DE29608664U1

DE29608664U1 - Device for testing the material of a metallic wall

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Publication number: DE29608664U1
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Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2006-05-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Fernfeld-Wirbelstromprüftechnik gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a device for testing the material of a metallic wall using far-field eddy current testing technology according to the preamble of the main claim.

Die Wirbelstromprüftechnik ist ein 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 Entfernung zur Senderspule exponentiell gedämpft und ist bereits im Abstand von wenigen Millimetern bis auf das 10"⁴-fache des Ausgangswertes abgefallen.Eddy current testing is a well-known method for non-destructive material testing of metal walls, particularly metal pipes. When used, a probe or pig is moved through the pipe to be tested. The probe has at least one transmitter coil, which is used to generate an alternating electromagnetic field. 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 is therefore exponentially attenuated with increasing distance from the transmitter coil and has already dropped to 10" ⁴ 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 und mit diesem wechselwirkt.This alternating electromagnetic field induces eddy currents in the metal pipe wall. The eddy currents in turn induce an electromagnetic field that is opposite to the generating direct electromagnetic field and interacts with it.

Dresdner Bank AG Hamburg 04 030 448 00 (BLZ 200 800 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (BLZ 200 100 20)Dresdner Bank AG Hamburg 04 030 448 00 (bank code 200 800 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (bank code 200 100 20)

Wird der Fluß der Wirbelströme in der metallischen Wand 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. Diese Änderungen des Direktfeldes können mit einer in verhältnismäßig geringem axialen Abstand von der Senderspule angeordneten Empfängerspule registriert und anschließend ausgewertet werden.If the flow of eddy currents in the metal wall is disrupted by irregularities (cracks, poor 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 recorded 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 ferromagnetischem 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, particularly in the case of 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 to the outside and again from the outside to the inside at a distance that depends on the respective field line size (closed field lines!). Eddy currents are generated at every point perpendicular to these imaginary field lines.

Da die Feldliniendichte mit zunehmendem Abstand zur Senderspule abnimmt, nimmt in gleicher Weise auch die Wirbelstromdichte ab. In der Nähe der Senderspule dominieren die Wirbelströme, die nicht die gesamte Prüfgegenstandsdicke 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 dominate that have not penetrated the entire thickness of the test object, but were generated in the immediate vicinity of the coil, 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 metallische Wand 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 metallic 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 stromdurchflossenenAnother difference between the eddy currents generated in the direct field and in the far field lies in the significance of the phase shift to the phase of the current-carrying

Senderspule. Der Phasenunterschied zwischen dem in der Spule angelegten Strom und den induzierten Wirbelströmen beträgt direkt an der Spulenoberfläche nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten 180 Grad in Luft. Wird nun diese Luftspule auf einen metallisch leitenden Prüfgegenstand aufgesetzt, so vergrößert sich 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 Prüfgegenstandsoberfläche entfernt liegt, um so größer wird die Phasendifferenz zum Nullpunkt.Transmitter coil. The phase difference between the current applied in the coil and the induced eddy currents is 180 degrees in air directly on the coil surface according to physical laws. If this air coil is now placed on a metallic 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 test object surface, the greater the phase difference to the zero point.

Im Direktfeld entspricht die Phaseninformation der Gesamtwegstrecke der Wirbelströme und ist eine direkte Funktion der Eindringtiefe bzw. der zu untersuchenden Prüfgegenstandsdikke. 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 der Gesamtlänge 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.In the far field, however, the measured phase difference corresponds to the total length of the (imaginary) closed field line from the transmitter coil surface through the thickness of the test object 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 again the thickness of the test object from the outside to the inside. This means that the effectively assessable phase difference (= thickness of the test object) 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 Femfeldbereich die Meßempfindlichkeit, selbst bei sehr dickwandigem Prüfmaterial annähernd gleich für Außen- und Innenfehler ist. Nachteilig zeigt sich für die Phasenauswertung, daß es kaum Unterschiede zwischen Außen- und Innenfehlern in der Signalphase gibt.In summary, these physical laws mean that in the far field range the measurement sensitivity is almost the same for external and internal defects, even with very thick-walled test material. A 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 defects in ferritic materials across the entire pipe wall thickness.

Übersichtsartikel über die Femfeldprüftechnik 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 remote 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. Insbesondere beim Auftreten mehrere Fehler auf einem kürzerem Rohrabschnitt kann die Dublettbildung die eindeutige Fehleridentifizierung und Zuordnung erschweren.During far-field testing, every change in the pipe wall generates a signal in the receiver coil both when the receiver coil is moved past it and when the transmitter coil is moved past it. The signal generated when the transmitter coil moves past is usually significantly weaker. In particular, when several faults occur on a shorter pipe section, the formation of duplicates can make it difficult to clearly identify and assign faults.

Problematisch bei der Fernfeld-Wirbelstromprüftechnik ist häufig die saubere Erfassung und Auswertung der verhältnismäßig schwachen Fernfeldsignale. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Erfassung und Auswertung auch schwacher Fernfeldsignale ermöglicht.A problem with far-field eddy current testing technology is often the accurate detection and evaluation of the relatively weak far-field signals. The present invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning that enables detection and evaluation of even weak far-field signals.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Werkstoffprüfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch folgende Merkmale gekennzeichnet:According to the invention, a device for material testing according to the preamble of claim 1 is characterized by the following features:

- wenigstens einen Frequenzkanal zum Speisen der Senderspulen mit wenigstens einer Frequenz- at least one frequency channel for feeding the transmitter coils with at least one frequency

- Einrichtungen zum Verstärken der Speiseströme der Senderspulen auf wenigstens 1 Ass- Devices for amplifying the feed currents of the transmitter coils to at least 1 Ass

- wenigstens einen Lock-in-Verstärker (AC-Verstärker) zum phasensensitiven Verstärken der von den Empfängerspulen abgegebenen Signale in Abhängigkeit von der Phase des das entsprechende Signal hervorrufenden Senderspulenspeisestroms.- at least one lock-in amplifier (AC amplifier) for phase-sensitive amplification of the signals emitted by the receiver coils depending on the phase of the transmitter coil supply current causing the corresponding signal.

