DE19713056C2 - Zerstörungsfreies Prüfverfahren für einen Polymer-Isolator und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zerstörungsfreies Prüfverfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung eines Befestigungsdefekts eines Polymer-Isolators mit einem FRP-Kern, einem äußeren Mantelabschnitt um den FRP-Kern und zumindest einem Metalle­ lement, das zumindest an einem Ende des FRP-Kerns befestigt ist.

Ein Polymer-Isolator mit einem FRP-Kern, einem äußeren Man­ telabschnitt bzw. Abdeckabschnitt um den FRP-Kern und zumin­ dest einem Metallelement, das zumindest an einem Ende des FRP-Kerns befestigt ist, ist allgemein bekannt vgl. Takeshi Ishihara et. al. = Aging Degradation of the Mechanical Properties of Composite Insulators and it's analytical Cyproacher, in IEEE Transactia on Power Delivern, Vol. 3, No. 1 January 1988, S. 317-324. Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels eines Polymer-Isolators, bei dem die Erfindung angewendet werden kann. In dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel weist ein Polymer-Isolator 51 einen FRP- Kern 52 und einen äußeren Mantelabschnitt 53 auf. Der äußere Mantelabschnitt 53 weist einen Mantelabschnitt 54 an der ge­ samten äußeren Oberfläche des FRP-Kerns 52 und eine Vielzahl von Vorsprüngen 55 auf, die aus dem Mantelabschnitt 54 vorra­ gen. Außerdem sind Metallelemente 56 an beiden Endabschnitten des FRP-Kerns 52 befestigt.

Im folgenden wird überprüft, ob der vorstehend beschriebene Polymer-Isolator 51 einen Zugfestigkeitstest auf der Grundla­ ge der IEC-Norm besteht. Zuerst wird ein vorausgehender Zug­ test für alle Polymer-Isolatoren 51 unter der Bedingung durchgeführt, daß eine daran angelegte Last 50% einer be­ stimmten mechanischen Last beträgt. Dann wird eine vorbe­ stimmte Anzahl von Polymer-Isolatoren 51, die den vorausge­ henden Zugtest bestanden haben, aus jeder Produktmenge hin­ sichtlich der Produktanzahl in der Produktmenge aufgenommen und einem Zug-Bruchlast-Test unterzogen. Demzufolge wird die Produktmenge, in der alle aufgenommenen Produkte einem Be­ zugswert genügen, als erfolgreiche Produktmenge bestimmt.

Das vorstehend beschriebene Prüfverfahren wird zur Zeit als sehr zuverlässig angesehen. Es besteht jedoch ein Problem da­ hingehend, ob das vorstehend beschriebene Prüfverfahren eine ausreichende Defekterfassung für eine Langzeitzuverlässigkeit liefern kann oder nicht. Wenn beispielsweise die Metallele­ mente 56 an beiden Enden des FRP-Kerns 52 befestigt werden, kann selbst bei dem Polymer-Isolator 51, der die vorstehend beschriebene Prüfung besteht, manchmal ein Mikro-Riß in dem FRP-Kern 52 erzeugt werden, der sich an einem inneren Ab­ schnitt des Metallelements 56 befindet. Das ergibt sich dar­ aus, daß Steuerungen einer Oberflächenrauhigkeit auf einer inneren Oberfläche des Metallelements 56 und ein Druckanlege­ verfahren nicht korrekt durchgeführt werden. Ein derartiger Mikro-Riß kann anhand der äußeren Erscheinung des Polymer- Isolators 51 nicht erfaßt werden, außer der Polymer-Isolator 51 wird auseinandergenommen. Somit ist die Durchführung einer zerstörungsfreien Messung für den Polymer-Isolator 51 erfor­ derlich. Daher wird zur Verbesserung der Zuverlässigkeit des Polymer-Isolators und zu dessen sicherer Verwendung über lan­ ge Zeit die Entwicklung eines Defektprüfverfahrens nach der Befestigung für den an einem inneren Abschnitt des Metallele­ ments angeordneten FRP-Kern verlangt.

