Risstiefenmessgerät

RMG 4015

Auch zur Messung
schräger Risse geeignet! 



  Neu!
Materialkennlinie mit
Mehrpunkt-Materialkorrektur 
  Neu!

Technische Daten Prospekt
Bestellinformationen

   Besonderheiten des Messgeräts

RMG 4015 mit Sonde für die Schrägrissmessung

Über die RS232-Schnittstelle können Messprotokolle direkt über einen Kleindrucker ausgedruckt werden. Über die dieselbe Schnittstelle kann das Gerät mit einem PC kommunizieren. Dafür steht das unter Windows lauffähige PC-Programm STATWIN 2002 zur Verfügung, mit dem die Messwerte nicht nur übernommen, sondern auch verwaltet und grafisch dargestellt werden können. Außerdem lassen sich damit Prüfberichte und sonstige Dokumentationen anfertigen.
 

   Physikalischer Hintergrund der Risstiefenmessung

Die Risstiefenfestlegung mit der Potentialsondenmethode basiert auf die Messung des elektrischen Widerstandes zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche eines metallischen Werkstückes. Wenn es einen Riss zwischen diesen zwei Punkten gibt, ist der elektrische Widerstand höher als bei einer rissfreien Oberfläche. Der Widerstand wächst mit der unbekannten Risstiefe. Bei dieser neuen Herangehensweise wird eine Vierpoltechnik verwendet:

Prinzip der Risstiefenmessung mit Potentialsonden

Zwei Strompole S1 und S2 erzwingen einen Konstantstrom durch das Werkstück. Die Spannung U wird zwischen den anderen zwei Messpolen M1 und M2 gemessen und ist proportional zum elektrischen Widerstand zwischen ihnen. Deswegen hängt die Spannung U in einer charakteristischen Weise von der unbekannten Risstiefen h, der bekannten Abständen zwischen den Messpolen 2a und den Strompolen 2s und den elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Materials ab.

Bei Wechselstrom (AC) verschiebt der Skineffekt das elektrische Feld und die Stromlinien in einen Bereich unterhalb der Oberfläche. Desgleichen wird die Stromdichte erhöht. Die folgende Formel gibt die Eindringtiefe in Bezug auf die Frequenz und die Materialeigenschaften an.


Risstiefenbestimmung mit der Potentialsondenmethode

Je höher die Frequenz, um so ausgeprägter ist dieser Effekt, d.h. der Strom wird entlang den Rissoberflächen fließen. Wie bei einem Draht mit reduziertem Querschnitt kann eine Zunahme des Widerstandes beobachtet werden. Für Gleichstrom (DC) entsteht kein Skineffekt und der Strom folgt dem Weg des niedrigsten Widerstands, der der kürzesten geometrischen Entfernung entspricht.

Für eine genaue Risstiefenfestlegung mit niedrigen Messströmen muss Wechselstrom benutzt werden. Niedrige Stromstärken verhindern das Verbrennen von Kontaktflächen und schützen so die Werkstückoberfläche und die Strompole. Zusätzlich wird der Stromverbrauch - wichtig für Batteriebetrieb - erheblich reduziert.

Weil der Skineffekt den Spannungsabfall über dem Riss vergrößert, kann der wirksame Strompfad zwischen den Polen im Vergleich zu konventionellen Geräten reduziert werden. Das führt dazu, dass kleinere und besser handhabbare Sonden benutzt werden können, die gleichzeitig für eine hohe Auflösung und Genauigkeit sorgen. Sogar Risse in Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, z.B. Edelstahl oder Aluminium, können jetzt gemessen werden.
 

   Nachteile konventioneller Geräte

   Neue Sonden für die Risstiefenmessung

Die neuen Sonden von KARL DEUTSCH sind im allgemeinen mit vier Polen bestückt. Vier Jahrzehnte Erfahrung und die kontinuierliche Entwicklung der Risstiefenmessung haben zu unserem jüngsten Patent geführt: DE3828552C2! Gerade und abgewinkelte Sonden sind erhältlich. Bei der geraden Sonde sind die Kontaktpole quadratisch angeordnet und ermöglichen dadurch die Messung auf kleinen oder gebogenen Oberflächen.


