[go: up one dir, main page]

EP2331947A1 - Method and system for non-destructive detection of coating errors - Google Patents

Method and system for non-destructive detection of coating errors

Info

Publication number
EP2331947A1
EP2331947A1 EP09783575A EP09783575A EP2331947A1 EP 2331947 A1 EP2331947 A1 EP 2331947A1 EP 09783575 A EP09783575 A EP 09783575A EP 09783575 A EP09783575 A EP 09783575A EP 2331947 A1 EP2331947 A1 EP 2331947A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
insulating layer
electrically insulating
coating
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09783575A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tillmann DÖRR
Theo Hack
Christoph Schulz
Ralf Feser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of EP2331947A1 publication Critical patent/EP2331947A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/023—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil
    • G01N27/025—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil a current being generated within the material by induction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/20—Investigating the presence of flaws
    • G01N27/205—Investigating the presence of flaws in insulating materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/24—Investigating the presence of flaws

Definitions

  • the invention relates to a method and a measuring arrangement for non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer, which is coated with at least one electrically insulating cover layer.
  • Electrically conductive substrate layers which consist for example of metal or of carbon fiber reinforced plastic, are coated with an electrically insulating cover layer, for example to protect it against corrosion.
  • the cover layer forms a passive corrosion protection, which prevents corrosion-promoting substances from reaching the substrate layer and causing chemical or electrochemical reactions there.
  • the electrically insulating cover layer may have different defects, for example pores, cracks, bubbles or the like. If these coating defects remain undetected, the underlying electrically conductive substrate may corrode. In the case of non-metallic substrates, electrochemical reactions occur there which, in the case of contact with less noble metals, can cause contact corrosion.
  • inductive and capacitive measuring methods are used, which are based on the fact that with an increasing distance of the measuring head its inductance or its capacity is changed. This inductance or capacitance change is then converted into a distance or layer thickness value.
  • inductive and capacitive methods are not suitable on the surface of the coating or the cover layer, even if a sufficiently small detector or measuring head is used.
  • the detector heads used in these conventional measuring methods have the disadvantage that they must lie flat on the cover layer and even a very small tilting of the measuring head leads to a drastic signal change. Therefore, these known inductive and capacitive measuring methods, even if they use miniaturized detector heads, for example, with a size of about 100 microns, not applicable to detect defects, for example, on the order of a few microns.
  • Another conventional method of measuring layer thicknesses uses a high voltage to test for cover layers. At a damaged point or at a defect, a spark-through occurs due to the applied high voltage.
  • the disadvantage of this method is that the electrically conductive substrate layer must be electrically connected to the high voltage source when the high voltage is applied.
  • Another disadvantage of this conventional measuring method is that it does not work destructively. If there is a weak spot or a defect in the electrically insulating covering layer, this defect is even more intensified on account of the measurement or the insulating covering layer to be measured is completely broken through.
  • the invention provides a method for the non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer, which is coated with at least one electrically insulating cover layer, with the steps:
  • the inventive method works non-destructive, i. At an existing weak point of the electrically insulating cover layer or on a defect of the cover layer of this coating error is not additionally increased. This also means that a subcritical coating error due to the measurement is not transformed into a critical coating defect.
  • a further advantage of the measuring method according to the invention is that no direct contact with the electrically conductive substrate layer is required. This is particularly important if the coating or the electrically insulating cover layer completely surrounds the component to be measured, so that direct contacting of the electrically conductive substrate layer is possible only after mechanical damage to the cover layer. This mechanical damage would then be repaired afterwards.
  • the measuring method according to the invention makes it possible to couple in a coupling-in signal through the covering layer or the coating, and therefore the coupling-in signal can be applied to an input signal. ner arbitrary position of the component can be applied without affecting the coating or the cover layer.
  • the measuring signal is coupled out by means of flexible and electrically conductive bristles, which are guided over the surface of the insulating covering layer.
  • the flexible, electrically conductive bristles are preferably moistened with an electrolytic liquid or an auxiliary electrolyte.
  • the coupling-in signal is coupled capacitively or inductively into the electrically conductive substrate layer.
  • the coupling-in signal is formed by a pulsed DC voltage signal.
  • the coupling-in signal is formed by an alternating voltage signal with an adjustable frequency.
  • This alternating voltage signal is, for example, a sinusoidal alternating voltage signal with an adjustable signal frequency.
  • the coordinates of a detected coating error are detected.
  • a type of coating error is determined.
  • the coating error through a hole, the continuous through to the substrate layer, through a hole in the cover layer, which does not extend continuously to the substrate layer, or is formed by a survey of the cover layer.
  • the respective coating defect is subsequently automatically repaired depending on the type of coating defect detected.
  • a recognized hole in the cover layer is filled for repair and a detected elevation in the cover layer is removed.
  • the electrolytic liquid is deionized water.
  • Deionized water has the advantage that on the one hand it still has a sufficiently high conductivity and on the other hand leaves no visible residues on the topcoat or the coating after evaporation.
  • deionized water as the electrolytic liquid or as the auxiliary electrolyte is that distilled water can be easily used by service technicians and also does not pose any health risks to maintenance technicians.
  • the electrically conductive, flexible bristles are attached to a brush, which is painted over a surface of the electrically insulating cover layer.
  • the electrically conductive, flexible bristles are made electrically conductive polymers, of metal fibers or of natural bristles, wherein the natural bristles receive their conductivity by the auxiliary electrolyte, for example by deionized water.
  • a temporal amplitude profile of the decoupled measuring signal is detected and a coating error is detected when an amplitude change exceeds an adjustable amplitude threshold value.
  • a phase shift between current and voltage of the decoupled measuring signal is detected and a coating error is detected when a phase change exceeds an adjustable phase threshold value.
  • a charge and / or discharge time of an RC element with a capacitor whose capacitance is influenced by the layer thickness of the cover layer is detected, and a coating error is detected when a charge and / or charge Discharge time change exceeds an adjustable time duration threshold.
  • the electrically conductive substrate layer comprises a carbon-fiber-reinforced plastic, metal or a semiconductor material.
  • the electrically insulating cover layer has a protective lacquer.
  • the invention further provides a measuring arrangement for non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer which is coated with at least one electrically insulating covering layer, comprising:
  • an evaluation unit for evaluating the decoupled measuring signal, wherein a coating error is detected when a signal parameter change of a signal parameter of the decoupled Messsig- signal exceeds an adjustable threshold.
  • the signal coupling device inductively or capacitively couples the coupling signal into the substrate layer.
  • the signal decoupling device inductively or capacitively decouples the measuring signal from the substrate layer via the covering layer.
  • the signal output device has flexible and electrically conductive bristles.
  • the signal decoupling device has a reservoir for receiving an electrolytic liquid which is provided for wetting the bristles.
  • the electrolytic liquid has distilled water or deionized water.
  • the signal output device has a motor which moves the signal output device over the surface of the cover layer in order to scan the cover layer for detecting coating defects.
  • the spatial coordinates of the movable signal output device are stored together with the signal parameters of the measuring signal in a memory for their evaluation.
  • this has a microprocessor.
  • the signal input device has an electrically conductive suction cup, a conductive foam rubber, a conductive roller or a conductive roller.
  • the signal input device is mounted on the cover layer to be insulated or on the electrically conductive substrate layer for the purpose of measurement.
  • the invention further provides a computer program with program instructions for carrying out a method for non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer comprising at least an electrically insulating cover layer is coated with the steps:
  • the invention further provides a data carrier which stores such a computer program.
  • the invention further provides a data carrier which stores the measurement results obtained by the method according to the invention.
  • FIGS. 1A, 1B show embodiments of the measuring arrangement according to the invention for the nondestructive detection of
  • FIG. 2 Various types of detectable coating defects for explaining the measurement method according to the invention
  • FIG. 3 shows a further illustration of a measuring arrangement according to the invention
  • FIG. 4 shows a further block diagram for illustrating a further embodiment of the measuring arrangement according to the invention.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a measuring arrangement according to the invention
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a measuring arrangement according to the invention.
  • FIG. 7 shows a simple flow chart of an embodiment of the method according to the invention for the non-destructive detection of coating defects
  • a measuring arrangement 1 for non-destructive detection of coating defects BF contains a signal input device 2 and a signal output device 3.
  • the measuring device 1 detects or detects coating defects in an electrically conductive substrate layer 4, which contains at least an electrically insulating cover layer 5 is coated.
  • the electrically conductive substrate layer 4 may consist of a carbon fiber reinforced plastic.
  • the electrically conductive substrate layer 4 consists of a metal or of a semiconductor material.
  • the electrically insulating cover layer 5 consists for example of a protective lacquer. In one possible embodiment, this protective lacquer is a corrosion protection lacquer. As can be seen in FIGS.
  • the signal coupling device 2 for coupling a coupling signal into the substrate layer 4 and the signal coupling device 3 for coupling a measuring signal from the substrate layer 4 to a unit 6 are connected, on the one hand to generate the coupling signal, and on the other hand to Evaluation of the supplied from the signal decoupling device 3 measuring signal is provided.
  • the signal input device 2 inductively or capacitively couples the coupling signal generated by the unit 6 into the electrically conductive substrate layer 4.
  • a capacitive coupling into the electrically conductive substrate layer 4 follows over the electrically insulating covering layer 5.
  • the coupling-in of the coupling-in signal takes place directly into the electrical substrate layer 4.
  • the embodiment of capacitive coupling of the coupling-in signal via the cover layer 5 illustrated in FIG. 1A has the advantage that no direct contact with the electrically conductive substrate layer 4 must be made. This is particularly advantageous when the electrically conductive layer 4 is surrounded all around with an insulating cover layer 5 and a direct electrical contact with the substrate layer 4 can not be made without damaging the electrically insulating cover layer 5.
  • the signal input device 2 has an electrically conductive suction cup which, as shown in FIG. 1A, is placed on the electrically insulating cover layer 5 or, as shown in FIG. 1B, is attached directly to the electrically conductive layer 4.
  • the signal input device 2 is, for example, a conductive foam rubber. In another embodiment, the signal input device 2 consists of a conductive roller or of a conductive roller.
  • the electrically insulating covering layer 5 shown there has a coating defect BF.
  • the coating error BF is a hole, the "continuously extends to the substrate layer. 4
  • Other types of coating defects are possible, as explained in connection with FIGS. 2A, 2B, 3C.
  • the measurement signal coupled into the electrically conductive substrate layer 4 is coupled out and subsequently evaluated by the evaluation unit 6.
  • the decoupling of the measuring signal can again be made inductively or capacitively.
  • the signal output device 3 has electrically conductive, flexible bristles 7, which can be attached to a brush.
  • This brush is painted over the surface of the electrically insulating cover layer 5, as shown schematically in Figures IA, IB.
  • the coupled measuring signal is coupled out by means of the flexible and electrically conductive bristles 7 and fed to the evaluation unit 6.
  • the evaluation unit 6 evaluates the decoupled measurement signal, wherein a coating error BF is detected when a signal parameter change of at least one signal parameter of the decoupled measurement signal exceeds an adjustable value.
  • the flexible electrically conductive bristles 7 of the signal output device 3 or the surface of the cover layer 5 are moistened with an electrolytic liquid 8.
  • This electrolytic liquid 8 forms an auxiliary electrolyte, which is electrically conductive.
  • the electrolytic liquid is formed by deionized water or even distilled water.
  • a temporal amplitude course of the decoupled measuring signal is detected and a coating error BF is detected when an amplitude change ⁇ A exceeds an adjustable amplitude threshold value.
  • a phase shift between a current and voltage signal of the decoupled measurement signal is detected by the evaluation unit 6 and a coating error BF is detected when a phase change ⁇ exceeds an adjustable phase threshold value.
  • a charging and / or discharging time of an RC element which contains a capacitor whose capacitance is influenced by the layer thickness of the cover layer 5 is detected by the evaluation unit 6 and a coating error BF is detected when a charging element and / or discharge time change exceeds an adjustable time duration threshold.
  • the signal parameter change also makes it possible to detect the nature and extent of a coating error BF.
  • Figures 2A, 2B, 2C show various detectable types of coating defects.
  • the coating defect type shown in FIG. 2A is a hole provided in the cap layer 5, which extends continuously as far as the electrically conductive substrate layer 4.
  • the hole shown schematically in FIG. 2A may be a very small hole or a crack, wherein the spatial extent of such a hole or crack may be larger or smaller than the diameter of a bristle 7.
  • the coating defect BF shown in FIG. 2B is a hole in the cover layer 5 that does not reach continuously to the substrate layer 4.
  • Such a coating error can likewise be detected with the measuring method according to the invention, since the capacitance is markedly increased at the location of the coating error BF. This is because the distance between the electrically conductive substrate layer 4 of the moistened bristle 7 is less at the location of the coating defect than at the remaining locations. Since the capacitance C of a capacitor is inversely proportional to the distance d of its plates, the capacitance C is thus markedly increased at the location of the coating error BF shown in FIG. 2B:
  • FIG. 2C shows a further type of coating defect in which the covering layer 5 has an unwanted increase as a coating defect.
  • the capacitance C decreases at the location of the coating defect BF.
  • FIG. 3A schematically shows an exemplary embodiment of a measuring arrangement 1 according to the invention.
  • the signal decoupling device 3 with the conductive bristles 7 attached thereto reads the signal from the signal input device 2 electrically conductive substrate layer 4 coupled measurement signal for evaluation.
  • the signal decoupling device 3 is integrated in a brush which has a multiplicity of moistened bristles 7.
  • This brush can be manually or computer controlled over the surface of the cover layer 5 are painted to detect coating defects BF in the cover layer 5.
  • the coating error BF is output together with the coordinates of the coating error or stored in a memory 9.
  • 3B shows by way of example a table of different detected coating defects BF, with associated coordinates and further information or information about the detected coating defects.
  • this description data may indicate the nature of the coating error BF, i. whether it is a hole (L) or an elevation (E).
  • information about the dimensions of the coating error can be calculated and stored.
  • the brush shown in FIG. 3A is manually guided by a maintenance technician via a cover layer 5, wherein the coordinates x, y of the brush are determined in a possible embodiment via a wireless interface and triangulation.
  • Fig. 3A shows a simple component, namely a plate with an electrically conductive substrate layer 4 and a cover layer 5.
  • the extent of such a plate in both the x and in the y direction may comprise several meters.
  • the measurement method according to the invention is by no means limited to simple plates with a flat surface, but is also suitable for other surfaces, in particular cylindrical hollow bodies.
  • the brush illustrated in FIG. 3A additionally has a storage container for receiving an electrolytic liquid for moistening the bristles 7.
  • the electrically conductive, flexible bristles 7 may consist of electrically conductive polymers, of metal fibers or natural bristles. The natural bristles get their conductivity through the auxiliary electrolyte.
  • a coating defect BF is not only detected, but subsequently also a recognized coating defect is automatically repaired.
  • the unit 6 generates a coupling-in signal which is capacitively coupled into the electrically conductive substrate layer 4 via the cover layer 5 by a signal coupling device 2, for example an electrically conductive suction cup.
  • the capacitively coupled measurement signal propagates in the electrically conductive layer 4 and is fed to the unit 6 for signal evaluation by the decoupling device 3.
  • the coating error BF shown schematically in FIG. 4 is detected when brushing the bristles 7 over the coating defect BF.
  • the coupling signal may be a pulsed DC signal, for example.
  • the injection signal may be an adjustable frequency AC signal.
  • the signal integrated in a brush is
  • a motor 10 is driven by a motor controller within the unit 6.
  • the brush is guided in a meandering manner over the entire surface of the cover layer 5 in order to detect coating defects BF.
  • the Motor 10 driven brush provided a repair unit 11, which automatically repairs a detected coating error BF at the detected site. In this case, a recognized hole in the cover layer 5 is filled and a detected elevation in the cover layer 5 is removed by the repair unit 11.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the measuring arrangement 1 according to the invention.
  • a charging or discharging time of an RC element with a capacitor whose capacitance is influenced by the layer thickness of the covering layer 5 is detected.
  • a coating error BF is detected when a charge and / or discharge time change exceeds an adjustable time period threshold.
  • a DC voltage of, for example, 5 V is applied via a controlled switch 12 to the component to be measured, which has a complex resistance Z.
  • the regular switching of the switch 12 produces a pulsed DC signal for charging and discharging an RC element.
  • the switch 12 is turned on and off 1000 times per second. If the cover layer 5 is undamaged and thus well insulating, the complex resistance Z is infinitely large.
  • the timing of the RC element depends on the resistance Rl and the capacitance Cl.
  • the resistor Rl has, for example, a resistance of 1 MOhm and the capacitor Cl has a capacity of 68 pF. If the surface to be measured has a coating error BF, the complex resistance Z changes. A continuous hole causes a short circuit between the signal input device and the signal output device, so that the capacitor C2 shown in FIG. 5 is parallel to the RC Member is switched.
  • the capacitor C2 has, for example, a capacity of 100 nF.
  • an alternating voltage signal with an adjustable signal frequency is capacitively coupled to the coated component via a signal input device by means of a signal generator contained in the unit 6 and then capacitively re-connected via a signal output device decoupled and evaluated.
  • the signal coupling device is formed, for example, by an electrically conductive suction cup with a capacitance C1.
  • the signal output device is formed for example by a wet brush or a moistened brush with a capacitance C2.
  • the AC voltage signal is, for example, a sinusoidal AC signal.
  • the Messsignalauf sacrifice or the signal output device which may be formed by a wet brush, has, for example, a capacity of about 100 pF together with an undamaged surface. If the coated chip is damaged, the resistance Z decreases, which leads to an increase in the measured amplitude of the AC signal. This increase is detected by the evaluation unit 6. Further measuring variants are possible.
  • the surface to be examined on the undamaged state ie without a coating error, represents a nearly ideal capacitor which delivers a phase shift of up to 90 ° between a measured current and a measured voltage signal. If the cover layer is locally defective, this leads to a reduction of the capacity or the capacity is completely eliminated. This can lead to a change of the phase angle to 0. This phase angle change ⁇ can be detected by the evaluation unit 6.
  • Fig. 7 shows a simple flowchart of a possible execution form of the measuring method according to the invention.
  • a coupling signal into the electrically conductive substrate layer 4 is directly or indirectly coupled.
  • the coupling can be done, for example, capacitive or inductive.
  • the injection signal is a pulsed DC signal.
  • the Einkoppelsig- signal is an AC signal with adjustable frequency.
  • a measurement signal is coupled out of the substrate layer 4 via the cover layer 5.
  • the decoupling of the measuring signal can in turn be carried out inductively or capacitively.
  • the evaluation of the decoupled measuring signal takes place.
  • a coating error in the cover layer 5 is detected when a signal parameter change of at least one signal parameter of the coupled-out measurement signal exceeds an adjustable threshold value.
  • This adjustable threshold value can take into account, for example, the layer thickness of the cover layer 5.
  • the decoupling of the measurement signal in step S2 takes place at a locally variable location, wherein, for example, a moistened brush or a brush with conductive bristles is moved over the surface of the cover layer 5 in order to receive the measurement signal.
  • the thickness of the covering layer 5 is stored, for example, as a height profile.
  • the method according to the invention and the measuring arrangement 1 according to the invention can be used in many ways.
  • coating defects in a carbon-fiber-reinforced plastic which is coated with a lacquer layer can be detected.
  • Such carbon-fiber-reinforced plastics are used, for example, in aircraft construction or in motor vehicle construction.
  • the erfindunstrae measurement method allows non-destructive, on arbitrarily shaped surfaces detect coating defects, whereby the signal voltages used are low. These low signal voltages do not pose any danger to the service technician.
  • the cover layer to be examined is not damaged. A direct conductive electrical contact with the conductive substrate layer 4 is not required, since the coupling takes place inductively or capacitively.
  • the signal decoupling device 3 is not moved over the cover layer 5, but rather the component to be measured is moved via a locally positioned signal output device 3.
  • the signal transmission from / to the evaluation unit 6 takes place via the signal coupling and decoupling device via a wireless interface.
  • the evaluation unit 6 can be connected via a network to a remote server and an associated database.
  • not only one signal parameter of the recorded measurement signal is evaluated, but a plurality of signal parameters, for example signal amplitude and a phase change.
  • characteristic values / setpoints are entered via a user interface. For example, a desired thickness of the cover layer 5 is entered by a service technician and from this the desired value of a signal parameter is calculated. Is the difference between the measured signal parameters and the expected setpoint greater than an input threshold, a coating error BF is detected.
  • the measuring arrangement 1 according to the invention can be used, for example, in the context of quality assurance.
  • limit values for example setpoints
  • quality assurance measures can be specified and controlled.
  • the measuring arrangement 1 can already be installed at the component supplier.
  • the measuring method according to the invention is suitable for the detection of coating defects in any electrically conductive substrate layers 4, which are coated with an electrically insulating cover layer 5.
  • the measuring arrangement 1 according to the invention is particularly suitable in the aerospace and automotive industries.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