Desweiteren kann in einem Extremfall, wenn die Oberflächen­ rauhigkeit auf einer inneren Oberfläche des Metallelements rauh und das Druckanlegeverfahren schlecht ist, der FRP-Kern 52 selbst manchmal in dem Metallelement 56 gebrochen werden. Befindet sich eine derartige Bruchposition des FRP-Kerns 52 an einem Eingangsabschnitt 56a des Metallelements 56, dann ist die Erfassung und Beseitigung eines derartig gebrochenen Polymer-Isolators im wesentlichen vollständig durch das vor­ stehend beschriebene Prüfverfahren möglich, da sich die Zug­ festigkeit aufgrund einer Verkleinerung eines Befestigungsbe­ reichs verringert. Befindet sich eine derartige Bruchposition jedoch an einem Zwischenabschnitt 56b oder einem unteren Ab­ schnitt 56c des Metallelements 56, dann erhöht sich die Zug­ festigkeit verglichen mit dem vorstehend angeführten Fall, da sich der verbleibende Befestigungsbereich von dem Zwischenab­ schnitt 56b zu dem unteren Abschnitt 56c verglichen mit den Eingangsabschnitt 56a allmählich vergrößert. In diesem Fall kann der an dem Zwischenabschnitt 56b und dem unteren Ab­ schnitt 56c gebrochene Polymer-Isolator manchmal das vorste­ hend beschriebene Prüfverfahren bestehen. Damit ein Bruch, der anhand der äußeren Erscheinung des Polymer-Isolators 51 auch nicht erfaßt werden kann, außer der Polymer-Isolator 51 wird auseinandergenommen, erfaßt werden kann, ist die Durch­ führung eines zerstörungsfreien Prüfverfahrens erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Beseiti­ gung der vorstehend beschriebenen Nachteile ein zerstörungs­ freies Prüfverfahren für einen Polymer-Isolator und eine Vor­ richtung zur Durchführung dieses Prüfverfahrens auszugestal­ ten, bei dem ein Befestigungsdefekt des Polymer-Isolators zerstörungsfrei gemessen werden kann.

Erfindungsgemäß umfaßt ein zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Prüfung eines Befestigungsdefekts eines Polymer-Isolators mit einem FRP-Kern, einem äußeren Mantelabschnitt um den FRP- Kern und zumindest einem Metallelement, das zumindest an ei­ nem Ende des FRP-Kerns befestigt ist, die Schritte Messen ei­ nes akustischen Emissionssignals, das bei der Befestigung des Metallelements an dem FRP-Kern unter Verwendung von Kompri­ mierungsplatten erzeugt wird, und im Verlauf Bestimmen, ob der Befestigungsdefekt erzeugt wird oder nicht, auf der Grundlage des akustischen Emissionssignals, vorzugsweise auf der Grundlage einer Summenereigniszahl und einer Oszillatios­ zahlrate.

Außerdem umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durch­ führung des zerstörungsfreien Prüfverfahrens einen bei den Komprimierungsplatten eingerichteten Akustik-Emissionssensor zur Messung eines akustischen Emissionssignals, eine Steuer­ schaltung zur Steuerung einer Bewegung der Komprimierungs­ platten und eines Daten-Aufnahme-Intervalls des Akustik- Emissionssensors, eine Signalverarbeitungsschaltung zur Ver­ arbeitung des akustischen Emissionssignals unter der Steue­ rung der Steuerschaltung, um einen Meßwert eines Bestimmungs­ parameters zu erhalten, eine Vergleichs- und Bestimmungs­ schaltung zur Bestimmung, ob der Befestigungsdefekt erzeugt wird oder nicht, indem ein tatsächlich gemessener Wert des von der Signalverarbeitungsschaltung erhaltenen Bestimmungs­ parameters mit einem Bezugswert des Bestimmungsparameters verglichen wird, der auf einem durch eine vorausgehende Mes­ sung des Bestimmungsparameters bezüglich eines tatsächlichen Polymer-Isolators mit der gleichen Dimension und dem gleichen Aufbau erhaltenen Muster beruht.

