专利名称：在连续生产中对至少局部开放的中空元件或中空系统元件的密封性进行无损测试的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在连续生产中对至少局部开放的中空元件或中空系统元件的密封性进行无损测试的方法。
背景技术：
在元件的无损测试的情况下，对于密封性的测试构成一重要的领域。通常，在连续生产中对元件和系统(例如，对气体计，燃料箱，燃料过滤器，制动管路，轻合金车轮，喷射泵等等)进行密封性测试期间使用下面的方法-水浸气泡测试，其中，在过压下空气或气体被引入测试样品，并且观察由于水程中测试样品的泄漏所导致的空气或气体气泡的逸走。-通过差压测试进行的泄露检测，其中，在一定时间之后进行压降的测量。-超声泄漏检测，其中，通过超声测试装置检测从水浸中的测试样品逸走的气体气泡。-利用测试气体的密封性检测，其中，测试气体被引入测试样品并借助检测装置在经泄漏处逸出的泄漏过程中被检测。这些传统的用于中空元件或中空系统元件的密封性无损测试方法缺乏自动化的可能性，如特别是在汽车行业的连续生产的情况下所需要的。具体地讲，在汽车生产的高零件数的情况下，由测试者视觉地进行的测试很快到达其极限，在任何情况下都是不客观的， 并且还成本高昂。此外，泄露测试介质，比如水或测试气体必须另外保持准备就绪，并且它们的使用会使生产过程更困难。
发明内容
因此，本发明的目的是提供在开始提到的那种类型的方法，该方法在100%流水线检查的情况下，确保对至少局部开放的中空元件或中空系统元件的可自动化的密封性无损测试。依据本发明实现该目的，在于-加压并以通过阀来控制的方式将空气引入至少局部开放的中空元件i= 1， 2，…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m，-在加压气体通过泄漏位置的区域中的扩散，经泄漏位置从至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = l，2，m流出期间，产生至少局部开放的中空元件i = 1，2，…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m的点状冷却，由热成像照相机检测，-接着，利用连接在热成像照相机的下游的计算机检测由点状冷却引起的至少局部开放的中空元件i = 1，2，…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m的温度变化，并由计算机借助热成像胶片的多个图像a = 1，2，…，k视觉化，以及
-根据热成像胶片的多个图像a= 1,2,…，k，自动地检测至少局部开放的中空元件i = l，2，…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m中的每个泄漏位置的位置和尺寸，所述图像通过在图形中示出测试时间内每个像素的温度变化，包括至少局部开放的中空元件i = l，2，…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m中的温度分布，以用于至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的合格或不合格的分类。优选地，至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m被选择成由两个通过至少一个焊接接缝连接的至少局部开放的中空元件组成，其中，通过热成像照相机检测在气体的流动过程中产生的彼此焊接的两个元件的点状冷却(气体被加压引入中空系统元件j = 1， 2，…，m，借助泄漏位置的区域中的扩散，经过形成泄漏位置的至少一个焊接接缝的泄漏)， 接着，利用连接在热成像照相机下游的计算机检测点状冷却所引起的焊接接缝的区域中的温度变化，并借助热成像胶片的多个图像a = 1,2,…，k由计算机视觉化，根据热成像胶片的多个图像a = 1,2,…，k，自动检测焊接接缝中的泄漏关于位置和尺寸的精确定位，所述图像包括至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的中空元件的焊接接缝的区域中的温度分布，通过在图形中示出热成像胶片的图像a = 1,2,…，k中的每个像素在测试时间内的温度变化，以确定至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的焊接接缝的合格或不合格的分类。通过差分图像方法，快速傅立叶变换(FFT)或主成分分析(HKA)进行热成像胶片的多个图像a = 1,2,…，k的评估。