CN118190821A - 用于测试材料接合部或材料化合物的方法和装置以及计算机程序、装置的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于测试材料接合部或材料化合物的方法和设备，其具有至少以下步骤：(a)提供包括经由材料接合部连接的至少两个部件的待测试的布置，(b)利用来自激光光源的激光脉冲在所提供的待测试的布置中的至少一个部件中激发声波，(c)利用无膜光学麦克风检测与所提供的待测试的布置相邻的气体层中的超声波，(d)通过确定检测到的超声波的声压变化来评估超声波。随后是e)基于发生的具有第一平面外偏转的对称模式向具有第二平面外偏转的非对称模式的模式转换，以及/或者基于材料接合部中的谐振频率下的声驻波，评估相应的材料接合部。

Description

用于测试材料接合部或材料化合物的方法和装置以及计算机 程序、装置的用途
本发明涉及根据权利要求1所述的用于测试材料接合部或材料化合物的方法、根据权利要求10所述的用于测试材料接合部或材料化合物的测试装置、根据权利要求14所述的计算机程序以及根据权利要求15所述的测试装置的用途。
背景技术
在不同的行业中，需要对生产的产品进行持续的质量控制。在一些行业中，特别地出于安全原因，每个和每件产品必须被检测，使得保证例如不存在隐藏的裂纹、夹杂物或其他材料缺陷。如果存在两种材料之间的适当的接触，则还可能需要进行测试；这样的接触可以是例如粘接层或焊接连接。在一些情况下，不时地测试产品样本就足够了，而在一些情况下，需要对产品进行持续测试。
本发明的各种实施方式涉及用于使用测试装置和/或计算机程序利用至少一个无膜光学麦克风来测试材料接合部或材料化合物的方法。无膜光学麦克风作为用于声学测量的新颖设备在实践中是已知的。这样的无膜光学麦克风由XARION Laser Acoustics GmbH公司制造和分销。这样的无膜光学麦克风不使用任何机械移动部件。工业材料测试和医学成像两者中的超声成像方法完全取决于高信噪比(SNR)来提高成像对比度和穿透深度。此外，SNR是用于检测和区分材料缺陷的NDT中的关键参数。提高SNR一直是超声成像技术的发展焦点。
背景技术
US2011/048135 A1示出了用于超声的连续激光生成的方法和系统。所述系统包括用于发出连续波光束的光纤激光器、用于使所述光束和测试材料转向的可移动镜，其中，超声波由所述光束激发。所述超声波从所述测试材料中发出，并且与另外的连续波激光器的测量光束相互作用。通过使所述测量光束部分地偏转，所述测量光束与所述超声波相互作用。所述偏转的光束通过聚焦透镜聚焦到位置敏感的光电检测器。仅对“光束路径的方向”进行探究。
该方法或系统的缺点是需要作为检测器系统的位置敏感光电检测器以检测从测试对象发出的超声脉冲。
EP 3173781 A1或US2017/108472 A1中描述了无膜麦克风。光学麦克风的无膜麦克风不具有可移动部件。光学麦克风直接地测量由超声波内的压力差引起的空气的折射率的变化。折射率的变化是利用干涉仪(所谓的法布里-珀罗标准具)来检测的，其中，激光在两个部分反射镜的腔内反射。根据镜的距离调整激光的波长，以建立正干涉条件。改变腔内的介质的折射率会改变干涉条件，并且更改激光的透射和反射强度，该强度由光电二极管来测量。由于超声波的影响，腔内的折射率改变，所述超声波对腔内封闭的介质的密度具有直接影响，所述密度对光的速度具有直接影响。
DE 10 2020 105 028 A1描述了用于测试焊接或粘接接合部的质量的方法，该方法使用脉冲激光器激发待测试的布置的材料中的声波，并且使用宽带无膜光学麦克风作为接收器。此处，激光激发装置与无膜光学麦克风刚性地连接，并且定位在待测试的组件的一侧上。在本公开内容中，对声压幅度的变化和作为漏波耦合到空气中的兰姆(Lamb)A0模式进行评估。在WO 2020/141479 A1中公开了一般方法和设备。
该方法的缺点是，激光器和无膜光学麦克风必须在待测试的布置之上的显著更大的区域上在一个维度上移动。所述区域显著地比所探究的焊接或粘接接合部大。此外，以上提及的方法要求光学麦克风在焊接接合部旁边。
US1 0 444 1 95B2公开了检测结构中的近表面不一致性的方法。朝向该结构引导脉冲激光束。当脉冲激光束的辐射被结构吸收时，在结构中形成宽带超声信号。检测宽带超声信号以形成数据。对数据进行处理，以识别与近表面不一致性相关联的频率。
该方法的缺点是，激光振动计被用作检测器，并且以脉冲回波模式布置。所述脉冲激光器激发结构的表面上的一个点，并且所述激光振动计使用激光束作为引导至该点的检测信号，并且所述激光振动计被用于测量表面的同一点处的所述宽带超声信号。
BUSTAMANTE LESLIE等：“Nondestructive characterization of mechanicalproperties on metallic and polymer plates using hybrid laser-air coupledultrasonic techniques”，THE INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURINGTECHNOLOGY，第112卷，第5-6期，第1767-1785页，XP037336632，ISSN:0268-3768，DOI:10.1007/S00170-020-06463-8。激光激发源相对于样本移动，并且被用于激发样本的表面上的超声波。包括压电空气耦合换能器的空气耦合超声测试装置(ACU)被用作检测器，并且放置在相对于样本的固定位置。
该方法的缺点是，所述ACU仅在窄的带宽范围内进行检测，并且包括压电元件。因此，提供了附加的空气固体界面，这导致差的信噪比。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点。本发明的另一目的是创建用于测试材料接合部、材料界面或材料化合物以确定材料接合部、材料界面或材料化合物的各种质量特征的改进的方法。此外，目的是提供具有改进的计算机程序的改进的测试装置，尤其是用于测试材料接合部、材料界面或材料化合物中的狭窄限定的几何形状的改进的测试装置。
