DE20308615U1

DE20308615U1 - Leck-Meßcomputer

Info

Publication number: DE20308615U1
Application number: DE20308615U
Authority: DE
Original assignee: INNOMATEC WERKZEUG und MASCHIN
Current assignee: Innomatec Test- und Sonderanlagen De GmbH
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2013-06-04

Description

Leck-Meßcomputer

Die Erfindung betrifft einen Leck-Meßcomputer für Prüfdrücke zwischen -1 bar Unterdruck und 100 bar Überdruck und mit Einrichtungen zum des Prüfdrucks sowie der Leckage in Abhängigkeit von der Zeit.

Aus dem Stand der Technik sind Leck-Meßcomputer bekannt, die Einrichtungen zur Messung von Prüfdrücken zwischen -1 bar Unterdruck und 100 bar Überdruck aufweisen. Die bekannten Leck-Meßcomputer weisen darüber hinaus zumeist noch eine Einrichtung zum Erfassen der Zeit auf, so daß der Druck in Abhängigkeit von der Zeit gemessen werden kann. Die bekannten Leck-Meßcomputer sind jedoch auf die Erfassung dieser beiden zuvor genannten Meßgrößen beschränkt und ermöglichen daher weder die Erfassung, noch die statistische Auswertung, noch das Steuern komplexer Prüfzyklen.

Gerade im Bereich der Automobilzulieferindustrie, jedoch auch im Heizungsanlagenbau, der Medizin- und Verpackungstechnik und bei der Herstellung von Haushaltsgeräten, werden in zunehmendem Maße Leck-Meßcomputer benötigt, die es erlauben, komplexe Prüfzyklen nicht nur zu erfassen, sondern auch auszuwerten und zu steuern.

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Konto 27 680 700 (BLZ 5IO 800 60)

Gegenüber dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Leck-Meßcomputer zu schaffen, der komplexe Prüfzyklen erfassen, auswerten und auch steuern kann.

Die Aufgabe wird gegenüber dem Stand der Technik dadurch gelöst, daß der Leck-Meßcomputer zusätzlich Einrichtungen zum Erfassen des Fülldrucks und der Füllzeit aufweist.

Dies ermöglicht es, Prüfdruck, Fülldruck und Füllzeit für den Prüfzyklus vorzugeben, die Veränderung des Drucks in Abhängigkeit von der Zeit darzustellen und Abweichungen gegenüber den vorgegebenen Parametern (Prüfdruck, Fülldruck und Füllzeit) zu erfassen. Insbesondere kann so eine . Beziehung zwischen der Zeitabhängigkeit des Prüfdrucks und der Zeitabhängigkeit des Fülldrucks hergestellt und zur Systemdiagnose verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Leck-Meßcomputer eine Einrichtung zum Erfassen einer Wartezeit (Stabilisierzeit) zwischen Druckbeaufschlagung oder Evakuierung und der Messung. Die Stabilisierzeit ermöglicht genauere Messungen, da nach dem Beaufschlagen oder Evakuieren zunächst auftretende Druckschwankungen abklingen können bevor die Druckmessung erfolgt.

Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der der Leck-Meßcomputer eine Einrichtung zum Erfassen der Meßzeit aufweist. So läßt sich beim Abfahren komplexer Prüfzyklen der gesamte Zeitraum, über den der Druck erfaßt werden soll, festlegen.

Vorzugsweise weist der Leck-Meßcomputer eine Einrichtung zum Erfassen der Entlüftungszeit auf. So läßt sich die Zeitspanne über die das zu messende Volumen ent- bzw. belüftet wird vorgeben. Dies ist besonders wichtig in Fällen, in denen eine schlagartige Ent- bzw. Belüftung zu einer Zerstörung des zu prüfenden Teils führen kann.

Besonders vorteilhaft ist darüber hinaus eine Ausführungsform der Erfindung, die eine Einrichtung zum Erfassen der Grenzwerte für Nacharbeit und Ausschuß aufweisen. Die zulässigen Grenzwerte können so manuell oder auch von einem PC aus über eine Netzwerk-, Profibus- oder RS232-Schnittstelle in den Leck-Meßcomputer eingegeben werden. Sie werden dann beim Durchfahren eines Prüfzyklusses kontinuierlich mit dem aktuellen Prüfdruck verglichen. Beim Überschreiten der Grenzwerte wird der Benutzer beispielsweise durch ein Tonsignal aufmerksam gemacht und er kann je nach Grenzwertüberschreitung das getestete Bauteil zum Nacharbeiten geben oder als Ausschuß markieren.

