DD253685A1 - Messkopf zur ermittlung von mechanischen spannungen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Nachweis und/oder zur Ermittlung der absoluten Groesse der mechanischen Spannungen in ferromagnetischen Werkstoffen. Der Messkopf ist zur Dehnungsmessung mittels Barkhausen-Rauschen geeignet. Die Erfindung kann im Maschinenbau zum Messen von belasteten Maschinenteilen und Konstruktionen, belasteten Seilen und Draehten, bei Zug- und Druckverformung waehrend der Umformung sowie zur Ermittlung von Eigenspannungen angewendet werden. Aufgabe der Erfindung ist es, einen von der Ankopplung weitestgehend unabhaengig arbeitenden Messkopf zur Ermittlung von mechanischen Spannungen zu schaffen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine Messspule und ein ferromagnetischer Spannungsumsetzer in einem nichtferromagnetischem Gehaeuse angeordnet sind, wobei die Messspule um einen ferromagnetischen Schalenkern gewickelt ist und sich im Inneren eines magnetischen Schirmes zwischen den Polen eines Magnetisierungsjoches und den Enden des magnetischen Spannungsumsetzers befindet. Fig. 1
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Nachweis und/oder zur Ermittlung der Größe der mechanischen Spannungen in ferromagnetischen Werkstoffen. Des weiteren ist der Meßkopf zur Dehnungsmessung mittels Barkhausen-Rauschen geeignet. Die Erfindung kann im Maschinenbau zum Messen von belasteten Maschinenteilen und Konstruktionen, betasteten Seilen und Drähten, beim Ziehen von Stäben und Drähten, bei Zug- und Druckverformung während der Umformung sowie zur Ermittlung von Eigenspannungen angewendet werden.
Nach der DD-PS 147581 ist ein Prüfkopf zum Messen mechanischer Spannungen in ferromagnetischen Werkstoffen bekannt.
Zur Aufnahme des Barkhausen-Rauschens werden bei dieser Lösung ein — oder mehrere Magnetisierungs- und Empfängerspulen gemeinsam im Prüfkopf zur Analyse von zweiachsigen Spannungszuständen verwendet.
Als Nachteil hat sich bei dieser Einrichtung die Aufnahme der Relativwerte erwiesen, so daß immer ein Bezug zum entlasteten
Zustand erforderlich ist. /
Bei der Anwendung der bekannten Dehnmeßstreifen hängt der elektrische Widerstand des Draht- oder Foliengitters von' der
Dehnung ab. "
Nachteilig ist dabei, daß die Meßwerte von einer Reihe von oft beträchtlichen Fehlereinflüssen abhängen.
Eine weitere Möglichkeit der Ermittlung von mechanischen Spannungen ist mit Hilfe der Spannungsoptik möglich, welche sich aber auf durchsichtige Werkstoffe beschränkt. Diese durchsichtigen Werkstoffe, aufgeklebt in dünnen Schichten auf Konstruktionsteile, haben eine sehr geringe Meßempfindlichkeit.
Bei der Anwendung des Ultraschalls hängt die Meßunsicherheit von der Güte der Ankopplung des Prüf kopfes und der Wanddicke ab, so daß auch bei diesem Verfahren in der Praxis als Nachteil eine große Meßunsicherheit auffällt.
Alle diese genannten bekannten Verfahren ermitteln immer nur den Relativwert der mechanischen Spannung im Vergleich zum unbelasteten Zustand.
Bei der bisherigen Auswertung des Barkhausen-Rauschens zur Messung von Spannungen wird die elektrische Spannung gemessen, die in einer Meßspule induziert wird. Der Meßort des Prüflings wird durch ein magnetisches Wechselfeld periodisch ummagnetisiert. Dabei wird das Magnetfeld durch eine Durchlaufspule oder ein Magnetjoch (Tastspule) erzeugt. Bei dieser Methode wirken viele Störeinflüsse, z. B. durch den Luftspalt zwischen Joch und Probe, der durch die Rauigkeit hervorgerufen wird, durch die Abmessungen des Prüflings und durch die Permeabilität der Probe, die von wesentlichen Einfluß auf die Meßunsicherheit sind.