Erfindungsgemäß wird ein bei der Befestigung des Metallele­ ments an dem FRP-Kern erzeugter Ton als akustisches Emissi­ onssignal gemessen, wobei ein Befestigungsdefekt auf der Grundlage des gemessenen akustischen Emissionssignals be­ stimmt wird. Dadurch ist es möglich, den Befestigungsdefekt im Verlauf zu erfassen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel eines zerstörungsfreien Prüfverfahrens für einen Polymer-Isolator,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des zerstörungsfreien Prüfver­ fahrens,

Fig. 3 eine graphische Darstellung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, die die Veränderung eines Befestigungs­ drucks während eines Befestigungsschritts darstellt,

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Beschreibung eines Prüfkörpers, bei dem ein Defekt simuliert wird,

Fig. 5 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Summenereigniszahl und einem FRP-Rißbereich eines Prüf­ körpers, bei dem ein Defekt simuliert wird,

Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung ei­ nes Meßergebnisses einer Oszillationszahlrate für den Prüf­ körper, bei dem ein Defekt simuliert wird, und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Polymer-Isolators, bei dem die Erfindung angewendet wird.

Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel eines zerstörungsfreien Prüfverfahrens für einen Polymer- Isolator. Zuerst wird ein (auch als AE-Signal bezeichnetes) akustisches Emissionssignal gemessen, wenn ein Metallelement unter Verwendung von Komprimierungsplatten an einem FRP-Kern befestigt wird. Dann wird das gemessene akustische Emissions­ signal verarbeitet, um vorzugsweise eine Summenereigniszahl bzw. Endereigniszahl oder eine Oszillationszahlrate zu erhalten. Schließ­ lich wird ein Meßwert einer tatsächlich gemessenen Summe­ nereigniszahl oder einer tatsächlich gemessenen Oszillations­ zahlrate mit einem Bezugswert verglichen, der auf einem Mu­ ster beruht, das durch eine vorausgehende Messung der Summe­ nereigniszahl oder der Oszillationszahlrate bezüglich eines tatsächlichen Polymer-Isolators erhalten wird, der vorzugs­ weise die gleiche Dimension und den gleichen Aufbau wie der zu messende Polymer-Isolator aufweist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Verwendung der Summe­ nereigniszahl oder der Oszillationszahlrate als Bestimmungs­ parameter bevorzugt, jedoch kann auch ein anderer aus dem akustischen Emissionssignal erhaltener Bestimmungsparameter verwendet werden, falls dieser eine hohe Korrelation mit ei­ ner Dimension des Defekts hat.

Der Grund für die bevorzugte Verwendung der Summenereignis­ zahl und der Oszillationszahlrate als Bestimmungsparameter liegt darin, daß sie zur Erfassung des Befestigungsdefekts, der das Meßziel der Erfindung darstellt, unter Verwendung des akustischen Emissionssignals wirksam sind. Das heißt, der in dem Befestigungsschritt erzeugte Befestigungsdefekt wird grob in einen FRP-Riß, bei dem ein Mikro-Riß in dem FRP-Kern auf­ grund eines allmählichen Anschnitts von Glasfasern in dem FRP-Kern erzeugt wird, und einen FRP-Bruch klassifiziert, bei dem der FRP-Kern aufgrund eines plötzlichen Abschneidens ei­ ner großen Anzahl von Glasfasern in dem FRP-Kern gebrochen wird. Da der Signalverlauf eines akustischen Emissionssignals im Fall des FRP-Risses eine niedrige Amplitude und eine kon­ tinuierliche Form aufweist, ist die Summenereigniszahl, die eine Anzahl von Erzeugungen akustischer Emissionssignale an­ zeigt, als Bestimmungsparameter zur Bestimmung der Merkmale wirksam. Da der Signalverlauf des akustischer Emissions­ signals im Fall des FRP-Bruchs eine hohe Amplitude und eine abrupte Formänderung verglichen mit der bei dem FRP-Riß aufweist, ist andererseits die Oszillationszahlrate, die eine Oszillations­ anzahl pro Ereignis des akustischen Emissionssignals anzeigt, als Bestimmungsparameter zur Bestimmung der Merkmale wirksam.

