DD224946A1 - Vorrichtung zur magnetinduktiven zerstoerungsfreien werkstoffpruefung nach der resonanzmethode - Google Patents
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Abstract
Die erfindungsgemaesse Vorrichtung dient zur Erhaltung der Resonanzbedingungen in einem Reihenschwingkreis, der aus der Pruefspule und einer entsprechenden Kapazitaet gebildet wird. Als Messinformation kann der Resonanzstrom und die Resonanzfrequenz ausgewertet werden. Die Erhaltung der Resonanzbedingungen im Schwingkreis wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass eine automatische Frequenznachsteuerung des Speisegenerators 8 bis zur Resonanzfrequenz des Schwingkeises aus dem Phasenvergleich (5) der Eingangswechselspannung und des Schwingkreisstromes erfolgt. Somit koennen auch Pruefspulen niedrigster Guete bei der magnetinduktiven Werkstoffpruefung nach der Resonanzmethode verwendet werden.
Description
1. Titel der Erfindung : Vorrichtung zur magnetinduktiven
ζ e r st ö rung sf re i en :.Ve rkst of f ρ ruf ung nach der Resonanzmethode
2. Anwendungsgebiete der 3rfindun.sr :
Angewendet in der zerstörungsfreien .Ve rkst off prüfung für Wirbel stromve rf ahren, bei denen die Spule (Me 3v;ert aufnehmer) 121 Resonanzbetrieb arbeitet. Hierzu gehören die Schichtdickenmessungen von Isolationsschichten auf 3isen-
und Nichteisenmetallen, das Feststellen von Inhomogenitäten in elektrisch leitenden Stoffen gegenüber einem Sichzustand sowie das Erfassen von geometrischen Abmessungen bei elektrisch leitenden Teilen. Mit einer speziell konstruktiv und elektrisch gestalteten Sonde ist weiterhin aas Feststellen von Unterrostung serscheinungen an beschichteten Stahlteilen möglich (vgl. ^P G 01 N 256 153 ).
3,
Charakteristik der bekannten technischen Losungen:
Bei den Resonanzverfahren wird die Spule (Lie 3 wert aufnehmer) mit einem entsprechenden Kondensator als.Schwingkreis geschaltet und der Resonanz strom, die Resonanz spannung oder die Resonanzfrequenz ausgewertet. 3er Resonanzzustand wird durch rückgekoppelte Verstärker (harmonische Oszillatoren und Oszillatoren mit nichtharmonischea Ausgangssignal) erreicht, wobei die Spule ein frecuenzbestimmendes Bauelement ist. Bekannt ist weiterhin die Entdämpfung des Sch'wingkreises mittels negativen /widerstand bis zur stabilen Dauer schwingung. Bringt man in das WirkungsieId der S^uIe den zu prüfenden
Körper (elektrisch leitend), dann kommt es zu einer Änderung des Resonanz strömes auf Grund der Parametervariation der Spule. Die Änderung der Resonanzfrequenz kann ebenfalls als Me3information genutzt werden. Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist die Tatsache, daS auf Grund der niedrigen . Güten der Prüfspulen - bedingt durch die hohen Wirbelstromverluste - stabile Schwingungen mit konstanter Frequenz bei großer Variation der Spulenparameter schwer zu erzeugen sind. Bei starken Änderungen der Spulenparameter führt dieses oft zum Abreißen der selbsterregten Schwingung.
4. Ziel der Erfindung :
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung für die zerstörungsfreie.Werkstoffprüfung (Wirbelstromverfahren), die die Prüfspule, welche mit einem Kondensator als Schwingkreis geschaltet ist, auch bei niedrigen Spulengüten und großer Parametervariation, auf Resonanz hält bzw. steuert. Dabei soll der Resonanzstrom über eine entsprechende MeQ-anordnung analog oder digital als Me3information angezeigt werden können.