The present invention provides a method and a measuring system (1) for non-destructive detection of coating errors in an electrically conducting substrate layer (4) that is covered by at least one electrically insulating cover layer (5). A coupling signal is coupled inductively or capacitively into the electrically conducting substrate layer (4) by way of a signal coupling device (4). A measurement signal is coupled out from the substrate layer (4) through the cover layer (5) by way of a signal coupling device (3). An evaluation unit (6) serves to evaluate the outward coupled measurement signal. This allows a coating error to be detected when a signal parameter change of a signal parameter of the out-coupled measurement signal exceeds an adjustable threshold.

Description

Airbus Operations GmbH P28334Airbus Operations GmbH P28334
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messanordnung zum zerstörungsfreien Detektieren von Beschichtungs fehlem bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist.The invention relates to a method and a measuring arrangement for non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer, which is coated with at least one electrically insulating cover layer.
Elektrisch leitfähige Substratschichten, die beispielsweise aus Metall oder aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen, werden mit einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet, um sie beispielsweise gegen Korrosion zu schützen. Die Deckschicht bildet dabei einen passiven Korrosionsschutz, der verhindert, dass korrosionsfordernde Stoffe bis zu der Substratschicht gelangen und dort chemische oder elektrochemische Reaktionen bewirken. Die elektrisch isolierende Deckschicht kann unterschiedliche Defekte aufweisen, beispielsweise Poren, Risse, Blasen oder dergleichen. Bleiben diese Beschichtungsdefekte unentdeckt, kann das darunterliegende elektrisch leitfähige Substrat korrodieren. Sofern es sich um nichtmetallische Substrate handelt, treten dort elektrochemimsche Reaktionen auf, die im Kontaktfall mit un- edleren Metallen Kontaktkorrosion auslösen können.Electrically conductive substrate layers, which consist for example of metal or of carbon fiber reinforced plastic, are coated with an electrically insulating cover layer, for example to protect it against corrosion. The cover layer forms a passive corrosion protection, which prevents corrosion-promoting substances from reaching the substrate layer and causing chemical or electrochemical reactions there. The electrically insulating cover layer may have different defects, for example pores, cracks, bubbles or the like. If these coating defects remain undetected, the underlying electrically conductive substrate may corrode. In the case of non-metallic substrates, electrochemical reactions occur there which, in the case of contact with less noble metals, can cause contact corrosion.
Es werden daher induktive und kapazitive Messverfahren eingesetzt, die darauf beruhen, dass mit einem steigenden Abstand des Messkopfes dessen Induktivität bzw. dessen Kapazität ver- ändert wird. Diese Induktivität- bzw. Kapazitätänderung wird anschließend in einen Abstand- bzw. Schichtdickenwert umgerechnet. Zur Erfassung bzw. Detektion von kleineren Defekten an der Oberfläche der Beschichtung bzw. der Deckschicht sind derartige herkömmliche induktive und kapazitive Verfahren allerdings nicht geeignet, selbst wenn man einen hinreichend kleinen Detektor bzw. Messkopf einsetzt. Die bei diesen her- kömmlichen Messverfahren eingesetzten Detektorköpfe haben den Nachteil, dass sie auf der Deckschicht plan anliegen müssen und bereits ein sehr geringes Verkippen des Messkopfes zu einer drastischen Signalanderung führt. Daher sind diese bekannten induktiven und kapazitiven Messverfahren, selbst wenn sie miniaturisierte Detektorköpfe, beispielsweise mit einer Größe von ca. 100 μm einsetzen, nicht anwendbar, um Defekte beispielsweise in der Größenordnung von einigen Mikrometern zu erfassen.Therefore, inductive and capacitive measuring methods are used, which are based on the fact that with an increasing distance of the measuring head its inductance or its capacity is changed. This inductance or capacitance change is then converted into a distance or layer thickness value. For detection or detection of minor defects However, such conventional inductive and capacitive methods are not suitable on the surface of the coating or the cover layer, even if a sufficiently small detector or measuring head is used. The detector heads used in these conventional measuring methods have the disadvantage that they must lie flat on the cover layer and even a very small tilting of the measuring head leads to a drastic signal change. Therefore, these known inductive and capacitive measuring methods, even if they use miniaturized detector heads, for example, with a size of about 100 microns, not applicable to detect defects, for example, on the order of a few microns.
Ein weiteres herkömmliches Verfahren zur Messung von Schichtdicken verwendet zur Prüfung von Deckschichten eine Hochspannung. An einer beschädigten Stelle bzw. an einem Defekt kommt es aufgrund der angelegten Hochspannung zu einem Funkendurchschlag. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die elektrisch leitfähige Substratschicht beim Anlegen der Hochspannung an die Hochspannungsquelle elektrisch leitend angeschlossen werden muss. Ein weiterer Nachteil dieses herkömmlichen Messverfahrens besteht darin, dass es nicht zerstörungsfrei arbeitet. Falls in der elektrisch isolierenden Deckschicht eine Schwachstelle bzw. ein Defekt vorliegt, wird dieser Defekt aufgrund der Messung noch verstärkt bzw. die auszumessende isolierende Deckschicht völlig durchbrochen.Another conventional method of measuring layer thicknesses uses a high voltage to test for cover layers. At a damaged point or at a defect, a spark-through occurs due to the applied high voltage. The disadvantage of this method is that the electrically conductive substrate layer must be electrically connected to the high voltage source when the high voltage is applied. Another disadvantage of this conventional measuring method is that it does not work destructively. If there is a weak spot or a defect in the electrically insulating covering layer, this defect is even more intensified on account of the measurement or the insulating covering layer to be measured is completely broken through.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Messanordnung zu schaffen, die es erlauben, selbst kleinste Beschichtungsfehler in sicherer und zuverlässiger Weise zerstörungsfrei zu detektieren.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a measuring arrangement which make it possible to reliably and reliably detect even the smallest coating defects in a non-destructive manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Erfindung schafft ein Verfahren zum zerstörungsfreien De- tektieren von Beschichtungsfehlern bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist, mit den Schritten:This object is achieved by a method having the features specified in claim 1. The invention provides a method for the non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer, which is coated with at least one electrically insulating cover layer, with the steps:
a) Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substratschicht;a) coupling a coupling signal in the substrate layer;
b) Auskoppeln eines Messsignals aus der Substrat- Schicht über die Deckschicht; undb) decoupling a measurement signal from the substrate layer via the cover layer; and
c) Detektieren eines Beschichtungsfehlers , wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet.c) detecting a coating error when a signal parameter change of a signal parameter of the coupled-out measurement signal exceeds an adjustable threshold value.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet zerstörungsfrei, d.h. an einer vorhandenen Schwachstelle der elektrisch isolierenden Deckschicht bzw. an einem Defekt der Deckschicht wird dieser Beschichtungs fehler nicht zusätzlich vergrößert. Dies bedeutet auch, dass ein unterkritischer Beschichtungsfehler aufgrund der Messung nicht in einen kritischen Beschichtungs- fehler verwandelt wird.The inventive method works non-destructive, i. At an existing weak point of the electrically insulating cover layer or on a defect of the cover layer of this coating error is not additionally increased. This also means that a subcritical coating error due to the measurement is not transformed into a critical coating defect.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Messverfahrens besteht darin, dass kein direkter Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Substratschicht benötigt wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Beschichtung bzw. die elektrisch isolierende Deckschicht das zu messende Bauteil vollständig umschließt, so dass eine direkte Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Substratschicht nur nach einer mechanischen Beschädigung der Deckschicht möglich ist. Diese mechanische Beschädigung wäre dann anschließend zu reparieren.A further advantage of the measuring method according to the invention is that no direct contact with the electrically conductive substrate layer is required. This is particularly important if the coating or the electrically insulating cover layer completely surrounds the component to be measured, so that direct contacting of the electrically conductive substrate layer is possible only after mechanical damage to the cover layer. This mechanical damage would then be repaired afterwards.
Das erfindungsgemäße Messverfahren ermöglicht ein Einkoppeln eines Einkoppelsignals durch die Deckschicht bzw. die Beschichtung hindurch und daher kann das Einkoppeisignal an ei- ner beliebigen Stelle des Bauteils appliziert werden, ohne die Beschichtung bzw. die Deckschicht zu beeinträchtigen.The measuring method according to the invention makes it possible to couple in a coupling-in signal through the covering layer or the coating, and therefore the coupling-in signal can be applied to an input signal. ner arbitrary position of the component can be applied without affecting the coating or the cover layer.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Messsignal mittels flexibler und elektrisch leitfähiger Borsten ausgekoppelt, die über die Oberfläche der isolierenden Deckschicht geführt werden.In one embodiment of the method according to the invention, the measuring signal is coupled out by means of flexible and electrically conductive bristles, which are guided over the surface of the insulating covering layer.
Dabei werden die flexiblen, elektrisch leitfähigen Borsten vorzugsweise mit einer elektrolytischen Flüssigkeit bzw. einem Hilfselektrolyten befeuchtet.The flexible, electrically conductive bristles are preferably moistened with an electrolytic liquid or an auxiliary electrolyte.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einkoppelsignal kapazitiv oder induktiv in die e- lektrisch leitfähige Substratschicht eingekoppelt.In one embodiment of the method according to the invention, the coupling-in signal is coupled capacitively or inductively into the electrically conductive substrate layer.
Bei einer weiteren Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einkoppelsignal durch ein gepulstes Gleichspannungssignal gebildet.In a further embodiment of the method according to the invention, the coupling-in signal is formed by a pulsed DC voltage signal.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einkoppelsignal durch ein Wechselspannungssignal mit einstellbarer Frequenz gebildet.In one possible embodiment of the method according to the invention, the coupling-in signal is formed by an alternating voltage signal with an adjustable frequency.
Bei diesem Wechselspannungssignal handelt es sich beispielsweise um ein sinusförmiges Wechselspannungssignal mit einstellbarer Signalfrequenz .This alternating voltage signal is, for example, a sinusoidal alternating voltage signal with an adjustable signal frequency.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Koordinaten eines erfassten Beschich- tungsfehlers erfasst.In one possible embodiment of the method according to the invention, the coordinates of a detected coating error are detected.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Art eines Beschichtungsfehlers ermittelt.In a further embodiment of the method according to the invention, a type of coating error is determined.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird erfasst, ob der Beschichtungsfehler durch ein Loch, das durchgehend bis hin zur Substratschicht reicht, durch ein Loch in der Deckschicht, das nicht durchgehend bis zur Substratschicht reicht, oder durch eine Erhebung der Deckschicht gebildet wird.In one embodiment of the method according to the invention, it is detected whether the coating error through a hole, the continuous through to the substrate layer, through a hole in the cover layer, which does not extend continuously to the substrate layer, or is formed by a survey of the cover layer.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Abhängigkeit von der erkannten Art des Be- schichtungsfehlers der jeweilige Beschichtungsfehler anschließend automatisch repariert.In one possible embodiment of the method according to the invention, the respective coating defect is subsequently automatically repaired depending on the type of coating defect detected.
