡幾何構(gòu)造的變化同樣可取。在所有的所述變化中，測(cè)量軌跡P優(yōu)選限定，以使需檢查的活塞3的所有區(qū)域由測(cè)量探針5點(diǎn)“測(cè)量場(chǎng)”覆蓋。[0041 ]同樣可見于圖3，兩個(gè)線圈元件6a，6b為單獨(dú)的組件形式。每個(gè)線圈元件6a，6b接收在各個(gè)保持元件12a，12b中。兩個(gè)保持元件12a，12b設(shè)計(jì)為能關(guān)于彼此線性調(diào)整和/或能關(guān)于彼此傾斜。這通過調(diào)整和/或傾斜設(shè)備11的形式實(shí)現(xiàn)，僅在圖3中示意性指示并且將兩個(gè)保持元件12a，12b彼此連接。通過這種方式，兩個(gè)線圈元件6a，6b之間的間隔，和其關(guān)于彼此的傾斜角度α可變化。
[0042]通過線圈間隔s的變化，可在垂直于活塞表面7的方向R上變化測(cè)量探針5的焦點(diǎn)的位置，在圖2中示意性指示并且由F指出，在該焦點(diǎn)區(qū)域測(cè)量探針關(guān)于檢測(cè)缺陷有最佳的靈敏度。通過這種方式，可檢測(cè)活塞3的活塞表面7之下的區(qū)域不同深度的缺陷。類似于間隔s的變化，焦點(diǎn)F在垂直于活塞表面7的方向R上的位置同樣可通過兩個(gè)線圈元件6a，6b關(guān)于彼此的傾斜變化。
[0043]此外，兩個(gè)保持元件12a，12b可以能線性調(diào)整的方式附著至測(cè)量探針5的主體9。這可以通過滑架10實(shí)現(xiàn)。這使得保持元件12a，12b可橫切于主體9調(diào)整。所述橫切移動(dòng)可為必需的，因?yàn)榛钊?需檢查的活塞凹處有咬邊。保持元件12a，12b可分開的固定至主體9。兩個(gè)線圈元件6a，6b彼此之間和/或與主體9之間可分開的固定促進(jìn)了測(cè)量裝置I的組裝，如果需要檢查在空間上難以接近的需檢查的活塞3的的活塞凹處區(qū)域的缺陷。
[0044]與圖3相對(duì)應(yīng)，第一繞組8a沿著第一軸向Al以圓柱形延伸。類似的，第二繞組Sb沿著第二軸向A2以圓柱形延伸。如圖3可見，兩個(gè)線圈元件6a，6b在橫向測(cè)量平面E上彼此相鄰布置，并且關(guān)于兩個(gè)方向Al，A2彼此平行，也就是說不關(guān)于彼此傾斜。
[0045]在橫切軸向Al，A2的方向，線圈元件6a，6b的直徑約為2.5mm。測(cè)量探針5整體在所述方向的直徑可約為90_ ο保持元件12a，12b的尺寸例如可為35x30x20_。
[0046]圖6示出圖3中示例的變化，其中兩個(gè)線圈元件6a，6b(在圖6中示出沒有傾斜/調(diào)整設(shè)備11)關(guān)于橫向測(cè)量平面E相鄰布置，類似于圖3中的示例，并且布置以便相對(duì)于兩個(gè)軸向Al，A2關(guān)于彼此傾斜。換句話說，第一軸向Al和第二軸向A2形成預(yù)定的傾斜角度α。在這里，傾斜角度α如圖6所示可為銳角，可優(yōu)選在0°到45°之間。傾斜/調(diào)整設(shè)備11可如此設(shè)計(jì)，以致線圈間隔s和/或傾斜角度α可在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法期間變化。例如，可取的是線圈間隔a和/或傾斜角度α在活塞表面7的測(cè)量探針5點(diǎn)移動(dòng)期間變化，以因此使得由第一線圈元件6a生成的電磁輻射穿透的深度發(fā)生變化。通過這種方式，可檢查活塞表面7之下不同深度區(qū)域的缺陷。如果電磁輻射的測(cè)量點(diǎn)的穿透深度發(fā)生變化，同樣可取的是測(cè)量探針5的移動(dòng)在所述變化期間暫時(shí)停止。本領(lǐng)域的技術(shù)人員出現(xiàn)多種測(cè)量程序相對(duì)應(yīng)的變化的選擇。
[0047]再次考慮圖3，可看出兩個(gè)線圈元件6a，6b在各種情況下都有一個(gè)有圓柱形基部18a，18b的殼元件17a，17b，本領(lǐng)域的技術(shù)人員同樣稱之為鐵氧體殼芯，中心網(wǎng)從該基部凸出，在下文中指示第一圓柱形鐵氧體元件19a，19b。單個(gè)單元的開口指向需檢查的活塞表面7的方向。殼元件17a，17b均可有約為450的初始磁導(dǎo)率yi。
[0048]為說明性目的，圖4單獨(dú)示出電線圈元件6a，6b并且為放大的示圖。圖5示出圖4中線圈元件6a，6b沿著圖4中的截面線V-V的橫截面的結(jié)構(gòu)。
