DE29606519U1

DE29606519U1 - Material test probe

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Publication number: DE29606519U1
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Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-08-14
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Also published as: DE19714685A1

Description

MaterialprüfsondeMaterial testing probe

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Wirbelstromprüftechnik gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to devices for material testing of a metallic wall using eddy current testing technology according to the preambles of the independent claims.

Die Wirbelstromprüftechnik ist sin bekanntes Verfahren zur zerstörungsfreien Materialprüfung von metallischen Wänden, insbesondere von metallischen Rohren. Bei ihrer Anwendung wird eine Sonde bzw. ein Molch durch das zu prüfende Rohr gefahren. Die Sonde weist wenigstens eine Senderspule auf, mittels der ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Die Frequenz des Wechselfeldes liegt je nach zu prüfenden Materialeigenschaften üblicherweise im Bereich von einigen Hertz bis hin zu einigen MHz. Ein beispielsweise zylindrisches metallisches Rohr verhält sich gegenüber diesem elektromagnetischen Wechselfeld wie ein Rundhohlleiter, der weit unterhalb seiner Cutoff-Frequenz betrieben wird. Das sogenannte Direktfeld einer solchen Anordnung wird daher mit zunehmender Ent-Eddy current testing is a well-known method for non-destructive material testing of metal walls, especially metal pipes. When used, a probe or pig is moved through the pipe to be tested. The probe has at least one transmitter coil, by means of which an alternating electromagnetic field is generated. The frequency of the alternating field is usually in the range of a few hertz to a few MHz, depending on the material properties to be tested. A cylindrical metal pipe, for example, behaves in relation to this alternating electromagnetic field like a round waveguide that is operated well below its cutoff frequency. The so-called direct field of such an arrangement therefore increases with increasing development.

Oresdner Bank AQ Hamburg 04 030 448 00 (BLZ 200 SOO 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (BLZ SOD 10D 20)Oresdner Bank AQ Hamburg 04 030 448 00 (bank code 200 SOO 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (bank code SOD 10D 20)

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fernung zur Senderspule exponentiell gedämpft und ist bereits im Abstand von wenigen Millimetern bie auf das LO~^-fache des Ausgangswertes abgefallen.distance to the transmitter coil is exponentially dampened and has already fallen to LO~^ times the initial value at a distance of just a few millimeters.

Dieses elektromagnetische Wechselfeld induziert in der metallischen Rohrwand Wirbelströme. Die Wirbelströme induzieren ihrerseits ein elektromagnetisches Feld, das dem erzeugenden elektromagnetischen Direktfeld entgegengerichtet ist 'and mit diesem wechselwirkt. Wird der Fluß dsr Wirbelströme in der Rohrwand durch Unregelmäßigkeiten (Risse, unsaubere Schweißnähte o.a.) gestört, verändert sich das durch die Wirbelströme induzierte elektromagnetische Feld und aufgrund dessen Wechselwirkung mit dem Direktfeld der Senderspule auch dieses Direktfeld. Diess Änderungen des Direktfeldes können mit einer in verhältnismäßig geringem axialen Abstand von der Senderspule angeordneten Empfängerspule registriert und anschließend ausgewertet werden.This alternating electromagnetic field induces eddy currents in the metal pipe wall. The eddy currents in turn induce an electromagnetic field that is directed in the opposite direction to the direct electromagnetic field that generates it and interacts with it. If the flow of the eddy currents in the pipe wall is disturbed by irregularities (cracks, dirty welds, etc.), the electromagnetic field induced by the eddy currents changes and, due to its interaction with the direct field of the transmitter coil, this direct field also changes. These changes in the direct field can be registered with a receiver coil arranged at a relatively small axial distance from the transmitter coil and then evaluated.

Aufgrund der Abhängigkeit der Eindringtiefe der Wirbelströme von Materialkenngrößen und der Prüffrequenz, die ihrerseits das Auflösungsvermögen verändert, kann man häufig auch an dünnwandigen Material nur an der Prüfsonden zugewandten Seite Defekte oder Unregelmäßigkeiten mit guter Nachweisempfindlichkeit und genügender Meßgenauigkeit erfassen. Da die Eindringtiefe u.a. von der Permeabilität des Prüfmaterials abhängt und bei ferromagnetisch©!» Stahl die Permeabilität gegenüber austenitischen Stählen deutlich erhöht ist, ist insbesondere bei ferromagnetischen bzw. ferritischen Stählen die Aussagekraft der geschilderten Direktfeldwirbelstrommessung begrenzt.Due to the dependence of the penetration depth of the eddy currents on material parameters and the test frequency, which in turn changes the resolution, defects or irregularities can often only be detected on the side facing the test probes on thin-walled material with good detection sensitivity and sufficient measurement accuracy. Since the penetration depth depends on the permeability of the test material, among other things, and the permeability of ferromagnetic©!» steel is significantly higher than that of austenitic steel, the informative value of the direct field eddy current measurement described is limited, especially for ferromagnetic or ferritic steels.

Die Senderspule erzeugt zusätzlich zu dem beschriebenen Direktfeld ein sogenanntes Fernfeld, Bei optimal gewählter Prüffrequenz durchdringt das elektromagnetische Feld der Senderspule die Rohrwandung bzw. die Prüfgegenstandsdicke in umittelbarer Nachbarschaft der Senderspule von innen nach außen und in einem von der jeweiligen Feldliniengröße abhängigen Abstand wieder von außen nach innen {geschlossene Feldlinien!). Senkrecht zu diesen gedachten Feldlinien werden in jedem Punkt Wirbelströme erzeugt.In addition to the direct field described, the transmitter coil generates a so-called far field. With an optimally selected test frequency, the electromagnetic field of the transmitter coil penetrates the pipe wall or the thickness of the test object in the immediate vicinity of the transmitter coil from the inside outwards and, at a distance dependent on the respective field line size, from the outside inwards again (closed field lines!). Eddy currents are generated at every point perpendicular to these imaginary field lines.

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Da die Feldliniendichte mit zunehmendem Abstand zur Senderspule abnimmt, nimmt in gleicher Weise auch die Wirbelstromdichte ab. In der Nähe der Senderspule dominieren die Wirheiströme, die nicht die gesamte Prüfgegenstandsdieke durchdrungen haben, sondern in unmittelbarer Umgebung der Spule erzeugt wurden, d.h. die Wirbelströme des Direktfeldes.Since the field line density decreases with increasing distance from the transmitter coil, the eddy current density also decreases in the same way. In the vicinity of the transmitter coil, the eddy currents that have not penetrated the entire thickness of the test object but were generated in the immediate vicinity of the coil dominate, i.e. the eddy currents of the direct field.