Ein Ausführungsbeispiel eines zu messenden Polymer-Isolators gleicht dem in Fig. 7 gezeigten bekannten Polymer-Isolator. In Fig. 7 wird bei dem Polymer-Isolator ein massiver FRF-Kern verwendet, es ist jedoch auch möglich, das zerstörungsfreie Prüfverfahren bei einem hohlen Polymer-Isolator anzuwenden, bei dem ein zylindrischer FRP-Kern verwendet wird, falls die Metallelemente an beiden Endabschnitten des zylindrischen FRP-Kerns wie vorstehend beschrieben befestigt werden.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur zerstörungsfreien Messung des Polymer- Isolators. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Befestigungsvorrichtung, 2-1 bis 2-6 bezeichnen Komprimierungsplatten, 5 bezeichnet einen Sensor für ein akustisches Emissionssignal (AE-Signal) bzw. einen Akustik-Emissionssensor (AE-Sensor), 6 bezeichnet eine Steuerschaltung, 7 bezeichnet eine Signalverarbeitungs­ schaltung, 8 bezeichnet eine Vergleichs- und Bestimmungs­ schaltung, und 9 bezeichnet einen Ergebnisanzeigeabschnitt. In der Befestigungsvorrichtung 1 können die sechs Komprimie­ rungsplatten 2-1 bis 2-6 gleichmäßig einen Druck an ein um einen FRP-Kern 3 angeordnetes Metallelement 4 mit einer zy­ lindrischen Form anlegen, um das Metallelement 4 an dem FRP- Kern 3 zu befestigen und festzumachen. Der AE-Sensor 5 zur Messung des während des Befestigungsschritts erzeugten aku­ stischen Emissionssignals ist bei der Komprimierungsplatte 2-1 eingerichtet.

Die Steuerschaltung 6 wird zur Steuerung von Bewegungen der Komprimierungsplatten 2-1 bis 2-6 und zur Übertragung eines Triggersignals zu der Signalverarbeitungsschaltung 7 verwen­ det. Das durch den AE-Sensor 5 gemessene akustische Emissi­ onssignal (AE-Signal) wird der Signalverarbeitungsschaltung 7 zugeführt. In der Signalverarbeitungsschaltung 7 wird ein Meßintervall des von dem AE-Sensor 5 zugeführten AE-Signals auf das von der Steuerschaltung 6 zugeführte Triggersignal hin gesteuert. Das heißt, das von dem AE-Sensor 5 zugeführte AE-Signal wird nur während des Intervalls von einem einge­ schalteten Triggersignal (Trigger-EIN-Signal) bis zu einem ausgeschalteten Triggersignal (Trigger-AUS-Signal) entnommen bzw. aufgenommen. Des weiteren wird das somit aufgenommene AE-Signal zum Erhalten der Summenereigniszahl verarbeitet. Die somit erhaltene Summenereigniszahl ist die Anzahl von Er­ eignissen, wenn der AE-Signal-Aufnahmevorgang beendet ist.