5. Darlegung des Wesens der 5rfindung :
Bestimmendes Merkmal der Erfindung ist die automatische Frequenznachsteuerung des Speisegenerators bis zur Resonanzfrequenz des Schwingkreis aus dem Phasenvergleich der Eingang swechselsp annung und des SchwingkreisStromes. Ss gelingt somit auch bei Prüf spulen niedrigster Güte,den. Resonanzzustand stabil aufrecht zu erhalten. Damit unterscheidet sich die Vorrichtung grundsätzlich von Anordnungen, die auf der Basis selbstschwingenden Oszillatoren oder der Entdämpfung mittels negativer Widerstände arbeiten.
Bei der erfindungsgemäSen Vorrichtung stellt der Resonanzstrom 'und die Frequenz des Generators die Me3information dar. Zu diesem Zweck bildet die Prüfspule zusammen mit einem verlustarmen Kondensator einen Reihenresonanzkreis, der von einem Frequenzgenerator mit konstanter Amplitude gespeist wird. Das ständige Arbeiten im Resonanzpunkt wird erfindungs- gemäQ durch eine automatische Frequenznachsteuerung erreicht. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung kann anhand des Block-
Schaltbildes wie folgt erklärt v/erden (Bild 1) :
Die Schaltungsanordnung zur Frequenznachsteuerung "besteht aus den Baugruppen 1 "bis 9. Die Vorverstärker 1 und 2 liefern in Verbindung mit den Begrenzerstufen 3 und 4 die pegelgerechten Signale für den phasenempfindlichen Gleichrichter Die Ausgangsspannung des Diskriminator wird über den Tiefpaß 6 auf' den Verstärker 7 geführt. Das verstärkte Gleichspännungssignal gelangt auf den Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 3. Der Leistungsverstärker 9 dient zur niederohmigen Auskopplung der Erregerspannung. Durch den Taster S1 kann die Schaltung zwangsweise "eingerastet" werden.
Die Messung der Änderung des Resonanz stromes erfolgt durch die Baugruppen 10 bis 15. Die dem Resonanz strom proportionale Spannung am 7/iderstand R wird verstärkt (10) , gleichgerichtet (11.). und .auf .den Summi arver stärker 12 geführt. Die variable Spannungsquelle 13 dient zur Kompensation der Spannung TJR im Sichzustand der Prüf sonde. Die Ausgangsspannung (Änderung gegenüber dem Sichzustand) wird analog (14) oder digital (1.5.) .angezeigt. Die Resonanzfrequenz kann, direkt am spannungsgesteuerten Oszillator 8 gemessen werden, "Mit der variabel '"ausgeführten Kapazität kann für die jeweilige Prüfspule die optimale Arbeitsfrequenz, d.h. das Gütemaximum auf die Mittenfrequenz des Generators S und damit auf die Mitte des "Fangbereiches" (ähnlich wie bei einer Phasenregelschleife) der Schaltungsanordnung eingestellt werden.
An die erfindungsgemä3e Vorrichtung zur magnetinduktiveη zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach der Resonanzmethode sind alle bekannten Prüf spule nf ο rrner. von: Parametertyp (gekennzeichnet durch nur eine tficklun=·) abschließbar, Kernmaterial, Windungszahl der Spule und die geometrische Form müssen so gewählt werden, daß für das Prüfproblem die Spule und die Kapazität im entsprechenden Frequenzbereich ein Gütemaximum aufweisen.
6. Ausführungsbeispiel
Die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung zur magnetinduktiveη zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach der Resonanzmethode ist mit integrierten Schaltkreisen der Standardserien aufgebaut, ausschließlich der Vorverstärker 1 und 2. Der Phasengang der Vorverstärker und Begrenzerstufen 1 bis 4 beeinflußt die Funktionsweise der Schaltung nicht, solange er in beiden Kanälen identisch ist.