Zweckmäßig ist es, wenn der Leck-Meßcomputer eine Einrichtung zum Erfassen des Volumens des zu messenden Körpers aufweist. So läßt sich aus dem erfaßten Druckverlauf auf die Größe eines eventuellen Lecks zurückschließen.

Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Leck-Meßcomputer eine Speichereinrichtung für Meß- bzw. Prüfprogramme aufweist. Dies ermöglicht es, häufig benötigte Meß- und Prüfzyklen abzuspeichern, bei Bedarf aufzurufen und zu durchlaufen.

Wird der Leck-Meßcomputer nicht mit einem externen PC zur Datenauswertung verbunden, so ist es besonders zweckmäßig, wenn er eine vorzugsweise graphikfähige Datenanzeige aufweist. Auf ihr « können alle notwendigen Funktionen und Daten des Leck-Meßcomputers dargestellt werden, darüber hinaus aber auch die Eingabe von Werten, z.B. den Grenzwerten, überwacht werden.

Vorteilhaft ist darüber hinaus eine Ausführungsform der Erfindung bei der der Leck-Meßcomputer ein Multifunktionsbedienelement aufweist. Dieses ermöglicht es beispielsweise mit Hilfe der Felder auf der Datenanzeige Eingaben vorzunehmen oder Programmabläufe zu starten und in solche einzugreifen.

Zweckmäßig ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Leck-Meßcomputer RS232-, Centronics-, Ethernet-, Profibus- und/oder eine andere Datenverarbeitungs-Schnittstelle aufweist. Die Schnittstellen ermöglichen die Anbindung des Leck-Meßcomputers an einen PC oder einen Drucker.

Bevorzugt wird darüber hinaus eine Ausführungsform, die eine Dateneingabetastatur aufweist. Dies ermöglicht es die Meßparameter, z.B. die Meßzeit, das Volumen oder die Grenzwerte für Nacharbeit und Ausschuß manuell einzugeben.

Zweckmäßig ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Leck-Meßcomputer Einrichtungen zum Vergleichen der erfaßten Meßwerte mit zuvor gespeicherten Sollwerten aufweist und darüber hinaus Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Anpassung mathematischer Funktionen an die erfaßten zeitabhängigen Meßwerte und das Bilden der Ableitung erlaubt. Diese Einrichtungen sind dazu geeignet, eine Auswertung und Analyse der erfaßten Meßdaten zu ermöglichen. Damit kann beispielsweise die Erkennung von Leckagen und typischen Produktionsfehlem weitgehend automatisiert werden.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Leck-Meßcomputer analoge und digitale Anschlüsse zur Steuerung von Druckmeßzyklen aufweist. Dies ermöglicht zum einen das Erfassen weiterer externer Parameter, zum anderen aber auch die Ansteuerung von beispielsweise Ventilen und Pumpen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich.
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Figur 1 zeigt die Frontansicht des Leck-Meßcomputers.

Figur 2 ist eine Abbildung der Datenanzeige mit einer graphischen Darstellung des Druckver

laufs.

Figur 3 ist eine Abbildung der Datenanzeige mit einem Meßschema.

Figur 4 ist eine Abbildung der Datenanzeige für eine Meßreihenauswertung.

Figur 5 ist eine Abbildung der Datenanzeige und Parametereingabemaske für ein Meßpro

gramm.

Figur 6 ist eine Abbildung der Datenanzeige für die Auswertung eines Meßzyklus.

Figur 7 ist eine Abbildung der Datenanzeige für die schichtbezogene statistische Auswertung

von 100 Messungen.

Figur 1 zeigt die Frontseite eines erfindungsgemäßen Leck-Meßcomputers. Das zentrale Element für die Nutzung des Leck-Meßcomputers ist dabei die graphikfähige Datenanzeige 1. Diese ermöglicht es, die Meßwerte und Meßparameter wie in den Figuren 2 bis 7 dargestellt, auszugeben. Darüber hinaus jedoch ist es möglich, menügesteuert mit Hilfe der Datenanzeige 1 und dem Multifunktionsbedienelement 2 Eingaben vorzunehmen. Die Kombination aus der Datenanzeige 1 und dem Multifunktionsbedienelement 2 ersetzt somit den Anschluß einer zusätzlichen externen Tastatur. Die Datenanzeige 1 ist im Falle des gezeigten Leck-Meßcomputers LTC 602 eine graphikfähige TFT-Flüssigkristallanzeige.