这些目标中的至少一个通过独立专利权利要求的特征来解决。在从属权利要求中指示了其他优选实施方式。
根据本公开内容的第一方面，目的是通过一种用于测试材料接合部或材料化合物的方法来实现的，该方法具有至少以下步骤：
a)提供待测试的布置，该待测试的布置包括经由至少一个材料接合部或材料界面连接的至少两个部件；
b)利用来自激光光源的激光脉冲在所提供的待测试的布置中的至少一个部件中激发声波；
c)利用至少一个无膜光学麦克风检测与所提供的待测试的布置相邻的空气层或气体层中的超声波；
d)通过确定利用至少一个无膜光学麦克风检测到的超声波的声压变化来评估超声波。所述声压变化优选地是声压随着时间的变化。
随后是步骤e)，基于发生的具有第一平面外偏转的对称模式向具有第二平面外偏转的非对称模式的模式转换，来评估相应的材料接合部。
对称声波可能引起与非对称声波相比较小的平面外偏转，并且因此对于空气耦合的无膜光学麦克风而言更难检测。然而，由于由材料接合部导致的厚度变化，在宽范围的技术上常见的厚度组合上发生引导对称零模式向非对称模式的较高速度的模式转换。该转换后的模式具有明显的平面外偏转并且是可检测的，而待测试的布置的表面处的所述激发点与待测试的布置的检测区域在空间上不同。该模式转换的发生及该模式转换的诸如其发生的幅度或空间范围的性质被用于确定材料接合部、材料界面或材料化合物的各种质量特征。此外，所述公开的方法允许尤其是在材料接合部或材料化合物的狭窄限定的几何形状上对材料接合部或材料化合物的改进的测试。例如，可以在材料接合部上方检测超声波信号，并且可以在材料接合部外部检测另一超声波信号。信号的初始部分的幅度差是由于材料接合部的区域中的厚度的突然变化通过以较高速度引导的对称零模式向非对称模式的模式转换而产生的。
替选地或补充地，对相应的材料接合部的所述评估是基于材料接合部中谐振频率下的声驻波。尤其是在无膜光学麦克风定位在材料接合部正上方的情况下，由驻波发出的超声信号包含关于待测试的布置的该探究区域中的缺陷、至少一个部件的材料性质和厚度的信息。材料接合部中的各个层(各个片或板)的厚度和材料接合部的整体厚度导致相长干涉的谐振条件，在该谐振条件下形成声驻波。材料接合部中的这些声驻波耦合至周围的空气或气体，并且生成可以利用至少一个无膜光学麦克风来检测的超声波，即使该无膜光学麦克风没有居中地定位在待测试的布置上的关注的探究区域上方也是如此。
所述至少一个无膜光学麦克风检测与所提供的待测试的布置相邻的空气层或气体层中的超声波。因此，用于检测所述超声波的激光束既不被引导至待测试的布置的表面，也不与待测试的布置的表面相互作用。因此，所述待测试的布置不受至少一个无膜光学麦克风的影响。
在另一实施方式中，所述激光光源完全地或部分地定位在材料接合部上方。在该布置中，由声驻波发出的超声信号包含关于材料性质、厚度和材料接合部中的缺陷的信息。此外，在表面处生成并直接在至少一个无膜光学麦克风的方向上发出的声波的传播时间和幅度提供关于待测试的布置的至少一个部件的表面的性质和轮廓(例如，焊接情况下的焊珠或点焊接合部情况下的钳印)的信息。
由于待测试的布置周围的空间和待测试的布置的可接近度通常有限，因此测试装置的小型测试设备是重要的。此外，测试仪器的扫描/移动区域需要尽可能小，以允许对难以接近的有限空间或机械结构的测试。通常，材料接合部或粘合剂层靠近待测试的布置的材料边界或边缘。因此，为了能够测试这些特征，期望允许许多不同的扫描/移动图案的检查方法。例如，将无膜光学麦克风(此处为测试仪器)跨材料的边缘移动到自由空气中会对测量信号产生负面影响，因此期望这样的扫描/移动方法，其即使仅在材料接合部之上的很小区域上移动时也产生有意义的结果。本文描述的发明方法允许将无膜光学麦克风恰好放置在材料接合部上方。因此，节省了测量空间，并且利用本文公开的方法，能够测量可测量的非常小的待测试的布置以及靠近待测试的布置的边缘或材料边界定位的材料接合部或粘合剂层。
特别地，在步骤c)中，可以使用无膜光学膜的阵列来检测超声波。
材料接合部还可以包括至少两个部件的至少一个材料界面。所述待测试的布置可以包括至少两个金属片部件。执行在至少一个部件中特别是在材料接合部或材料化合物的区域中对声波的所述激发。
在根据步骤e)的另一实施方式中，对称模式包括较小的平面外偏转，并且非对称模式包括较大的平面外偏转。
在另一实施方式中，步骤b)中的激发声波在所提供的待测试的布置中的至少一个部件中生成兰姆波。从激光光源和至少一个无膜光学麦克风发出的激光脉冲以使得至少一个无膜光学麦克风位于材料接合部上方的方式移动。来自激光光源的激光脉冲被施加至由至少一个材料接合部(例如，焊接或粘接接合部)连接的两个部件，以在待测试的布置内激发兰姆波。激发的兰姆波在部件中传播，由此，由于在金属片表面处的平面外移动，非对称兰姆波在相邻的空气层或气体层中引起漏波。利用至少一个无膜光学麦克风来检测这些漏波。
替选地或补充地，步骤b)中的激发声波在所提供的待测试的布置中的至少一个部件中生成纵波和/或瑞利波，所述纵波和/或瑞利波可以被用于探究待测试的布置。
在另一实施方式中，利用光学传感器捕获至少一个部件的表面的至少一个光学图像。特别地，所述光学传感器是光学摄像装置。特别地，所述光学摄像装置可以生成待测试的材料的表面的图像。至少一个光学摄像装置图像数据可以生成关于待测试的布置特别是材料接合部的补充的或独立的说明。为了全面评估材料接合部或待测试的布置的关于内部和外部质量的其他性质，可以将主题测试方法与图像数据相结合。例如，所述光学摄像装置是CCD摄像装置，并且可以包括聚焦单元。特别地，可以将摄像装置图像的特征与至少一个无膜麦克风的检测数据进行比较。所述摄像装置可以连接至控制设备和/或评估设备以用于数据交换。
所述光学摄像装置可以包括用于照射待测试的布置的可见光区域中的光源。所述光可以在对于光散射以产生光散射图案有用的波长区域中，该光散射图案将在评估设备中被评估。替选地，光可以是相干的，并且生成结构图案。通过光学摄像装置，这种结构光可以被用于分析表面性质。