In größerem Abstand zum Sender ist jedoch das sich exponentiell abschwächende Direktfeld kaum noch meßbar, während die Wirbelströme des sogenannten Fernfeldes, die die Rohrwand von außen nach innen vollständig durchdrungen haben, nur unwesentlich im Vergleich zu den Wirbelströmen des Direktfeldes abgeschwächt wurden (Faktor 10-20 größere Amplitude) .However, at a greater distance from the transmitter, the exponentially attenuating direct field is barely measurable, while the eddy currents of the so-called far field, which have completely penetrated the pipe wall from the outside to the inside, have only been insignificantly attenuated compared to the eddy currents of the direct field (factor 10-20 greater amplitude).

Ein weiterer Unterschied zwischen den im Direktfeld und im Fernfeld erzeugten Wirbelströmen liegt in der Aussagekraft der Phasenverschiebung zur Phase der stromdurchflossenen Senderspule. Der Phasenunterschied zwischen dem in der Spule angelegten Strom und den induzierten Wirbelströmen beträgt direkt an der Spulenoberfläche nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten IBO Grad in Luft. Wird nun. diese Luftspule auf einen metallisch leitenden Prüfgegenstand aufgesetzt, so vergrößert Bich die Phasenverschiebung weiter je nach Materialkenngrößen und angelegter Frequenz. Prüftechnisch wird bei dieser Anordnung ein Geräteabgleich vorgenommen, d.h. sowohl die sich einstellende Amplitude als auch die Phase werden auf Null gesetzt. Alle zu diesem Abgleichspunkt gemessenen Phasendifferenzen entsprechen nun der Tiefe, aus welcher die Informationen stammen, d.h. je weiter eine Änderung im Prüfgegenstand von der Prüfgegenstandsoberflache entfernt liegt, um so größer wird die Phasendifferenz zum Nullpunkt.Another difference between the eddy currents generated in the direct field and in the far field lies in the significance of the phase shift relative to the phase of the transmitter coil through which the current flows. The phase difference between the current applied in the coil and the induced eddy currents directly on the coil surface is, according to physical laws, IBO degrees in air. If this air coil is now placed on a metallically conductive test object, the phase shift increases further depending on the material characteristics and the applied frequency. In terms of testing, this arrangement involves a device adjustment, i.e. both the resulting amplitude and the phase are set to zero. All phase differences measured at this adjustment point now correspond to the depth from which the information originates, i.e. the further a change in the test object is from the surface of the test object, the greater the phase difference to the zero point.

Im Direkt feld entspricht die Phaeeninformation der Gesamtwegstrekke der Wirbelströme und ist eine direkte Funktion der Eindringtiefe bzw. der zu untersuchenden Prüfgegenstandsdicke.In the direct field, the phase information corresponds to the total path of the eddy currents and is a direct function of the penetration depth or the thickness of the test object to be examined.

Im Fernfeld entspricht die gemessene Phasendifferenz jedoch derIn the far field, however, the measured phase difference corresponds to the

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Gesaratlänge der (gedachten) geschlossenen Feldlinie von der Senderspulenoberfläche durch die Prüfgegenstandsdicke von innen nach außen, dem Abstand zwischen Sender- und Empfängerspule (einige mm, in welchen das beeinflussende Direktfeld nicht mehr stört) und schließlich wieder der Prüfgegenstandsdicke von außen nach innen. Daraus ergibt sich, daß die effektiv bewertbare Phasendifferenz (=Prüfgegenstandsdicke) im Fernfeld wesentlich kleiner wird als im Direktfeld,Total length of the (imaginary) closed field line from the transmitter coil surface through the test object thickness from the inside to the outside, the distance between the transmitter and receiver coil (a few mm, in which the influencing direct field no longer interferes) and finally the test object thickness from the outside to the inside. This means that the effectively assessable phase difference (=test object thickness) in the far field is significantly smaller than in the direct field,

Da zum anderen im Fernfeldbereich die Wegstrecken zwischen Außenoberfläche und Innenoberfläche des Prüfgegenstandes klein ist gegen die Gesamtlänge der geschlossenen Feldlinie, werden Anzeigen, die auf der Innen- oder Außenseite angeordnet sind, mit der gleichen Amplitude angezeigt.On the other hand, since in the far field range the distance between the outer surface and the inner surface of the test object is small compared to the total length of the closed field line, displays arranged on the inside or outside are shown with the same amplitude.

Diese physikalischen Gesetzmäßigkeiten führen zusammengefaßt dazu, daß im Fernfeldbereich die Meßempfindlichkeit, selbst bei sehr dickwandigem Prüfmaterial annähernd gleich für Außen- und Innenfehlern ist. Nachteilig zeigt sich für die Phasenauswertung, daß es kaum Unterschiede zwischen Außen- und Innenfehlern in der Signalphase gibt.These physical laws lead to the fact that in the far field the measurement sensitivity is almost the same for external and internal defects, even with very thick-walled test material. The disadvantage for phase evaluation is that there are hardly any differences between external and internal defects in the signal phase.

Im angelsächsischen Sprachraum wird diese Fernfeldmessung remote field eddy current (RFEC)-Technik genannt. Sie wird zur Detektion von Fehlern bei ferritischen Materialien über die gesamte Rohrwanddicke eingesetzt·In the English-speaking world, this far-field measurement is called remote field eddy current (RFEC) technology. It is used to detect faults in ferritic materials across the entire pipe wall thickness ·

Übersichtsartikel über die Fernfeldprüftechnik finden sich bspw, in Review of progress in quantitative non destructive evaluation, Vol. 7A, Plenum Press, New York 1988, in British Journal of NDT, 22-27, 1988, oder in Materialprüfung, Band 33, 257-262, 1991.Overview articles on far-field testing technology can be found, for example, in Review of progress in quantitative non destructive evaluation, Vol. 7A, Plenum Press, New York 1988, in British Journal of NDT, 22-27, 1988, or in Materials Testing, Volume 33, 257-262, 1991.

Bei der Fernfeldprüfung erzeugt jede Veränderung in der Rohrwand ein Signal in der Empfängerspule sowohl dann, wenn die Empfängerspule daran vorbeibewegt wird, als auch dann, wenn die Senderspule daran vorbeibewegt wird. Das bei Vorbeilauf der Senderspule erzeugte Signal ist in der Regel deutlich schwächer. InsbesondereIn far-field testing, any change in the pipe wall generates a signal in the receiver coil both when the receiver coil moves past it and when the transmitter coil moves past it. The signal generated when the transmitter coil moves past it is usually much weaker. In particular

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beim Auftreten mehrere Fehler auf einem kürzerem Rohrabschnitt kann die Dublettbildung die eindeutige Fehleridentifizierung und Zuordnung erschweren.If several faults occur on a shorter pipe section, the formation of duplicates can make it difficult to clearly identify and assign faults.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht oder in vermindertem Maße aufweist und mittels der sich auch verhältnismäßig dickwandige metallische Wände sowohl aus austenitischem als auch ferritischem Material prüfen lassen.The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning which does not have the disadvantages mentioned or has them to a reduced extent and by means of which even relatively thick-walled metallic walls made of both austenitic and ferritic material can be tested.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Wirbelstromprüf- # technik geschaffen, die aufweist:According to a first aspect of the invention, a device for testing the material of a metallic wall using eddy current testing technology is provided, which comprises:

- eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;- a main axis corresponding to the intended main direction of movement along the wall to be tested;

- Senderspulen zur Erzeugung eines Magnetfeldes;- Transmitter coils for generating a magnetic field;

- wenigstens eine in Richtung der Hauptachse von den Senderspulen beabstandete und in deren Fernfeld angeordnete Empfängerspule zur Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds bzw. der von der zu prüfenden Wand beeinflußten "Wirbelströme - at least one receiver coil, spaced apart from the transmitter coils in the direction of the main axis and arranged in their far field, for detecting the magnetic field influenced by the wall to be tested or the "eddy currents" influenced by the wall to be tested

dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Hauptachse beidseitig der Empfängerspule(n) wenigstens je eine Senderspule angeordnet ist.characterized in that at least one transmitter coil is arranged along the main axis on both sides of the receiver coil(s).

Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe erläutert,First, some terms used in the context of the invention are explained,

Da es sich bei der zu prüfenden metallischen Wand häufig um eine Rohrwand handelt, entspricht die Hauptachse dann der Längsachse des Rohrs und der darin geführten Prüfsonde. Die Hauptachsenrichtung wird nachfolgend vereinfachend auch Axialrichtung genannt.Since the metal wall to be tested is often a pipe wall, the main axis corresponds to the longitudinal axis of the pipe and the test probe guided in it. The main axis direction is also referred to as the axial direction for simplicity.

Der Begriff "metallische Wand" ist im Rahmen der Erfindung jedoch nicht auf Rohrwände beschränkt, er kann vielmehr Wandungen jeglicher Prüfgegenstände (bspw. Platten etc.) umfassen. Auch dickeHowever, the term "metallic wall" is not limited to pipe walls within the scope of the invention, but can include walls of any test objects (e.g. plates, etc.). Thick

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Wandungen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft werden.Walls can be tested using the device according to the invention.

Unter einer Senderspule ist jede Einrichtung zu verstehen, die bei Stromdurchfluß ein elektromagnetisches Feld aufbaut. In den Ansprüchen wird dieses elektromagnetische Feld vereinfachend auch als Magnetfeld bezeichnet,A transmitter coil is any device that creates an electromagnetic field when current flows through it. In the claims, this electromagnetic field is also referred to as a magnetic field for simplicity.

Unter dem Begriff Empfängerspule ist jede Einrichtung zu verstehen, die unter dem Einfluß eines elektromagnetischen Wechselfeldes ein detektierbares Spannungs- und/oder Stromsignal abgibt. Häufig handelt es sich um eine Umfange spule, Die Empfängerspulen werden in der Regel gewickelte Spulen sein, der Begriff "Empfängerspule" soll jedoch nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt sein* Er umfaßt als Oberbegriff sowohl Detektoren, dia in allen Richtungen senkrecht zur Hauptachse eine ortsauflösende Empfindlichkeit aufweisen als auch Detektoren, die in einem bestimmten Umfangsabstand oder auf einer bestimmten Fläche eine höhere Empfindlichkeit aufweisen und die weiter unten noch näher erläutert werden. Die Anordnung der Empfängerspule im Fernfeld bedeutet, daß der axiale Abstand von jeder Senderspule so groß ist, daß am Ort der Empfängerspule das Fernfeld gegenüber dem Direktfeld jeder Senderspule überwiegt.The term receiver coil refers to any device that emits a detectable voltage and/or current signal under the influence of an alternating electromagnetic field. This is often a circumferential coil. The receiver coils are usually wound coils, but the term "receiver coil" is not intended to be restricted to such embodiments. As a generic term, it includes both detectors that have a spatially resolving sensitivity in all directions perpendicular to the main axis and detectors that have a higher sensitivity at a certain circumferential distance or on a certain area and which are explained in more detail below. The arrangement of the receiver coil in the far field means that the axial distance from each transmitter coil is so large that at the location of the receiver coil the far field predominates over the direct field of each transmitter coil.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Senderspulen beidseitig der Erapfängerspule bewirkt zum einen eine Erhöhung des auf die Empfängerspule wirkenden Fernfelds und damit eine Empfindlichkeitssteigerung und erleichtert zum anderen die eindeutige Zuordnung der Signale 2u bestimmten Anzeigen (bspw, durch Materialveränderungen oder Wanddickenschwächungen verursacht). Jede Materialveränderung erzeugt in einem Spektrum, in dem die Prüflänge gegen die Signalamplitude aufgetragen wird, grundsätzlich ein Triplett, da zunächst die erste Senderspule, dann die Empfängerspule und anschließend die zweite Senderspule an der Veränderung vorbeiläuft.The arrangement of transmitter coils on both sides of the receiver coil according to the invention firstly increases the far field acting on the receiver coil and thus increases sensitivity, and secondly facilitates the clear assignment of the signals to specific displays (e.g. caused by material changes or weakening of the wall thickness). Every material change basically produces a triplet in a spectrum in which the test length is plotted against the signal amplitude, since first the first transmitter coil, then the receiver coil and then the second transmitter coil move past the change.

Bevorzugt weisen die beidseitig der Empfängerspule entlang der Hauptachse angeordneten Senderspulen jeweils den gleichen AbstandPreferably, the transmitter coils arranged on both sides of the receiver coil along the main axis each have the same distance

)1), Apr. Ml· 13:23 GLAWE DELFS MOLL HAM Nr. 7649 S.)1), Apr. Ml· 13:23 GLAWE DELFS MOLL HAM No. 7649 p.

von der Empfängerspule (bzw. ggf. den Empfängerspulen) auf. Da jede Veränderung als Signalgrundmuster dann ein symmetrisches Triplett erzeugt, wird die Zuordnung der Signale zu bestimmten Anzeigen nochmals erleichtert.from the receiver coil (or receiver coils, if applicable). Since every change then creates a symmetrical triplet as a basic signal pattern, the assignment of the signals to specific displays is made even easier.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung von Sendern beidseitig der Empfängerspule liegt auch darin_f daß so erst die Erkennung von zwei Anzeigen ermöglicht wird, deren Abstand dem Axialabstand Sender-Empfänger entspricht. Bei den herkömmlichen Fernfeldmeßsonden des Standes der Technik könnte eine solche Anzeigenkonstellation nicht eindeutig erkannt und zugeordnet werden.A particular advantage of the arrangement of transmitters on both sides of the receiver coil according to the invention _is that it enables the detection of two displays whose distance corresponds to the axial distance between the transmitter and the receiver. With conventional far-field measuring probes of the prior art, such a display constellation could not be clearly recognized and assigned.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die bessere Prüfbarkeit unsymmetrischer Geometrien, wie bspw. Rohrbögen, Rohrenden oder Durchmesser- bzw. Dickenänderungen. Je nach Prüf geometrie wirkt die links oder rechts der Empfängerspule(n) liegende Senderspule noch auf die gleiche geometrische Anordnung, während die andere Senderspule bereits ein veränderndes Magnetfeld erzeugt.Another advantage of this arrangement is the better testability of asymmetrical geometries, such as pipe bends, pipe ends or diameter or thickness changes. Depending on the test geometry, the transmitter coil to the left or right of the receiver coil(s) still affects the same geometric arrangement, while the other transmitter coil already generates a changing magnetic field.