Bei einer Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Reparatur ein erkanntes Loch in der Deckschicht aufgefüllt und eine erkannte Erhebung in der Deckschicht abgetragen.In one embodiment of the method according to the invention, a recognized hole in the cover layer is filled for repair and a detected elevation in the cover layer is removed.
Bei einer möglichen Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der elektrolytischen Flüssigkeit um deionisiertes Wasser.In one possible embodiment of the method according to the invention, the electrolytic liquid is deionized water.
Deionisiertes Wasser hat den Vorteil, dass es einerseits noch eine genügend hohe Leitfähigkeit aufweist und andererseits nach einem Verdunsten keine sichtbaren Rückstände auf der Deckschicht- bzw. der Beschichtung hinterlässt.Deionized water has the advantage that on the one hand it still has a sufficiently high conductivity and on the other hand leaves no visible residues on the topcoat or the coating after evaporation.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von deionisiertem Wasser als elektrolytische Flüssigkeit bzw. als Hilfselektrolyt besteht darin, dass destilliertes Wasser durch Wartungstechniker in einfacher Weise benutzt werden kann und ferner keinerlei Gesundheitsrisiken für Wartungstechniker birgt.Another advantage of using deionized water as the electrolytic liquid or as the auxiliary electrolyte is that distilled water can be easily used by service technicians and also does not pose any health risks to maintenance technicians.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die elektrisch leitfähigen, flexiblen Borsten an einer Bürste angebracht, die über eine Oberfläche der elektrisch isolierenden Deckschicht gestrichen wird.In one possible embodiment of the method according to the invention, the electrically conductive, flexible bristles are attached to a brush, which is painted over a surface of the electrically insulating cover layer.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen die elektrisch leitfähigen, flexiblen Borsten aus elektrisch leitfähigen Polymeren, aus Metallfasern oder aus Naturborsten, wobei die Naturborsten durch den Hilfselektro- lyten, beispielsweise durch deionisertes Wasser, ihre Leitfähigkeit erhalten.In one embodiment of the method according to the invention, the electrically conductive, flexible bristles are made electrically conductive polymers, of metal fibers or of natural bristles, wherein the natural bristles receive their conductivity by the auxiliary electrolyte, for example by deionized water.
Bei einer möglichen Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zeitlicher Amplitudenverlauf des ausgekoppelten Messsignals erfasst und ein Beschichtungs fehler dann erkannt, wenn eine Amplitudenänderung einen einstellba- ren Amplitudenschwellenwert überschreitet.In a possible embodiment of the method according to the invention, a temporal amplitude profile of the decoupled measuring signal is detected and a coating error is detected when an amplitude change exceeds an adjustable amplitude threshold value.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung des ausgekoppelten Messsignals erfasst und ein Beschich- tungsfehler dann erkannt, wenn eine Phasenänderung einen einstellbaren Phasenschwellenwert überschreitet.In a further embodiment of the method according to the invention, a phase shift between current and voltage of the decoupled measuring signal is detected and a coating error is detected when a phase change exceeds an adjustable phase threshold value.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Lade- und/oder Entladezeit eines RC-Gliedes mit einem Kondensator, dessen Kapazität von der Schichtdicke der Deckschicht beeinflusst wird, erfasst und ein Beschich- tungsfehler wird dann erkannt, wenn eine Lade- und/oder Ent- ladezeitänderung einen einstellbaren Zeitdauer-Schwellenwert überschreitet .In a further embodiment of the method according to the invention, a charge and / or discharge time of an RC element with a capacitor whose capacitance is influenced by the layer thickness of the cover layer is detected, and a coating error is detected when a charge and / or charge Discharge time change exceeds an adjustable time duration threshold.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die elektrisch leitfähige Substratschicht einen kohlefaserverstärkten Kunststoff, Metall oder ein Halbleitermaterial auf.In one possible embodiment of the method according to the invention, the electrically conductive substrate layer comprises a carbon-fiber-reinforced plastic, metal or a semiconductor material.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die elektrisch isolierende Deckschicht einen Schutzlack auf.In one possible embodiment of the method according to the invention, the electrically insulating cover layer has a protective lacquer.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Abhängigkeit von einer Signalparameterände- rung eine Dicke der Deckschicht und eine Größe eines Be- schichtungsfehlers berechnet.In a further embodiment of the method according to the invention, depending on a signal parameter change calculated a thickness of the cover layer and a size of a coating error.
Die Erfindung schafft ferner eine Messanordnung zur zerstö- rungsfreien Detektion von Beschichtungs fehlem bei einer e- lektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist, mit:The invention further provides a measuring arrangement for non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer which is coated with at least one electrically insulating covering layer, comprising:
a) einer Signal-Einkoppeleinrichtung zum Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substratschicht ;a) a signal input device for coupling a coupling signal in the substrate layer;
b) einer Signal-Auskoppeleinrichtung zum Auskoppeln eines Messsignals aus der Substratschicht über die Deckschicht; undb) a signal decoupling device for decoupling a measurement signal from the substrate layer via the cover layer; and
c) einer Auswerteeinheit zum Auswerten des ausgekoppelten Messsignals, wobei ein Beschichtungs fehler detektiert wird, wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsig- nals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet.c) an evaluation unit for evaluating the decoupled measuring signal, wherein a coating error is detected when a signal parameter change of a signal parameter of the decoupled Messsig- signal exceeds an adjustable threshold.
Bei einer möglichen Aus führungs form der erfindungsgemäßen Messanordnung koppelt die Signaleinkoppeleinrichtung das Ein- koppelsignal induktiv oder kapazitiv in die Substratschicht ein.In one possible embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the signal coupling device inductively or capacitively couples the coupling signal into the substrate layer.
Bei einer möglichen Aus führungs form der erfindungsgemäßen Messanordnung koppelt die Signalauskoppeleinrichtung das Messsignal aus der Substratschicht über die Deckschicht induktiv oder kapazitiv aus .In one possible embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the signal decoupling device inductively or capacitively decouples the measuring signal from the substrate layer via the covering layer.
Bei einer möglichen Aus führungs form der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signalauskoppeleinrichtung flexible und elektrisch leitfähige Borsten auf. Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signal-Auskoppeleinrichtung einen Vorratsbehälter zur Aufnahme einer elektrolytischen Flüssigkeit auf, die zum Befeuchten der Borsten vorgesehen ist.In one possible embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the signal output device has flexible and electrically conductive bristles. In one embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the signal decoupling device has a reservoir for receiving an electrolytic liquid which is provided for wetting the bristles.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die elektrolytische Flüssigkeit destilliertes Wasser oder deionisiertes Wasser auf.In one embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the electrolytic liquid has distilled water or deionized water.
Bei einer Aus führungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signalauskoppeleinrichtung einen Motor auf, der die Signalauskoppeleinrichtung über die Oberfläche der Deckschicht bewegt, um die Deckschicht zum Erkennen von Beschich- tungsfehlem zu scannen.In one embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the signal output device has a motor which moves the signal output device over the surface of the cover layer in order to scan the cover layer for detecting coating defects.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung werden die räumlichen Koordinaten der beweglichen Signalauskoppeleinrichtung zusammen mit den Signalparametern des Messsignals in einem Speicher zu deren Auswertung gespeichert.In one embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the spatial coordinates of the movable signal output device are stored together with the signal parameters of the measuring signal in a memory for their evaluation.
Bei einer möglichen Aus führungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist diese einen Mikroprozessor auf.In one possible embodiment of the measuring arrangement according to the invention, this has a microprocessor.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signaleinkoppeleinrichtung einen e- lektrisch leitfähigen Saugnapf, einen leitfähigen Schaumgummi, eine leitfähige Rolle oder eine leitfähige Walze auf.In one possible embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the signal input device has an electrically conductive suction cup, a conductive foam rubber, a conductive roller or a conductive roller.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung wird die Signaleinkoppeleinrichtung zum Zwecke der Messung auf der zu isolierenden Deckschicht oder auf der elektrisch leitfähigen Substratschicht angebracht.In one possible embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the signal input device is mounted on the cover layer to be insulated or on the electrically conductive substrate layer for the purpose of measurement.
Die Erfindung schafft ferner ein Computerprogramm mit Pro- grammbefehlen zur Durchführung eines Verfahrens zum zerstörungsfreien Detektieren von Beschichtungsfehlem bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist mit den Schritten:The invention further provides a computer program with program instructions for carrying out a method for non-destructive detection of coating defects in an electrically conductive substrate layer comprising at least an electrically insulating cover layer is coated with the steps:
a) Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substrat- Schicht;a) coupling a coupling-in signal into the substrate layer;
b) Auskoppeln eines Messsignals aus der Substratschicht über die Deckschicht; undb) decoupling a measurement signal from the substrate layer via the cover layer; and
c) Detektieren eines Beschichtungsfehlers , wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet.c) detecting a coating error when a signal parameter change of a signal parameter of the coupled-out measurement signal exceeds an adjustable threshold value.
Die Erfindung schafft ferner einen Datenträger, der ein derartiges Computerprogramm speichert.The invention further provides a data carrier which stores such a computer program.
Die Erfindung schafft ferner einen Datenträger, der die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Messergebnisse speichert.The invention further provides a data carrier which stores the measurement results obtained by the method according to the invention.
Im Weiteren werden bevorzugte Aus führungs formen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Messanordnung zum störungsfreien Detektieren von Beschichtungsfehlern unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.In the following, preferred embodiments of the method according to the invention and the measuring arrangement according to the invention for the trouble-free detection of coating defects will be described with reference to the attached figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. IA, IB Aus führungs formen der erfindungsgemäßen Mess- anordnung zur zerstörungsfreien Detektion vonFIGS. 1A, 1B show embodiments of the measuring arrangement according to the invention for the nondestructive detection of
Beschichtungsfehlern;Coating defects;
Fig. 2 Verschiedene Arten detektierbarer Beschich- tungs fehler zur Erläuterung des erfindungsge- mäßen MessVerfahrens ; Fig. 3 eine weitere Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung;FIG. 2 Various types of detectable coating defects for explaining the measurement method according to the invention; FIG. 3 shows a further illustration of a measuring arrangement according to the invention;
Fig. 4 ein weiteres Blockschaltbild zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung;4 shows a further block diagram for illustrating a further embodiment of the measuring arrangement according to the invention;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung;5 shows an embodiment of a measuring arrangement according to the invention;
Fig. 6 ein weiteres Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung;6 shows a further exemplary embodiment of a measuring arrangement according to the invention;
Fig. 7 ein einfaches Ablaufdiagram einer Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens zum zerstörungsfreien Detektieren von Beschichtungs- fehlern;7 shows a simple flow chart of an embodiment of the method according to the invention for the non-destructive detection of coating defects;
Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung eines beispiel- haften Messergebnisses des erfindungsgemäßen8 shows a diagram for illustrating an exemplary measurement result of the invention
Verfahrens .Procedure.
Wie man in den Figuren IA, IB erkennen kann, enthält eine erfindungsgemäße Messanordnung 1 zum zerstörungsfreien Detek- tieren von Beschichtungsfehlern BF eine Signaleinkoppeleinrichtung 2 und eine Signalauskoppeleinrichtung 3. Die Messanordnung 1 detektiert bzw. erfasst Beschichtungsfehler bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht 4, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht 5 beschichtet ist. Die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 kann aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen. Bei einer alternativen Ausführungsform besteht die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 aus einem Metall oder aus einem Halbleitermaterial. Die elektrisch isolierende Deckschicht 5 besteht beispielsweise aus einem Schutzlack. Bei einer möglichen Ausführungsform ist dieser Schutzlack ein Korrosionsschutzlack. Wie man in den Figuren IA, IB erkennen kann, sind die Signaleinkoppeleinrichtung 2 zum Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substratschicht 4 und die Signalauskoppeleinrichtung 3 zum Auskoppeln eines Messsignals aus der Substratschicht 4 an eine Einheit 6 angeschlossen, die einerseits zur Generierung des Einkoppelsignals, andererseits zur Auswertung des von der Signal-Auskoppeleinrichtung 3 gelieferten Messsignals vorgesehen ist.As can be seen in FIGS. 1A, 1B, a measuring arrangement 1 according to the invention for non-destructive detection of coating defects BF contains a signal input device 2 and a signal output device 3. The measuring device 1 detects or detects coating defects in an electrically conductive substrate layer 4, which contains at least an electrically insulating cover layer 5 is coated. The electrically conductive substrate layer 4 may consist of a carbon fiber reinforced plastic. In an alternative embodiment, the electrically conductive substrate layer 4 consists of a metal or of a semiconductor material. The electrically insulating cover layer 5 consists for example of a protective lacquer. In one possible embodiment, this protective lacquer is a corrosion protection lacquer. As can be seen in FIGS. 1A, 1B, the signal coupling device 2 for coupling a coupling signal into the substrate layer 4 and the signal coupling device 3 for coupling a measuring signal from the substrate layer 4 to a unit 6 are connected, on the one hand to generate the coupling signal, and on the other hand to Evaluation of the supplied from the signal decoupling device 3 measuring signal is provided.
Die Signal-Einkoppeleinrichtung 2 koppelt das von der Einheit 6 generierte Einkoppelsignal induktiv oder kapazitiv in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 ein. Bei der in Fig. IA dargestellten Aus führungsform folgt eine kapazitive Ein- koppelung in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 über die elektrisch isolierende Deckschicht 5 hinweg. Bei der in Fig. IB dargestellten Aus führungsform erfolgt die Einkoppe- lung des Einkoppelsignals hingegen direkt in die elektrische Substratschicht 4. Die in Fig. IA dargestellte Ausführungsform einer kapazitiven Einkoppelung des Einkoppelsignals über die Deckschicht 5 hat den Vorteil, dass kein direkter Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 hergestellt werden muss. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die elektrisch leitfähige Schicht 4 rundherum mit einer isolierenden Deckschicht 5 umgeben ist und ein direkter elektri- scher Kontakt mit der Substratschicht 4 nicht ohne Beschädigung der elektrisch isolierenden Deckschicht 5 hergestellt werden kann.The signal input device 2 inductively or capacitively couples the coupling signal generated by the unit 6 into the electrically conductive substrate layer 4. In the embodiment shown in FIG. 1A, a capacitive coupling into the electrically conductive substrate layer 4 follows over the electrically insulating covering layer 5. In contrast, in the embodiment shown in FIG. 1B, the coupling-in of the coupling-in signal takes place directly into the electrical substrate layer 4. The embodiment of capacitive coupling of the coupling-in signal via the cover layer 5 illustrated in FIG. 1A has the advantage that no direct contact with the electrically conductive substrate layer 4 must be made. This is particularly advantageous when the electrically conductive layer 4 is surrounded all around with an insulating cover layer 5 and a direct electrical contact with the substrate layer 4 can not be made without damaging the electrically insulating cover layer 5.
Bei einer möglichen Ausführungsform weist die Signaleinkop- peleinrichtung 2 einen elektrisch leitfähigen Saugnapf auf, der wie in Fig. IA dargestellt, auf die elektrisch isolierende Deckschicht 5 aufgesetzt wird oder wie in Fig. IB dargestellt, direkt an die elektrisch leitfähige Schicht 4 angebracht wird.In one possible embodiment, the signal input device 2 has an electrically conductive suction cup which, as shown in FIG. 1A, is placed on the electrically insulating cover layer 5 or, as shown in FIG. 1B, is attached directly to the electrically conductive layer 4.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Signal- Einkoppeleinrichtung 2 beispielsweise ein leitfähiger Schaum- gummi . Bei einer weiteren Aus führungsform besteht die Signal- Einkoppeleinrichtung 2 aus einer leitfähigen Rolle oder aus einer leitfähigen Walze.In an alternative embodiment, the signal input device 2 is, for example, a conductive foam rubber. In another embodiment, the signal input device 2 consists of a conductive roller or of a conductive roller.
Wie in den Figuren IA, IB dargestellt, weist die dort gezeigte elektrisch isolierende Deckschicht 5 einen Beschichtungs- fehler BF auf. Im dargestellten Beispiel ist der Beschich- tungsfehler BF ein Loch, das' durchgehend bis hin zur Substratschicht 4 reicht. Weitere Arten von Beschichtungsfehlern sind möglich, wie im Zusammenhang mit Figuren 2A, 2B, 3C erläutert. Zum Erfassen bzw. Detektieren des Beschichtungsfeh- lers BF durch die Signalauskoppeleinrichtung 3, wird das in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 eingekoppelte Messsignal ausgekoppelt und anschließend durch die Auswerte- einheit 6 ausgewertet. Die Auskoppelung des Messsignals kann wiederum induktiv oder kapazitiv erfolgen.As shown in FIGS. 1A, 1B, the electrically insulating covering layer 5 shown there has a coating defect BF. In the illustrated example, the coating error BF is a hole, the "continuously extends to the substrate layer. 4 Other types of coating defects are possible, as explained in connection with FIGS. 2A, 2B, 3C. For detecting or detecting the coating error BF by the signal output device 3, the measurement signal coupled into the electrically conductive substrate layer 4 is coupled out and subsequently evaluated by the evaluation unit 6. The decoupling of the measuring signal can again be made inductively or capacitively.
Bei den in Figuren IA, IB dargestellten Aus führungsformen weist die Signalauskoppeleinrichtung 3 elektrisch leitfähige, flexible Borsten 7 auf, die an einer Bürste angebracht sein können. Diese Bürste wird über die Oberfläche der elektrisch isolierenden Deckschicht 5 gestrichen, wie in den Figuren IA, IB schematisch dargestellt ist. Das eingekoppelte Messsignal wird mittels der flexiblen und elektrisch leitfähigen Borsten 7 ausgekoppelt und der Auswerteinheit 6 zugeführt. Die Auswerteeinheit 6 wertet das ausgekoppelte Messsignal aus, wobei ein Beschichtungsfehler BF detektiert wird, wenn eine Signalparameteränderung mindestens eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Stellenwert über- schreitet. Wie in Fig. IA, IB dargestellt, sind die flexiblen elektrisch leitfähigen Borsten 7 der Signalauskoppeleinrich- tung 3 oder die Oberfläche der Deckschicht 5 mit einer elektrolytischen Flüssigkeit 8 befeuchtet. Diese elektrolytische Flüssigkeit 8 bildet einen Hilfselektrolyt , welcher elekt- risch leitfähig ist. Bei einer möglichen Ausführungs form wird die elektrolytische Flüssigkeit durch deionisiertes Wasser oder sogar destilliertes Wasser gebildet. Eine mögliche Vor- gehensweise besteht darin, die Borsten 7 der Signalauskoppeleinrichtung 3 mit dem Hilfselektrolyten bzw. der elektrolytischen Flüssigkeit zu befeuchten und anschließend die Bürste bzw. die Signalauskoppeleinrichtung 3 mit den befeuchteten Borsten 7 über die Oberfläche der Deckschicht 5 zu führen. Sobald eine oder mehrere der Borsten 7 über einen Beschich- tungsfehler bewegt werden, führt es zu einer Signalparameteränderung des ausgekoppelten Messsignals, welcher die durch die Auswerteeinheit 6 erfasst wird. Darüber hinaus kann bei einer möglichen Ausführungsform auf Basis der Signalparameteränderung auch auf die Art des Beschichtungsfehlers BF geschlossen werden.In the embodiments shown in FIGS. 1A, 1B, the signal output device 3 has electrically conductive, flexible bristles 7, which can be attached to a brush. This brush is painted over the surface of the electrically insulating cover layer 5, as shown schematically in Figures IA, IB. The coupled measuring signal is coupled out by means of the flexible and electrically conductive bristles 7 and fed to the evaluation unit 6. The evaluation unit 6 evaluates the decoupled measurement signal, wherein a coating error BF is detected when a signal parameter change of at least one signal parameter of the decoupled measurement signal exceeds an adjustable value. As shown in FIG. 1A, IB, the flexible electrically conductive bristles 7 of the signal output device 3 or the surface of the cover layer 5 are moistened with an electrolytic liquid 8. This electrolytic liquid 8 forms an auxiliary electrolyte, which is electrically conductive. In one possible embodiment, the electrolytic liquid is formed by deionized water or even distilled water. One possible pre- By way of walking, it is necessary to moisten the bristles 7 of the signal output device 3 with the auxiliary electrolyte or the electrolytic liquid and then to guide the brush or the signal output device 3 with the moistened bristles 7 over the surface of the cover layer 5. As soon as one or more of the bristles 7 are moved over a coating error, it leads to a signal parameter change of the decoupled measuring signal, which is detected by the evaluation unit 6. Moreover, in one possible embodiment, it is also possible to deduce the type of coating error BF on the basis of the signal parameter change.
Bei einer möglichen Ausführungsform wird ein zeitlicher Amp- litudenverlauf des ausgekoppelten Messsignals erfasst und ein Beschichtungsfehler BF erkannt, wenn eine Amplitudenänderung ΔA einen einstellbaren Amplitudenschwellenwert überschreitet.In one possible embodiment, a temporal amplitude course of the decoupled measuring signal is detected and a coating error BF is detected when an amplitude change ΔA exceeds an adjustable amplitude threshold value.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird eine Phasenverschiebung zwischen einem Strom- und Spannungssignal des ausgekoppelten Messsignals durch die Auswerteeinheit 6 erfasst und ein Beschichtungsfehler BF dann erkannt, wenn eine Phasenänderung Δφ einen einstellbaren Phasenschwellenwert über- schreitet.In an alternative embodiment, a phase shift between a current and voltage signal of the decoupled measurement signal is detected by the evaluation unit 6 and a coating error BF is detected when a phase change Δφ exceeds an adjustable phase threshold value.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Lade- und/oder eine Entladezeit eines RC-Gliedes, das einen Kondensator enthält, dessen Kapazität von der Schichtdicke der Deckschicht 5 beeinflusst wird, durch die Auswerteeinheit 6 erfasst und ein Beschichtungsfehler BF dann erkannt, wenn eine Lade- und/oder Entladezeitänderung einen einstellbaren Zeitdauer- Schwellenwert überschreitet.In a further embodiment, a charging and / or discharging time of an RC element which contains a capacitor whose capacitance is influenced by the layer thickness of the cover layer 5 is detected by the evaluation unit 6 and a coating error BF is detected when a charging element and / or discharge time change exceeds an adjustable time duration threshold.
Die Signalparameteränderung erlaubt es zudem, Art und Ausmaß eines Beschichtungsfehlers BF zu erkennen. Fig. 2A, 2B, 2C zeigen verschiedene detektierbare Beschichtungsfehlerarten. Bei der in Fig. 2A gezeigten Beschichtungsfehlerart handelt es sich um ein in der Deckschicht 5 vorhandenes Loch, das durchgehend bis hin zu der elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 reicht. Bei dem in Fig. 2A schematisch dargestell- ten Loch kann es sich um ein sehr kleines Loch oder um einen Riss handeln, wobei die räumliche Ausdehnung eines derartigen Loches bzw. Risses größer oder kleiner sein kann als der Durchmesser einer Borste 7.The signal parameter change also makes it possible to detect the nature and extent of a coating error BF. Figures 2A, 2B, 2C show various detectable types of coating defects. The coating defect type shown in FIG. 2A is a hole provided in the cap layer 5, which extends continuously as far as the electrically conductive substrate layer 4. The hole shown schematically in FIG. 2A may be a very small hole or a crack, wherein the spatial extent of such a hole or crack may be larger or smaller than the diameter of a bristle 7.