所述光学摄像装置被配置成确定待测试的布置处的至少一个材料接合部或材料界面的空间位置。基于来自摄像装置图像和/或摄像装置坐标的信息，所述至少一个无膜光学麦克风优选地定位在材料接合部上方。因此，至少一个无膜光学麦克风的准确定位是可能的，这进一步改进了用于测试材料接合部的方法。因此，进一步节省了测量空间，并且能够测量可测量的非常小的待测试的布置以及靠近待测试的布置的边缘或材料边界定位的材料接合部或粘合剂层。
所述光学摄像装置可以拍摄待测试的布置处的材料接合部的图像，可以将该图像与材料接合部的历史数据或保存数据进行比较。所述评估设备将摄像装置图像与从数据库加载的历史图像进行比较。因此，可以将OK材料接合部与NOK材料接合部区分开。所述摄像装置图像优选地是易于评估的灰度图像。
替选地或补充地，利用轮廓仪捕获至少一个部件的表面的至少一个表面信息。特别地，所述轮廓仪可以生成待测试的布置的表面的起伏。这些轮廓数据可以生成关于待测试的布置或材料接合部的补充的或独立的说明。为了全面评估材料接合部或待测试的布置的关于内部和外部质量的其他性质，可以将主题测试方法与轮廓数据相结合。特别地，可以将轮廓数据与至少一个无膜麦克风的检测数据进行比较。
所述轮廓仪被配置成确定待测试的布置处的至少一个材料接合部或材料界面的空间位置。基于来自表面轮廓或表面坐标的信息，所述至少一个无膜光学麦克风优选地定位在材料接合部上方。因此，至少一个无膜光学麦克风的准确定位是可能的，这进一步改进了用于测试材料接合部的方法。因此，进一步节省了测量空间，并且能够测量可测量的非常小的待测试的布置以及靠近待测试的布置的边缘或材料边界定位的材料接合部或粘合剂层。
在另一实施方式中，在材料接合部的生产期间记录至少一个处理参数。这样的处理参数例如焊接电流、电压、滚边压力、处理持续时间、室温、试样温度、操作时间、诸如杨氏模量的材料参数、诸如厚度的几何尺寸、涂层性质、诸如粘度的接合材料性质、粘合剂厚度等可以与评估数据相结合，以使得能够甚至更准确地评估待测试的布置。
在另一实施方式中，提供的待测试的布置包括经由至少一个点形或圆形或珠形材料接合部连接的至少两个部件。
在另一实施方式中，待测试的布置由经由至少一个材料接合部连接的机动车辆机身或飞行器机身的至少两个机身部件来提供。本发明特别地用于由机动车辆机身或飞行器机身的钢或铝制成的金属片机身部件，以测试焊接接合部或粘接接合部。
在另一实施方式中，激光光源和至少一个无膜光学麦克风布置在待测试的布置的相对侧上。优选地，设置了至少一个无膜光学麦克风和激光光源或光纤耦合光学器件，其相对于待测试的布置移动。此处，当至少一个无膜光学麦克风已经在材料接合部上方或靠近材料接合部时，开始激发兰姆波，激光激发装置应当定位在至少一个部件上方。能够想到各种扫描策略，一种可能性是在材料接合部上方在两个维度上与至少一个无膜光学麦克风一起行进。例如，这样的布置可以被用于测试电池系统。
在另一实施方式中，激光光源和至少一个无膜光学麦克风两者布置在包括至少两个部件的待测试的布置的同一侧上。例如，这样的布置被用于测试车辆机身或飞行器机身中的材料接合部、材料化合物或材料界面。
优选地，至少一个无膜光学麦克风和激光光源或光纤耦合激光光学器件相对于待测试的布置移动。特别地，至少一个无膜光学麦克风在材料接合部之上移动，同时激光光源或光纤耦合激光光学器件沿距至少一个无膜光学麦克风的固定距离移动。
替选地，激光光源或光纤耦合激光光学器件在材料接合部之上移动，同时至少一个无膜光学麦克风沿距激光光源的固定距离移动。替选地，激光光源或光纤耦合激光光学器件或至少一个无膜光学麦克风相对于包括至少两个部件的待测试的布置移动。
在另一实施方式中，激光光源或光纤耦合激光光学器件和至少一个无膜光学麦克风沿待测试的布置以相对于彼此的固定空间距离移动。因此，对待测试的布置的增强的空间分辨扫描是可能的。
在另一实施方式中，无膜光学麦克风以网格状或曲折状的方式在待测试的至少两个部件的布置之上移动，以优选地在网格的每个点处进行测量。该网格应当不必大于材料接合部在两个维度上的范围，这强调了通过本方法的空间节省。替选地或补充地，无膜光学麦克风在固定横向位置处经历相对于布置的距离变化。因此，从激光光源发出的激光的信号强度和/或检测信号的信噪比是可控的。
所述至少一个无膜光学麦克风优选地用于通过在检测来自材料接合部的表面的超声波期间使用飞行时间测量来确定材料接合部的表面轮廓。因此，如以上所公开的，至少一个无膜光学麦克风可以以网格状或曲折状的方式在材料接合部上方移动。
从激光光源或光纤耦合光学器件发出的脉冲激光与待测试的布置之间的距离优选地在1mm至100mm的范围内。至少一个无膜光学麦克风与待测试的布置之间的距离应当在1mm至10mm之间。至少一个无膜光学麦克风与从激光光源或光纤耦合光学器件和激发激光器发出的脉冲激光之间的距离优选地应当在0(直通)至100mm之间。激发脉冲激光器发射频率优选地应当在10Hz至10kHz的范围内，测量装置的移动速度优选地在10mm/s至800mm/s之间。这些距离和速度对于改进本文所述的方法可能是重要的。
在另一实施方式中，通过对超声波进行连续小波变换来评估转换模式。连续小波变换是有利的，因为它通过使小波的平移和缩放参数连续地变化来提供过完备信号表示。可以使用连续小波变换将利用至少一个无膜光学麦克风检测到的超声波变换为时频表示，这大大有助于对转换模式的鲁棒检测。同样，某些时间范围的信号可以在滤波之后使用。输入数据可以是特征向量意义上的一维的，或者是与图像数据、时频表示或其他数据投影对应的二维的。连续小波变换在确定振荡信号的阻尼比方面非常高效。连续小波变换也非常能抵抗信号中的噪声。
替选地或补充地，对通过傅里叶变换或小波变换识别的声驻波进行评估。同样，某些时间范围的信号可以在滤波之后使用。输入数据可以是特征向量意义上的一维的，或者是与图像数据、时频表示或其他数据投影对应的二维的。
在另一实施方式中，存在实现以下步骤中的至少一个步骤的评估设备：
a)由专家系统对预处理数据进行评估，以预测材料界面的物理性质，例如界面面积的大小、或者空隙、孔隙率、缺陷的存在、或者材料性质与预期值范围的偏差。
预处理数据可以包括至少超声数据，但是潜在地还包括摄像装置图像数据、轮廓仪数据或外部处理参数。
b)至少从超声波中提取特征向量。