Ein Wachteil der herkömmlichen Fernfeldmethode liegt in dem begrenzten axialen Auflösungsvermögen, die eine genaue Bestimmung der axialen Erstreckung einer Anzeige erschwert (siehe British Journal of NDT, supra). Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß keinerlei Aussagen darüber getroffen werden können, ob die Anzeigen eich eher an der Innen- oder Außenseite der Wandung befindet, da die Beeinflussung des von außen durch die Wandung eindringenden Fernfeldes durch eine Störstelle nicht von deren radialer Lage abhängt .A disadvantage of the conventional far-field method is the limited axial resolution, which makes it difficult to determine the axial extent of a display precisely (see British Journal of NDT, supra). A further disadvantage is that no statements can be made as to whether the display is located on the inside or outside of the wall, since the influence of a disturbance on the far field penetrating through the wall from the outside does not depend on its radial position.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird daher eine Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Wirbelstromprüftechnik geschaffen, die aufweist;According to a further aspect of the invention, there is therefore provided a device for material testing of a metallic wall using eddy current testing technology which comprises;

- eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;- a principal axis corresponding to the intended main direction of movement along the wall to be tested;

- wenigstens eine Senderspule gur Erzeugung eines Magnetfelds;- at least one transmitter coil for generating a magnetic field;

Apr. \m 13:24- CLAWE DELFS MOLL HAM Nr. 7649 S.Apr. \m 13:24- CLAWE DELFS MOLL HAM No. 7649 p.

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je eine Empfängerspule Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds benachbart einer Senderspule im Bereich deren Direktfelds und beabstandet von der oder den Senderspule(n) im Bereich des Fernfelds angeordnet ist.characterized in that at least one receiver coil detection of the magnetic field influenced by the wall to be tested is arranged adjacent to a transmitter coil in the region of its direct field and at a distance from the transmitter coil(s) in the region of the far field.

Die Anordnung einer Empfängerspule im Direktfeld bedeutet, daß der axiale Abstand dieser Empfängerspule von der Senderspule so gering ist, daß das Direktfeld der Senderspule gegenüber deren Fernfeld überwiegt. In der Regel wird dazu, sofern es sich bei der zu prüfenden Wand um ein Rohr handelt, der axiale Abstand geringer sein als ein Rohrdurchmesser, vzw, gegen Null tendieren.The arrangement of a receiver coil in the direct field means that the axial distance of this receiver coil from the transmitter coil is so small that the direct field of the transmitter coil predominates over its far field. As a rule, if the wall to be tested is a pipe, the axial distance will be less than the diameter of the pipe, preferably tending towards zero.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden die Vorteile der Direkt- und Fernfeldmessung miteinander kombiniert. Die Fernfeldmessung ermöglicht ein sicheres Aufspüren jeglicher Anzeigen, selbst wenn sich diese bei dickwandigen Rohren aus ferritischem oder austenitischem Stahl in der Nähe der Außenseite befinden. Die Direktfeldmessung wiederum ermöglicht eine genauere Bestimmung der axialen Erstreckung einer Anzeige bzw. einer Störstelle, falls sich die Störstelle an der Innenseite der zu prüfenden Wand befindet, und erlaubt zudem über die Signalphase Aussagen, ob sich diese Störstelle an der Innen- oder Außenseite der Wand befindet. Ist bspw. bei einem dickwandigen Rohr eine Anzeige nur im Fernfeldspektrum zu sehen, kann man aus dieser Tatsache schließen, daß die Veränderung wohl in der Nähe der Außenseite der Rohrwand liegen dürfte und daher durch die Direktfeldmessung nicht mehr erfaßt wird. Zeigt sich umgekehrt eine Anzeige sehr deutlich sowohl in der Fernfeld- als auch der Direktfeldmessung, kann man daraus schließen, daß sich die Störstelle nahe der Innenseite der Wand befindet. According to this aspect of the invention, the advantages of direct and far-field measurement are combined. Far-field measurement enables reliable detection of any indications, even if they are located near the outside of thick-walled pipes made of ferritic or austenitic steel. Direct field measurement, in turn, enables more precise determination of the axial extent of an indication or a defect if the defect is on the inside of the wall to be tested, and also allows statements to be made about whether this defect is on the inside or outside of the wall via the signal phase. If, for example, an indication of a thick-walled pipe can only be seen in the far-field spectrum, one can conclude from this fact that the change is probably near the outside of the pipe wall and is therefore no longer detected by the direct field measurement. Conversely, if an indication is very clearly visible in both the far-field and direct field measurements, one can conclude that the defect is near the inside of the wall.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Wirbelstromprüftechnik geschaffen, die aufweist:According to a further aspect of the invention, a device for material testing of a metallic wall using eddy current testing technology is provided, which comprises:

- eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung- a main axis corresponding to the intended main direction of movement

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entlang der zu prüfenden Wand entspricht;along the wall to be tested;

- wenigstens eine Senderspule zur Erzeugung eines Magnetfelds;- at least one transmitter coil for generating a magnetic field;

- eine Mehrzahl von im Fernfeld der Senderspule(n) angeordnete Segmentspulen zur Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds/ die jeweils selektiv zur Prüfung eines vorbestimmten Abschnitts oder eines bestimmten Anzeigentyps oder einer bestimmten Anzeigenerstreckung der Wand vorgesehen sind;- a plurality of segment coils arranged in the far field of the transmitter coil(s) for detecting the magnetic field influenced by the wall to be tested/each of which is selectively provided for testing a predetermined section or a specific display type or a specific display extension of the wall;

dadurch gekennzeichnet_f daß die Vorrichtung einen oder mehrere Verstärker zum Verstärken der von den Empfänger- und/oder Segmentspulen detektierten Signale und einen Multiplexer sum Umsetzen der Signale dieser Empfänger- und/oder Segmentspulen auf wenigstens eine Datenübertragungsleitung aufweist.characterized _in that the device comprises one or more amplifiers for amplifying the signals detected by the receiver and/or segment coils and a multiplexer for converting the signals of these receiver and/or segment coils to at least one data transmission line.

Der in Anspruch 4 verwendete Begriff "Abschnitt einer Wand" umfaßt sowohl Streckenabschnitte der Wand längs als auch quer zur Hauptbewegungsrichtung. Bei einer Rohrwand kann es sich bspw. um Axialabschnitte und/oder Umfangsabschnitte handeln.The term "section of a wall" used in claim 4 includes both sections of the wall along and across the main direction of movement. In the case of a pipe wall, for example, these can be axial sections and/or circumferential sections.

