DE3207569C2

DE3207569C2 - Testing device for non-destructive testing of materials

Info

Publication number: DE3207569C2
Application number: DE19823207569
Authority: DE
Inventors: Herbert 8553 Ebermannstadt Baumgartner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-03-03
Filing date: 1982-03-03
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE3207569A1

Abstract

Zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach dem Wirbelstromverfahren, insbesonders zur Legierungs- und/oder Gefügeunterscheidung, wo bisher eine Vielzahl von Messungen notwendig ist, um eine Zuordnung eines unbekannten Prüflings zu einem zur Auswahl stehenden bekannten Werkstoffes zu treffen, wird ein Prüfgerät vorgeschlagen, das den automatischen Vergleich der Vektoren des Prüflings mit einer Anzahl bekannter und gespeicherten Vektoren ermöglicht. Für Sortiervorgänge kann die Abweichung des oder der Prüflingsvektoren von einem oder mehreren mittleren Sollvektoren in der komplexen Ebene abgebildet und mit in Größe und Richtung einstellbaren Fensterbereichsflächen verglichen werden.For non-destructive material testing according to the eddy current method, especially for alloy and / or structure differentiation, where a large number of measurements have previously been necessary in order to assign an unknown test object to a known material available for selection, a test device is proposed that enables the automatic comparison the vectors of the test object with a number of known and stored vectors. For sorting processes, the deviation of the test object vector or vectors from one or more mean nominal vectors can be mapped in the complex plane and compared with window area areas that can be adjusted in size and direction.

Description

Die Erfindung richtet sich auf i^:ii Prüfgerät zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention is directed to i ^: ii testing device for non-destructive testing of materials according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßes Gerät ist bekannt aus der DE-OS 29 13877. Die aus dieser Druckschrift bekannte Vorrichtung bzw. das vorbekannte Verfahren betrifft die elektromagnetische Prüfung von metallischen Erzeugnissen, und zwar vor allem die Erkennung und Registrierung von Änderungen eines für das Erzeugnis typischen Parameters, insbesondere das Vorhandensein von Oberflächenfehlern. Eine solche vorbekannte Vorrichtung soll es ermöglichen, Oberflächenfehler an kontinuierlich hergestellten, langgestreckten Gegenständen, wie Maschinendraht oder Rohren, aufzufinden. Dabei wird vor allem die Problematik angesprochen, daß ein Auffinden langer Oberflächenfehler, d.h. solcher, welche sich über eine größere Länge des hergestellten Produkts erstrecken, sehr schwierig ist. Im wesentlichen zur Lösung dieses speziellen Problems ist gemäß der bekannten Lösung vorgesehen, daß ein homogenes Gleichungssystem aufgestellt wird und die Koeffizienten-Determinante gebildet wird, wobei es als Fehlerkriterium angesehen wird, ob der Quotient der Koeffizienten-Determinante einen bestimmten skalaren Grenzwert überschreitet.A generic device is known from DE-OS 29 13877. The one known from this publication The device or the previously known method relates to the electromagnetic testing of metallic products, In particular, the detection and registration of changes that are typical for the product Parameters, especially the presence of surface imperfections. Such a previously known device should make it possible to detect surface defects on continuously manufactured, elongated objects, like machine wire or pipes. Above all, the problem is addressed that Finding long surface defects, i.e. those that extend over a greater length of the manufactured Extending the product is very difficult. Essentially to solve this special problem is according to the known solution provided that a homogeneous system of equations is set up and the coefficient determinant is formed, it being regarded as an error criterion whether the quotient of the coefficient determinant exceeds a certain scalar limit value.

Es ist weiterhin bekannt, mit Hilfe von Wirbelstrom-Prüfgeräten Metallegierungen oder Gefügestrukturen, wie sie z. B. durch Wärmebehandlung oder Kaltverformung entstehen, zu untersuchen. Dabei wird die Rückwirkung des Wirbelstromes auf ein Spulensystem entweder nach Amplitude und/oder Phasenlage gemessen und mit einem einzigen eingestellten Wert verglichen sowie eine ggf. auftretende Abweichung angezeigt (Firmenschrift: LAW-Wirbelstromprüfgeräte, Wiesbaden, 1981).It is also known, with the help of eddy current test devices, metal alloys or microstructures, how they z. B. caused by heat treatment or cold forming, to investigate. Thereby the retroactive effect of the eddy current on a coil system measured either by amplitude and / or phase position and compared with a single set value and any deviations that may occur are displayed (company publication: LAW eddy current test devices, Wiesbaden, 1981).