此外，可以从摄像装置图像数据、轮廓仪数据或外部处理参数中提取特征向量。
借助于特征向量被分类为OK或NOK的至少一个部件的物理性质和特征包括：点焊接合部中的焊核直径；黏性接合部(“Zinkkleber”)，其中仅钢片的锌涂层有助于粘合，因此其是弱粘合；材料化合物内部或焊接接合部内部的孔隙率；内部空隙的大小和位置；材料厚度；材料表面几何形状等。
所述光学摄像装置优选地被配置成检测仅表面涂层(例如锌)粘接的差接合部或黏性接合部，这些接合部自身表现为材料接合部中的浅凹痕或浅压痕。所述光学摄像装置检测黏性接合部的凹痕的形状、深度和/或直径。可以将凹痕的深度和/或直径的所述测量结果与包括在上述特征向量中的信息进行比较。因此，所述评估设备使用基于摄像装置图像的黏性接合部的至少一个信息以及基于利用至少一个无膜光学麦克风进行的检测的黏性接合部的至少一个信息。这进一步改进了用于测试待测试的布置中的所述材料接合部的方法。
所述轮廓仪优选地被配置成检测黏性接合部，该黏性接合部自身表现为材料接合部中的浅凹痕。所述轮廓仪检测黏性接合部的凹痕的深度和/或直径。可以将凹痕的深度和/或直径的所述测量结果与包括在上述特征向量中的信息进行比较。因此，所述评估设备使用基于表面信息的黏性接合部的至少一个信息以及/或者基于利用至少一个无膜光学麦克风进行的检测的黏性接合部的至少一个信息。这进一步改进了用于测试待测试的布置中的所述材料接合部的方法。
特别地，所述特征向量被传送至AI(人工智能)模块。AI模块优选地输出分类或连续估计，以及/或者预测材料接合部中的异常的至少一个模型。AI模型可以应用：机器学习算法，特别地但不限于支持向量机、随机森林或梯度提升树模型；或基于神经网络的深度学习架构，特别地但不限于卷积神经网络、变换器网络或自动编码器模型。
然后，AI(人工智能)模块可以提供至少一个特性值。一般而言，AI模块被用于基于训练数据建立统计模型，然后使用测试数据对该统计模型进行测试，并且最后将该统计模型应用于生产处理中的当前接合处理的数据。算法中可以使用的有：监督式ML算法，其中，使用训练数据集来训练模型，该模型被应用于另外的评估数据，以计算分类(OK与NOK)或回归(诸如破坏性测试的力值的连续值的估计)；或者非监督式ML算法，其聚焦于异常检测以发现缺陷。方法中训练这样的模型的有：深度学习(人工神经网络)，其中，多层人工神经元将输入变量(特征向量)与输出变量(分类、回归、……)链接，深度学习包括(时间)卷积神经网络、变换器网络或各种自动编码器模型。同样，在许多其他机器学习方法中，尤其是为了限制计算量，可以使用随机森林算法(随机决策树)或支持向量机(借助于特征向量的向量空间中的支持向量进行的估计)。例如，创建用于接合OK工件的接合部的生成的FT系数，并且使其作为AI训练数据可用于AI模块。这使得可以使用以这种方式训练的模型来针对另外的声信号预测例如材料接合部的直径将在指定的公差范围或参考值以上还是在指定的公差范围或参考值以下。因此，AI模块可以提供用于OK工件或NOK工件的评估的基本参数。
优选地，将检测超声波转换为电测量信号，并且将所述电测量信号划分成信号块。以这种方式，电测量信号被量化，使得它们可以以与超声信号相比简化和改进的方式被用于在评估设备中。评估设备中的信噪比被改善。特别地，信号块的信号长度小于100ms，使得进一步改善了进一步评估中的信噪比。
特别地，至少一个信号块被传送至AI模块。至少一个信号块被用于获得特征向量，该特征向量用作AI(人工智能)模块中机器学习算法的基础。然后，AI模块可以提供至少一个特性值。例如，创建OK工件的焊接接合部的参考测量，并且使其作为AI训练数据可用于AI模块。如果此处使用分类机器学习并且针对工件上的若干参考测量作出破坏性显微照片(例如，具有良好和减小直径)，则可以使用以这种方式训练的模型针对另外的声波信号预测直径将在指定的公差范围或参考值以上还是在指定的公差范围或参考值以下。因此，AI模块可以提供用于OK工件或NOK工件的评估的基本参数。
替选地或补充地，至少一个信号块被传送至AI模块的回归模块。可以对回归模型进行训练，使得将显微照片的预期直径估计为连续值。这又可以存储在诸如数据库的存储器设备中的表中。
替选地或补充地，用于异常检测的模型试图基于先前记录的信号块来预测至少下一信号块。可以考虑参考数据或各种参数。假设缺陷零星地或不经常地出现，或者由系统行为的突然变化引起，则预测数据与测量数据之间的不良匹配可以用来推断缺陷。
本发明还公开了一种用于测试材料接合部的测试装置，该测试装置包括至少一个无膜光学麦克风、用于发出激光脉冲的激光光源以及评估设备，该评估设备至少被设计成：通过确定利用至少一个无膜光学麦克风检测到的超声波的声压变化来评估超声波；并且优选地在至少一个无膜光学麦克风定位在材料接合部上方时基于发生的具有第一平面外偏转的对称模式向具有第二平面外偏转的非对称模式的模式转换，以及/或者基于材料接合部中的谐振频率的声驻波，来评估相应的材料接合部。特别地，评估设备被设计成执行以上公开的方法。
对称声波可能引起与非对称声波相比较小的平面外偏转，并且因此对于空气耦合的无膜光学麦克风而言更难检测。然而，由于由材料接合部引起的厚度变化，在宽范围的技术上常见的厚度组合上发生引导对称零模式向非对称模式的较高速度的模式转换。该转换后的模式具有明显的平面外偏转并且是可检测的，而待测试的布置的表面处的所述激发点与待测试的布置的检测区域在空间上不同。该模式转换的发生及该模式转换的诸如其发生的幅度或空间范围的性质被用于确定材料接合部、材料界面或材料化合物的各种质量特征。此外，所述公开的方法允许尤其是在材料接合部或材料化合物的狭窄限定的几何形状上对材料接合部或材料化合物的改进的测试。例如，可以在材料接合部上方检测超声波信号，并且可以在材料接合部外部检测另一超声波信号。信号的初始部分的幅度差是由于材料接合部的区域中的厚度的突然变化通过以较高速度引导的对称零模式向非对称模式的模式转换而产生的。
特别地，如上所述，所述评估设备至少被设计成通过超声波的连续小波变换来评估转换模式。
替选地，如上所述，所述评估设备至少被设计成对通过傅里叶变换或小波变换识别的声驻波进行评估。