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

Der Begriff "metallische Wand" umfaßt im Rahmen der Erfindung Wandungen jeglicher Prüfgegenstände, bspw. Platten etc. Auch dicke Wandungen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der zu prüfenden metallischen Wand um eine Rohrwand.The term "metallic wall" in the context of the invention includes walls of any test objects, e.g. plates, etc. Thick walls can also be tested using the device according to the invention. The metallic wall to be tested is particularly preferably a pipe wall.

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 Umfangsspule. 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, die 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 Direktfeid 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" should not 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.

Das in Anspruch 1 enthaltene Merkmal "wenigstens zwei Frequenzkanäle" bedeutet, daß die Senderspule oder die Senderspulen mit wenigstens zwei Strömen unterschiedlicher Frequenz gespeist werden können. Diese Speiseströme können erfindungsgemäß auf wenigstens 1 Ass (Ampere/Spitze/Spitze) verstärkt werden. Die Stromstärke der Speiseströme beträgt also wenigstens 1 A zwischen den Extrema gemessen.The feature "at least two frequency channels" contained in claim 1 means that the transmitter coil or the transmitter coils can be fed with at least two currents of different frequencies. According to the invention, these feed currents can be amplified to at least 1 Ass (ampere/peak/peak). The current strength of the feed currents is therefore at least 1 A measured between the extremes.

Der Begriff "Lock-in-Verstärker" bezeichnet im Rahmen der Erfindung jeden Verstärker, der nur auf Signale seiner eigenen Frequenz anspricht und diese verstärkt. Es handelt sich um eine phasensensitiven AC-Verstärker, der mit der entsprechenden Sendefrequenz als Referenzsignal gespeist wird. Der in den Empfängerspulen induzierte Strom weist die gleiche Frequenz wie der Senderspulenstrom auf. Sofern der Empfängerspulenstrom keine Phasenverschiebung durch eine sogenannte Anzeige (Materialveränderung, Wanddickenschwächung oder sonstige Störstelle) der zu prüfenden Wand erfährt, ergeben das Signal der Empfängerspule und das Referenzsignal durch um 180° phasenverschobene Addition im Lock-in-Verstärker das resultierende Signal 0. Jegliche Phasenverschiebung oder Amplitudenveränderung des Signals der Empfängerspule oder -spulen führt im Lock-in-Verstärker zu einem Differenzsignal, das verstärkt und ausgewertet wird. Ein Abgleich des Lock-in-Verstärkers erfolgt dergestalt, daß Verstärkereingangs- und Referenzsignal mit gleicher Amplitude und um180° phasenverschoben eingespeist werden. Angemerkt sei noch, daß dieIn the context of the invention, the term "lock-in amplifier" refers to any amplifier that only responds to signals of its own frequency and amplifies them. It is a phase-sensitive AC amplifier that is fed with the corresponding transmission frequency as a reference signal. The current induced in the receiver coils has the same frequency as the transmitter coil current. If the receiver coil current does not experience a phase shift due to a so-called indication (material change, wall thickness weakening or other defect) of the wall to be tested, the signal from the receiver coil and the reference signal result in the resulting signal 0 by adding them in the lock-in amplifier with a phase shift of 180°. Any phase shift or amplitude change in the signal from the receiver coil or coils leads to a differential signal in the lock-in amplifier, which is amplified and evaluated. The lock-in amplifier is adjusted in such a way that the amplifier input and reference signals are fed in with the same amplitude and 180° out of phase. It should also be noted that the

Frequenz der Senderspulenspeiseströme hier quarzstabilisiert wird.Frequency of the transmitter coil feed currents is quartz stabilized here.

Die Erfindung kombiniert verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Qualität und Auswertbarkeit des Signals der im Fernfeld angeordneten Empfängerspulen.The invention combines various measures to improve the quality and evaluability of the signal from the receiver coils arranged in the far field.

Die veränderliche Frequenz des wenigstens einen Frequenzkanals ermöglicht eine Anpassung an Prüfgegenstandsdicke und Materialeigenschaften zur optimalen Durchdringung des elektromagnetischen Feldes durch die zu prüfende Wand. Da die Feldstärke des von den Empfängerspulen detektierten Fernfeldes um mehrere Zehnerpotenzen geringer als die des oben geschilderten Direktfeldes ist, werden erfindungsgemäß die Speiseströme der Senderspulen auf wenigstens 1 Ass, vorzugsweise 2 Ass oder vorzugsweise auch bis zu 4 Ass (ggf. auch höher) verstärkt. Durch die erreichte hohe Senderspulenfeldstärke erhöht sich die am Ort der Empfängerspulen herrschende Fernfeldstärke.The variable frequency of at least one frequency channel enables adaptation to the thickness of the test object and material properties for optimal penetration of the electromagnetic field through the wall to be tested. Since the field strength of the far field detected by the receiver coils is several orders of magnitude lower than that of the direct field described above, according to the invention the feed currents of the transmitter coils are amplified to at least 1 Ass, preferably 2 Ass or preferably up to 4 Ass (possibly even higher). The high transmitter coil field strength achieved increases the far field strength prevailing at the location of the receiver coils.