[0049]如圖3至5中所示，第一鐵氧體磁芯元件19a的中心縱軸線M1相對(duì)于基部18a，18b的中心縱軸線m走向同軸。優(yōu)選為多層形式的第一和第二繞組8a，8b分別無支撐的布置在第一鐵氧體磁芯元件19a，19b的外周向表面21a，21b上。類似于第一鐵氧體磁芯元件19a，19b，同樣從圓柱形基部18a，18b中凸出中空的圓柱形第二鐵氧體磁芯元件20a，20b，在橫切起中心縱軸線M2的橫截面上為環(huán)形。第二鐵氧體磁芯元件20a，20b的中心縱軸線他關(guān)于基部18a，18b的中心縱軸線m走向同軸。第二鐵氧體磁芯元件20a，20b徑向布置在第一鐵氧體磁芯元件19&，1%的外部，以致在第一和第二鐵氧體磁芯元件19&，20&之間形成中間間隔22&，2213。中間間隔22a，22b，在徑向r上，其內(nèi)側(cè)分別被第一鐵氧體磁芯元件19a，19b的外周向表面21a，21b徑向限定，并且其外側(cè)分別被第二鐵氧體磁芯元件20a，20b的內(nèi)周向表面23a，23b徑向限定。在正面，中間間隔22a，22b由基部18&，1813形成的正面24&，2413限定。與正面24&，24b相反，中間間隔22a，22b向線圈元件6a，6b的環(huán)繞27開放，特別是在需檢查的活塞表面7的方向。
[0050]就缺陷檢測(cè)而言可實(shí)現(xiàn)特別好的結(jié)果，如果第一電線圈元件6a的第一殼元件17a為無間隙形式并且，可供選擇或另外，第二電線圈元件6b的第二殼元件17b為無間隙形式。程度特別高的檢測(cè)靈敏度同樣可借助于兩個(gè)線圈元件6a，6b關(guān)于彼此布置實(shí)現(xiàn)，以致第一線圈元件6a的第二鐵氧體磁芯元件20a的外周向表面25a位于第二線圈元件6b的第二鐵氧體磁芯元件20b的外周向表面25b對(duì)面。
[0051 ] 兩個(gè)鐵氧體磁芯元件19a，19b，20a，20b可在各個(gè)基部18a，18b上通過機(jī)械研磨整合形成。這為測(cè)量探針的焦點(diǎn)的位置和銳度的一次性精細(xì)調(diào)整提供了額外的可能性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞(3)的缺陷的方法，包括以下步驟: a)為所述活塞(3)提供測(cè)量裝置(I)，特別包括有第一電線圈元件(6a)和第二電線圈元件(6b)的自適應(yīng)測(cè)量探針(5)，所述第一電線圈元件用于產(chǎn)生電磁交變磁場(chǎng)，所述第二電線圈元件用于檢測(cè)電磁交變磁場(chǎng)， b)移動(dòng)所述測(cè)量探針(5)至活塞(3)的活塞表面(7)上，其中在所述第一線圈元件(6a)中提供電力交流電流(I1)，以致產(chǎn)生電磁交變磁場(chǎng)(13)，該電磁交變磁場(chǎng)在所述活塞表面(7)之下的區(qū)域與所述活塞(3)的材料相互作用， c)在與所述活塞(7)的材料發(fā)生相互作用之后對(duì)在所述第二線圈元件(6b)中由所述電磁場(chǎng)(18)導(dǎo)致的電力交流電壓(U2)求值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 一為執(zhí)行所述方法，提供第一線圈元件(6a)，所述第一線圈元件包括布置在所述第一線圈元件(6a)的第一殼元件(17a)上的第一繞組(8a)， 一為執(zhí)行所述方法，提供第二線圈元件(6b)，所述第二線圈元件包括布置在所述第二線圈元件(6b)的第二殼元件(17b)上的第二繞組(Sb)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述兩個(gè)線圈元件(6a，6b)移動(dòng)至所述活塞表面(7)之上，與所述活塞表面有間隔(a)，其中所述間隔(a)優(yōu)選為至少0.1mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 一兩個(gè)所述電線圈元件(6a，6b)彼此之間的線圈間隔(s)在所述方法的執(zhí)行期間變化，和/或 一兩個(gè)所述電線圈元件(6a，6b)相對(duì)于彼此的傾斜角度(α)在所述方法的執(zhí)行期間變化。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 一所述測(cè)量探針(5)按照步驟b)中的移動(dòng)沿著預(yù)定測(cè)量軌跡(P)進(jìn)行， 一所述測(cè)量軌跡(P)優(yōu)選為如在所述活塞表面(7)的平面圖中所見的彎曲形狀。