DE102006050025B3 - Non destructive testing device for metallic component i.e. rail, has detecting unit and permanent and/or electro magnet arranged at constant distance to each other, where detecting unit is arranged behind permanent or electro magnet - Google Patents

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Abstract

The device has a detection unit (3) i.e. infrared camera, for detecting electromagnetic radiation in a wavelength coverage of near and/or infrared light, where the detecting unit and a permanent and/or electro magnet (1) are arranged at a constant distance (D) to each other. The detecting unit is arranged behind the permanent or electro magnet in a movement direction, where the permanent and/or electro magnet produces static magnetic field. A metallic component i.e. rail, and the permanent or electro magnet with the detecting unit are movable relative to each other. An independent claim is also included for a method for non destructive testing of a component from electrically conducting material.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen aus metallischem Werkstoff. Sie kann dabei sowohl stationär, wie auch mobil eingesetzt werden. Es können oberflächennahe Risse, Schalungen oder Werkstoffablösungen erkannt werden.The The invention relates to a device and a method for non-destructive exam of components made of metallic material. You can do both stationary, as well as mobile to be used. It can be near-surface cracks, formwork or Material detachment be recognized.

Neben anderen Prinzipien wurde in der Vergangenheit die induktive Einkoppelung von Wirbelströmen mit hoher Frequenz in Verbindung mit thermografischer Detektion durchgeführt. Eine solche Lösung ist beispielsweise in DE 199 33 446 C1 beschrieben. Dabei ist es aber nachteilig, dass jeweils an das Bauteil optimal angepasste Induktoren eingesetzt werden müssen. Außerdem ist ein aufwendig aufgebauter Hochfrequenzgenerator mit hoher Ausgangsleistung erforderlich. Beim Einsatz erwärmen sich auch die Induktoren und geben die Wärme durch Strahlung auch an das zu prüfende Bauteil ab, was zu Messfehlern führen kann. Üblicherweise wird mit einer konstanten Anregungsfrequenz gearbeitet, wodurch die jeweilige Eindringtiefe von Wirbelströmen in den Bauteilwerkstoff fest gelegt ist. Neben tatsächlichen Defekten im zu prüfenden Bauteil, wirken sich aber auch magnetische Inhomogenitäten aus, die mechanisch eigentlich keinen oder einen zu vernachlässigenden Einfluss auf das Bauteil haben. Sie verändern lokal die Wirbelstromdichte, die wiederum zu Fehlinterpretationen führt.Among other principles, inductive coupling of high frequency eddy currents has been used in the past in conjunction with thermographic detection. Such a solution is for example in DE 199 33 446 C1 described. However, it is disadvantageous that in each case optimally adapted inductors must be used to the component. In addition, a complex constructed high-frequency generator with high output power is required. During use, the inductors also heat up and transmit the heat by radiation to the component to be tested, which can lead to measurement errors. Usually, a constant excitation frequency is used, whereby the respective penetration depth of eddy currents in the component material is fixed. In addition to actual defects in the component to be tested, however, magnetic inhomogeneities also have an effect, which actually has no or negligible mechanical influence on the component. They locally change the eddy current density, which in turn leads to misinterpretations.

So ist aus GB 2 399 409 A eine Möglichkeit zur zerstörungsfreien Bestimmung von Materialien beschrieben.That's how it is GB 2 399 409 A described a possibility for nondestructive determination of materials.