Der erfindungsgemäß verwendete Lock-in-Verstärker sorgt dafür, daß nur Empfängerspulensignale der durch die Senderspule vorgegebenen Frequenz verstärkt werden, Rauschen und etwaige Störsignale werden nicht mitverstärkt, so daß der Signal-zu-Rauschabstand des auszuwertenden Signals deutlich verbessert wird. Das am Ausgang des Lock-in-Verstärkers anliegende verstärkte Signal kann zunächst analog weiter bearbeitet werden (bspw. durch Hoch- und/oder Tiefpaßfilter), anschließend erfolgt vorzugsweise eine Digitalisierung und ggf. digitale Filterung des erhaltenen Digitalsignals.The lock-in amplifier used according to the invention ensures that only receiver coil signals of the frequency specified by the transmitter coil are amplified, noise and any interference signals are not amplified, so that the signal-to-noise ratio of the signal to be evaluated is significantly improved. The amplified signal at the output of the lock-in amplifier can initially be further processed in analogue form (e.g. by high-pass and/or low-pass filters), then the digital signal obtained is preferably digitized and, if necessary, digitally filtered.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwischen 2 und 4 Frequenzkanäle auf. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung folgende Bestandteile auf:The device according to the invention preferably has between 2 and 4 frequency channels. The device particularly preferably has the following components:

eine Sonde mit darin angeordneten Sender- und Empfängerspulen; eine räumlich von der Sonde getrennte Einrichtung zum Erzeugen und Verstärken der Senderspulenspeiseströme und zum Detektieren und Auswerten der Empfängerspulensignale;
eine Verbindungsleitung zwischen Sonde und der genannten Einrichtung;a probe with transmitter and receiver coils arranged therein; a device spatially separated from the probe for generating and amplifying the transmitter coil feed currents and for detecting and evaluating the receiver coil signals;
a connecting line between the probe and the said device;

Häufig ist es vorteilhaft, mehrere Empfängerspulen vorzusehen. So ermöglichen bspw. hochortsauflösende sogenannte Segmentspulen unterschiedlicher Empfindlichkeit in radialer und axialer Richtung nicht nur ein sicheres Aufspüren jeglicher Anzeigen in der Prüfgegenstandswand, sondern auch die Ermittlung der axialen und radialen Erstreckung einer solchenIt is often advantageous to provide several receiver coils. For example, high spatial resolution so-called segment coils with different sensitivities in the radial and axial directions not only enable reliable detection of any indications in the test object wall, but also the determination of the axial and radial extent of such

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Anzeige. Im Stand der Technik sind getrennte Signalleitungen für jede Segmentspule von der Sonde zu der zugehörigen Auswerteeinheit vorgesehen. Das Verbindungskabel zwischen der Sonde oder dem Molch und der Auswerteeinheit ist im Stand der Technik daher verhältnismäßig dick und unflexibel, was insbesondere das Prüfen von gekrümmten Rohrleitungen erschweren kann.Display. In the current state of the art, separate signal lines are provided for each segment coil from the probe to the associated evaluation unit. The connection cable between the probe or the pig and the evaluation unit is therefore relatively thick and inflexible in the current state of the art, which can make testing curved pipelines particularly difficult.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, die Signale der Mehrzahl von Empfänger- und/oder Segmentspulen durch ein Multiplexverfahren auf wenigstens eine Signalleitung bzw. Datenübertragungsleitung umzusetzen, die einen Bestandteil der Verbindungsleitung zwischen Sonde und Frequenzerzeugungs- und Auswerteeinheit bildet. 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 Datenübertragungsleitungen erfolgen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn bspw. verschiedene Spulentypen betrieben werden. In jedem Fall liegt erfindungsgemäß die Zahl der Datenübertragungsleitungen unter der Gesamtzahl von Empfänger(Umfangs)- und Segmentspulen.According to the invention, it is therefore provided that the signals of the plurality of receiver and/or segment coils are converted by a multiplexing method to at least one signal line or data transmission line, which forms part of the connecting line between the probe and the frequency generation and evaluation unit. 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 types of coil are operated. 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.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in der Sonde wenigstens ein Vorverstärker zum Verstärken der Signale der Empfängerspulen angeordnet. Der Signalpegel der Empfänger- und/oder Segmentspulen wird somit durch einen oder mehrere in oder an der Sonde angeordnete(n) Verstärker (Vorverstärker) angehoben, bei der Übertragung der Signale zu der Einrichtung zum Detektieren und Auswerten auftretende Signalspannungsverluste und/oder in die Verbindungsleitung einstreuende Störungen schlagen somit relativ weniger zu Buche, als wenn keine solche Vorverstärkung bereits in der Sonde stattfände. Die Verstärkungsleistung des oder der Vorverstärker liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0 und 60 dB.In a particularly advantageous embodiment of the invention, at least one preamplifier is arranged in the probe to amplify the signals from the receiver coils. The signal level of the receiver and/or segment coils is thus increased by one or more amplifiers (preamplifiers) arranged in or on the probe. Signal voltage losses occurring during the transmission of the signals to the device for detection and evaluation and/or interference in the connecting line are thus relatively less significant than if no such preamplification took place in the probe. The amplification power of the preamplifier(s) is preferably in the range between 0 and 60 dB.

Der Lock-in-Verstärker ist bevorzugt in der genannten, räumlich von der Sonde getrennten Einrichtung angeordnet, seine Verstärkungsleistung liegt bevorzugt zwischen 10 und 50 dB. Die Anordnung lediglich einer oder mehrere Vorverstärker in der Sonde ermöglicht eine kompakte Bauweise der Sonde und somit ein Prüfen auch enger und/oder gekrümmter Rohrleitungen.The lock-in amplifier is preferably arranged in the device mentioned, which is spatially separated from the probe, and its amplification power is preferably between 10 and 50 dB. The arrangement of only one or more preamplifiers in the probe enables a compact design of the probe and thus also enables testing of narrow and/or curved pipes.