Die in der Signalverarbeitungsschaltung 7 erhaltene Summe­ nereigniszahl wird der Vergleichs- und Bestimmungsschaltung 8 zugeführt. In der Vergleichs- und Bestimmungsschaltung 8 wird die von der Signalverarbeitungsschaltung 7 zugeführte somit gemessene Summenereigniszahl mit einem durch eine vorausge­ hende Messung der Summenereigniszahl bezüglich eines tatsäch­ lichen Polymer-Isolators bestimmten Bezugswert der Summe­ nereigniszahl verglichen. Falls in diesem Vergleichsschritt die gemessene Summenereigniszahl größer als der Bezugswert der Summenereigniszahl ist, wird ein Befestigungsdefekt be­ stimmt. Falls andererseits die gemessene Summenereigniszahl kleiner als der Bezugswert der Summenereigniszahl ist, wird kein Befestigungsdefekt bestimmt. Schließlich wird das aus der Vergleichs- und Bestimmungsschaltung 8 erhaltene Ergebnis auf dem Ergebnisanzeigeabschnitt 9, wie einer Kathodenstrahl­ röhre (CRT), einem Drucker und dergleichen, angezeigt. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Summenereigniszahl als Bestimmungsparameter verwendet, jedoch können die gleichen Verarbeitungsvorgänge gemäß dem vorste­ hend beschriebenen Ausführungsbeispiel auch bei einer Vor­ richtung zur zerstörungsfreien Messung angewendet werden, bei der die Oszillationszahlrate als Bestimmungsparameter verwen­ det wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann bevorzugt beispielsweise ein von NF Circuit Design Block Co., Ltd. hergestelltes AE- Meßsystem (Produktname: MUSIC) verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung eines Beispiels der Veränderung des Befestigungsdrucks in dem Befestigungsschritt gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel wird der Befestigungsdruck der Komprimie­ rungsplatten 2-1 bis 2-6 allmählich erhöht und dann für 8 Se­ kunden konstant gehalten. Wird dann der Signalverarbeitungs­ schaltung 7 das Trigger-EIN-Signal von der Steuerschaltung 6 zugeführt, beginnt der Aufnahmevorgang des AE-Signals durch den AE-Sensor 5. Wird der Signalverarbeitungsschaltung 7 das Trigger-AUS-Signal von der Steuerschaltung 6 zugeführt, wird der Aufnahmevorgang des AE-Signals durch den AE-Sensor 5 be­ endet.

In Fig. 3 wird im Fall der Verwendung der Summenereigniszahl als Bestimmungsparameter das Trigger-EIN-Signal zu Beginn ei­ nes Druckhalteintervalls und das Trigger-AUS-Signal am Ende des Druckhalteintervalls erzeugt. Außerdem ist das Druckhalt­ eintervall von dem Trigger-EIN-Signal bis zu dem Trigger-AUS- Signal auf 8 Sekunden eingestellt, und das AB-Signal wird nur während des Druckhalteintervalls von 8 Sekunden aufgenommen. Der Grund für die Aufnahme des AE-Signals nur während des Druckhalteintervalls im Fall der Verwendung der Summenereig­ niszahl als Bestimmungsparameter ist folgender. Ein Rauschen aufgrund einer mechanischen Bewegung der Komprimierungsplat­ ten oder dergleichen während eines Druckerhöhungszustand in dem Befestigungsschritt ist größer als ein Geräusch oder ein Ton von Rißerzeugungen in dem FRP-Kern. Dagegen ist ein der­ artiges Rauschen während eines Druckhaltezustands klein. Falls daher das AE-Signal nur während des Druckhalteinter­ valls aufgenommen wird, ist der Erhalt des AE-Signals mit ge­ ringem Rauschen möglich. Demzufolge ist die Durchführung des zerstörungsfreien Prüfverfahrens auf genaue Art und Weise möglich.

Ferner wird mit Bezug auf Fig. 3 im Fall der Verwendung der Oszillationszahlrate als Bestimmungsparameter das Trigger- EIN-Signal zu Beginn eines Druckanlegevorgangs und das Trig­ ger-AUS-Signal am Ende des Druckhalteintervalls erzeugt. Der Grund dafür ist, daß ein Bruch des FRP-Kerns manchmal während des Druckerhöhungszustands von dem Beginn des Druckanlegevor­ gangs erzeugt wird. Außerdem ist die Anzahl der Oszillationen des AE-Signals aufgrund dieses Bruchs größer als die des vor­ stehend angeführten Rauschens, wodurch die Bestimmung des Bruchs des FRP-Kerns ohne Beeinflussung durch das vorstehend angeführte Rauschen möglich ist, falls der Bruch unter Ver­ wendung der Oszillationszahlrate als Bestimmungsparameter klassifiziert wird.