Weiterhin ist es bekannt, durch Drehung des Wirbelstromvektors in der komplexen Ebene und anschließende Auswertung nach einer Grenzlinie in der komplexen Ebene eine Unterdrückung von Dimensionsunterschieden der Prüflinge zu erreichen (Zeitschrift »Metallkunde«, 1954, Heft 4). Bei diesem Vorgehen ist es allerdings nicht möglich, den Vektor des jeweils gemessenen Prüflings mit mehreren gespeicherten Vektoren automatisch zu vergleichen und damit eine entsprechende Zuordnung zu vorbekannten zu ermöglichen.It is also known by rotating the eddy current vector in the complex plane and then rotating it Evaluation according to a boundary line in the complex plane suppresses dimensional differences of the test items to be reached (magazine »Metallkunde«, 1954, issue 4). With this approach, however, it is not possible, the vector of the measured test object with several saved vectors automatically to compare and thus to enable a corresponding assignment to previously known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät ίο der vorbekannten Art so auszugestalten, daß eine sehr gute Selektierung von Materialproben mit abweichenden Eigenschaften nach individuell vorgebbaren, der jeweiligen Problemsteilung optimal angepaßten Kriterien ermöglicht wird.The invention is based on the object of designing a device of the known type so that a very good selection of material samples with deviating properties according to individually specifiable, the respective Problem sharing is made possible by optimally adapted criteria.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß der Impedanzvektor nach Größe und Richtung äußerst charakteristisch für bestimmte Eigenschaften oder Zusammensetzungen einer Materialprobe ist. Dementsprechend kann unterstellt werden, daß nach der Ermittlung von Standardwerten an einer Musterprobe andere Proben mit entsprechenden Standardwerten Impedanzvektoren zeigen, weiche in der komplexen Ebene in einem Fensterbereich um die bekannten Werte liegen.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Durch das Vorsehen eines in G.rößenrichtung einstellbaren Fensterbereichs in der komplexen Ebene, welcher den Endpunkt eines Impedanzvektors einer Probe mit definierten Eigenschaften umgibt, ist es möglich, eine sehr definierte Selektierung von Proben mit Eigenschaften vorzunehmen, welche von den Vorgegebenen abweichen und über eine automatische Anzeige und Aussonderung dieser Proben zu arbeiten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen geben die Unteransprüche an.The invention is based on the knowledge that the impedance vector in terms of size and direction is extremely characteristic of certain properties or compositions of a material sample. Accordingly, it can be assumed that after standard values have been determined on a sample sample, other samples with corresponding standard values show impedance vectors which lie in the complex plane in a window area around the known values.
The above-mentioned object is achieved by the characterizing part of claim 1. By providing a size-adjustable window area in the complex plane, which surrounds the end point of an impedance vector of a sample with defined properties, it is possible to make a very defined selection of Carry out samples with properties that deviate from the specified and work via an automatic display and separation of these samples.
The subclaims indicate further advantageous refinements.

Ein Ausführungsbeispie! der Erfindung ist im Blockschaltbild dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Spulenanordnung 1. Hier bestehend aus einer Senderwicklung (primär) und zwei bifilar gewickelten Empfängerwicklungen (sekundär), wird mit einer Wechselspannung LJ₅ aus dem programmierbaren Frequenzgenerator 2 gespeist. Die Empfängerspannung Ue wird mit einer Schaltungsanordnung 3 in zwei, dem Real- bzw. Imaginärteil proportionale Gleichspannungen umgewandelt und in dem Analog/Digitalwandler 4 digitalisiert. Die beiden Werte stehen hier dem Rechen- und Steuerwerk 5 zur Verfügung.An implementation example! the invention is shown in the block diagram and is described in more detail below.
The coil arrangement 1. Here, consisting of a transmitter winding (primary) and two bifilar wound receiver windings (secondary), is fed with an AC voltage LJ ₅ from the programmable frequency generator 2. The receiver voltage Ue is converted with a circuit arrangement 3 into two direct voltages proportional to the real or imaginary part and digitized in the analog / digital converter 4. The two values are available to the arithmetic and control unit 5 here.

Im Festwertspeicher 6 ist das Programm für das Rechenwerk gespeichert. Das batteriegepufferte RAM 7 dient in erster Linie der Ablage von Vektoren bekannter Materialien und stellt deren Werte für den Vergleich bereit.
Die Ein/Ausgabe 8 beinhaltet ein Tastenfeld, über das das Gerät bedient werden kann, und einige Ausgangsschaltstufen zur Ansteuerung peripherer Geräte, wie z. B. Sortierweichen ect. *The program for the arithmetic unit is stored in the read-only memory 6. The battery-backed RAM 7 is primarily used to store vectors of known materials and make their values available for comparison.
The input / output 8 includes a keypad via which the device can be operated, and some output switching stages for controlling peripheral devices, such as. B. sorting gates ect. *

Aus dem Bildschirm 10 können z. B. Vektorengruppen verschiedener Materialien oder Gefüge in der komplexen Ebene oder ein oder mehrere Vektoren und deren für einen Sortiervorgang notwendigen Fensterbereiche dargestellt werden. Darüber hinaus können Texte und Hinweise eingeblendet werden.
Der Drucker/Plotter 9 liefert Hardcopies des BiIdschirminhaltes zur Dokumentation der Messungen.From the screen 10 z. B. groups of vectors of different materials or structures in the complex plane or one or more vectors and their window areas necessary for a sorting process can be displayed. In addition, texts and notes can be displayed.
The printer / plotter 9 supplies hard copies of the screen content to document the measurements.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Test device for non-destructive testing of materials, in particular for differentiation or recognition of metals, metal alloys and structural states of metals after heat treatments or work hardening, wherein a transmitter coil with a frequency for generating Eddy currents operated in the workpiece to be tested and the impedance via an evaluation device is measured, and wherein a comparison of the measured impedance vector with previously measured Impedance vectors of other samples is carried out, characterized in that a respective measured impedance vector together compared with a window area area adjustable in size and direction in the complex plane and is displayed.

Z test device according to claim 1, characterized in that that the representation of a window area together with a measured impedance vector for several frequencies one after the other or at the same time

3. Test device according to claim 1 or 2, characterized in that the vectors are one or more Materials measured over a frequency range and on an output device (8) in the complex Level can be displayed at the same time.