Das am Ausgang des Lock-in-Verstärkers anliegende Signal wird zunächst demoduliert und dann zur weiteren Auswertung bevorzugt digitalisiert, der zu diesem Zweck verwendete A/D-The signal at the output of the lock-in amplifier is first demodulated and then preferably digitized for further evaluation. The A/D converter used for this purpose

Wandler weist bevorzugt eine Auflösung von wenigstens 14 bit auf.Converter preferably has a resolution of at least 14 bits.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Fernfeld-Wirbelstromprüftechnik zusätzlich auf:In an advantageous development of the invention, the device for material testing of a metallic wall using far-field eddy current testing technology additionally 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;

wobei entlang der Hauptachse beidseitig der Empfängerspule(n) wenigstens je eine Senderspule angeordnet ist.wherein at least one transmitter coil is arranged along the main axis on both sides of the receiver coil(s).

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 then corresponds to the longitudinal axis of the pipe and the test probe guided in it. For the sake of simplicity, the main axis direction is also referred to as the axial direction.

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 dicke Wandungen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft werden.However, the term "metallic wall" is not limited to pipe walls within the scope of the invention, but rather it can include walls of any test objects (e.g. plates, etc.). Thick walls can also be tested with the device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Senderspulen beidseitig der Empfängerspule bewirkt zum einen eine Erhöhung des auf die Empfängerspule wirkenden Fernfelds und damit eine Empfindlichkeitssteigerung und erleichtert zum anderen die eindeutige Zuordnung der Signale zu 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 causes, on the one hand, an increase in the far field acting on the receiver coil and thus an increase in sensitivity and, on the other hand, makes it easier to clearly assign the signals to specific displays (e.g. caused by material changes or weakening of the wall thickness). Every material change basically creates 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 Abstand 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.Preferably, the transmitter coils arranged on both sides of the receiver coil along the main axis are each at the same distance from the receiver coil (or the receiver coils, if applicable). Since each 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, daß so erst die Erkennung von zwei Anzeigen ermöglichtA 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

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.whose distance corresponds to the axial distance between the transmitter and receiver. With conventional far-field measuring probes of the state of the 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. Rohrbogen, Rohrenden oder Durchmesser- bzw. Dickenänderungen. Je nach Prüfgeometrie wirkt die links oder rechts der Empfängerspule(n) liegende Senderspuie 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 acts on the same geometric arrangement, while the other transmitter coil already generates a changing magnetic field.

Ein Nachteil 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 sich 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 weist die Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Wirbelstromprüftechnik daher auf:According to a further aspect of the invention, the device for material testing of a metallic wall using eddy current testing technology therefore comprises:

wobei mindestens je eine Empfängerspule zur 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.wherein at least one receiver coil for detecting 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, or tend 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 austeniti-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 in thick-walled pipes made of ferritic or austenitic steel.

schem 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.steel near the outside. The direct field measurement, in turn, enables a 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 recorded by the direct field measurement. Conversely, if an indication is very clear in both the far-field and the direct field measurement, one can conclude that the defect is near the inside of the wall.

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

- 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.

Der in Anspruch 13 verwendete Begriff "Abschnitt einer Wand" umfaßt sowohl Streckenabschnitte der Wand längs als auch quer zur Hauptbewegungsrichtung. Bei einer Rohrwand kann es sich bspw. um Axiaiabschnitte und/oder Umfangsabschnitte handeln.The term "section of a wall" used in claim 13 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 peripheral sections.

Häufig ist es wünschenswert, genauere Informationen über die radiale und/oder axiale Lage einer Anzeige bzw. einer Störstelle in einem Rohr zu 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 Prüfgegenstandstiefen "geprüft" werden, d.h. es werden direkte Abbildungen von Verän-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, depending on the frequency selection, "testing" can be carried out at defined test object depths, i.e. direct images of changes are created.

derungen im Prüfvolumen aufgezeigt.changes in the test volume.

Vorteile dieses Vermögens liegen in der Vermessung sehr schmaler Veränderungen im Prüfling (bspw. 0,6 bis 0,8 mm breiten Laserschweißnähten) und in der Visualisierung des Profils einer Veränderung (Einbrandtiefe; Nahtbreite von Schweißnähten).The advantages of this capability lie in the measurement of very narrow changes in the test specimen (e.g. 0.6 to 0.8 mm wide laser weld seams) and in the visualization of the profile of a change (penetration depth; seam width of weld seams).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt zur Prüfung zylindrischer Rohre ausgebildet, kann jedoch auch zur Prüfung ebener oder gekrümmter, dickwandiger Prüfgegenstände ausgebildet sein.The device according to the invention is preferably designed for testing cylindrical tubes, but can also be designed for testing flat or curved, thick-walled test objects.

Bei der Prüfung zylindrischer Rohre entspricht der Abstand der Femfeldempfänger-(umfangs)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 dem zwei- und vierfachen Rohrinnendurchmesser bevorzugt. Zur Prüfung von Rohren aus ferritischem Material wird häufig ein Axialabstand von wenigstens zwei Rohrinnendurchmessem erforderlich sein. Bei austenitischen Stählen kann bereits ein Abstand von einem Rohrinnendurchmesser ausreichen.When testing cylindrical pipes, the distance between the remote 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. To test 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.