Häufig ist es wünschenswert, genauere Informationen über die radiale und/oder axiale Lage einer Anzeige bzw. einer Störstelle in einem Rohr su erhalten. Zu diesem Zweck können sogenannte Segmentspulen verwendet werden. Eine Segmentspule im Sinne der Erfindung ist jeder Detektor eines elektromagnetischen Feldes, der über einen bestimmten Umfangswinkel und/oder eine bestimmte axiale Erstreckung eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist und somit in der Radial- und/oder Axialebene der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt einen bestimmten Umfangsabschnitt und/oder Axialabschnitt des Rohrs abtastet, Es werden mehrere (bevorzugt 6, 8 oder 16) über den Umfang der Vorrichtung verteilte, ggf. unterschiedliche Segmentspulen verwendet, um den gesamten Rohrumfang abtasten zu können. Da die Feldferntechnik keine begrenzte Eindringtiefe kennt, kann je nach Frequenzwahl in definierten prüfgegenetandstiefen "geprüft" werden,- d.h. es werden direkte Abbildungen von Veränderungen im Prüfvolumen aufgezeigt.It is often desirable to obtain more precise information about the radial and/or axial position of a display or a defect in a pipe. So-called segment coils can be used for this purpose. A segment coil in the sense of the invention is any detector of an electromagnetic field that has an increased sensitivity over a certain circumferential angle and/or a certain axial extent and thus preferably scans a certain circumferential section and/or axial section of the pipe in the radial and/or axial plane of the device according to the invention. Several (preferably 6, 8 or 16) possibly different segment coils distributed over the circumference of the device are used in order to be able to scan the entire circumference of the pipe. Since remote field technology has no limited penetration depth, "testing" can be carried out at defined test object depths depending on the frequency selected - i.e. direct images of changes in the test volume are shown.

vorteile dieses Vermögens liegen in der Vermessung sehr schmalerThe advantages of this asset are the measurement of very narrow

}D, Apr. IM 13:25 GLAWE DELFS MOLL HAM Nr. 7649 S.}D, Apr. IM 13:25 GLAWE DELFS MOLL HAM No. 7649 p.

Veränderungen im Prüfling (bspw. 0_f6 bis 0,8 nun breiten Laserschweißnähten) und in der Visualisierung des Profils einer Veränderung (Einbrandtiefe; Nahtbreite von Schweißnähten).Changes in the test specimen (e.g. 0 _f 6 to 0.8 now wide laser weld seams) and in the visualization of the profile of a change (penetration depth; seam width of weld seams).

Die Wahl von hochort sauf lösenden Segaientspulen unterschiedlicher Empfindlichkeit in radialer und axialer Richtung als Gegenstand der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht nicht nur ein sicheres Aufspüren jeglicher Anzeigen in der Prüfgegenstandswand, sondern auch die Ermittlung der axialen und radialen Erstreckung einer Anzeige. Bei vergleichbarem Fernfeld geben jedoch Seginentspulen gegenüber Empfängerspulen mit gleicher Empfindlichkeit über die gesamte Umfangsebene (Umfangsspulen) einen geringeren Signalpegel ab. Im Stand der Technik sind getrennte Signalleitungen für jede Segmentspule von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu der zugehörigen Auswerteeinheit vorgesehen. Das Verbindungskabel zwischen der üblicherweise als Sonde oder Molch ausgebildeten Vorrichtung und der Auswerteeinheit wäre daher verhältnismäßig dick und unflexibel, was insbesondere das Prüfen von gekrümmten Rohrleitungen erschweren kann.The choice of high-resolution segment coils with different sensitivities in the radial and axial direction as the object of the device according to the invention not only enables reliable detection of any indications in the wall of the test object, but also the determination of the axial and radial extent of an indication. However, with a comparable far field, segment coils emit a lower signal level than receiver coils with the same sensitivity over the entire circumferential plane (circumferential coils). In the prior art, separate signal lines are provided for each segment coil from the device according to the invention to the associated evaluation unit. The connecting cable between the device, usually designed as a probe or pig, and the evaluation unit would therefore be relatively thick and inflexible, which can make testing curved pipelines particularly difficult.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, den Signalpegel der Segmentspulen durch einen oder mehrere in oder an der Vorrichtung angeordnete (n) Verstärker (Vorverstärker) anzuheben und die Signale der Mehrzahl von Empfänger- und/oder Segmentspulen durch ein Multiplexverfahren auf wenigstens eine Signalleitung bzw. Datenübertragungsleitung umzusetzen. Bevorzugt wird dabei ein Zeitmultiplexverfahren angewendet. Die schaltungstechnische Ausführung eines Multiplexers ist dem Fachmann geläufig und bedarf hier keiner näheren Erläuterung. Bevorzugt erfolgt eine Umsetzung auf eine Datenübertragungsleitung. Ggf. kann auch eine Umsetzung auf mehrere Datenubertragungsleitungen erfolgen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn bspw. verschiedene Spulen mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden. In jedem Fall liegt erfindungsgemäß die Zahl der Datenubertragungsleitungen unter der Gesamtzahl von Empfänger(Umfangs)- und Segmentspulen.According to the invention, it is therefore provided to increase the signal level of the segment coils by one or more amplifiers (preamplifiers) arranged in or on the device and to convert the signals from the plurality of receiver and/or segment coils to at least one signal line or data transmission line by a multiplexing method. A time-division multiplexing method is preferably used. The circuit design of a multiplexer is familiar to the person skilled in the art and does not require any further explanation here. Conversion to one data transmission line is preferably carried out. If necessary, conversion to several data transmission lines can also be carried out. This can be particularly useful if, for example, different coils are operated with different frequencies. In any case, according to the invention, the number of data transmission lines is less than the total number of receiver (circumferential) and segment coils.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt zur Prüfung zylin-The device according to the invention is preferably used for testing cylindrical

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drischer Rohre ausgebildet, kann jedoch auch zur Prüfung ebener oder gekrümmter, dickwandiger Prüfgegenstände ausgebildet sein.pipes, but can also be designed to test flat or curved, thick-walled test objects.

Bei der Prüfung zylindrischer Rohre entspricht der Abstand der Fernfelderapfanger(umfange)spulen oder -segmentspulen von der Senderspule oder den Senderspulen üblicherweise mindestens dem Rohrinnendurchmesser, vorzugsweise mindestens dem doppelten Rohrinnendurchmesser, weiter vorzugsweise mindestens dem dreifachen Rohrinnendurchmesser. Häufig ist ein Abstand zwischen dsm zwei- und vierfachen Rohrinnendurchmesser bevorzugt. 2ur Prüfung von Rohren aus ferritischem Material wird häufig ein Axialabstand von wenigstens zwei Rohrinnendurchmessern erforderlich sein. Bei austenitischen Stählen kann bereits ein Abstand von einem Rohrinnendurchmesser ausreichen.When testing cylindrical pipes, the distance between the far-field receiver (circumferential) coils or segment coils and the transmitter coil or coils is usually at least the inner pipe diameter, preferably at least twice the inner pipe diameter, more preferably at least three times the inner pipe diameter. A distance between two and four times the inner pipe diameter is often preferred. When testing pipes made of ferritic material, an axial distance of at least two inner pipe diameters is often required. For austenitic steels, a distance of one inner pipe diameter may be sufficient.