特别地，所述评估设备被设计成实现以下步骤中的至少一个步骤：
a)由专家系统对预处理数据进行评估，以预测材料界面的物理性质，例如界面面积的大小、或者空隙、孔隙率、缺陷的存在、或者材料性质与预期值范围的偏差。
b)至少从超声波中提取特征向量，并且特别地，将该特征向量被传送至AI模块，同时AI模块优选地输出分类或连续估计，以及/或者预测材料接合部中的异常的至少一个模型。
预处理数据可以包括至少超声数据，但是潜在地还包括摄像装置图像数据、轮廓仪数据或外部处理参数。此外，可以从摄像装置图像数据、轮廓仪数据或外部处理参数中提取特征向量。
无膜光学麦克风特别适合作为声波拾取设备，因为它不具有机械可移动部件，并且因此是无谐振的。因此，无膜光学麦克风不受诸如焊接机器的处理设备的影响。在光学麦克风中不使用隔膜或膜。光学麦克风主要包括两个平行镜，在所述两个平行镜之间，激光束在光学麦克风在使用中时被布置在干涉条件下。由待测试的布置的至少一个部件发出的到达两个平行镜之间的超声波与激光束相互作用。从而由于超声波与激光束的相互作用，引起两个平行镜之间的声音传播介质的折射率的变化。这种变化或相互作用被转换成电测量信号，并且被发送至评估设备。由于由声压引起的介质的光学折射率的变化不是声频率的函数(而仅是其幅度的函数)，因此换能器的灵敏度在整个检测带宽上是线性的，并且不依赖于声频率。对电测量信号进行进一步处理。检测到的超声波信号可以以各种方式变换为数据信号，以生成例如包括专家系统或AI(人工智能)模块的评估设备的输入数据。
声波也可以以接近与镜正交的角度入射。通过使用发出一个或多个波长的脉冲激光光源，不同激光波长可以以不同的效率耦合到不同的材料中。
用于发出激光脉冲的所述激光光源特别地连接至光纤耦合光学模块。因此，发出的激光脉冲可以聚焦在材料接合部上，以进行在待测试的布置中对声波的改进的激发。
在另一实施方式中，存在控制设备，该控制设备连接至至少一个评估设备并且至少连接至至少一个无膜光学麦克风，以进行信号数据和命令数据的交换。
优选地，控制设备提供用于评估设备的命令数据，以在显示设备上创建指示对相应的材料接合部的评估的信息。指示对相应的材料接合部的评估的信息可以像C扫描一样显示，其中幅度由相关指数的值代替。术语C扫描指的是显示二维扫描区域的测量数据的方式，其中区域中的每个点的幅度优选地由色标的特定颜色来表示。存在显示相关数据的其他合适方式。它们包括A扫描图像(时间序列图)、B扫描图像(时间与位置图)、散点图、相关矩阵图、函数图、3D图等。命令数据包括用于至少一个无膜光学麦克风和/或用于激光光源和/或用于光纤耦合光学设备和/或用于光学摄像装置和/或用于轮廓仪的数据。所述命令数据可以包括以上提及的设备的扫描速度、待测试的布置上方的位置信息、扫描模式等。
在另一实施方式中，评估设备包括至少一个专家系统或AI模块，并且优选地包括至少一个数据库。
在另一实施方式中，存在至少一个传送设备。至少所述至少一个无膜光学麦克风安装在所述至少一个传送设备上，以使所述至少一个无膜光学麦克风移动。替选地或补充地，所述激光光源安装在所述至少一个传送设备上，以使所述激光光源移动。替选地或补充地，所述光纤耦合光学器件安装在所述至少一个传送设备上，以使所述光纤耦合光学器件移动。替选地或补充地，所述光学传感器安装在所述至少一个传送设备上，以使所述光学传感器移动，所述光学传感器尤其是所述光学摄像装置或轮廓仪。优选地，所述传送设备包括传送单元，用于使传送装置的之前提及的单元彼此独立地移动。
本发明还公开了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，所述指令在由计算机执行计算机程序时使本文所公开的测试装置执行本文所公开的方法。
本发明还公开了一种以上公开的测试装置用于测试电池系统的用途。进行电池系统或模块例如电动汽车中的电池系统或模块的超声测试。这些电池系统可以包括电池单元、棱柱形单元或袋式单元、圆柱形单元等。超声穿透单元，并且提供关于单元中的电解液的分布的信息。
替选地，可以测量来自这样的电池系统的电极的残余湿气。为此目的，执行声学飞行时间测量或离散度测量。布置使得：激光光源和至少一个无膜光学麦克风位于测试试样(即，电极)的同一侧，并且在测量期间通过将激光光源和至少一个无膜光学麦克风中的一个保持在恒定位置并由机械移动单元移动另一个，激光光源与至少一个无膜光学麦克风之间的距离改变。
借助于下面的附图，通过实施方式的示例更详细地说明本发明。附图标记的列表是本公开内容的一部分。
诸如“上”、“下”、“右”或“左”的位置指示在每种情况下与对应的实施方式有关，并且不应理解为限制性的。
诸如“第一”、“第二”或“另一”的指示在每种情况下与对应的设备有关，并且不应理解为限制性的或枚举。
附图说明
为了有助于更好地理解本发明，下面将参照附图。这些附图仅示出了本发明的主题的示例性实施方式。提供这些实施方式不是为了限制本发明，而只是为了例示和教导本发明，这些实施方式以充分的细节进行示出和描述以使本领域技术人员能够实现或实践本发明。因此，在适当的情况下，为了避免模糊本发明，描述可能会省略本领域技术人员已知的某些信息。
在附图和相关联的描述中，相同或功能类似的部件设置有相同的附图标记。
本发明还包括图中所示的各个特征，即使这些特征是结合其他特征示出的以及/或者上面没有提到。此外，术语“包括”及其派生词并不排除其他元件或步骤。同样，不定冠词“一”或“一个”及其派生词不排除多个。权利要求中记载的多个特征的功能可以由单个单元执行。结合特性或值限定的术语“大致”、“大约”、“约”等特别地也限定了准确的特性或准确的值。权利要求中的所有附图标记不应理解为限制权利要求的范围。
图1以示意图示出了用于执行用于测试材料接合部或材料化合物的方法的第一布置中的第一发明测试装置，
图2以示意图示出了用于执行用于测试材料接合部或材料化合物的方法的第二布置中的图1的测试装置，
图3以流程图示出了用于测试材料接合部或材料化合物的第一发明方法，
图4示出了(1)材料接合部上方的模拟时间信号和(2)材料接合部外部的模拟时间信号，