Dann wird zur Untersuchung einer Beziehung zwischen einem Be­ reich des FRP-Risses und der Summenereigniszahl ein Prüfkör­ per, bei dem ein Defekt simuliert wird, und einem Ergebnis der Messung der Summenereigniszahl bezüglich des vorstehend angeführten Prüfkörpers beschrieben. Zuerst wurde zur Ausbil­ dung des Prüfkörpers, bei dem der Defekt simuliert wird, ein FRP-Kern 3 aus Einweg-verformbarem FRP mit einem Durchmesser von 16 mm in einen hohlen Abschnitt eines Metallelements 4 aus unlegiertem Stahl bzw. Kohlenstoffstahl für ein Bauele­ ment mit einem Innendurchmesser von 16 mm und einem Außen­ durchmesser von 28 mm eingefügt, wie es in Fig. 4a gezeigt ist. In diesem Fall wurde ein Defekt 11 an einer inneren Oberfläche des Metallelements an Abschnitten ausgebildet, die den Komprimierungsplatten 2-1 und 2-4 gegenüberliegen, die jeweils eine Verbindungsoberflächenbreite von 20 mm aufwei­ sen. Außerdem wurden Prüfkörper zu fünf Gruppen, wie in Ta­ belle 1 dargestellt, durch Steuerung der Breite A und der Tiefe B des Defekts 11, wie in Fig. 4B gezeigt, hergestellt.

Tabelle 1

Dann wurde der Befestigungsvorgang auf die in Fig. 3 gezeigte Art und Weise unter Verwendung der Komprimie­ rungsplatten 2-1 bis 2-6 der Vorrichtung zur zerstörungsfrei­ en Messung mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau durchgeführt und die Summenereigniszahl nur während des Druckhalteinter­ valls von 8 Sekunden gemessen. Als Folge davon wurde das in Fig. 5 gezeigte Ergebnis aus insgesamt 50 Prüfkörper erhal­ ten.

Aus dem in Fig. 5 gezeigten Ergebnis ist ersichtlich, daß ein FRP-Rißbereich, der den gesamten Bereich von auf einer Ober­ fläche des FRP-Kerns 3 erzeigten Rissen bezeichnet, stark mit der Summenereigniszahl korreliert ist und es somit möglich ist, den in dem FRP-Kern 3 erzeugten FRP-Rißbereich durch Messung der Summenereigniszahl zu messen. Infolgedessen ist es also möglich, die zerstörungsfreie Messung für den Poly­ mer-Isolator unter Verwendung eines Bezugswerts der Summe­ nereigniszahl durchzuführen, der auf der Grundlage eines durch eine vorausgehende Messung der Summenereigniszahl be­ züglich eines tatsächlichen Polymer-Isolators erhaltenen Mu­ sters bestimmt wird.

Falls die Beziehung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, vorausge­ hend von dem tatsächlichen Polymer-Isolator ausgebildet wird und die tatsächliche zerstörungsfreie Messung unter der Be­ dingung durchgeführt wird, daß die Summenereigniszahl von 1000 als Bezugswert angenommen wird, ist die Bestimmung da­ hingehend möglich, ob der Befestigungsdefekt erzeugt wird oder nicht. Das heißt, wenn unter Verwendung eines FRP- Rißbereiches von 3 mm² als Schwellenwert die Summenereignis­ zahl kleiner als der Schwellenwert ist, wird geprüft, daß der Befestigungsdefekt nicht aufgrund des FRP-Risses erzeugt wird, und wenn die Summenereigniszahl größer als der Schwel­ lenwert ist, wird geprüft, daß der Befestigungsdefekt auf­ grund eines FRP-Risses erzeugt wird. Falls die vorstehend be­ schriebene Summenereigniszahl als Bezugswert verwendet wird, wird in diesem Fall bestätigt, daß die zerstörungsfreie Mes­ sung des Polymer-Isolators erfolgreich durchgeführt wurde.