Bsi einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die axiale Erstreckung jeder Senderspule größer als die axiale Erstreckung jeder Empfänger- und/oder Segmentspule. Dies bewirkt eine hohe Homogenität des auf die Empfänger- und/oder Segmentspulen einwirkenden Feldes und erhöht somit die Meßgenauigkeit.In a preferred embodiment of the invention, the axial extension of each transmitter coil is greater than the axial extension of each receiver and/or segment coil. This results in a high homogeneity of the field acting on the receiver and/or segment coils and thus increases the measurement accuracy.

Vorteilhafterweise sind im Fernfeld der Senderspule(n) zwei Empfängerspulen benachbart angeordnet. Der Begriff "benachbart" be~ deutet, daß diese Empfängerspulen einen geringen axialen und/oder radialen Abstand aufweisen. Diese beiden Empfängerspulen können in einer sogenannten Absolut-Schaltung betrieben werden, dabei erfolgt eine Signalauswertung der (ggf. aufaddierten) Absolutsignale. Häufig wird jedoch eine Differenzschaltung dieser beiden Empfängerspulen bevorzugt, ausgewertet wird anschließend das Differenzsignal. Durch die Differenzbildung lassen sich auf beide Spulen gleichermaßen einwirkende unerwünschte Störeinflüsse bis zu einem gewissen Maße ausschalten. Zudem lassen sich mit einer solchen Differenzschaltung Anfang und Ende einer Störstelle, deren axiale/radiale Erstreckung größer ist als die axiale/radiale Ausdehnung der beiden Empfängerspulen zusammengenommen, genauer feststellen. Sobald die in Bewegungsrichtung erste Spule die Störstelle erreicht, entsteht ein Differenzsignal, nachdem auch die zweiteAdvantageously, two receiver coils are arranged next to each other in the far field of the transmitter coil(s). The term "nearby" means that these receiver coils have a small axial and/or radial distance. These two receiver coils can be operated in a so-called absolute circuit, whereby the (possibly added) absolute signals are evaluated. However, a differential circuit of these two receiver coils is often preferred, and the differential signal is then evaluated. By forming the difference, undesirable interference that affects both coils equally can be eliminated to a certain extent. In addition, such a differential circuit can be used to more accurately determine the beginning and end of an interference point whose axial/radial extension is greater than the axial/radial extension of the two receiver coils combined. As soon as the first coil in the direction of movement reaches the interference point, a differential signal is generated after the second coil has also reached the interference point.

}99fi 13:26 GLAWE DELFS MOLL HAM Wr. 7649 S. J3}99fi 13:26 GLAWE DELFS MOLL HAM Wr. 7649 S. J3

Empfängerspule sich im Bereich der Störstelle befindet, wird dieses Differen2signal wieder Null. Sobald die erste Spule den Bereich der Störstelle verläßt, entsteht wiederum ein Differenzsignal. Anfang und Ende der Störstelle werden also im Spektrum, in dem die axiale/radiale Rohrerstreckung gegen die Signalamplitude aufgetragen ist, durch zwei Peaks gekennzeichnet.If the receiver coil is in the area of the disturbance, this difference signal becomes zero again. As soon as the first coil leaves the area of the disturbance, a difference signal is again generated. The beginning and end of the disturbance are therefore marked by two peaks in the spectrum in which the axial/radial pipe extension is plotted against the signal amplitude.

Die Differenzschaltung von zwei Empfängerspulen ermöglicht eine Charakterisierung der Störstellen durch eine besondere Art der Signalauswertung, Bei dieser Auswertung wird das Signal als Trajektorie in der komplexen Ebene der Impedanz dargestellt. Einzelheiten zu diesem Verfahren finden sich bspw. in Review of progress in quantitative non destructive evaluation, supra, S. 831-837.The differential connection of two receiver coils enables the characterization of the disturbances through a special type of signal evaluation. In this evaluation, the signal is represented as a trajectory in the complex plane of the impedance. Details of this procedure can be found, for example, in Review of progress in quantitative non-destructive evaluation, supra, pp. 831-837.

Die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 3 und 4 können im Rahmen der Erfindung entweder einzeln oder in beliebiger Kombination Anwendung finden.The features of independent claims 1, 3 and 4 can be used within the scope of the invention either individually or in any combination.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings, in which:

Fig. 1 schematisch ein Diagramm zur Erläuterung der Begriffe Direktfeld und Fernfeld;Fig. 1 shows a schematic diagram explaining the terms direct field and far field;

Fig. 2 teilweise im Längsschnitt einen Sondenkörper einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 2 partially in longitudinal section a probe body of a device according to the invention;

Fig. 3 ebenfalls einen Sondenkörper mit einer etwas geänderten Spulenanordnung.Fig. 3 also shows a probe body with a slightly modified coil arrangement.

In Fig. 1 ist die an einem Detektor (einer Empfängerspule) gemessene Spannung gegen den Abstand zwischen Sender und Detektor, in Vielfachen des RohrInnendurchmessers di ausgedrückt, aufgetragen. In unmittelbarer Nachbarschaft der Senderspule dominiert zunächst das Direktfeld. Diese Direktfeldzone A erstreckt sich etwa über eine axiale Länge von einem Rohrdurchmssser. Aufgrund der exponentiellen Abschwächung des Direktfeldes mit wachsendem Abstand vonIn Fig. 1, the voltage measured at a detector (a receiver coil) is plotted against the distance between the transmitter and detector, expressed as multiples of the pipe's inner diameter di. In the immediate vicinity of the transmitter coil, the direct field initially dominates. This direct field zone A extends over an axial length of approximately one pipe diameter. Due to the exponential attenuation of the direct field with increasing distance from