Die Prüfspule ist im Anwendungsfall der zerstörungsfreien Korrosionszustandsprüfung beschichteter Stahlteile ( vgl. Wirtschaft spatent G 01 N / 25β 153 0 ) über ein abgeschirmtes Kabel an die Vorrichtung ansteckbar. Mit der variabel aus-, geführten Kapazität wird die für die Sonde optimale Prüffrequenz eingestellt (Gütemaximum). Über die variable Spannungsquelle 13 wird beim Aufsetzen der Prüf sonde auf die blanke Metalloberfläche die Vorrichtung geeicht. Auf Grund der speziell gestalteten Prüfsonde (vgl. W? G 01 N / 256 153 0) und bei der Arbeit in einem bestimmten Frequenzbereich zwischen 300 kHz und 700 kHz wird erreicht, daß die Abhebung der Prüfsonde von den Wirkungen der Oberflächenkorrosion unterschieden werden kann.
Claims (3)
- Erfindungsanspruch:1. Vorrichtung zur magnetinduktiveη zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach der Resonanzmethode, bei der die Prüfspule &it einem Kondensator als Reihenschwingkreis geschaltet ist und aus einem niederohmigen Generator gespeist wird und der Resonanzstrom als Spannungsabfall über einem Seriewiderstand gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Phasenvergleich der Eingangswechselspannung und des Schwingkreisstromes bei Änderung der Parameter der Sonde (Spule oder Kondensator) ein spannungsgesteuerter Oszillator in der Frequenz so nachgestimmt wird, bis der Resonanzzustand erreicht ist.
- 2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Spule als auch der Kondensator als Meßwertaufnehmer verwendet werden können und zwei Größen als Meßinformation zur Verfugung stehen : der Resonanz strom und die Re sonanzfrequenz.
- 3. Die Vorrichtung zur zerstörungsfreien magnetinduktiven Werkstoffprüfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die in weiten Grenzen in der Verstärkung und im Nullpunkt regelbaren Resonanz st rpameSverstarker ein großer Anzeigebereich, eine hohe Empfindlichkeit sowie eine "Fensteranzeige" realisierbar sind.Hierzu A Seite Zeichnung
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD26258283A DD224946B1 (de) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | Anordnung zur magnetinduktiven zerstoerungsfreien werkstoffpruefung nach der resonanzmethode |
| DE19843439061 DE3439061A1 (de) | 1983-11-01 | 1984-10-25 | Magnetinduktive messanordnung zur bestimmung des oberflaechenzustandes von metallteilen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD26258283A DD224946B1 (de) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | Anordnung zur magnetinduktiven zerstoerungsfreien werkstoffpruefung nach der resonanzmethode |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD224946A1 true DD224946A1 (de) | 1985-07-17 |
| DD224946B1 DD224946B1 (de) | 1989-04-12 |
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ID=5556679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD26258283A DD224946B1 (de) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | Anordnung zur magnetinduktiven zerstoerungsfreien werkstoffpruefung nach der resonanzmethode |
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| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD224946B1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3815010A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Leybold Ag | Schaltungsanordnung fuer den kombinierten einsatz einer induktiven und einer kapazitiven einrichtung fuer die zerstoerungsfreie messung des ohmschen wiederstands duenner schichten |
| DE3815009A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Leybold Ag | Einrichtung und verfahren zum zerstoerungsfreien messen des ohmschen widerstands duenner schichten nach dem wirbelstrom-prinzip |
| EP1612568A1 (de) * | 2004-07-02 | 2006-01-04 | Hella KGaA Hueck & Co. | Vorrichtung zum Erfassen der Resonanzfrequenz und Güte eines Schwingkreises in einem Sensor |
-
1983
- 1983-11-01 DD DD26258283A patent/DD224946B1/de not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3815010A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Leybold Ag | Schaltungsanordnung fuer den kombinierten einsatz einer induktiven und einer kapazitiven einrichtung fuer die zerstoerungsfreie messung des ohmschen wiederstands duenner schichten |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD224946B1 (de) | 1989-04-12 |
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