图5示出了由无膜光学麦克风测量的所得到的超声信号的典型频谱，一次是用根据图1的第一布置(1)测量的，另一次是用根据图2的第二布置(2)测量的，
图6以示意图示出了根据图1的带有光学摄像装置的另一测试装置，
图7以示意图示出了根据图1的带有轮廓仪的另一测试装置，
图8以示意图示出了根据图6的测试装置的另一实施方式，以及
图9以示意图示出了根据图1和图6至图8的测试装置中的任何测试装置的评估设备。
具体实施方式
图1示出了用于测试材料接合部33的测试装置20的第一实施方式，该测试装置20包括无膜光学麦克风23、用于发出激光脉冲24的激光光源21和评估设备25。评估设备25被设计成执行本文所附的方法。用于发出激光脉冲的所述激光光源21连接至光纤耦合光学模块22。激光光源21和无膜光学麦克风23两者布置在待测试的布置30的同一侧上。此外，存在控制设备26，该控制设备26连接至评估设备25并因此连接至无膜光学麦克风23和激光光源21，以用于交换信号数据和命令数据。控制设备26提供用于评估设备25的命令数据，以在显示设备29上创建指示对相应的材料接合部33的评估的信息。所述评估设备25可以包括AI(人工智能)模块65或专家系统60，如下图6至图8中描述的。
待测试的布置30包括经由至少一个点形材料接合部33连接的两个部件部件31、32。将脉冲激光24从光纤耦合光学模块22发出至布置30的部件31的位于材料接合部33外部的区域中的表面。无膜光学麦克风23定位在材料接合部33的区域上方。
无膜光学麦克风23和光纤耦合光学模块22相对于待测试的布置30移动。由此，无膜光学麦克风23在材料接合部33上方以二维方式以网格状移动，并且在网格的每个点处进行测量，同时激光光源21沿距无膜光学麦克风23的固定距离移动。来自激光光源21的激光脉冲24被施加至待测试的布置30，以在待测试的布置30内激发兰姆波36(声波)和/或声驻波35。激发的兰姆波36在部件31中传播，由此，由于部件表面处的平面外移动，非对称兰姆波36和/或声驻波35在相邻空气层中引起漏波37(超声波)。这些漏波37利用无膜光学麦克风23来检测。
对称兰姆波36引起与非对称声波相比较少的平面外偏转，并且因此对于无膜光学麦克风23而言更难检测。然而，由于由材料接合部33引起的厚度变化，在宽范围的技术上常见的厚度组合上发生引导对称零模式向非对称模式的较高速度的模式转换。该转换后的模式具有明显的平面外偏转，并且是可检测的。
通过对漏波37的连续小波变换，对转换后的模式进行评估。利用无膜光学麦克风检测到的漏波37可以变换为时频表示。同样，某些时间范围的信号可以在滤波之后使用。输入数据可以是特征向量意义上的一维的，或者是与图像数据、时频表示或其他数据投影对应的二维的。
检测到的漏波37被转换成电测量信号并被发送至评估设备25。所述电测量信号可以被划分成信号块。
除了上述兰姆波36之外，纵波也被激光脉冲24激发。材料接合部33中的各个层的厚度以及接合部的整体厚度导致相长干涉的谐振条件，在该谐振条件下形成声驻波35。材料接合部33中的这些声驻波35耦合至周围空气并且生成超声波37，利用无膜光学麦克风23来检测该超声波37，即使无膜光学麦克风23没有居中地定位在材料接合部的区域上方也是如此。
图2示出了根据图1的测试装置20，同时将脉冲激光24从光纤耦合光学模块22发出至布置40的部件41的位于材料接合部43上方的区域中的表面。无膜光学麦克风23定位在材料接合部43的区域外部。如果所述脉冲激光器24定位在材料接合部43上方，则通过兰姆波46和/或声驻波45发出的超声信号(漏波47)包含关于材料性质、厚度和材料接合部43中的缺陷的信息。此外，在表面处生成并直接在无膜光学麦克风23的方向上发出的兰姆波46和/或声驻波45的传播时间和幅度提供关于部件41的表面的性质和轮廓(例如，焊接情况下的焊珠或点焊接合部情况下的钳印)的信息。在这种布置中，通过声驻波45发出的超声波47包含关于材料性质、厚度(单独片以及总厚度)和材料接合部中的缺陷的信息。检测到的超声波47被转换成电测量信号并且被发送至评估设备25。所述电测量信号可以被划分成信号块。
图3示出了利用根据图1的测试装置20的实施方式描述的用于测试材料接合部33或材料化合物的方法的实施方式。方法包括至少以下步骤：
a)提供待测试的布置30，该待测试的布置30包括经由至少一个材料接合部33连接的至少两个部件部件31、32，
b)利用来自激光光源21的激光脉冲24在所提供的待测试的布置30中的部件31中激发声波35、36，
c)利用至少一个无膜光学麦克风23检测与所提供的待测试的布置30相邻的空气层中的超声波37，
d)通过确定利用无膜光学麦克风23检测到的超声波37的声压变化来评估超声波37。
随后是e)，基于发生的具有第一平面外偏转的对称模式向具有第二平面外偏转的非对称模式的模式转换，来评估相应的材料接合部33。所述对称模式具有较小的平面外偏转，并且非对称模式具有较大的平面外偏转。
使光纤耦合光学器件22和无膜光学麦克风23沿待测试的布置跨相应的材料接合部33移动并进入相应的材料接合部33外部的另外的区域中，由此，光纤耦合光学器件22沿该移动将激光脉冲24持久地施加至待测试的布置30，并且无膜光学麦克风持久地检测由此引起的超声波37。在评估设备25中沿该移动确定超声波37的声压变化。
在根据图3的方法的替选实施方式中，关于评估的替选步骤(e)是可能的，其中，在图3所述的方法中，对相应的材料接合部33的所述评估是基于材料接合部33中的谐振频率下的声驻波35。材料接合部33中的各个层(各个片或板)的厚度和材料接合部的整体厚度导致相长干涉的谐振条件，在该谐振条件下形成声驻波35。材料接合部33中的这些声驻波35耦合至周围的空气或气体，并且生成超声波37，可以利用无膜光学麦克风21来检测该超声波37，即使该无膜光学麦克风21没有居中地定位在待测试的布置上的关注的探究区域上方也是如此。
在根据图3的方法的替选实施方式中，关于评估的替选步骤(e)是可能的，其中，如上所述，对相应的材料接合部33的所述评估是基于材料接合部33中的谐振频率下的声驻波35，并且是基于发生的具有第一平面外偏转的对称模式向具有第二平面外偏转的非对称模式的模式转换。