Bei 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" bedeutet, 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) Absolut-Signale. 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 zweite EmpfängerspuleAdvantageously, two receiver coils are arranged adjacently in the far field of the transmitter coil(s). The term "adjacent" 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 precisely 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 receiver coil has also reached the interference point.

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sich im Bereich der Störstelle befindet, wird dieses Differenzsignal 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.is in the area of the defect, this difference signal becomes zero again. As soon as the first coil leaves the area of the defect, a difference signal is again generated. The beginning and end of the defect 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 interference points 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 process can be found, for example, in Review of progress in quantitative non-destructive evaluation, supra, pp. 831-837.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. In it:

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;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Auswerteeinrichtungen mit Analogboards, Digitalboards und Rechner zur Signalverarbeitung und -darstellung;Fig. 4 a schematic representation of the evaluation devices with analog boards, digital boards and computers for signal processing and display;

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild dieser Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtungen. Fig. 5 is a schematic diagram of these signal acquisition and evaluation devices.

In Fig. 1 ist die an einem Detektor (einer Empfängerspule) gemessene Spannung gegen den Abstand zwischen Sender und Detektor, in Vielfachen des Rohrinnendurchmessers dj ausgedrückt, aufgetragen. In unmittelbarer Nachbarschaft der Senderspule dominiert zunächst das Direktfeld. Diese Direktfeldzone A erstreckt sich etwa über eine axiale Länge von einem Rohrdurchmesser. Aufgrund der exponentiellen Abschwächung des Direktfeldes mit wachsendem Abstand von der Senderspule kommt es im Bereich der Übergangszone B zu einer Unstetigkeit der Spannungskurve. Die Spannung des Direktfeldes fällt hier so stark 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 in-In 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 inner pipe diameter dj. 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 weakening of the direct field with increasing distance from the transmitter coil, there is a discontinuity in the voltage curve in the area of the 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 the far field zone C, the direct field is finally weakened so sharply that the entire voltage induced in the detector is

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duzierte Spannung praktisch nur noch durch das Fernfeld hervorgerufen wird. Die Dämpfung des Direktfeldes erfolgt abhängig von der Frequenz des Feldes, dem Rohrdurchmesser sowie 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.induced voltage 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 and the permeability of the pipe material, so that the beginning of the far field zone C (the distance of the detector from the transmitter coil expressed in multiples of the pipe inner diameter) can vary.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils schematisch einen Sondenkörper für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, teilweise im Längsschnitt. Die Länge des in Fig. 2 gezeigten Sondenkörpers beträgt etwa 110 mm, der größte Außendurchmesser 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 Empfänger- bzw. Umfangs- oder Segmentspule. In den Fig. ist der Deutlichkeit halber nur der Spulenkörper ohne die Spulenwicklung gezeigt. Als Spulenwicklung kann Kupferdraht Verwendung finden.Figures 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 Figure 2 is approximately 110 mm, the largest external diameter is approximately 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 or 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 Umfangsspulen 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 Senderspule 2 sind zwei axial benachbarte Femfeldumfangsspulen 5, 6 angeordnet. Die Empfängerspulen 5, 6 können entweder in Absolut- oder in Differenzschaltung betrieben werden. Die Sende- bzw. Empfangscharakteristik der bisher genannten Spulen ist in sämtliche Radialrichtungen identisch.In the far field of both the transmitter coil 1 and the transmitter coil 2, two axially adjacent far-field circumferential coils 5, 6 are arranged. The receiver coils 5, 6 can be operated either in absolute or differential circuitry. The transmission and reception characteristics of the coils mentioned so far are identical in all radial directions.

Benachbart der Umfangsspule 6 sind in den Sondenkörper über dessen Umfang verteilt sechs zylindrische Ausnehmungen 7, 8 eingetieft. In diese Ausnehmungen sind in der Zeichnung nicht dargestellte Segmentspulen eingesetzt, die hier als Topfspule ausgebildet sind. Jede dieser sechs Topfspulen weist eine erhöhte Empfindlichkeit über ein Radialsegment von 60 ° auf und ermöglicht so eine Radialortung von Störstellen in dem zu prüfenden Rohr.Adjacent to the circumferential coil 6, six cylindrical recesses 7, 8 are recessed into the probe body, distributed over its circumference. Segment coils (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°, thus enabling 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, 7, 8 werden verstärkt und mittels des Multiplexers im Zeitmultiplexverfahren in einer einzige Datenübertragungsleitung eingespeist. Die Verbindungsleitung 10 zur Verbindung mit der Antriebs-, Steuer- undA 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 made using SMD technology. The signals from the receiver coils 3, 4, 5, 6, 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

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.The evaluation unit (not shown in the drawing) can be designed to be 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 11,12 abwechselnd axial versetzt angeordnet sind. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform weitgehend der Fig. 2, gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.Fig. 3 shows a probe body in which the segment coils 11, 12 are arranged alternately in an axially offset manner. Otherwise, this embodiment largely corresponds to Fig. 2, and the same parts are therefore designated with the same reference numerals.

Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen 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 approximately 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, and the pipes can have relatively thick walls. Changes in wall thickness of the order of 10% can be reliably detected.

Die Signale der Segmentspulen werden in der Regel absolut ausgewertet. Insbesondere bei axial gegeneinander versetzten Segmentspulen 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 Ausführungsform der Fig. 3 können zu diesem Zweck Segmentspulen vorgesehen sein, deren Radialsegmente 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.The signals from the segment coils are usually evaluated absolutely. In particular, in the case of segment coils 11, 12 that are axially offset from one another, 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 have a higher sensitivity overlap, 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 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 Segmentspulentypen auf zwei oder mehreren axial gegeneinander versetzten Ringen zur Detektion und Vermessung unterschiedlicher Anzeigenmuster oder Störstellen vorgesehen sein. Eine auf den Rohrumfang bezogene mäanderförmige oder gleichförmig rotierende Prüffahrt ermöglicht dann die Abdeckung des gesamten Prüfbereiches in axialer und in Rohrumfangsrichtung.Deviating from the embodiment 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 meandering or uniformly rotating test run related to the pipe circumference then enables the entire test area to be covered in the axial and pipe circumferential directions.