Lineare und quadratische Anordnung von
Strompolen (S) und Messpolen (M)

Im Gegensatz zur linearen Polanordnung mit sich außerhalb befindenden Strompolen muss die Sonde so aufgesetzt werden, dass sich der Riss in der Mitte zwischen Mess- und Strompolen befindet. In diesem Fall wird der Spannungsabfall nur ein paar Millimeter neben dem Strompfad gemessen. Strom- und Messpole bestehen aus gefederten, spitzengehärteten und vergoldeten Kontaktnadeln. Sie garantieren optimalen elektrischen Kontakt und benötigen nur einen geringen Anpressdruck.


Gerade Risstiefensonde

Die abgewinkelte Sonde hat einen prismenförmiges Auflagebereich, der sicherstellt, dass die Kontaktnadeln nur mit ihrer Federkraft auf die Oberfläche gepresst werden. Für jede Nadel wird für die Messung ein gleichbleibender Druck erzeugt und liefert so  zuverlässige Ergebnisse. Die prismatische Form des Aufsetzbereichs macht die Positionierung auf gekrümmten Oberflächen (z.B. Rohren) leichter. Die abgewinkelte Sonde kann auch auf den Innenwänden von Rohren oder anderen schwer zugänglichen Werkstückoberflächen positioniert werden.

Abgewinkelte Risstiefensonde

Die Kontaktnadeln können ohne Werkzeuge ausgewechselt werden: Wenn sie verschlissen sind, werden sie aus den Führungen der Sonde gezogen und durch neue ersetzt. Die Sonden selbst sind wartungsfrei. Für raue oder oxidierte Oberflächen sind selbstdrehende Kontaktnadeln die optimale Lösung: Sie drehen sich beim Aufsetzen um ihre eigene Achse. Dadurch wird ein Loch in eine dünne, nichtleitende Oberfläche gedrückt und sorgt dabei für einen sicheren Kontakt zum leitfähigen Grundwerkstoff.


Auswechselbare vergoldete Kontaktstifte
mit Einsetzwerkzeug

Der eingebaute elektronische Schaltkreis in der Sonde enthält einen Vorverstärker. Damit wird das gemessene Signal sicher zum Instrument übertragen. Zusätzlich verfügt die Sonde über eine Speichereinheit. In ihr sind die individuellen Sondendaten und die Materialkennwerte gespeichert.

Eingebauter Schaltkreis: Vorverstärker und
Kennlinienspeicher
 

   Messen mit dem RMG 4015

Jedes RMG 4015 wird mit einem Kontrollkörper ausgeliefert, der über einen künstlichen Riss mit kontinuierlich von 0 mm bis 10 mm ansteigender Risstiefe verfügt. Dadurch kann der Benutzer das Instrument und die Sondenkalibrierung während der Prüfungen überprüfen. Abweichungen durch verschlissene Sondennadeln oder extreme Temperaturen können durch eine Rekalibrierung ausgeglichen werden. Die korrigierten Werte werden dann im Sondenspeicher abgelegt.

Die Umwandlung der gemessenen Spannungen in Risstiefen wird vom Mikroprozessor durchgeführt, der das RMG 4015 steuert. Zu diesem Zweck werden im Gerät werksmäßig vorgegebene Kalibriertabellen gespeichert. Vor einer Messung wird die Sonde auf einen rissfreien Bereich des Werkstückes gesetzt. Die gemessene Spannung wird mit den gespeicherten Werten des Kalibriertabellen verglichen. Die individuellen Merkmale des Materials werden ermittelt und vom Mikroprozessor benutzt, um die genaue Risstiefe für die nachfolgenden Messung zu bestimmen.

Die Messung selbst wird vom Mikroprozessor überwacht. Fehlbedienungen aufgrund unzureichenden Polkontaktes, falschen Aufsetzens oder Sondenbewegung wird so vermieden. Deswegen sind falsche Ergebnisse nahezu unmöglich. Auch eine optimale Reproduzierbarkeit der Messungen (+/- 0.1 mm für 100 mm Risstiefe) wird so erreicht. Sogar Stähle mit wenig oder keiner Permeabilität (z.B. Austenit) oder Nichteisen-Metalle mit höherer elektrischer Leitfähigkeit (z.B. Aluminium oder Messing), die schwieriger zu prüfen sind, können mit hinreichender Genauigkeit gemessen werden.
 