Bei dem in Fig. 2B dargestellten Beschichtungsfehler BF handelt es sich um ein Loch in der Deckschicht 5, das nicht durchgehend bis zur Substratschicht 4 reicht. Ein derartiger Beschichtungsfehler ist mit dem erfindungsgemäßen Messverfahren ebenfalls detektierbar , da an der Stelle des Beschich- tungsfehlers BF die Kapazität deutlich erhöht ist. Das liegt daran, dass der Abstand zwischen der elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 der befeuchteten Borste 7 an der Stelle des Beschichtungsfehlers geringer ist als an den übrigen Stellen. Da die Kapazität C eines Kondensators umgekehrt proportional zum Abstand d seiner Platten ist, ist somit die Kapazität C an der Stelle des in Fig. 2B dargestellten Beschichtungsfehlers BF deutlich erhöht:The coating defect BF shown in FIG. 2B is a hole in the cover layer 5 that does not reach continuously to the substrate layer 4. Such a coating error can likewise be detected with the measuring method according to the invention, since the capacitance is markedly increased at the location of the coating error BF. This is because the distance between the electrically conductive substrate layer 4 of the moistened bristle 7 is less at the location of the coating defect than at the remaining locations. Since the capacitance C of a capacitor is inversely proportional to the distance d of its plates, the capacitance C is thus markedly increased at the location of the coating error BF shown in FIG. 2B:
C = εoεr • dC = ε o ∈ r • d
Fig. 2C zeigt eine weitere Beschichtungsfehlerart, bei der die Deckschicht 5 eine ungewollte Erhöhung als Beschichtungs- fehler aufweist. Bei dem in Fig. 2C dargestellten Beispiel sinkt die Kapazität C an der Stelle des Beschichtungsfehlers BF ab.FIG. 2C shows a further type of coating defect in which the covering layer 5 has an unwanted increase as a coating defect. In the example shown in Fig. 2C, the capacitance C decreases at the location of the coating defect BF.
Fig. 3A zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Die Signal- Auskoppeleinrichtung 3 mit den daran angebrachten leitfähigen Borsten 7 liest das von der Signal-Einkoppeleinrichtung 2 die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 eingekoppelte Messsignal zur Auswertung aus.3A schematically shows an exemplary embodiment of a measuring arrangement 1 according to the invention. The signal decoupling device 3 with the conductive bristles 7 attached thereto reads the signal from the signal input device 2 electrically conductive substrate layer 4 coupled measurement signal for evaluation.
Bei dem in Fig. 3A dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Signal-Auskoppeleinrichtung 3 in einer Bürste integriert, die eine Vielzahl von befeuchteten Borsten 7 aufweist. Diese Bürste kann manuell oder rechnergesteuert über die Oberfläche der Deckschicht 5 gestrichen werden, um Beschichtungs fehler BF in der Deckschicht 5 zu entdecken. Sobald eine Signalpara- meteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet, wird der Beschichtungsfehler BF zusammen mit den Koordinaten des Beschichtungsfehlers ausgegeben bzw. in einem Speicher 9 abgelegt. Fig. 3B zeigt beispielhaft eine Tabelle verschiedener detektierter Beschichtungsfehler BF, mit zugehörigen Koordinaten und weiteren Angaben bzw. Informationen über die detek- tierten Beschichtungsfehler . Diese Beschreibungsdaten können beispielsweise die Art des Beschichtungsfehlers BF angeben, d.h. ob es sich um ein Loch (L) oder eine Erhebung (E) han- delt. Weiterhin können aufgrund der erfassten Signalparameteränderungen Angaben über die Dimensionen des Beschichtungs- fehlers errechnet und abgespeichert werden.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 3A, the signal decoupling device 3 is integrated in a brush which has a multiplicity of moistened bristles 7. This brush can be manually or computer controlled over the surface of the cover layer 5 are painted to detect coating defects BF in the cover layer 5. As soon as a signal parameter change of a signal parameter of the decoupled measuring signal exceeds an adjustable threshold value, the coating error BF is output together with the coordinates of the coating error or stored in a memory 9. 3B shows by way of example a table of different detected coating defects BF, with associated coordinates and further information or information about the detected coating defects. For example, this description data may indicate the nature of the coating error BF, i. whether it is a hole (L) or an elevation (E). Furthermore, based on the detected signal parameter changes, information about the dimensions of the coating error can be calculated and stored.
Die in Fig. 3A dargestellte Bürste wird von einem Wartungs- techniker manuell über eine Deckschicht 5 geführt, wobei die Koordinaten x, y der Bürste bei einer möglichen Ausführungsform über eine drahtlose Schnittstelle und Triangulation ermittelt werden.The brush shown in FIG. 3A is manually guided by a maintenance technician via a cover layer 5, wherein the coordinates x, y of the brush are determined in a possible embodiment via a wireless interface and triangulation.
Fig. 3A zeigt ein einfaches Bauteil, nämlich eine Platte mit einer elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 und einer Deckschicht 5. Die Ausdehnung einer derartigen Platte sowohl in x, als auch in y-Richtung kann einige Meter umfassen. Das erfindungsgemäße Messverfahren ist keineswegs nur auf einfa- che Platten mit einer flachen Oberfläche beschränkt, sondern eignet sich auch für sonstige Oberflächen, insbesondere zylinderförmige Hohlkörper. Bei einer möglichen Ausführungsform weist die in Fig. 3A dargestellte Bürste zusätzlich ein Vorratsbehälter zur Aufnahme einer elektrolytischen Flüssigkeit zum Befeuchten der Borsten 7 auf. Die elektrisch leitfähigen, flexiblen Borsten 7 können aus elektrisch leitfähigen Polymeren, aus Metallfasern oder aus Naturborsten bestehen. Die Naturborsten erhalten ihre Leitfähigkeit durch den Hilfselektrolyten.Fig. 3A shows a simple component, namely a plate with an electrically conductive substrate layer 4 and a cover layer 5. The extent of such a plate in both the x and in the y direction may comprise several meters. The measurement method according to the invention is by no means limited to simple plates with a flat surface, but is also suitable for other surfaces, in particular cylindrical hollow bodies. In one possible embodiment, the brush illustrated in FIG. 3A additionally has a storage container for receiving an electrolytic liquid for moistening the bristles 7. The electrically conductive, flexible bristles 7 may consist of electrically conductive polymers, of metal fibers or natural bristles. The natural bristles get their conductivity through the auxiliary electrolyte.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messverfahrens wird ein Beschichtungsfehler BF nicht nur de- tektiert, sondern anschließend auch ein erkannter Beschichtungsfehler automatisch repariert.In one possible embodiment of the measuring method according to the invention, a coating defect BF is not only detected, but subsequently also a recognized coating defect is automatically repaired.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel generiert die Einheit 6 ein Einkoppelsignal, das durch eine Signal- Einkoppeleinrichtung 2, beispielsweise einen elektrisch leitfähigen Saugnapf, kapazitiv in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 über die Deckschicht 5 eingekoppelt wird. Das kapazitiv eingekoppelte Messsignal breitet sich in der elekt- risch leitfähigen Schicht 4 aus und wird durch die Auskoppeleinrichtung 3 der Einheit 6 zur Signalauswertung zugeführt. Aufgrund einer hinreichend großen Signalparameteränderung wird der in Fig. 4 schematisch dargestellte Beschichtungsfehler BF beim Streichen der Borsten 7 über der Beschichtungs- fehler BF erkannt. Bei dem Einkoppelsignal kann es sich beispielsweise um ein gepulstes Gleichspannungssignal handeln. Bei einer alternativen Ausführungsform kann es sich bei dem Einkoppelsignal um ein Wechselspannungssignal mit einstellbarer Frequenz handeln. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel wird die in einer Bürste integrierte Signal-In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 4, the unit 6 generates a coupling-in signal which is capacitively coupled into the electrically conductive substrate layer 4 via the cover layer 5 by a signal coupling device 2, for example an electrically conductive suction cup. The capacitively coupled measurement signal propagates in the electrically conductive layer 4 and is fed to the unit 6 for signal evaluation by the decoupling device 3. Due to a sufficiently large signal parameter change, the coating error BF shown schematically in FIG. 4 is detected when brushing the bristles 7 over the coating defect BF. The coupling signal may be a pulsed DC signal, for example. In an alternative embodiment, the injection signal may be an adjustable frequency AC signal. In the embodiment shown in FIG. 4, the signal integrated in a brush is
Auskoppeleinrichtung durch einen gesteuerten Motor 10 über die Deckschicht 5 zur Erfassung von Beschichtungsfehlern BF geführt. Ein Motor 10 wird durch eine Motorsteuerung innerhalb der Einheit 6 angesteuert. Beispielsweise wird die Bürs- te meanderförmig über die gesamte Oberfläche der Deckschicht 5 geführt, um Beschichtungsfehler BF zu erkennen. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der durch den Motor 10 angetriebenen Bürste eine Reparatureinheit 11 vorgesehen, die einen erkannten Beschichtungs fehler BF an der de- tektierten Stelle automatisch repariert. Dabei wird ein erkanntes Loch in der Deckschicht 5 aufgefüllt und eine erkann- te Erhebung in der Deckschicht 5 durch die Reparatureinheit 11 abgetragen.Output coupling out by a controlled motor 10 via the cover layer 5 for detecting coating defects BF. A motor 10 is driven by a motor controller within the unit 6. For example, the brush is guided in a meandering manner over the entire surface of the cover layer 5 in order to detect coating defects BF. In the embodiment shown in Fig. 4 is at the by the Motor 10 driven brush provided a repair unit 11, which automatically repairs a detected coating error BF at the detected site. In this case, a recognized hole in the cover layer 5 is filled and a detected elevation in the cover layer 5 is removed by the repair unit 11.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Bei der in Fig. 5 dargestellten Aus- führungsform wird eine Lade- oder Entladezeit eines RC- Gliedes mit einem Kondensator, dessen Kapazität von der Schichtdicke der Deckschicht 5 beeinflusst wird, erfasst. Ein Beschichtungsfehler BF wird dann erkannt, wenn eine Lade- und/oder Entladezeitänderung einen einstellbaren Zeitdauer- Schwellenwert überschreitet. Eine Gleichspannung von beispielsweise 5V wird über einen gesteuerten Schalter 12 an das auszumessende Bauteil angelegt, welches einen komplexen Widerstand Z aufweist. Durch das regelmäßige Schalten des Schalters 12 entsteht ein gepulstes Gleichspannungssignal zum Auf- und Entladen eines RC-Gliedes . Beispielsweise wird der Schalter 12 lOOOmal pro Sekunde ein- und ausgeschaltet. Ist die Deckschicht 5 unbeschädigt und somit gut isolierend, ist der komplexe Widerstand Z unendlich groß. Das Zeitverhalten des RC-Gliedes hängt von dem Widerstand Rl und der Kapazität Cl ab. Der Widerstand Rl weist beispielweise einen Widerstand von 1 MOhm auf und der Kondensator Cl eine Kapazität von 68 pF. Hat die auszumessende Oberfläche einen Beschichtungsfeh- ler BF, ändert sich der komplexe Widerstand Z. Bei einem durchgängigen Loch wird ein Kurzschluss zwischen der Signal- Einkoppeleinrichtung und der Signal-Auskoppeleinrichtung hervorgerufen, so dass der in Fig. 5 dargestellte Kondensator C2 parallel zu dem RC-Glied geschaltet wird. Der Kondensator C2 weist beispielsweise eine Kapazität von 100 nF auf. Durch die Parallelschaltung des Kondensators C2 wird die Auflade- und Entladezeit des RC-Gliedes drastisch erhöht. Diese Änderung der Auf- und Entladezeit wird durch einen in der Auswerteeinheit 6 enthaltenen Mikroprozessor erfasst. Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Messanordnung 1. Dabei wird durch einen in die Einheit 6 enthaltenen Signalgenerator ein Wechselspannungssignal mit einer einstellbaren Signalfrequenz über eine Signal- Einkoppeleinrichtung kapazitiv an das beschichtete Bauteil gekoppelt und anschließend über eine Signal- Auskoppeleinrichtung wieder kapazitiv ausgekoppelt und ausgewertet. Die Signaleinkoppeleinrichtung wird beispielsweise durch einen elektrisch leitfähigen Saugnapf mit einer Kapazi- tat Cl gebildet. Die Signalauskoppeleinrichtung wird beispielsweise durch einen nassen Pinsel bzw. eine befeuchtete Bürste mit einer Kapazität C2 gebildet. Bei dem Wechselspannungssignal handelt es sich beispielsweise um einen sinusförmiges Wechselspannungssignal . Der Messsignalaufnehmer bzw. die Signalauskoppeleinrichtung, die durch einen nassen Pinsel gebildet sein kann, weist zusammen mit einer unbeschädigten Oberfläche beispielsweise eine Kapazität von etwa 100 pF auf. Wird das beschichtete Baustein beschädigt sinkt der Widerstand Z, wobei dies zu einem Anstieg der gemessenen Amplitude des Wechselspannungssignals führt. Dieser Anstieg wird das durch die Auswerteeinheit 6 erfasst. Weitere Messvarianten sind möglich. Beispielsweise stellt die zu untersuchende O- berfläche an dem unbeschädigten Zustand, d.h. ohne Beschich- tungsfehler einen fast idealen Kondensator dar, der zwischen einem gemessenen Strom und einem gemessenen Spannungssignal eine Phasenverschiebung von bis zu 90° liefert. Wenn nun die Deckschicht lokal defekt ist, führt dies zu einer Reduzierung der Kapazität bzw. die Kapazität entfällt ganz. Dies kann zu einer Änderung des Phasenwinkels auf 0 führen. Diese Phasen- winkeländerung Δφ kann durch die Auswerteeinheit 6 erfasst werden .FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the measuring arrangement 1 according to the invention. In the embodiment illustrated in FIG. 5, a charging or discharging time of an RC element with a capacitor whose capacitance is influenced by the layer thickness of the covering layer 5 is detected. A coating error BF is detected when a charge and / or discharge time change exceeds an adjustable time period threshold. A DC voltage of, for example, 5 V is applied via a controlled switch 12 to the component to be measured, which has a complex resistance Z. The regular switching of the switch 12 produces a pulsed DC signal for charging and discharging an RC element. For example, the switch 12 is turned on and off 1000 times per second. If the cover layer 5 is undamaged and thus well insulating, the complex resistance Z is infinitely large. The timing of the RC element depends on the resistance Rl and the capacitance Cl. The resistor Rl has, for example, a resistance of 1 MOhm and the capacitor Cl has a capacity of 68 pF. If the surface to be measured has a coating error BF, the complex resistance Z changes. A continuous hole causes a short circuit between the signal input device and the signal output device, so that the capacitor C2 shown in FIG. 5 is parallel to the RC Member is switched. The capacitor C2 has, for example, a capacity of 100 nF. By the parallel connection of the capacitor C2, the charging and discharging time of the RC element is drastically increased. This change in the loading and unloading time is detected by a microprocessor included in the evaluation unit 6. FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the measuring arrangement 1 according to the invention. In this case, an alternating voltage signal with an adjustable signal frequency is capacitively coupled to the coated component via a signal input device by means of a signal generator contained in the unit 6 and then capacitively re-connected via a signal output device decoupled and evaluated. The signal coupling device is formed, for example, by an electrically conductive suction cup with a capacitance C1. The signal output device is formed for example by a wet brush or a moistened brush with a capacitance C2. The AC voltage signal is, for example, a sinusoidal AC signal. The Messsignalaufnehmer or the signal output device, which may be formed by a wet brush, has, for example, a capacity of about 100 pF together with an undamaged surface. If the coated chip is damaged, the resistance Z decreases, which leads to an increase in the measured amplitude of the AC signal. This increase is detected by the evaluation unit 6. Further measuring variants are possible. By way of example, the surface to be examined on the undamaged state, ie without a coating error, represents a nearly ideal capacitor which delivers a phase shift of up to 90 ° between a measured current and a measured voltage signal. If the cover layer is locally defective, this leads to a reduction of the capacity or the capacity is completely eliminated. This can lead to a change of the phase angle to 0. This phase angle change Δφ can be detected by the evaluation unit 6.
Fig. 7 zeigt ein einfaches Ablaufdiagramm einer möglichen Ausführungs form des erfindungsgemäßen Messverfahrens.Fig. 7 shows a simple flowchart of a possible execution form of the measuring method according to the invention.
Bei einem ersten Schritt Sl wird ein Einkoppelsignal in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 direkt oder indirekt eingekoppelt. Das Einkoppeln kann beispielsweise kapazitiv oder induktiv erfolgen. Bei einer möglichen Ausführungsform ist das Einkoppelsignal ein gepulstes Gleichspannungssignal. Bei einer alternativen Ausführungs form ist das Einkoppelsig- nal ein Wechselspannungssignal mit einstellbarer Frequenz.In a first step Sl, a coupling signal into the electrically conductive substrate layer 4 is directly or indirectly coupled. The coupling can be done, for example, capacitive or inductive. In one possible embodiment, the injection signal is a pulsed DC signal. In an alternative embodiment form the Einkoppelsig- signal is an AC signal with adjustable frequency.
In einem weiteren Schritt S2 wird ein Messsignal aus der Substratschicht 4 über die Deckschicht 5 ausgekoppelt. Das Auskoppeln des Messsignals kann seinerseits induktiv oder kapa- zitiv erfolgen.In a further step S2, a measurement signal is coupled out of the substrate layer 4 via the cover layer 5. The decoupling of the measuring signal can in turn be carried out inductively or capacitively.
Im weiteren Schritt S3 erfolgt die Auswertung des ausgekoppelten Messsignals . Dabei wird ein Beschichtungs fehler in der Deckschicht 5 detektiert, wenn eine Signalparameteränderung mindestens eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet. Dieser einstellbare Schwellenwert kann beispielsweise die Schichtdicke der Deckschicht 5 berücksichtigen. Das Auskoppeln des Messsignals im Schritt S2 erfolgt an einer örtlich variablen Stelle, wobei beispielsweise ein befeuchteter Pinsel bzw. eine Bürste mit leitfähigen Borsten über die Oberfläche der Deckschicht 5 bewegt wird, um das Messsignal aufzunehmen.In the further step S3, the evaluation of the decoupled measuring signal takes place. In this case, a coating error in the cover layer 5 is detected when a signal parameter change of at least one signal parameter of the coupled-out measurement signal exceeds an adjustable threshold value. This adjustable threshold value can take into account, for example, the layer thickness of the cover layer 5. The decoupling of the measurement signal in step S2 takes place at a locally variable location, wherein, for example, a moistened brush or a brush with conductive bristles is moved over the surface of the cover layer 5 in order to receive the measurement signal.
Fig. 8 zeigt schematisch ein Messergebnis der erfindungsgemä- ßen Messanordnung 1. Die Dicke der Deckschicht 5 wird beispielsweise als Höhenprofil gespeichert. Beim dargestellten Beispiel weist die Deckschicht an der Stelle Xl, Yl eine bis zur Substratschicht 4 reichende Vertiefung auf.8 shows schematically a measurement result of the measuring arrangement 1 according to the invention. The thickness of the covering layer 5 is stored, for example, as a height profile. In the illustrated example, the cover layer at the point Xl, Yl on to the substrate layer 4 reaching recess.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Messanordnung 1 sind vielseitig einsetzbar. Beispielsweise können mit der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 Beschichtungsfehler bei einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, der mit einer Lackschicht beschichtet ist, festgestellt werden. Derar- tige kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe werden beispielsweise im Flugzeugbau oder im Kraftfahrzeugbau eingesetzt. Das erfindungemäße Messverfahren erlaubt es, zerstörungsfrei, auf beliebig geformten Oberflächen Beschichtungs fehler zu detek- tieren, wobei die eingesetzten SignalSpannungen gering sind. Diese geringen SignalSpannungen führen zu keinerlei Gefährdung an der Wartungstechniker. Andererseits wird auch die zu untersuchende Deckschicht nicht beschädigt. Ein direkter leitender elektrischer Kontakt mit der leitfähigen Substratschicht 4 wird nicht benötigt, da die Einkopplung induktiv oder kapazitiv erfolgt.The method according to the invention and the measuring arrangement 1 according to the invention can be used in many ways. For example, with the measuring arrangement 1 according to the invention, coating defects in a carbon-fiber-reinforced plastic which is coated with a lacquer layer can be detected. Such carbon-fiber-reinforced plastics are used, for example, in aircraft construction or in motor vehicle construction. The erfindungemäße measurement method allows non-destructive, on arbitrarily shaped surfaces detect coating defects, whereby the signal voltages used are low. These low signal voltages do not pose any danger to the service technician. On the other hand, the cover layer to be examined is not damaged. A direct conductive electrical contact with the conductive substrate layer 4 is not required, since the coupling takes place inductively or capacitively.
Bei einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 wird nicht die Signal-Auskoppeleinrichtung 3 über die Deckschicht 5 bewegt, sondern der auszumessende Bauteil wird über eine örtlich fest platzierte Signalauskoppeleinrichtung 3 bewegt .In a further variant of the measuring arrangement 1 according to the invention, the signal decoupling device 3 is not moved over the cover layer 5, but rather the component to be measured is moved via a locally positioned signal output device 3.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 erfolgt die Signalübertragung von/zu der Auswerteeinheit 6 über die Signaleinkoppel- und auskoppelein- richtung über eine drahtlose Schnittstelle. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit 6 über ein Netzwerk mit einem entfernten Server und einer zugehörigen Datenbank verbunden sein.In a further embodiment variant of the measuring arrangement 1 according to the invention, the signal transmission from / to the evaluation unit 6 takes place via the signal coupling and decoupling device via a wireless interface. In addition, the evaluation unit 6 can be connected via a network to a remote server and an associated database.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 wird nicht nur ein Signalparameter des aufgenommenen Messsignals ausgewertet, sondern mehrere Signalparameter, beispielsweise Signalamplitude und eine Phasenänderung. Durch Auswertung mehrerer Signalparameter kann die Genauigkeit bei der Ausmessung der Beschichtungsfehler BF so- wohl Art als auch Größe des Beschichtungsfehlers erhöht werden.In a further embodiment variant of the measuring arrangement 1 according to the invention, not only one signal parameter of the recorded measurement signal is evaluated, but a plurality of signal parameters, for example signal amplitude and a phase change. By evaluating a plurality of signal parameters, it is possible to increase the accuracy in the measurement of the coating defects BF as well as the type and size of the coating error.
Bei einer möglichen Ausführungsvariante werden über eine Benutzerschnittstelle Kennwerte/Sollwerte eingegeben. Bei- spielsweise wird eine Solldicke der Deckschicht 5 durch einen Wartungstechniker eingegeben und daraus der Sollwert eines Signalparameters berechnet. Ist die Differenz zwischen dem gemessenen Signalparameter und dem erwarteten Sollwert größer als ein eingebbarer Schwellenwert wird ein Beschichtungsfehler BF erkannt.In one possible embodiment, characteristic values / setpoints are entered via a user interface. For example, a desired thickness of the cover layer 5 is entered by a service technician and from this the desired value of a signal parameter is calculated. Is the difference between the measured signal parameters and the expected setpoint greater than an input threshold, a coating error BF is detected.
Die erfindungsgemäße Messanordnung 1 lässt sich beispielsweise im Rahmen der Qualitätssicherung einsetzten. Dabei können Grenzwerte, beispielsweise Sollwerte vorgegeben und verifiziert werden, die beispielsweise einen Langzeitschutz gewährleisten. Dadurch werden insbesondere die Gefahren und Risiken von Korrosionsschäden minimiert. Derartige Qualitätssiche- rungsmaßnahmen können spezifiziert und kontrolliert werden. Darüber hinaus kann die Messanordnung 1 schon beim BauteilZulieferer installiert werden. Das erfindungsgemäße Messverfahren eignet sich zur Detektion von Beschichtungsfehlem bei beliebigen elektrisch leitfähigen Substratschichten 4, die mit einer elektrisch isolierenden Deckschicht 5 beschichtet sind. Die erfindungsgemäße Messanordnung 1 eignet sich insbesondere im Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie . The measuring arrangement 1 according to the invention can be used, for example, in the context of quality assurance. In this case, limit values, for example setpoints, can be specified and verified, which, for example, ensure long-term protection. This minimizes in particular the dangers and risks of corrosion damage. Such quality assurance measures can be specified and controlled. In addition, the measuring arrangement 1 can already be installed at the component supplier. The measuring method according to the invention is suitable for the detection of coating defects in any electrically conductive substrate layers 4, which are coated with an electrically insulating cover layer 5. The measuring arrangement 1 according to the invention is particularly suitable in the aerospace and automotive industries.
B e z u g s z e i c h e n l i s t eC o m p a n c e m e n t i o n s
1 Messanordnung1 measuring arrangement
2 Signaleinkoppeleinrichtung2 signal input device
3 Signalauskoppeleinrichtung3 signal output device
4 Substratschicht4 substrate layer
5 Deckschicht5 topcoat
6 Auswerteeinheit6 evaluation unit
7 Borsten7 bristles
8 elektrolytische Flüssigkeit8 electrolytic liquid
9 Speicher9 memory
10 Motor10 engine
11 Reparatureinheit11 Repair unit
12 Schalter12 switches
BF BeschichtungsfehlerBF coating error
C KapazitätC capacity
Cl -C2KondensatorCl -C2 capacitor
Δφ Phasenwinke1änderungΔφ phase angle change
E ErhebungE survey
L LochL hole
Sl EinkoppelnSl coupling
S2 AuskoppelnS2 decoupling
S3 Detektieren S3 Detect