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der Senderspule kommt es im Bereich der Übergangszone B zu einer Unstetigkeit der Spannungskurve. Die Spannung des Direktfeldes fällt hier so Btark ab, daß die durch das Fernfeld induzierte Spannung zu dominieren beginnt. Im Bereich der Fernfeldzone C ist schließlich das Direktfeld so stark abgeschwächt, daß die gesamte im Detektor induzierte Spannung praktisch nur noch durch das Fernfeld hervorgerufen wird. Die Dämpfung des Direktfeldes erfolgt abhängig von der Frequenz des Feldes, dem Rohrdurchraesser Bowie der Permeabilität des Rohrmaterials unterschiedlich schnell, so daß der Beginn der Fernfeldzone C (der Abstand des Detektors von der Senderspule ausgedrückt in Vielfachen des Rohrinnendurchmessers) unterschiedlich sein kann.of the transmitter coil, there is a discontinuity in the voltage curve in the area of transition zone B. The voltage of the direct field drops so sharply here that the voltage induced by the far field begins to dominate. In the area of far field zone C, the direct field is finally so strongly weakened that the entire voltage induced in the detector is practically only caused by the far field. The damping of the direct field occurs at different speeds depending on the frequency of the field, the pipe diameter Bowie the permeability of the pipe material, so that the beginning of far field zone C (the distance of the detector from the transmitter coil expressed in multiples of the pipe inner diameter) can be different.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils schematisch einen Sondenkörper für eine erfindungsgemäße Vorrichtung_f teilweise im Längsschnitt, Die Länge des in Fig. 2 gezeigten Sondsnkörpers beträgt etwa 110 mm_r der größte Außenciurchmesser etwa 15 mm, Der Sondenkörper weist an seinen beiden Enden jeweils eine Senderspule 1, 2 auf» Die axiale Erstreckung jeder Senderspule ist größer als die jeder Empfängerbzw, Umfangs- oder Segmentspule. In den Fig. ist der Deutlichkeit halber nur der Spulenkörper ohne die Spulenwicklung gezeigt. Als Spulenwicklung kann Kupferdraht Verwendung finden.Fig. 2 and 3 each show schematically a probe body for a device according to the invention _, partly in longitudinal section. The length of the probe body shown in Fig. 2 is about 110 mm _and the largest external diameter is about 15 mm. The probe body has a transmitter coil 1, 2 at each of its two ends. The axial extension of each transmitter coil is greater than that of each receiver, circumferential or segment coil. For the sake of clarity, only the coil body without the coil winding is shown in the figures. Copper wire can be used as the coil winding.

Unmittelbar benachbart der Senderspule 2 sind zwei ümfangsspulen 3, 4 angeordnet. Die Wicklungen dieser Spulen sind ebenfalls nicht dargestellt. Die Umfangsspulen 3, 4 befinden sich im Direktfeld der Senderspule 2 und dienen zur Direktfeldmessung. Bei der Auswertung ihrer Signale kann entweder eine Absolutschaltung oder die oben beschriebene Differenzschaltung Verwendung finden.Two circumferential coils 3, 4 are arranged immediately adjacent to the transmitter coil 2. The windings of these coils are also not shown. The circumferential coils 3, 4 are located in the direct field of the transmitter coil 2 and are used for direct field measurement. When evaluating their signals, either an absolute circuit or the differential circuit described above can be used.

Im Fernfeld sowohl der Senderspule 1 als auch der Senderepule 2 sind zwei axial benachbarte Fernfeldumfangsspulen 5, 6 angeordnet. Die Empfängerspulen 5, 6 können entweder in Absolut- oder in Differengschaltung betrieben werden. Die Sende- bzw. Empfangscharakteristik der bisher genannten Spulen ist in sämtliche Radialrichtungen identisch.Two axially adjacent far-field circumferential coils 5, 6 are arranged in the far field of both the transmitter coil 1 and the transmitter coil 2. The receiver coils 5, 6 can be operated either in absolute or differential connection. The transmission and reception characteristics of the previously mentioned coils are identical in all radial directions.

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Benachbart der Umfangsspule 6 sind in den Sondenkörper über dessen Umfang verteilt sechs zylindrische Ausnehmungen 7, B eingetieft. In diese Ausnehmungen sind in der Zeichnung nicht dargestellte Segmentspule&eegr; eingesetzt, die hier als Topfspule ausgebildet sind. Jede dieser sechs Topfspulen weist eine erhöhte Empfindlichkeit über ein Radial segment von 60 ^D auf und ermöglicht so eine Radialortung von Störstellen in dem zu prüfenden Rohr.Adjacent to the circumferential coil 6, six cylindrical recesses 7, B are recessed into the probe body, distributed over its circumference. Segment coils η, not shown in the drawing, are inserted into these recesses, which are designed here as pot coils. Each of these six pot coils has an increased sensitivity over a radial segment of 60 ^D and thus enables radial location of defects in the pipe to be tested.

In dem Hohlraum 9 des Spulenkörpers sind ein Vorverstärker sowie ein Multiplexer (in der Zeichnung nicht dargestellt) angeordnet, Vorverstärker und Multiplexer sind vorzugsweise in SMD-Technik ausgeführt. Die Signale der Empfängerspulen 3, 4, 5, 6_f 7, 8 werden verstärkt und mittels des Multiplexers im Zeitmultiplexverfahren in einer einzige Datenübertragungsleitung eingespeist, Die Verbindungsleitung 10 zur Verbindung mit der Antriebs-, Steuer- und Auswerteeinheit (in der Zeichnung nicht dargestellt) kann verhältnismäßig dünn und flexibel gestaltet werden, da für sämtliche Empfängerspulen 3, 4, 5, 6, 7, 8 nur eine Datenübertragungsleitung erforderlich ist. Über die Verbindungsleitung 10 werden auch die Speiseleitungen für die Senderspulen 1, 2, den Vorverstärker und den Multiplexer geführt.A preamplifier and a multiplexer (not shown in the drawing) are arranged in the cavity 9 of the coil body. The preamplifier and multiplexer are preferably designed using SMD technology. The signals from the receiver coils 3, 4, 5, 6 _f 7, 8 are amplified and fed into a single data transmission line using the multiplexer in time-division multiplexing. The connecting line 10 for connecting to the drive, control and evaluation unit (not shown in the drawing) can be made relatively thin and flexible, since only one data transmission line is required for all receiver coils 3, 4, 5, 6, 7, 8. The feed lines for the transmitter coils 1, 2, the preamplifier and the multiplexer are also routed via the connecting line 10.

Fig. 3 zeigt einen Sondenkörper, bei dem die Segmentspulen 11, abwechselnd axial versetzt angeordnet sind. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform weitgehend der rig. 2, gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.Fig. 3 shows a probe body in which the segment coils 11 are arranged alternately and axially offset. Otherwise, this embodiment largely corresponds to rig. 2, and the same parts are therefore designated with the same reference numerals.

Die in Fig. 2 und 3 gegeigten Aus führungs formen sind für eine Betriebsfrequenz von etwa 0,10 - 200 kHz ausgelegt, die Senderspulen werden also mit einem Wechselstrom verschiedener Frequenzen aus diesem Frequenzbereich gespeist. Sie eignen sich zur Werkstoffprüfung sowohl von austenitischen als auch ferritischen Rohren, die Rohre können verhältnismäßig dickwandig sein, Veränderungen der Wandstärke in der Größenordnung von 10 % lassen sich sicher detektieren. The embodiments shown in Fig. 2 and 3 are designed for an operating frequency of about 0.10 - 200 kHz, so the transmitter coils are fed with an alternating current of various frequencies from this frequency range. They are suitable for material testing of both austenitic and ferritic pipes, the pipes can have relatively thick walls, and changes in wall thickness of the order of 10 % can be reliably detected.