Zur Untersuchung einer Beziehung zwischen dem FRP-Bruch und der Oszillationszahlrate wird ein Ergebnis einer Messung der Oszillationszahlrate als Bestimmungsparameter bezüglich des Prüfkörpers beschrieben, bei dem der Defekt simuliert wird. Zuerst werden der FRP-Kern 3 und das Metallelement 4 mit der gleichen Dimension wie bei dem vorstehend beschriebenen Aus­ führungsbeispiel ausgebildet. Bei zehn Prüfkörpern von diesen wurde ein gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispiel größerer Defekt peripherisch an einer inneren Ober­ fläche des Metallelements 4 ausgebildet. Dann wurde der Befe­ stigungsvorgang auf die in Fig. 3 gezeigte Art und Weise unter Verwendung der Komprimierungsplatten 2-1 bis 2-6 der Vorrichtung zur zerstörungsfreien Messung mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau durchgeführt und die Oszillations­ zahlrate vom Beginn des Druckanlegevorgangs bis zum Ende des Druckhalteintervalls gemessen. In diesem Fall wurde ein grö­ ßerer Druck als der während des in Fig. 3 gezeigten Druck­ halteintervalls an einen Teil der Prüfkörper angelegt. Danach wurden der FRP-Kern 3 und das Metallelement 4 aufgeschnitten, um zu bestimmen, ob ein FRP-Bruch erzeugt wurde oder nicht. Die Ergebnisse für alle 391 Prüfkörper sind in Fig. 6 darge­ stellt.

Aus dem in Fig. 6 gezeigten Ergebnis ist ersichtlich, da so­ wohl aufgrund des Defekts an der inneren Oberfläche des Me­ tallelements als auch aufgrund eines äußerst hohen Drucks ge­ brochene Prüfkörper eine höhere Oszillationszahlrate als die Prüfkörper ohne FRP-Bruch zeigen, daß die Bestimmung durch Messung der Oszillationszahlrate dahingehend möglich ist, ob der FRP-Bruch erzeugt wird oder nicht. Es ist also ersicht­ lich, daß die Durchführung der zerstörungsfreien Messung für den Polymer-Isolator unter Verwendung eines Bezugswerts der Oszillationszahlrate möglich ist, der auf der Grundlage eines durch vorausgehende Messung der Oszillationszahlrate bezüg­ lich eines tatsächlichen Polymer-Isolator erhaltenen Musters bestimmt wird. Falls die in Fig. 6 gezeigte Beziehung voraus­ gehend aus dem tatsächlichen Polymer-Isolator gebildet und die zerstörungsfreie Messung unter der Bedingung durchgeführt wird, daß die Oszillationszahlrate von 4,5 × 10⁵ Anzahl/Ereignis als Bezugswert angenommen wird, ist daher die Be­ stimmung dahingehend möglich, ob der FRP-Bruch erzeugt wird oder nicht. Falls die vorstehend beschriebene Oszillations­ zahlrate als Bezugswert verwendet wird, wird in diesem Fall bestätigt, daß die zerstörungsfreie Messung des Polymer- Isolators erfolgreich durchgeführt wurde.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist es mit der Erfindung möglich, da ein bei der Befestigung des Me­ tallelements an dem FRP-Kern erzeugtes Geräusch als akusti­ sches Emissionssignal gemessen und ein Befestigungsdefekt auf der Grundlage des gemessenen akustischen Emissionssignals be­ stimmt wird, einen Befestigungsdefekt im Verlauf zu erfassen.