Claims

Airbus Operations GmbH P28334Patentansprüche Airbus Operations GmbH P28334Patentansprüche
1. Messanordnung (1) zur zerstörungsfreien Detektion von Beschichtfehlern (BF) in einer elektrisch isolierenden Schicht (5), mit der ein elektrisch leitfähiges Substrat (4) beschichtet ist, mit:1. Measuring arrangement (1) for the non-destructive detection of coating defects (BF) in an electrically insulating layer (5), with which an electrically conductive substrate (4) is coated, comprising:
a) einer Signal-Einkoppeleinrichtung (2) zum Einkop- peln eines Einkoppelsignals in das leitfähige Substrat (4) über die elektrisch isolierende Schicht (5) ;a) a signal input device (2) for coupling a coupling signal into the conductive substrate (4) via the electrically insulating layer (5);
b) einer Signal-Auskoppeleinrichtung (3) zum Auskoppeln eines Messsignals aus dem leitfähigen Substratb) a signal decoupling device (3) for decoupling a measurement signal from the conductive substrate
(4) über die elektrisch isolierende Schicht (5); und(4) via the electrically insulating layer (5); and
c) einer Auswerteeinheit (6) zum Auswerten des ausgekoppelten Messsignals, wobei ein Beschichtungs fehler (BF) der elektrisch isolierenden Schicht (5) detektiert wird, wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet.c) an evaluation unit (6) for evaluating the decoupled measuring signal, wherein a coating error (BF) of the electrically insulating layer (5) is detected when a signal parameter change of a signal parameter of the decoupled measuring signal exceeds an adjustable threshold.
2. Messanordnung nach Anspruch 1, wobei die Signal-Einkoppeleinrichtung (2) das Einkoppelsignal induktiv oder kapazitiv in das leitfähige Substrat (4) einkoppelt.2. Measuring arrangement according to claim 1, wherein the signal input device (2) inductively or capacitively couples the coupling signal into the conductive substrate (4).
3. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signal-Auskoppeleinrichtung (2) das Messsignal aus dem Substrat (4) über die elektrisch isolierende S- chicht (5) induktiv oder kapazitiv auskoppelt. 3. Measuring arrangement according to claim 1 or 2, wherein the signal decoupling device (2) inductively or capacitively decouples the measuring signal from the substrate (4) via the electrically insulating layer (5).
4. Messanordnung nach Anspruch 1, wobei die Signal-Auskoppeleinrichtung (3) flexible und elektrisch leitfähige Borsten (7) aufweist.4. Measuring arrangement according to claim 1, wherein the signal output device (3) has flexible and electrically conductive bristles (7).
5. Messanordnung nach Anspruch 4, wobei die Signal-Auskoppeleinrichtung (3) einen Vorratsbehälter zur Aufnahme einer elektrolytischen Flüssigkeit aufweist, die zum Befeuchten der Borsten (7) vorgesehen ist.5. Measuring arrangement according to claim 4, wherein the signal output device (3) has a reservoir for receiving an electrolytic liquid, which is provided for wetting the bristles (7).
6. Messanordnung nach Anspruch 5, wobei die elektrolytische Flüssigkeit Wasser oder deionisiertes Wasser aufweist.6. Measuring arrangement according to claim 5, wherein the electrolytic liquid comprises water or deionized water.
7. Messanordnung nach Anspruch 1 bis 6, wobei die Signal-Auskoppeleinrichtung (3) einen Motor (10) aufweist, der die Signal-Auskoppeleinrichtung (3) über die Oberfläche der elektrisch isolierenden Schicht (5) bewegt, um die elektrisch isolierende Schicht (5) zum Erkennen von Beschichtungsfehlern (BF) zu scannen.7. Measuring arrangement according to claim 1 to 6, wherein the signal output device (3) has a motor (10) which moves the signal output device (3) over the surface of the electrically insulating layer (5) to the electrically insulating layer ( 5) to detect coating defects (BF).
8. Messanordnung nach Anspruch 7, wobei die räumlichen Koordinaten (x, y) der beweglichen Signal-Auskoppeleinrichtung (3) zusammen mit den Signalparametern des Messsignals in einem Speicher zu deren Auswertung gespeichert werden.8. Measuring arrangement according to claim 7, wherein the spatial coordinates (x, y) of the movable signal decoupling device (3) are stored together with the signal parameters of the measuring signal in a memory for their evaluation.
9. Messanordnung nach Anspruch 1 bis 8, wobei die Signal-Einkoppeleinrichtung (2) einen elektrisch leitfähigen Saugnapf, einen leitfähigen Schaumgummi, eine leitfähige Rolle oder eine leitfähige Walze aufweist .9. Measuring arrangement according to claim 1 to 8, wherein the signal input device (2) comprises an electrically conductive suction cup, a conductive foam rubber, a conductive roller or a conductive roller.
10. Messanordnung nach Anspruch 9, wobei die Signal -Einkoppeleinrichtung (2) zum Zwecke der Messung auf der zu isolierenden Schicht (5) angebracht wird.10. Measuring arrangement according to claim 9, wherein the signal coupling-in device (2) is mounted on the insulating layer (5) for the purpose of measurement.
11. Verfahren zum zerstörungsfreien Detektieren von Be- schicht fehlem (BF) in mindestens einer elektrisch isolierenden Schicht (5) , mit der ein elektrisch leitfähiges Substrat (4) beschichtet ist, mit den Schritten:11. A method for the non-destructive detection of coating defects (BF) in at least one electrically insulating layer (5), to which an electrically conductive substrate (4) is coated, comprising the steps of:
a) Einkoppeln (Sl) eines Einkoppelsignals in das Sub- strat (4) über die elektrisch isolierende Schichta) coupling (Sl) of a coupling signal in the substrate (4) via the electrically insulating layer
(5) ;(5);
b) Auskoppeln (S2) eines Messsignals aus der Substrat¬ schicht (4) über die elektrisch isolierende Schicht (5) ; undb) decoupling (S2) a measurement signal from the substrate ¬ layer (4) via the electrically insulating layer (5); and
c) Detektieren (S3) von Beschichtfehlern (BF) der elektrisch isolierenden Schicht (5) , wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbarenc) detecting (S3) of coating defects (BF) of the electrically insulating layer (5), if a signal parameter change of a signal parameter of the coupled-out measurement signal is adjustable
Schwellenwert überschreitet.Threshold exceeds.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Einkoppelsignal kapazitiv oder induktiv in das elektrisch leitfähige Substrat (4) eingekoppelt wird.12. The method of claim 11, wherein the coupling signal capacitive or inductive in the electrically conductive substrate (4) is coupled.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Einkoppelsignal durch ein gepulstes Gleichspannungssignal oder durch ein Wechselspannungssignal mit einstellbarer Frequenz gebildet wird.13. The method of claim 11 or 12, wherein the injection signal is formed by a pulsed DC signal or by an AC signal with adjustable frequency.
14. Verfahren nach Ansprüchen 11 bis 13, wobei die Koordinaten und eine Beschichtungsfehlerart eines erfassten Beschichtungsfehlers (BF) erfasst wer- den.14. The method according to claims 11 to 13, wherein the coordinates and a coating error type of a detected coating error (BF) are detected.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei in Abhängigkeit von der erkannten Art des Be- schichtungsfehlers (BF) der jeweilige Beschichtungsfehler anschließend automatisch repariert wird.15. The method according to claim 14, wherein, depending on the detected type of coating defect (BF), the respective coating defect is subsequently automatically repaired.
16. Verfahren nach Anspruch 11 bis 15, wobei ein zeitlicher Amplitudenverlauf des ausgekoppelten Messsignals erfasst wird und ein Beschichtungsfehler (BF) der elektrisch isolierenden Schicht (5) erkannt wird, wenn eine Amplitudenänderung (ΔA) einen einstell- baren Amplitudenschwellenwert überschreitet.16. The method of claim 11 to 15, wherein a temporal amplitude curve of the decoupled measuring signal is detected and a coating error (BF) of the electrically insulating layer (5) is detected when an amplitude change (ΔA) exceeds an adjustable amplitude threshold.
17. Verfahren nach Anspruch 11 bis 15, wobei eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung des ausgekoppelten Messsignals erfasst wird und ein Beschichtungsfehler (BF) der elektrisch isolierenden17. The method of claim 11 to 15, wherein a phase shift between current and voltage of the decoupled measuring signal is detected and a coating error (BF) of the electrically insulating
Schicht (5) erkannt wird, wenn eine Phasenänderung (Δφ) einen einstellbaren Phasenschwellenwert überschreitet.Layer (5) is detected when a phase change (Δφ) exceeds an adjustable phase threshold.
18. Verfahren nach Anspruch 11 bis 15, wobei eine Lade- und/oder Entladezeit eines RC-Gliedes, mit einem Kondensator, dessen Kapazität von der Schichtdicke der elektrisch isolierenden Schicht (5) beein- flusst wird, erfasst wird und ein Beschichtungsfehler (BF) der elektrisch isolierenden Schicht (5) erkannt wird, wenn eine Lade- und/oder Entladezeitänderung (Δt) einen einstellbaren Zeitdauer-Schwellenwert überschreitet.18. The method according to claim 11, wherein a charging and / or discharging time of an RC element, with a capacitor, whose capacitance is influenced by the layer thickness of the electrically insulating layer (5), is detected and a coating error (BF ) of the electrically insulating layer (5) is detected when a charge and / or discharge time change (At) exceeds an adjustable time duration threshold.
19. Verfahren nach Ansprüche 11 bis 18, wobei in Abhängigkeit von der Signalparameteränderung eine Dicke der elektrisch isolierenden Schicht (5) und eine Größe eines Beschichtungsfehlers (BF) berechnet werden . 19. The method according to claims 11 to 18, wherein a thickness of the electrically insulating layer (5) and a size of a coating error (BF) are calculated as a function of the signal parameter change.
EP09783575A 2008-10-02 2009-09-30 Method and system for non-destructive detection of coating errors Withdrawn EP2331947A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008042570.2A DE102008042570B4 (en) 2008-10-02 2008-10-02 Method and device for nondestructive detection of coating defects
PCT/EP2009/062653 WO2010037761A1 (en) 2008-10-02 2009-09-30 Method and system for non-destructive detection of coating errors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2331947A1 true EP2331947A1 (en) 2011-06-15