Die Signale der Seginentspulen werden in der Regel absolut ausge-The signals from the segment coils are usually output absolutely.

199&dgr; 13:27 GLAWE DELFS MOLL HAM Nr. 7649 S, 16199&dgr; 13:27 GLAWE DELFS MOLL HAM No. 7649 S, 16

wertet. Insbesondere bei axial gegeneinander versetzten Segment-Spulen 11, 12 wie in der Fig. 3 kann jedoch auch eine ggf. per Auswertungssoftware vorzunehmende Differenzbildung sinnvoll sein, um in der oben beschriebenen Weise genauere Aussagen über die axiale Erstreckung von Störstellen zu gewinnen. Bei der Ausfüh-rungsform der Fig. 3 können zu diesem Zweck Segmentspulen vorgesehen sein, deren Radialaegmente höherer Empfindlichkeit sich überlappen, so daß jeder Umfangsabschnitt des Rohrs von zwei axial gegeneinander versetzten Segmentspulen abgetastet wird. Ggf, können auch abweichend von der Ausführungsform der Fig. 3 zwei oder mehrere axial gegeneinander versetzte Ringe von Segmentspulen vorgesehen sein. Unter einem Ring ist in diesem Zusammenhang eine über den Umfang des Sondenkörpers verteilte Anordnung von mehreren Segmentspulen, zu verstehen.However, particularly in the case of axially offset segment coils 11, 12 as in Fig. 3, it may also be useful to calculate the difference using evaluation software, in order to obtain more precise information about the axial extent of defects in the manner described above. In the embodiment of Fig. 3, segment coils can be provided for this purpose, the radial segments of which overlap with greater sensitivity, so that each circumferential section of the pipe is scanned by two axially offset segment coils. If necessary, two or more axially offset rings of segment coils can also be provided, in contrast to the embodiment of Fig. 3. In this context, a ring is understood to mean an arrangement of several segment coils distributed over the circumference of the probe body.

Abweichend von der Ausführungsform in Fig. 2 und 3 können über den Sondenkörperumfang auch unterschiedliche Segjnentspulentypen auf zwei oder mehreren axial gegeneinander versetzten Ringen zur Detektion und Vermessung unterschiedlicher Anzeigenmuster oder Störstellen vorgesehen sein. Eine auf den Rohrurafang bezogene raäanderiörmige oder gleichförmig rotierende Prüffahrt ermöglicht dann die Abdeckung des gesamten Prüfbereiches in axialer und in Rohrumfangsrlchtung. Deviating from the design in Fig. 2 and 3, different segment coil types can also be provided on two or more axially offset rings around the circumference of the probe body for the detection and measurement of different display patterns or defects. A radial or uniformly rotating test run related to the circumference of the pipe then enables the entire test area to be covered in the axial and circumferential direction of the pipe.

Abweichend von der Ausführungsform in Fig. 2 und 3 kann die Form des Sondenkörpers zur Prüfung ebener oder konvexer/konkaver Geometrien größerer Prüfgegenstandsdicken sein. Ein solcher Sondenkörper ist dann ebenfalls planparallel oder konkav/konvex der Prüfgegenstandsoberflache, jedoch mit gleicher Sender-ZEmpfangerspulenanordnung angepaßt.Deviating from the embodiment in Fig. 2 and 3, the shape of the probe body can be used to test flat or convex/concave geometries of larger test object thicknesses. Such a probe body is then also plane-parallel or concave/convex to the test object surface, but with the same transmitter-receiver coil arrangement.

Claims

hl 1986 )3;28 GLAWE DELFS MOLL HAM No, 7649 p. II Protection claims

1. Device for testing the material of a metallic wall using eddy current testing technology, which has

a main axis corresponding to the intended main direction of movement along the wall to be tested; transmitter coils (1, 2) for generating a magnetic field;

- at least one receiver coil (5, 6) spaced apart from the transmitter coils (l _r 2) in the direction of the main axis and arranged in their far field for detecting the magnetic field influenced by the wall to be tested;

characterized in that at least one transmitter coil (1, 2) is arranged along the main axis on both sides of the receiver coil(s) (5, 6).

2. Device according to claim 1, characterized in that the transmitter coils (1, 2) arranged on both sides of the egg receiver coil(s) (5, 6) along the main axis are each at the same distance from the receiver coil or the receiver coils (5, 6).

3. Device for testing the material of a metallic wall using eddy current testing technology, which comprises:

- a main axis corresponding to the intended main direction of movement along the wall to be tested;

- at least one transmitter coil (1, 2) for generating a magnetic field;

characterized in that at least one receiver coil (3, 4; 5, 6) for detecting the magnetic field influenced by the wall to be tested is arranged adjacent to a transmitter coil (2) in the region of its direct field and at a distance from the transmitter coil(s) (l _f 2} in the region of the periphery field.

liUs>U99ß 13:28 GLAfEDELFSMOLLHAM No. 7649 p. 18

4. Device for testing the material of a metallic wall using eddy current testing technology, which hasj

a main axis corresponding to the intended main direction of movement along the wall to be tested; at least one transmitter coil (l _f 2) for generating a magnetic field;

a plurality of segment coils (7, 8, 11 _r 12) arranged in the far field of the transmitter coil(s) (1, 2) for detecting the magnetic field influenced by the wall to be tested, each of which is selectively provided for testing a predetermined section of the wall;

characterized in that the device comprises one or more amplifiers for amplifying the signals detected by receiver and/or segment coils (3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12) and a multiplexer for converting the signals of these receiver and/or segment coils to at least one data transmission line.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is designed for testing pipes.

6. Device according to claim 5, characterized in that the receiver coil(s) (5, 6) and/or segment coils (7, 8, 11/12) arranged in the far field of the transmitter coil(s) (1, 2) have an axial distance from each transmitter coil (1, 2) which corresponds at least to the pipe inner diameter, preferably at least to twice the pipe inner diameter, more preferably at least to three times the pipe inner diameter, particularly preferably to two to four times the pipe inner diameter.

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the axial extension of each transmitter coil (1, 2) is greater than the axial extension of each receiver and/or segment coil.

B. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that in the far field of the transmitter coil(s) (1, 2) two receivers

O. Apr, 1996 13:29 GLAWE DELFS MOLL HAM No. 7649

S.JS

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collector coils (5, &dgr;) are arranged adjacently.

9. Device according to claim 8, characterized in that these two receiver coils (5, 6) are connected in differential or absolute circuit.

10. Device according to claim 8, characterized in that a differential and absolute evaluation of the detection signals of the two circumferential coils (5, 6) is provided.

11. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the segment coils (7, 8, 11, 12) are connected in differential or absolute connection.

12. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a differential and absolute evaluation of the detection signals of the segment coils (7 _, 8, 11, 12) is provided.