Das erfindungsgemäße zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Prü­ fung eines Befestigungsdefekts eines Polymer-Isolators mit einem FRP-Kern, einem äußeren Mantelabschnitt um den FRP-Kern und zumindest einem Metallelement, das zumindest an einem En­ de des FRP-Kerns befestigt ist, enthält die Schritte Messen eines akustischen Emissionssignals, das bei der Befestigung des Metallelements an dem FRP-Kern unter Verwendung von Komm­ primierungsplatten erzeugt wird, und Bestimmen auf der Grund­ lage des akustischen Emissionssignals im Verlauf, ob der Be­ festigungsdefekt erzeugt wird oder nicht. Desweiteren führt die offenbarte Vorrichtung das vorstehend beschriebene zer­ störungsfreie Prüfverfahren durch.

Claims (7)

1. Zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Prüfung eines Befesti­ gungsdefekts eines Polymer-Isolators mit einem BRD-Kern (3), einem äußeren Mantelabschnitt um den FRP-Kern (3) und zumin­ dest einem Metallelement (4), das zumindest an einem Ende des FRP-Kerns (3) befestigt ist, gekennzeichnet durch die Schritte
Messen eines akustischen Emissionssignals, das bei der Befestigung des Metallelements (4) an dem FRP-Kern (3) unter Verwendung von Komprimierungsplatten (2-1 bis 2-6) erzeugt wird, und
Bestimmen auf der Grundlage des akustischen Emissions­ signals im Verlauf, Ob der Befestigungsdefekt erzeugt wird oder nicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung unter Verwendung der Komprimierungsplatten (2-1 bis 2-6) durch Konstanthalten eines an das Metallelement (4) angelegten Drucks für mehrere Sekunden durchgeführt wird, um das akustische Emissionssignal nur während eines Druck­ halteintervalls zu messen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsdefektbestimmung unter Verwendung einer Sum­ menereigniszahl des akustischen Emissionssignals als Bestim­ mungsparameter auf eine derartige Weise durchgeführt wird, daß eine tatsächlich gemessene Summenereigniszahl mit einem Bezugswert der Summenereigniszahl verglichen wird, der auf der Grundlage eines durch vorausgehende Messung der Summe­ nereigniszahl bezüglich eines tatsächlichen Polymer-Isolators erhaltenen Musters bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsdefektbestimmung unter Verwendung einer Os­ zillationszahlrate des akustischen Emissionssignals als Be­ stimmungsparameter auf eine derartige Weise durchgeführt wird, daß eine tatsächlich gemessene Oszillationszahlrate des akustischen Emissionssignals mit einem Bezugswert der Oszil­ lationszahlrate verglichen wird, der auf der Grundlage eines durch eine vorausgehende Messung der Oszillationszahlrate be­ züglich eines tatsächlichen Polymer-Isolators erhaltenen Mu­ sters bestimmt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des zerstörungsfreien Prüf­ verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
einen bei den Komprimierungsplatten (2-1 bis 2-6) einge­ richteten Akustik-Emissionssensor (5) zur Messung eines aku­ stischen Emissionssignals,
eine Steuerschaltung (6) zur Steuerung einer Bewegung der Komprimierungsplatten (2-1 bis 2-6) und eines Datenauf­ nahmeintervalls des Akustik-Emissionssensors (5),
eine Signalverarbeitungsschaltung (7) zur Verarbeitung des akustischen Emissionssignals unter der Steuerung der Steuerschaltung (6), um einen Meßwert des Bestimmungsparame­ ters zu erhalten,
eine Vergleichs- und Bestimmungsschaltung (8) zur Be­ stimmung, ob der Befestigungsdefekt erzeugt wird oder nicht, indem ein von der Signalverarbeitungsschaltung (7) erhaltener tatsächlich gemessener Wert des Bestimmungsparameters mit ei­ nem Bezugswert des Bestimmungsparameters verglichen wird, der auf einem durch eine vorausgehende Messung des Bestimmungspa­ rameters bezüglich eine tatsächlichen Polymer-Isolators er­ haltenen Muster beruht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestimmungsparameter eine Summenereigniszahl des akusti­ schen Emissionssignals ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestimmungsparameter eine Oszillationszahlrate des aku­ stischen Emissionssignals ist.