Family

ID=41346134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09783575A Withdrawn EP2331947A1 (en) 2008-10-02 2009-09-30 Method and system for non-destructive detection of coating errors

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20110285402A1 (en)
EP (1) EP2331947A1 (en)
JP (1) JP2012504754A (en)
CN (1) CN102171556B (en)
BR (1) BRPI0919555A2 (en)
CA (1) CA2738450A1 (en)
DE (1) DE102008042570B4 (en)
RU (1) RU2011109897A (en)
WO (1) WO2010037761A1 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102829710B (en) * 2012-08-21 2016-01-20 慈溪市信跃电器有限公司 The height detecting device of PIN needle and method in cover board component of automotive throttle valve
US9244033B2 (en) * 2013-01-24 2016-01-26 GM Global Technology Operations LLC Method for online detection of liner buckling in a storage system for pressurized gas
CN103673857B (en) * 2013-11-29 2017-03-01 福建省石狮市通达电器有限公司 A kind of verifying attachment of the height of projection of inspection workpiece
KR102180216B1 (en) * 2014-03-28 2020-11-19 한국전자통신연구원 Method for detecting defects in passivation layer of organic electronic device and method for fabricating organic electronic device using method thereof
CN103940860B (en) * 2014-05-13 2016-06-22 爱德森（厦门）电子有限公司 A kind of method of series resonant circuit capacitance detecting nonmetallic materials discontinuity
US10041785B2 (en) * 2015-03-03 2018-08-07 Abb Schweiz Ag Sensor system and method for characterizing a stack of wet paint layers
EP3118604B1 (en) * 2015-07-14 2019-03-27 Airbus Defence and Space GmbH Testing device for controlling component production
CN107607595B (en) * 2017-09-21 2020-05-12 京东方科技集团股份有限公司 Filter detection device and method
CN107677703A (en) * 2017-09-22 2018-02-09 铜陵泽辉电子有限责任公司 A kind of metallized film precision intellectualized detection method of capacitor
CN107913812A (en) * 2017-12-21 2018-04-17 重庆家本家科技有限公司 Metal shell touch-up paint machine
CN108225245B (en) * 2018-01-29 2020-04-28 中国工程物理研究院化工材料研究所 Automatic thickness measuring device for flexible porous thin sheet
CN111289570B (en) * 2020-03-30 2021-02-26 天津大学 A non-destructive testing device for component coating debonding
CN113960127B (en) * 2021-09-28 2025-05-06 中国石油大学(华东) A device for detecting defects of insulating coating of metal workpiece
CN114713462B (en) * 2022-05-10 2023-01-31 深圳市智力昌智能设备有限公司 Control system of point gum machine based on industry internet

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030110833A1 (en) * 2000-04-04 2003-06-19 Jolic Karlo Ivan Perforation detection method
US20080042662A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 George Abraham Method For Detecting Stent Coating Defects

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3405356A (en) * 1966-12-09 1968-10-08 Texaco Inc System including two pairs of voltage electrodes for detecting discontinuities in insulation coatings on conductive conduit
US3733591A (en) * 1970-06-24 1973-05-15 Westinghouse Electric Corp Non-volatile memory element
DE3028715A1 (en) * 1980-07-25 1982-02-25 Martin Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Lambeck Measuring effective impedance of capacitor from generator frequency - by using square-wave generator to eliminate residual capacitances
DE3029444A1 (en) * 1980-08-02 1982-02-25 Heribert Dipl.-Ing. 7517 Waldbronn Ballhaus SURFACE SCANNER
US4481616A (en) * 1981-09-30 1984-11-06 Rca Corporation Scanning capacitance microscope
GB2260613B (en) * 1991-10-14 1994-10-26 British Gas Plc Magnetic pipeline inspection vehicles
DE4227735C2 (en) * 1992-08-21 1995-10-12 Leybold Ag Arrangement for the contactless measurement of the thickness of layers
NZ530619A (en) * 2001-06-15 2005-12-23 Univ Mississippi Apparatus and method for detecting a knot in a wood piece using electrodes and measurement device
DE10253595A1 (en) * 2002-11-15 2004-05-27 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Process for monitoring a reference half-cell comprises intermittently operating a measuring point in an operating mode and in a test mode, measuring the ion concentration in the operating mode, and testing the functionality
US7078895B1 (en) * 2003-09-18 2006-07-18 Tdk Corporation Eddy-current probe
US20050207468A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-22 Mccullough Robert W Inductively heated transient thermography method and apparatus for the detection of flaws
US8113038B2 (en) * 2006-12-20 2012-02-14 International Business Machines Corporation Systems and methods for detecting a coating on an item such as a magnetic head
US7605593B2 (en) * 2007-01-16 2009-10-20 The Boeing Company Method and apparatus for detecting inconsistencies in cured resin structures

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030110833A1 (en) * 2000-04-04 2003-06-19 Jolic Karlo Ivan Perforation detection method
US20080042662A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 George Abraham Method For Detecting Stent Coating Defects

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2010037761A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008042570B4 (en) 2018-04-12
CN102171556B (en) 2014-04-23
JP2012504754A (en) 2012-02-23
WO2010037761A1 (en) 2010-04-08
DE102008042570A1 (en) 2010-05-20
BRPI0919555A2 (en) 2015-12-08
US20110285402A1 (en) 2011-11-24
RU2011109897A (en) 2012-11-10
CA2738450A1 (en) 2010-04-08
CN102171556A (en) 2011-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008042570B4 (en) Method and device for nondestructive detection of coating defects
DE102010030362A1 (en) Device for capacitive determining of filling level of liquid in container, has sensor electrode, protective electrode and control unit that impinges sensor electrode with control signal
DE19815062C2 (en) Method for the detection of moisture during a leak test of motor vehicles
DE102009059036B4 (en) Improved corrosion protection test of earth-covered test specimens
AT509489B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE RESISTANCE AT THE TRANSITION POINT OF TWO LADDER
EP4372308A2 (en) Inspection method and inspection device for inspecting a surface layer
DE102019200707A1 (en) Measuring arrangement and method for measuring moisture in a cavity of a bodyshell
DE102017115516A1 (en) Capacitive level gauge
EP0278503A2 (en) Device for monitoring and locating leaks
DE102016222538B3 (en) Method and arrangement for assessing the corrosion and passivation of the reinforcement taking into account the moisture in reinforced concrete
EP3271699A1 (en) Process and device for characterizing a coolant
DE10309769B4 (en) Arrangement for determining state variables for liquids in a closed non-metallic container
DE3511706C2 (en) Method and device for testing electrically insulating protective layers on metal parts
DE10063557B4 (en) Method and device for measuring water levels
DE102014221392A1 (en) Device, measuring arrangement and method for checking the functional state of an electrically insulating protective cover of a battery
DE102011014909A1 (en) Method for testing corrosion sensitivity of metal coated substrate, involves determining corrosion sensitivity by using sample of coated substrate, such that multiple electrochemical measurement processes are performed automatically
DE102017131188A1 (en) Corrosion protection and corrosion protection monitoring
DE102008037063A1 (en) Method for testing coating, particularly lacquer on metallic component, involves forming component by compressing ball stamp, where impedance of barrier layer is measured between coating and component
DE102015205211A1 (en) Method for operating a capacitive load sensor
CH705731B1 (en) Device and method for capacitively determining a fill level of a fluid in a container.
EP4133290A1 (en) Method, apparatus and system for determining a capacitance value of an earthing capacitance of an unearthed power supply system
WO2016170036A1 (en) Testing a textile for damage
DE102021211095B4 (en) Procedure for the tribometric characterization of a surface
EP1217342A2 (en) Method for the detection of a fluid and sensor for implementing this method
WO2008071487A1 (en) Device for machining workpieces

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110316

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: FESER, RALF

Inventor name: SCHULZ, CHRISTOPH

Inventor name: HACK, THEO

Inventor name: DOERR, TILLMANN

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20150925

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20190402