Mit den Bedientasten "Start" 3 und "Stop/Quittung" 4 auf der Frontseite des Leck-Meßcomputers kann ein Meß- und Prüfzyklus gestartet bzw. beendet werden. Drückt man nach dem Beenden des Meß- und Prüfzyklusses die Taste 4 erneut, so kann, je nach Konfiguration des Meßcomputers, beispielsweise auf einem Druckerein Prüfbeleg ausgegeben werden.

Die vier gezeigten Multifunktionstasten "OK 1", "OK 2" 5 und "NOK" 6 können mit benutzerdefinierten Funktionen belegt werden und ermöglichen so eine einfache Handhabung des Meßcomputers für standardisierte Prüfabläufe. Zusätzlich ist an der Frontseite des Meßcomputers ein Anschluß 7 für ein Testleck vorgesehen. Hier kann ein definiertes Testleck, z.B. ein Loch mit einer definierten Größe in einer Metallplatte, angeschlossen werden. So läßt sich der Leck-Meßcomputer benutzerseitig kalibrieren.

In Figur 2 ist die Datenanzeige 1 des Leck-Meßcomputers dargestellt nach dem Ablaufen eines Testprogramms. In der gezeigten Darstellung wird der Verlauf des Drucks gegen die Zeitdauer der Messung aufgetragen. Deutlich ist zu erkennen, wie zunächst der Prüfdruck aufgebaut wurde (Bereich 8 der Meßkurve), dann ein bestimmter Prüfdruck gehalten wurde (Bereich 9 der Meßkurve) und dann der zu prüfende Behälter wieder entlüftet wurde (Entlüftungszeit, Bereich 10 der Meßkurve). Der Leck-Meßcomputer ermöglicht es, den zeitabhängigen Druckverlauf auszuwerten. Dabei können die gemessenen Druckverläufe mit zuvor abgespeicherten Sollwertkurven verglichen werden oder mathematische Funktionen zur Auswertung an die Meßwertkurven automatisch angepaßt werden. Beispielsweise ist es bei Vakuummessungen möglich, aus dem quantifizierten zeitlichen Verhalten des Prüfdrucks auf die Art des Lecks oder ein anderes Problem, z.B. das Ausgasen eines = Fremdkörpers zu schließen. Mit Hilfe des Leck-Meßcomputers kann die Leck-Identifizierung automatisch erfolgen.

Deutlich sind auch im unteren linken Bereich der Anzeige zwei Felder Option" 11 und "Messen" 12 zu erkennen. Der Cursor (Graphikzeiger) kann mit Hilfe des Multifunktionsbedienelements 2 zwischen diesen beiden Feldern hin- und herbewegt werden und durch Drücken einer der Tasten, z.B. "OK 1", kann der Benutzer in einen anderen Menübereich schalten oder durch Bestätigen des Feldes 12 eine neue Messung starten.

In Figur 3 ist die Datenanzeige 1 dargestellt, wie sie während eines Meßzyklusses das Meßschema mit den entsprechenden Komponenten darstellt. Die graphische Darstellung des Meßschemas erlaubt es dem Benutzer, das gewählte Meß- bzw. Prüfverfahren auf den ersten Blick zu überschauen.

Figur 4 zeigt die Datenanzeige 1 während sich der Leck-Meßcomputer in dem Menü für das Zurücksetzen der Zählerstände befindet. Der zweiten Zeile der Anzeige 1 ist zu entnehmen, daß es sich um die Zählerstände für das Programm 2, das vom Benutzer frei gewählt wurde, handelt. In dem Feld für die Zählerstände sind insgesamt drei Zähler aufgeführt, nämlich für die Gesamtzahl der Teile, für die Teile, die "in Ordnung" sind, d.h. für die keine Nachbearbeitung notwendig ist, und für die Teile, die "nicht in Ordnung" sind. Der Cursor läßt sich nun wieder mit dem Multifunktionsbedienelement 2 zwischen den "Resef'-Feldern 14 in der Datenanzeige 1 hin- und herbewegen und so den zurückzusetzenden Zähler auswählen. Nach dem Zurücksetzen der Zähler kann durch Anwählen der Felder "Menü" und "Messen" ein weiterer Vorgang, z.B. ein neuer Meßzyklus, ausgelöst werden.