Abweichend von der Ausführungsform in Fig. 2 und 3 kann die Form des Sondenkörpers zurDeviating from the embodiment in Fig. 2 and 3, the shape of the probe body can be

Prüfung ebener oder konvexer/konkaver Geometrien größerer Prüfgegenstandsdicken sein. Ein solcher Sondenkörper ist dann ebenfalls planparallel oder konkav/konvex der Prüfgegenstandsoberfläche, jedoch mit gleicher Sender-/Empfängerspulenanordnung angepaßt.Testing of 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.

In Fig. 4 ist schematisch der Aufbau der Signalerfassungs- und -auswerteeinheit dargestellt. Vier sogenannte Analogboards 13 sind über eine serielle Schnittstelle mit einem Digitalboard oder Digital Signal Processing (DSP) Board verbunden. Jedes Analogboard weist Einrichtungen zur Erzeugung eines Senderspulenspeisestroms und analogen Erfassung der von den entsprechenden Senderspulen induzierten Empfängerspulensignale auf. Mit der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung können also vier Frequenzkanäle mit vier unterschiedlichen Senderspulenfrequenzen angesteuert werden. Die Steuerung sowie Datenauswertung der gesamten Vorrichtung erfolgt mittels des Rechners 15.Fig. 4 shows a schematic of the structure of the signal acquisition and evaluation unit. Four so-called analog boards 13 are connected to a digital board or digital signal processing (DSP) board via a serial interface. Each analog board has devices for generating a transmitter coil supply current and analog detection of the receiver coil signals induced by the corresponding transmitter coils. With the device shown in Fig. 4, four frequency channels with four different transmitter coil frequencies can be controlled. The control and data evaluation of the entire device is carried out by means of the computer 15.

Fig. 5 zeigt schematisch Aufbau und Funktionsweise von Analog- sowie Digitalboard. Das Analogboard weist einen quarzstabilisierten Frequenzgenerator oder Oszillator 16 auf, der auf Frequenzen zwischen 10 Hz und 10 MHz einstellbar ist. Lediglich der Frequenzbereich von 10 Hz bis 200 kHz wird üblicherweise für die Fernfeldtechnik benutzt, die darüberliegenden Frequenzen nutzt man in der Regel dann, wenn man Messungen im Direktfeld durchführen will.Fig. 5 shows a schematic of the structure and function of the analog and digital boards. The analog board has a quartz-stabilized frequency generator or oscillator 16, which can be set to frequencies between 10 Hz and 10 MHz. Only the frequency range from 10 Hz to 200 kHz is usually used for far-field technology, the frequencies above this are generally used when measurements are to be carried out in the direct field.

Die vom Oszillator 16 erzeugte Frequenz wird von dem Strombooster 17 auf eine Stromstärke von wenigstens 1 Ass, vorzugsweise bis zu 4 Ass, verstärkt. Auf eine entsprechend hohe Verstärkung kann verzichtet werden, wenn eine Messung nicht im Fernfeld, sondern im Direktfeld erfolgen soll. Der verstärkte Senderspulenstrom speist die Senderspule 18, die wiederum im Bereich der zu prüfenden Wand ein elektromagnetisches Feld induziert. Das durch die Anzeigen der zu prüfenden Wand beeinflußte Feld induziert in der Empfängerspule 19 einen Strom, der durch einen in der Sonde angeordneten und in der Zeichnung nicht dargestellten Vorverstärker um bis zu 60 dB verstärkt wird. Der verstärkte Empfängerspulenstrom wird über die Verbindungsleitung zwischen Sonde und Analogboard dem Lock-in-Verstärker 20 zugeführt und dort phasensensitiv verstärkt.The frequency generated by the oscillator 16 is amplified by the current booster 17 to a current of at least 1 Ass, preferably up to 4 Ass. A correspondingly high amplification can be dispensed with if a measurement is to be carried out in the direct field rather than in the far field. The amplified transmitter coil current feeds the transmitter coil 18, which in turn induces an electromagnetic field in the area of the wall to be tested. The field influenced by the displays of the wall to be tested induces a current in the receiver coil 19, which is amplified by up to 60 dB by a preamplifier arranged in the probe and not shown in the drawing. The amplified receiver coil current is fed to the lock-in amplifier 20 via the connecting line between the probe and the analog board, where it is amplified in a phase-sensitive manner.

Vor Durchführung einer Messung muß das Analogboard 13 abgeglichen werden. Im Ergebnis findet in dem Lock-in-Verstärker 20 eine Differenzverstärkung des vom Oszillator 16 erzeugten und die Senderspule 18 speisenden Stromsignals einerseits und des von der Empfängerspule 19 abgegebenen und verstärkten Signals andererseits statt. Der Abgleich wird dergestalt durchgeführt, daß im Normalzustand (das auf die Empfängerspule 19 wirkendeBefore carrying out a measurement, the analog board 13 must be calibrated. As a result, a differential amplification of the current signal generated by the oscillator 16 and feeding the transmitter coil 18 on the one hand and the signal emitted and amplified by the receiver coil 19 on the other hand takes place in the lock-in amplifier 20. The calibration is carried out in such a way that in the normal state (the current acting on the receiver coil 19