Des weiteren sind auch bei diesen Meßköpfen bisher nur Relativwerte gemessen worden.
Das Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Meßkopfes, der o.g. Fehlereinflüsse nicht aufweist und Absolutwerte der Spannungen, d.h. die Spannungen ohne die Notwendigkeit des Entlastens, mißt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen von der Ankopplung unabhängig arbeitenden Meßkopf zu schaffen, der Absolutwerte der mechanischen Spannung in ferromagnetischen Werkstoffen ermittelt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Meßspule und ein magnetischer Spannungsumsetzer in einem nichtferromagnetischem Gehäuse angeordnet sind, wobei die Meßspule um einen ferromagnetischen Schalenkern gewickelt ist und sich im Inneren eines magnetischen Schirmes zwischen den Polen des Magnetisierungsjoches und den Enden des magnetischen Spannungsumsetzers, einer Rogowski-Spule, befindet der die Spannung zwischen den Enden der Rogowski-Spule konstant hält.
Des weiteren ist der Meßkopf dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der beiden Pole des Magnetisierungsjoches zwei Einsätze aus nichtferromagnetischer Folie mit großer elektrischer Leitfähigkeit befestigt sind, die die im Joch entstehenden Barkhausen-Sprünge abschirmen.
Dabei dient das Meßsignal aus dem magnetischen Spannungsumsetzer der Steuerung des Magnetisierungsstromes und der Prüfung der optimalen Arbeitsparameter des Meßkopfes.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine Form des erfindungsgemäßen Meßkopfes.
Der Meßkopf besteht aus einem nichtferromagnetischem Gehäuse 1, das den elektrostatischen Schirm bildet, in dem das Magnetisierungsjoch 2, welches aus einem Werkstoff mit großer Permeabilität wie z.B. Armco-Eisen besteht und die Magnetisierungsspule 3.
Die Meßspule 4, die auf dem ferromagnetischen Schalenkern 5 gewickelt ist, befindet sich innerhalb des Permalloyschirms 6, und einen magnetischen Spannungsumsetzer 7, der in Form einer befilaren Wicklung auf einem nichtleitendem Werkstoff angeordnet ist.
Auf der Oberfläche der Pole des Magnetisierungsjoches 2 sind aus Aluminium- oder Kupferfolie zwei Einsätze befestigt, die die im Joch 2 entstehenden Barkhausen-Sprünge abschirmen.
Claims (2)
1. Meßkopf zur Ermittlung von mechanischen Spannungen in Konstruktionsteilen aus ferromagnetischen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßspule (4) und ein magnetischer Spannungsumsetzer (7) in einem nichtferromagnetischen Gehäuse (1) angeordnet sind, wobei die Meßspule (4) um einen ferromagnetischen Schalenkern (5) gewickelt ist und sich im Inneren eines magnetischen Schirmes (6), zwischen den Polen des Magnetisierungsjoches (2) und den Enden des magnetischen Spannungsumsetzers (Rogowski-Spule) (7) befindet, der die Spannung zwischen den Enden der Rogowski-Spule (7) konstant hält.
2. Meßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der beiden Pole des Magnetisierungsjoches (2) zwei Einsätze (8) aus nichtferromagnetischer Folie mit großer elektrischer Leitfähigkeit befestigt sind, die die im Joch (2) entstehenden Barkhausen-Sprünge abschirmen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29634386A DD253685A1 (de) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | Messkopf zur ermittlung von mechanischen spannungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29634386A DD253685A1 (de) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | Messkopf zur ermittlung von mechanischen spannungen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD253685A1 true DD253685A1 (de) | 1988-01-27 |
Family
ID=5583925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD29634386A DD253685A1 (de) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | Messkopf zur ermittlung von mechanischen spannungen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD253685A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5828211A (en) * | 1993-05-21 | 1998-10-27 | Aea Technology Plc | Determining stress in ferromagnetic materials from measurements of magnetic anisotropy and magnetic permeability |
-
1986
- 1986-11-17 DD DD29634386A patent/DD253685A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5828211A (en) * | 1993-05-21 | 1998-10-27 | Aea Technology Plc | Determining stress in ferromagnetic materials from measurements of magnetic anisotropy and magnetic permeability |
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