In Figur 5 ist der typische Aufbau eines Meßprogramms zu erkennen. Dargestellt ist die Datenanzeige beim Programmieren eines Meßprogramms. In diesem Fall, dem Programm Nr. 4 mit dem Namen "Innomatec". Die einzelnen Meßparameter Füllzeit, Stabilisierzeit, Meßzeit, Entlüftungszeit, Fülldruck, Prüfdruck, Toleranz, Limit n.i.O. (Grenzwert), Offset, Volumen und Konstante können mit Hilfe der auswählbaren Felder im unteren Bereich der Datenanzeige 1 und des Multifunktionsbe-

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dienelements 2 eingegeben werden. Mit Hilfe der angegebenen Parameter ist ein kompletter Prüfzyklus definiert. In dem gezeigten Fall für Programm Nr. 4 "Innomatec" bedeutet dies, daß das zu prüfende Volumen über eine Zeit von 2,5 Sekunden mit einem Druck von 1,05 bar befüllt wird, danach über eine Zeit von 3 Sekunden eine Druckstabilisierung abgewartet wird, bevor über eine Meßzeit von 5 Sekunden der Prüfdruck erfaßt wird. Dabei soll der Prüfdruck 1,05 bar betragen, bei einer Toleranz von 0,05 bar und der Grenzwert für ein fehlerhaftes Teil beträgt 50 Pa Abweichung bezogen auf den vorgegebenen Prüfdruck von 1,05 bar. Nachdem wie in Figur 5 gezeigt, das Programm Nr. 4 definiert wurde, zeigt Figur 6 die Datenanzeige nach dem Durchlaufen des Programms. In der linken Spalte sind die Soll-Werte für den Prüfdruck, die Toleranz und den Grenzwert des Druckabfalls während der Messung aufgetragen. Auf der rechten Seite sind dem gegenübergestellt die Ist- - Werte für den Prüfdruck, die Leckrate und den Druckabfall. Nach jedem Durchlaufen des Meßprogramms wird der Gesamtzähler der Teile um 1 erhöht, und die Zählerstände für die Teile, die "in Ordnung" bzw. "nicht in Ordnung" sind, werden erhöht, je nachdem, ob für das entsprechende Teil der Grenzwert (Limit) für den Druckabfall überschritten wurde oder nicht. Wurde der Druckabfall überschritten, so blinkt die Anzeige 15 im rechten unteren Bereich der Datenanzeige 1 und warnt so den Benutzer. Zusätzlich läßt sich durch Anwählen des Feldes "Kurve" mit dem Multifunktionsbedienelement 2 der Druckverlauf während des Meßzyklusses, wie in Figur 2 graphisch gezeigt, darstellen.

Figur 7 zeigt die statistische Auswertung von 100 Messungen. Dabei erfolgt die Auswertung, wie in der Abbildung gezeigt, bezogen auf die jeweilige Schicht oder aber bezogen auf die insgesamt während eines vorgegebenen Zeitraums durchgeführten Messungen. Dabei wird von einer Gauß'schen Normalverteilung ausgegangen und der Mittelwert, die Standardabweichung, die Varianz, das Maximum, das Minimum und die Anzahl der Messungen ausgegeben.

Claims

1. Leck-Meßcomputer für Druckbereiche zwischen -1 bar Unterdruck und 100 bar Überdruck, der eine Einrichtung zum Erfassen des Drucks und der Zeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen zum Erfassen des Prüfdrucks, des Fülldrucks und der Füllzeit aufweist.

2. Leck-Meßcomputer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Erfassen einer Wartezeit (Stabilisierzeit) zwischen Druckbeaufschlagung oder Evakuierung und der Messung aufweist.

3. Leck-Meßcomputer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Erfassen der Meßzeit aufweist.

4. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Erfassen der Entlüftungszeit aufweist.

5. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Erfassen des Grenzwerts für Nacharbeit aufweist.

6. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Erfassen des Grenzwerts für Ausschuß aufweist.

7. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Erfassen des Volumens des zu messenden Körpers aufweist.

8. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Speichereinrichtung für Meß- bzw. Prüfprogramme aufweist.

9. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine vorzugsweise graphikfähige Datenanzeige (1) aufweist.

10. Leck-Meßcomputer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenanzeige (1) anwählbare Felder aufweist, über die der Ablauf von Programmen oder Programmteilen gesteuert werden kann und über die Daten in den Leck-Meßcomputer eingegeben werden können.

11. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Multifunktionsbedienelement (2) aufweist.

12. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen zum Vergleichen der erfaßten Meßwerte mit Sollwerten aufweist.

13. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen zum Anpassen mathematischer Funktionen an die erfaßten zeitabhängigen Meßwerte aufweist.

14. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen zum Bilden der Ableitungen der erfaßten zeitabhängigen Meßwerte aufweist.

15. Leck-Meßcomputer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er analoge und digitale Anschlüsse zur Steuerung von Druckmeßzyklen aufweist.