elektromagnetische Feld wird nicht von Wandanzeigen beeinflußt) das den Lock-in-Verstärker 20 speisende verstärkte Empfängerspulensignal die gleiche Amplitude wie das vom Oszillator 16 stammende Referenzsignal, aber eine um 180° verschobene Phase, aufweist. Unter diesen Bedingungen gibt der Lock-in-Verstärker das Differenzsignal 0 ab. Durch Anzeigen in der zu prüfenden Wand verursachte Phasen- und/oder Amplitudenverschiebungen des Stroms der Empfängerspule 19 bewirken ein Differenzsignal, das vom Lock-in-Verstärker 20 verstärkt wird.electromagnetic field is not influenced by wall displays) the amplified receiver coil signal feeding the lock-in amplifier 20 has the same amplitude as the reference signal from the oscillator 16, but a phase shifted by 180°. Under these conditions the lock-in amplifier outputs the difference signal 0. Phase and/or amplitude shifts in the current of the receiver coil 19 caused by displays in the wall to be tested produce a difference signal which is amplified by the lock-in amplifier 20.

Alle zu diesem Abgleichspunkt gemessenen Phasendifferenzen entsprechen nun der Tiefe, aus welcher die Informationen stammen. D.h., je weiter eine Änderung oder Unstetigkeit im Prüfgegenstand von der Prüfgegenstandsoberfläche entfernt liegt, um so größer wird die Phasendifferenz zum Nullpunkt.All phase differences measured at this calibration point now correspond to the depth from which the information originates. This means that the further a change or discontinuity in the test object is from the test object surface, the greater the phase difference from the zero point becomes.

Im Direktfeld entspricht die Phaseninformation der Gesamtwegstrecke der Wirbelströme von der Prüfgegenstandsoberfläche bis zum OrI: der Anzeige; sie ist eine direkte Funktion der Eindringtiefe bzw. der untersuchten Prüfgegenstandsdicke.In the direct field, the phase information corresponds to the total path of the eddy currents from the surface of the test object to the OrI: of the display; it is a direct function of the penetration depth or the thickness of the test object being examined.

Im Fernfeld entspricht die gemessene Phasendifferenz der Gesamtlänge der geschlossenen Feldlinie von der Prüfgegenstandsoberfläche direkt an der Senderspule, durch den Prüfgegenstand von innen nach außen, dem Abstand zwischen Sender- und Empfängerspule (einige mm, in welchem das Direktfeld nicht mehr beeinflußt) und schließlich wieder der Prüfgegenstandsdicke von außen nach innen bis zur Empfängerspulenoberfläche.In the far field, the measured phase difference corresponds to the total length of the closed field line from the test object surface directly at the transmitter coil, through the test object from the inside to the outside, the distance between the transmitter and receiver coil (a few mm, in which the direct field no longer has an influence) and finally the test object thickness from the outside to the inside to the receiver coil surface.

Da außerdem im Fernfeldbereich die Feldliriiendichte über die gesamte Prüfgegenstandsdikke fast homogen ist, ergibt sich, daß Anzeigen auf der Innen- und Außenseite des zu untersuchenden Prüfgegenstands mit praktisch gleicher Amplitude angezeigt werden und daß effektiv nur kleinere Phasendifferenzen zu verzeichnen sind.Furthermore, since the field line density in the far field region is almost homogeneous over the entire thickness of the test object, it follows that indications on the inside and outside of the test object to be examined are shown with practically the same amplitude and that effectively only small phase differences are recorded.

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

Das vom Lock-in-Verstärker 20 verstärkte hochfrequente Empfängerspulensignal wird im Demodulator 21 in ein wiederfrequent.es Signal umgesetzt, d.h. alle hochfrequenten Anteile der Signalspannung werden substrahiert, es bleiben nur noch die Signalanteile stehen, wel-The high-frequency receiver coil signal amplified by the lock-in amplifier 20 is converted into a high-frequency signal in the demodulator 21, i.e. all high-frequency components of the signal voltage are subtracted, leaving only the signal components which

ehe durch Änderungen in der Signalspannung bei Überfahren einer Störstelle entstehen. Dieser Anteil wird dann in seinen Realteil X und Imaginärteil Y aufgespalten. Eine analoge Filterung kann anschließend in Hoch- und/oder Tiefpaßfiltern 22 stattfinden. Der Tiefpaßfilter ist vorzugsweise im Bereich 2,5 Hz bis 10 kHz (bspw. in 42 Schritten) einstellbar. Der Hochpaßfilter ist vorzugsweise ebenfalls in 42 Schritten im Bereich 0,5 bis 2 kHz einstellbar. Die gefilterten analogen Signale werden im A/D-Wandler 23 digitalisiert. Die A/D-Auflösung beträgt 16 bit, die Abtastrate vorzugsweise 40 kHz bis 100 kHz.before changes in the signal voltage are caused when driving over a disturbance point. This part is then split into its real part X and imaginary part Y. Analog filtering can then take place in high- and/or low-pass filters 22. The low-pass filter is preferably adjustable in the range 2.5 Hz to 10 kHz (e.g. in 42 steps). The high-pass filter is also preferably adjustable in 42 steps in the range 0.5 to 2 kHz. The filtered analog signals are digitized in the A/D converter 23. The A/D resolution is 16 bits, the sampling rate preferably 40 kHz to 100 kHz.

Die Verbindung zwischen Analog- und Digitalboard erfolgt über eine serielle Schnittstelle 24.The connection between the analog and digital boards is made via a serial interface 24.