   Technische Details des RMG 4015

Der Strom durch das Werkstück beträgt, wie bei anderen konventionellen Instrumenten, 500 mA. Aber im Gegensatz zu den konventionellen Geräten, bei denen der Strom fließt, so lange die Sonde aufgesetzt ist, wird beim RMG 4015 der Strom als Puls von ein paar Millisekunden Dauer für jede Messung erzeugt. Die Wiederholfrequenz erlaubt ungefähr eine Messung pro Sekunde. Die Anzeige wird entsprechend aktualisiert. Dadurch kann das batteriebetriebene Gerät bis zu 12 Stunden mit dauerhaft aufgesetzter Sonde messen. Falls Akkumulatoren eingesetzt sind, muss das Gerät nicht geöffnet werden. Diese wieder aufladbaren "Batterien" können mit einer externen Ladeinheit nachgeladen werden während die Batterien im Gerät verbleiben.

Über die Tastatur können die wichtigsten Messfunktionen des Geräts direkt erreicht werden. Weitere Parameter sind über das Bedienmenü zugänglich. Die Parameter werden in eindeutiger Sprache angezeigt (Englisch oder Deutsch möglich). Deswegen ist die Bedienung einfach und unkompliziert wie bei einem konventionellen Wand- oder Schichtdickenmessgeräte.

Der Datenlogger des Instrumentes kann bis zu 3850 Messungen speichern, die in bis zu 300 getrennte Batches aufgeteilt werden können. Die eingebaute Echtzeituhr zeichnet automatisch Datum und Zeit einer Messung auf. Die Messungen können über die serielle Schnittstelle gedruckt werden. Die gleiche Schnittstelle erlaubt auch die Kommunikation mit einem PC. Für diesen Zweck ist das WINDOWS-basierte Programm STATWIN 2002 erhältlich. Es ermöglicht nicht nur die Übertragung, sondern stellt auch die Datenverarbeitung und Graphikanzeige von Messwerten zur Verfügung. Zusätzlich stehen Prüfprotokolle und andere Arten von Dokumentation zur Verfügung.

Als PDF-Datei steht ein ausführliches Datenblatt von STATWIN 2002 zum Download zur Verfügung.

Die Risstiefenmessung über das Potentialsondenprinzip, bis jetzt begleitet von vielen Unsicherheiten, wird durch das RMG 4015 in eine zuverlässige und benutzerfreundliche Messmethode verwandelt. Die Reduzierung auf Taschenformat (83 mm x 151 mm x 35 mm), die einfache Sondenbedienung, das benutzerfreundliche Programm und der niedrige Preis machen das RMG 4015 zu einem preiswerten, einfachen und zuverlässigen Prüfinstrument, das auch eine nützliche Ergänzung zur Magnetpulver- und Eindringprüfung  darstellt. Sein Einsatz ist immer dann empfehlenswert, wenn für größere oder teure Werkstücke eine Umarbeitung erforderlich ist, oder wenn die Rissbildung (z.B. in Fertigungsstraßen) überwacht werden muss.

NEU: Ab sofort sind alle RMG 4015 ohne Aufpreis mit einer Mehrpunkt-Materialkorrekturfunktion ausgestattet. Der Anwender ist damit in der Lage, anhand von einfach anzufertigenden Teststücken, die nur einige Sägeschnitte unterschiedlicher Tiefe haben müssen, eine individuelle und für den jeweiligen Werkstoff exakt passende Werkstoff-Kennlinie aufzunehmen und im Gerät dauerhaft zu speichern. Solche "Sonderkennlinien" konnten bisher nur vom Hersteller im Gerät einprogrammiert werden. Die Mehrpunkt-Materialkorrekturfunktion ermöglicht daher nunmehr zuverlässige Messungen auch an solchen Werkstoffen, die aufgrund ihrer ungewöhnlichen magnetischen und elektrischen Eigenschaften bislang als schwierig galten.
Ältere Geräte werden auf Wunsch im Rahmen einer QM-Wiederholungsprüfung mit der neuen Mehrpunkt-Materialkorrekturfunktion nachgerüstet. 
 

   Bestellinformationen

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