在材料接合部33或材料化合物的区域中和在材料接合部33外部的区域中执行步骤(b)中的在部件31中对声波35、36的所述激发(参见图4)。电信号的初始部分的幅度差是由于材料接合部33的区域中的厚度的突然变化通过以较高速度引导的对称零模式向非对称模式的所述模式转换而产生的。该激发可以以上面提及的方法执行。
图5示出了在材料接合部33或材料化合物的区域中和在材料接合部外部的区域中执行的由无膜光学麦克风23测量的所得到的超声波信号37的频谱，其包含关于部件31的材料性质和片厚度的信息。(1)示出了在2mm厚的钢板上测量到的频谱，(2)示出了在1mm厚的钢板上测量到的频谱。
图6示出了图1的测试装置20，同时另外地，公开了连接至控制设备26和评估设备25的光学摄像装置50。光学摄像装置生成待测试的材料接合部33的表面的图像。摄像装置图像数据生成关于待测试的布置30特别是材料接合部33的补充的或独立的说明。为了全面评估材料接合部33或待测试的布置30的关于内部和外部质量的其他性质，可以将主题测试方法与图像数据相结合。此外，设置了专家系统60。所述专家系统60对预处理数据进行评估，以预测材料界面的物理性质，例如界面面积的大小、或者空隙、孔隙率、缺陷的存在、或者材料性质与预期值范围的偏差。预处理数据可以包括至少来自评估设备25的超声数据，而且包括摄像装置图像数据和外部处理参数。所述专家系统60可以评估至少从超声波37中提取的特征向量。此外，可以从摄像装置图像数据或外部处理参数中提取特征向量。处理参数数据由连接至专家系统60的数据库来提供。这样的处理参数例如焊接电流、电压、滚边压力、处理持续时间、室温、试样温度、操作时间、诸如杨氏模量的材料参数、诸如厚度的几何尺寸、涂层性质、诸如粘度的接合材料性质、粘接厚度等可以与评估数据相结合，以使得能够甚至更准确地评估待测试的布置30。所述评估设备25还可以包括如本文所述的AI模块65，该AI模块65使用由评估设备25提供的数据，所述数据包括来自无膜光学麦克风23的电测量信号和来自摄像装置50的图像数据。
图7示出了图1的测试装置20，同时另外地，公开了用于捕获所提供的待测试的布置30中的部件31的表面的表面信息的轮廓仪70，该轮廓仪70连接至控制设备26和评估设备25。所述轮廓仪70生成待测试的布置30的表面的起伏。这些轮廓数据生成关于待测试的布置30或材料接合部33的补充的或独立的说明。为了全面评估材料接合部33或待测试的布置30的关于内部和外部质量的其他性质，可以将主题测试方法与轮廓数据相结合。此外，AI模块65连接至评估设备25。预处理数据和/或特征向量作为评估数据25被提供，使用AI模型65对所述预处理数据和/或特征向量进行处理以提供对测试项80的准确评估。预处理数据可以包括至少来自评估设备25的超声数据，而且包括来自数据库28的摄像装置图像数据、轮廓仪数据或外部处理参数。
AI模块65输出分类或连续估计，以及/或者预测材料接合部33中的异常的至少一个模型。AI模型可以应用：机器学习算法，特别地但不限于支持向量机、随机森林或梯度提升树模型；或基于神经网络的深度学习架构，特别地但不限于卷积神经网络、变换器网络或自动编码器模型。
此外，所述AI模块65为测试项80提供至少一个特性值。例如，创建用于接合待测试的OK布置30的材料接合部的所生成的FT系数，并且使其作为AI训练数据可用于AI模块65。AI模块65提供用于评估OK工件或NOK工件的基本参数。
图8示出了测试装置120的另一实施方式。在该实施方式中，激光光源121和无膜光学麦克风123被布置在待测试的布置的相对侧上。所述布置例如是电池系统130。激光光源121的光纤光学模块122和无膜光学麦克风123相对于电池系统130移动。此处，在无膜光学麦克风123已经位于电池系统130上方时，开始激发兰姆波136。进行电池系统或模块例如电动汽车中的电池系统或模块的超声测试。这些电池系统可以包括电池单元、棱柱形单元或袋式单元、圆柱形单元等。超声穿透单元，并且提供关于单元中的电解液的分布的信息。
图9示出了具有包括计算机程序的计算机可读介质的以上描述为计算机的评估设备25。所述计算机程序包括指令，所述指令在由计算机执行计算机程序时使计算机执行本文所公开的方法。评估设备25包括至少计算处理器27和数据库28，并且连接至AI模块65。先前描述的用于测试本文描述的材料接合部33或材料化合物的方法可以实现作为计算机实现的方法。
附图标记列表
20 测试装置
21 激光光源
22 光纤耦合光学模块
23 无膜光学麦克风
24 发出的激光脉冲
25 评估设备
26 控制设备
27 计算处理器
28 数据库
29 显示设备
30 待测试的布置
31 30的第一部件
32 30的第二部件
33 材料接合部/化合物/界面
35 声波/声驻波
36 声波/兰姆波
37 超声波/漏波
40 待测试的布置
41 30的第一部件
42 30的第二部件
43 材料接合部/化合物/界面
45 声波/声驻波
46 声波/兰姆波
47 超声波/漏波
50 摄像装置
60 专家系统
65 AI模块
70 轮廓仪
80 测试项
120 测试装置
121 激光光源
122 光纤耦合光学模块
123 无膜光学麦克风
124 发出的激光脉冲
125 评估设备
126 控制设备
130 电池系统
136 声波/兰姆波
137 超声波/漏波

Claims (15)

1.一种用于测试材料接合部(33)或材料化合物特别是焊接接合部或粘接接合部的方法，所述方法具有至少以下步骤：
a)提供待测试的布置(30；40)，所述待测试的布置(30；40)包括经由至少一个材料接合部(33)连接的至少两个部件(31，32；41，42)、特别是金属片部件；
b)利用来自激光光源(21；121)的激光脉冲(24)在所提供的待测试的布置(30；40)中的至少一个部件(31，32；41，42)中、特别是在所述材料接合部(33)或材料化合物的区域中激发声波；
c)利用至少一个无膜光学麦克风(23；123)检测与所提供的待测试的布置(30；40)相邻的空气层或气体层中的超声波(37)；