通过密封设备，在无损密封性测试的情况下适当地密封至少局部开放的中空元件 i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m的空腔。通过流量计恒定测量经由加压介质源供给到至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的空腔内的气体(比如，例如加压空气)的量。同样，通过压力计连续检查在无损密封性测试过程中至少局部开放的中空元件或至少局部开放的中空系统元件的空腔中的超压Pi。在无损密封性测试过程中，各个测量值被提供给计算机。优选地，在100%流水线检查的情况下，对连续生产中的每个至少局部开放的中空元件i = l，2，…，η或每个至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m的无损密封性测试的时间小于1秒。依据本发明的方法能够关于位置和尺寸精确定位故障，从而在制造工艺的最佳化过程中可避免故障。此外，能够在连续生产中有效地对接合的至少局部开放的中空元件或至少局部开放的中空系统元件的焊接接缝和/或接合进接中可能的泄露进行无损检查。此外，依据本发明的方法具有用于自动化的巨大潜力，并能够将元件和系统元件的密封性测试合并到制造过程中，从而使之可以快速地对工艺偏差做出反应。在许多生产领域中，努力进行100%的测试或至少高度的样本测试。利用依据本发明的方法，在100%在线检查的情况下，连续生产中用于每个至少局部开放的中空元件或每个至少局部开放的中空系统元件的无损密封性测试的测试时间有利地小于1秒。因此，依据本发明的方法非常适用于低循环时间的连续生产。
根据附图进一步解释本发明。在附图中图1示出了示意性框图，所述示意性框图呈现依据本发明的方法的实施例，以及图2示出了具有由两个接合的局部开放的中空元件构成的中空系统元件的截面的示例的示意性框图，中空系统元件的接合连接或至少焊接接缝被无损地测试密封性。附图标记列表
1、至少局部开放的中空元件或至少局部开放的中空系统元件
2、空腔开口
3、密封设备
4、阀
5、加压介质源
6、加压空气
7、流量计
8、空腔
9、加压空气计
10、计算机
11、泄漏位置
12、形成测试区的壁部
13、热成像照相机
14、热成像胶片
15、合格区域
16、焊接接缝
a、热成像胶片的图像
具体实施例方式如图1呈现的，为了无损测试局部开放的中空元件1，已经通过密封设备3密封其空腔开口 2，通过具有阀4的加压介质源5以可控方式引入例如加压空气6，其压力为Pi。 在这里，通过设置在加压介质源5中的流量计7来恒定测量供给的加压空气6的量，并通过压力计9来恒定测量中空元件1的空腔8中的超压Pi。在每个情况下，阀4、流量计7和压力计9被耦合至计算机10的入口侧。加压空气6以压力Pu向外流过形成测试区域的中空元件1的壁部12中的泄漏位置11。在这里，通过逸出空气的扩散，中空元件1的壁部12在泄漏位置11的区域中以点状形式冷却。通过与计算机10连接的热成像照相机13检测泄漏位置11的区域中的点状冷却。由点状冷却所引起的密封的局部开放的中空元件1的温度变化被连接在热成像照相机13下游的计算机10检测，并通过热成像胶片14的多个图像 a= 1,2,…，k视觉化，根据该图像，自动检测出泄漏位置11在密封的局部开放的中空元件1的壁部12中关于位置和尺寸的精确定位、以及壁部12的合格区域15。根据热成像胶片14的图像a = 1,2,…，k，如在图1中示出的，在图表中示出了每个像素在测试时间内的温度变化，其用于对中空元件1进行合格或不合格的分类。依据图1的方法论，图2呈现了用于由两个焊接的局部开放的中空元件形成的至少局部开放的中空系统元件1的焊接接缝16的密封性的无损测试。在这里，同样经由具有阀4的加压介质源5以可控方式将加压空气6引入系统元件1的空腔8内，压力为Pi。通过位于加压介质源5中的流量计7恒定地测量加压空气的供给量，并通过压力计9恒定地测量至少局部开放的中空系统元件1的空腔8中的超压Pi，并且各个测量值被提供给计算机10。如果加压空气6以压力Pu向外流过集成在至少局部开放的中空系统元件1的测试区域中的焊接接缝16的泄漏11，然后通过逸出空气的扩散，在焊接接缝16的泄漏11的区域中以点状方式冷却至少局部开放的中空系统元件1。通过与计算机10连接的热成像照相机13检测至少局部开放的中空系统元件1的焊接接缝16的泄漏11的区域中的点状冷却。 由点状冷却所引起的至少局部开放的中空系统元件1的焊接接缝16的区域中的温度变化被连接在热成像照相机13下游的计算机10检测，并通过相应的热成像胶片14的多个图像 a = 1,2,…，k视觉化。通过差分图像方法、快速傅立叶变换(FFT)或主要成分分析(HKA) 进行热成像胶片14的多个图像a = 1，2，…，k的评估，自动检测焊接接缝16中发生泄漏 11的关于位置和尺寸的精确定位以及焊接接缝16的合格区域15。如图2所示出，根据热成像胶片14的图像a= 1,2,…，k，此处还在图表中示出了每个像素在测试时间内的温度变化，其用于至少局部开放的中空系统元件1的焊接接缝16的合格或不合格的分类。