6.用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)中活塞(3)的缺陷(2)的測(cè)量裝置(I)，特別根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)執(zhí)行所述方法， 一包括接收裝置(4)，能在執(zhí)行所述缺陷檢測(cè)時(shí)接收所述活塞(3)， 一包括測(cè)量探針(5)，該測(cè)量探針包括第一和第二電線圈元件(6a，6b)，用于產(chǎn)生電磁交變磁場(chǎng)(13)和用于檢測(cè)與所述活塞(3)相互作用之后產(chǎn)生的所述電磁交變磁場(chǎng)(13)，其中所述第一線圈元件(6a)以預(yù)定間隔(S)和預(yù)定的傾斜角度(α)臨近所述第二線圈元件(6b)布置， 一包括驅(qū)動(dòng)單元(26)，所述測(cè)量探針借助于驅(qū)動(dòng)單元可在所述活塞(3)在所述接收設(shè)備(4)中為接收狀態(tài)時(shí)沿著預(yù)定測(cè)量軌跡移動(dòng)至所述活塞表面(7)之上，與所述活塞(3)的表面有間隔， 一其中所述第一電線圈元件(6a)包括布置在第一殼元件(17a)上的第一繞組(8a)， 一其中所述第二電線圈元件(6b)包括布置在第二殼元件(17b)上的第二繞組(Sb)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于， 一所述第一繞組(Sa)沿著第一軸向(Al)圓柱形延伸，并且所述第二繞組(Sb)沿著第二軸向(A2)圓柱形延伸， 一兩個(gè)所述線圈元件(6a，6b)彼此臨近布置并且以便相對(duì)于彼此傾斜，以致所述第一軸向(Al)相對(duì)于所述第二軸向(A2)以傾斜角度(α)布置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)量裝置，其特征在于， 所述傾斜角度(α)為銳角，優(yōu)選在0°到45°之間。9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于， 一每個(gè)線圈元件(6a，6b)特別是可拆除的接收在各個(gè)保持元件(12a，12b)中， 一兩個(gè)所述保持元件(12a，12b)設(shè)計(jì)為可相對(duì)于彼此線性調(diào)整和/或可相對(duì)于彼此傾斜，優(yōu)選為傾斜和/或調(diào)整設(shè)備(U)，以致所述線圈元件(6a，6b)和/或其所述傾斜角度(α)相對(duì)于彼此之間的所述間隔(s)可變化。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)量裝置，其特征在于， 兩個(gè)所述保持元件(12a，12b)以線性可調(diào)整的方式依附在所述測(cè)量探針(5)的普通主體(9)上。11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于， 一每個(gè)所述線圈元件(6a，6b)在各種情況下都包括一個(gè)有圓柱形基部(18a，18b)的殼元件(17a，17b)，第一圓柱形鐵氧體磁芯元件(19a，19b)從所述基部凸出，所述第一鐵氧體磁芯元件的中心縱軸線(Ml)關(guān)于所述基部(18a，18b)的中心縱軸線(m)走向同軸，并且在該第一鐵氧體磁芯元件的所述外周向表面(21a，21b)上布置有所述第一或第二繞組(8a，8b)，一中空的圓柱形第二鐵氧體磁芯元件(20a，20b)從所述圓柱形的基部(18a，18b)凸出，該第二鐵氧體磁芯元件橫切所述基部(18a，18b)的中心縱軸線(m)的橫截面為環(huán)形，其中所述第二鐵氧體磁芯元件的中心縱軸線(M2)關(guān)于所述基部(18a，18b)的中心縱軸線(m)走向同軸，并且所述第二鐵氧體磁芯元件徑向布置在所述第一鐵氧體磁芯元件(19a，19b)的外部，以致在所述第一和第二鐵氧體磁芯元件(19a，19b，20a，20b)之間形成中間間隔(22a，22b) ο
【文檔編號(hào)】G01N27/90GK105911136SQ201610094194
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日
【發(fā)明人】弗里茨·米歇爾, 格哈德·穆克, 約安尼斯·帕帕多普洛斯, 霍爾格·施內(nèi)爾
【申請(qǐng)人】馬勒國際有限公司