d)通过确定利用所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)检测到的所述超声波(37)的声压变化来评估所述超声波(37)，其特征在于，
e)优选地当所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)定位在所述材料接合部(33)上方时基于发生的具有第一平面外偏转的对称模式向具有第二平面外偏转的非对称模式的模式转换，以及/或者基于所述材料接合部(33)中的谐振频率下的声驻波(35)，来评估相应的材料接合部(33)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据步骤e)的所述模式转换中，所述对称模式包括较小的平面外偏转，并且所述非对称模式包括较大的平面外偏转。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用光学传感器特别是光学摄像装置(50)捕获所述至少一个部件(31，32；41，42)的表面的至少一个光学图像，以及/或者利用轮廓仪(70)捕获所述至少一个部件(31，32；41，42)的表面的至少一个表面信息。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在所述材料接合部(33)的生产期间记录至少一个处理参数。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述待测试的布置(30；40)被提供成包括经由至少一个点形或圆形或珠形材料接合部(33)连接的至少两个部件(31，32；41，42)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述待测试的布置(30；40)由经由至少一个材料接合部(33)连接的机动车辆机身或飞行器机身的至少两个机身部件(31，32；41，42)来提供。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述激光光源(21；121)和所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)两者布置在所述待测试的布置(30；40)的同一侧上，并且特别地，所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)在所述材料接合部(33)之上移动，同时所述激光光源(21；121)沿距所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)的固定距离移动，或者，所述激光光源(21；121)在所述材料接合部(33)之上移动，同时所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)沿距所述激光光源(21；121)的固定距离移动。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述无膜光学麦克风(23；123)以网格状或曲折状的方式在所述待测试的布置(30；40)之上移动，或者在固定横向位置处相对于所述待测试的布置(30；40)经历距离变化。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过对所述超声波的连续小波变换对转换后的模式进行评估，以及/或者对通过傅里叶或小波变换识别的声驻波进行评估。
10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，存在评估设备，所述评估设备实现以下步骤中的至少一个步骤：
a)由专家系统(60)对预处理数据进行评估，以预测材料界面的物理性质，例如界面面积的大小、或者空隙、孔隙率、缺陷的存在、或者材料性质与预期值范围的偏差，
b)至少从所述超声波(37；47)中提取特征向量，并且特别地，将所述特征向量传送至AI模块(65)，同时所述AI模块(65)优选地输出分类或连续估计，以及/或者预测所述材料接合部(33)中的异常的至少一个模型。
11.一种用于测试材料接合部(33)的测试装置(20；120)，所述测试装置(20；120)包括：至少一个无膜光学麦克风(23；123)；用于发出激光脉冲(24)的激光光源(21；121)，所述激光光源(21；121)特别地连接至光纤耦合光学模块(22；122)；以及评估设备(25；125)，所述评估设备(25；125)至少被设计成通过确定利用所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)检测到的超声波(37)的声压变化来评估所述超声波(37)，并且优选地当所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)定位在所述材料接合部(33)上方时基于发生的具有第一平面外偏转的对称模式向具有第二平面外偏转的非对称模式的模式转换，以及/或者基于所述材料接合部(33)中的谐振频率下的声驻波(35)，来评估相应的材料接合部(33)。
12.根据权利要求11所述的测试装置，其特征在于，存在控制设备，所述控制设备连接至至少一个所述评估设备(25；125)并且至少连接至所述至少一个无膜光学麦克风(23；123)，以用于交换信号数据和命令数据，并且优选地，所述控制设备(26；126)提供用于所述评估设备(25；125)的命令数据，以在显示设备上创建指示对所述相应的材料接合部(33)的评估的信息。
13.根据权利要求11或12所述的测试装置，其特征在于，所述评估设备(25；125)包括至少一个专家系统或AI模块(65)，并且优选地包括至少一个数据库(28)。
14.一种计算机程序，包括指令，所述指令在由计算机执行所述计算机程序时使根据权利要求11所述的测试装置执行根据权利要求1至10中的一项所述的方法。
15.一种根据权利要求11至13中的一项所述的测试装置用于测试电池系统(130)的用途。
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