权利要求
1.一种用于在连续生产中对至少局部开放的中空元件或中空系统元件的密封性进行无损测试的方法，其特征在于-以通过阀来控制的方式将加压气体引入至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m内，-借助热成像照相机检测至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的点状冷却，所述点状冷却是在加压气体通过泄漏位置的区域中的扩散，经泄漏位置从至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = l，2，…，m流出的过程中生成的，-接着，利用连接在热成像照相机下游的计算机检测由点状冷却所引起的至少局部开放的中空元件i = 1，2，…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的温度变化，并由计算机借助热成像胶片的多个图像a = 1，2，…，k将其视觉化，-根据热成像胶片的多个图像a = 1,2,…，k，自动检测至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m中的每个泄漏位置关于位置和尺寸的精确定位，所述图像通过在图表中示出测试时间内的每个像素的温度变化，包括至少局部开放的中空元件i = 1，2，…，η或至少局部开放的中空系统元件j = 1，2，…，m中的温度分布，以用于至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或至少局部开放的中空系统元件j = l，2，…，m的合格或不合格的分类。
2.依据权利要求1的方法，其特征在于，至少局部开放的中空系统元件j= 1，2，…， m被选择成由两个通过至少一个焊接接缝连接的至少局部开放的中空元件组成，其中，通过热成像照相机检测彼此焊接的的两个元件的点状冷却，点状冷却是在被加压引入中空系统元件j = 1,2,…，m内的气体借助泄漏位置的区域中的扩散，通过形成泄漏位置的至少一个焊接接缝的泄漏的流动过程中产生的，接着，利用连接在热成像照相机下游的计算机检测由点状冷却所引起的焊接接缝的区域中的温度变化，并由计算机通过热成像胶片的多个图像a=l，2，…，k将其视觉化，并根据热成像胶片的多个图像a= 1，2，…，k自动检测焊接接缝中的泄漏关于位置和尺寸的精确定位，所述图像通过根据热成像胶片的图像a = 1,2,…，k在图表中示出每个像素在测试时间内的温度变化，包括至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的中空元件的焊接接缝的区域中的温度分布，以用于至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的焊接接缝的合格或不合格的分类。
3.依据前述权利要求中的任一项的方法，其特征在于，通过差分图像方法、快速傅立叶变换(FFT)或主要成分分析(HKA)进行热成像胶片的多个图像a = 1，2，…，k的评估。
4.依据前述权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，在100%在线检查的情况下，在连续生产中用于每个至少局部开放的中空元件i = 1,2,…，η或每个至少局部开放的中空系统元件j = 1,2,…，m的无损密封性测试的时间小于1秒。
全文摘要
本公开涉及在连续生产中对至少局部开放的中空元件或中空系统元件的密封性进行无损测试的方法。以通过阀来控制的方式将加压气体引入至少局部开放的中空元件或中空系统元件，以及借助热成像照相机检测中空元件或中空系统元件的点状冷却，接着，利用连接在热成像照相机下游的计算机检测由点状冷却所引起的至少局部开放的中空元件或中空系统元件的温度变化，并由计算机借助热成像胶片的多个图像将其视觉化，自动检测至少局部开放的中空元件或中空系统元件中的每个泄漏位置关于位置和尺寸的精确定位，所述图像通过在图表中示出测试时间内的每个像素的温度变化，以用于至少局部开放的中空元件或中空系统元件的合格或不合格的分类。
文档编号G01M3/02GK102288367SQ201110174199
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年6月17日
发明者罗伯特·施特罗迈尔 申请人:Inpro汽车产业创新先进生产系统有限公司