Die über diese serielle Verbindung in das Digitalboard eingespeisten Daten können unmittelbar an den Rechner 15 gegeben und dort ausgewertet werden. Zusätzlich kann on-line auf dem Digitalboard eine Signalbearbeitung und/oder Signalverknüpfung stattfinden, bspw. durch numerische Nachverstärkung (25), Phasendrehung (26), Nullpunktskompensation (27), lineare, radiale und/oder angulare Schwellenabfragen (28) und eine Mehrfrequenzverknüpfung 29 durch Least-Squares Fit von Signalen oder Signalteilen verschiedener Frequenzen. The data fed into the digital board via this serial connection can be sent directly to the computer 15 and evaluated there. In addition, signal processing and/or signal combination can take place online on the digital board, e.g. through numerical amplification (25), phase rotation (26), zero point compensation (27), linear, radial and/or angular threshold queries (28) and multi-frequency combination 29 through least squares fitting of signals or signal parts of different frequencies.

Die Verbindung zwischen Digitalboard 14 und Rechner 15 erfolgt über eine serielle Verbindung mit einer Übertragungsrate von 10 Mbit/s, ein FIFO (first in first out) 30 bestimmt die Reihenfolge der seriell zu übertragenen Daten.The connection between digital board 14 and computer 15 is made via a serial connection with a transmission rate of 10 Mbit/s, a FIFO (first in first out) 30 determines the order of the data to be transmitted serially.

Zwecks Zuordnung der von der oder den Empfängerspulen detektierten Anzeigen zu bestimmten Orten der zu prüfenden Wand gibt der Manipulator 31 der Sonde seine Positionsdaten an eine Einrichtung 32 zur Positionsdatenanbindung weiter, so daß im Rechner 15 die von den Empfängerspulen erhaltenen und ausgewerteten Daten einem bestimmten Ort in der zu prüfenden Wand zugeordnet werden können. Diese Positionsdaten können ebenfalls im Datenfile mitabgespeichert werden. Das Digitalboard weist ferner einen D/A-Wandler 33 auf, der eine Aus- und/oder Verwertung der zunächst digitalisierten und dann digital nachbearbeiteten Empfängerspulensignale auch an analogen Anzeigesystemen online registriert und beobachtet werden können.In order to assign the indications detected by the receiver coil(s) to specific locations on the wall to be tested, the manipulator 31 of the probe passes its position data on to a device 32 for position data connection, so that the data received and evaluated by the receiver coils can be assigned to a specific location on the wall to be tested in the computer 15. This position data can also be stored in the data file. The digital board also has a D/A converter 33, which can also record and monitor online the output and/or evaluation of the initially digitized and then digitally processed receiver coil signals on analog display systems.

Claims

Protection claims

1. Device for testing the material of a metallic wall using far-field eddy current testing technology, with transmitter coils for generating a magnetic field and receiver coils (5, 6, 7, 8, 11, 12) arranged in the far field of the transmitter coils (1, 2) for detecting the magnetic field influenced by the wall to be tested, characterized by the following features:

at least one frequency channel for feeding the transmitter coils (1, 2) with at least one frequency

Devices for amplifying the feed currents of the transmitter coils (1, 2) to at least 1 Ass

at least one lock-in amplifier (AC amplifier) for phase-sensitive amplification of the signals emitted by the receiver coils (5, 6, 7, 8, 11, 12) depending on the phase of the transmitter coil supply current causing the corresponding signal.

2. Device according to claim 1, characterized in that devices are provided for amplifying the feed currents of the transmitter coils (1, 2) up to 4 Amps.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that between 2 and 4 frequency channels are present.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has the following components:

a probe with transmitter and receiver coils (5,6,7,8, 11, 12) arranged therein;

a device spatially separated from the probe for generating and amplifying the transmitter coil feed currents and for detecting and evaluating the receiver coil signals;
a connecting line between the probe and the said device;

wherein the probe has a multiplexer for converting the signals of the receiver coils (5, 6, 7, 8, 11, 12) to at least one component of the connecting line

has a long data transmission line.

5. Device according to claim 4, characterized in that at least one preamplifier for amplifying the signals of the receiver coils (5, 6, 7, 8, 11, 12) is arranged in the probe.

6. Device according to claim 5, characterized in that this preamplifier has a gain between 0 and 60 dB.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the lock-in amplifier is arranged in the device spatially separated from the probe.

8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the lock-in amplifier has a gain of between 10 and 50 dB.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that an A/D converter is provided for digitizing the amplified receiver coil signals, which has an A/D resolution of at least 14 bits.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises:

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

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

11. Device according to claim 10, characterized in that the transmitter coils (1, 2) arranged on both sides of the receiver coil(s) (5, 6) along the main axis each have the same distance from the receiver coil or the receiver coils (5, 6).

12. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is

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indicates:

wherein 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) (1, 2) in the region of the far field.

13. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises:

a plurality of segment coils (7, 8, 11, 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.

14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is designed for testing metallic walls.

15. Device according to claim 14, 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 inner pipe diameter, preferably at least twice the inner pipe diameter, more preferably at least three times the inner pipe diameter, particularly preferably two to four times the inner pipe diameter.

16. Device according to claim 14 or 15, 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.

17. Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that two receiver coils (5, 6) are arranged adjacent to one another in the far field of the transmitter coil(s) (1, 2).

18. Device according to claim 17, characterized in that these two receiver coils (5, 6) are connected in differential or absolute circuit.

19. Device according to claim 17, characterized in that a differential and absolute evaluation of the detection signals of the two circumferential coils (5, 6) is provided.

20. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the segment coils (7, 8, 11, 12) are connected in differential or absolute circuit.

21. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that a differential and absolute evaluation of the detection signals of the segment coils (7, 8, 11, 12) is provided.