Aus EP 1 582 867 A2 ist ein System zur Bestimmung von Defekten bekannt, bei dem Schall in ein Material eingekoppelt und mit einer Wärmebildkamera detektiert wird.Out EP 1 582 867 A2 is a system for the determination of defects known in which sound is coupled into a material and detected with a thermal imaging camera.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Möglichkeiten für die zerstörungsfreie Prüfung von metallischen Bauteilen zu schaffen, die einfach aufgebaut sind, flexibel eingesetzt werden können und einen geringen Detektionsaufwand erfordern.It is therefore an object of the invention possibilities for non-destructive exam to create metallic components that are simple in construction, can be used flexibly and require a low detection effort.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Die Prüfung kann mit einem Verfahren, wie es mit Anspruch 11 definiert ist, durchgeführt werden.According to the invention this Task with a device having the features of claim 1, solved. The exam can be obtained by a method as defined by claim 11 be performed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.advantageous Embodiments and developments can with in subordinate Claims Characteristics can be achieved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei so ausgebildet, dass mindestens ein Permanent- oder Elektromagnet sowie mindestens ein elektromagnetische Srahlung im Wellenlängenbereich des nahen und/oder infraroten Lichts detektierenden Elements in einem konstanten Abstand zueinander angeordnet sind. Magnet(e) mit detektierendem Element und das zu prüfende Bauteil werden dann relativ zueinander bewegt. Das Bauteil aus metallischem Werkstoff wird dabei durch ein statisches Magnetfeld, das vom jeweiligen Magneten ausgebildet ist, hindurch bewegt. Beim Eindringen und Verlassen des Bauteils in das und aus dem Magnetfeld tritt gemäß der Lenz'schen Regel ein elektrischer Stromfluss im Bauteil auf. Dieser wirkt entgegen der Bewegung. Infolge des elektrischen Widerstands erwärmt sich dabei das Bauteil und wird abgebremst. Wird aber durch geeignete Mittel die Bewegung fortgesetzt, wird das Bauteil entsprechend kontinuierlich weiter erwärmt. Die Heizleistung steigt dabei zunächst proportional mit der Geschwindigkeit der Relativbewegung an. Durch den Skineffekt wird bei weiterer Erhöhung der Geschwindigkeit ein Maximum der Temperaturerhöhung erreicht.The inventive device is designed so that at least one permanent or electromagnet and at least one electromagnetic radiation in the wavelength range of the near and / or infrared light detecting element in FIG are arranged at a constant distance from each other. Magnet (s) with Detecting element and the component to be tested then become relative moved to each other. The component made of metallic material is thereby by a static magnetic field, which is formed by the respective magnet is, moved through. When entering and leaving the component into and out of the magnetic field occurs according to the Lenz's rule, an electric current flow in the component. This counteracts the movement. As a result of the heated electrical resistance while the component and is braked. But by suitable As the movement continues, the component becomes continuously continuous further heated. The heat output initially increases proportionally with the speed the relative movement. Due to the skin effect will increase further Speed reaches a maximum of the temperature increase.

Risse oder auch andere Defekte beeinflussen aber den elektrischen Stromfluss und den nachfolgenden Wärmefluss im Bauteil. Die dadurch hervorgerufenen lokalen Temperaturdifferenzen können mit den bezeichneten detektierenden Elementen berührungslos erfasst werden. Ein Defekt kann dabei bei Erfassung einer aufgetretenen Temperaturdifferenz, die einen vorgegebenen Temperaturdifferenzwert überschreitet, erkannt werden. Werden als detektierendes Element eine Infrarotkamera oder auch eine Reihenanordnung einzelner solche Strahlung detektierender Elemente eingesetzt kann eine ortsaufgelöste Detektion durchgeführt und Defekte lokalisiert werden. Das eine ggf. aber auch mehrere detektierende Element(e) sind dabei in Bewegungsrichtung hinter dem/den Permanent- oder Elektromagnet(en) angeordnet. Der Abstand D kann dabei klein gehalten werden. Eine Reihenanordnung optischer Detektoren, als detektierende Elemente, sollte orthogonal zur Bewegungsrichtung ausgerichtet sein, um die Positionsbestimmung von erkannten Defekten zu vereinfachen.cracks or other defects affect the electrical current flow and the subsequent heat flow in the component. The resulting local temperature differences can with the designated detecting elements are detected without contact. One Defect can be detected upon detection of an occurred temperature difference, which exceeds a predetermined temperature difference value can be detected. Are as a detecting element, an infrared camera or a Row arrangement of individual such radiation detecting elements used can be a spatially resolved Detection performed and defects are localized. The one or more, if necessary Detecting element (s) are behind in the direction of movement the permanent magnet or electromagnet (s) arranged. The distance D can be kept small. A series arrangement of optical detectors, as detecting elements, should be orthogonal to the direction of movement be aligned to the positioning of detected defects to simplify.

Die Positionskoordinaten von Defekten an Bauteilen können mit Hilfe der jeweiligen detektierenden Elemente und durch Berechnung bei bekannter Geschwindigkeit der Relativbewegung ermittelt werden. So ist eine gesonderte Positionsbestimmung mit weiteren Sensoren oder Detektoren nicht zwingend erforderlich.The Position coordinates of defects on components can be determined using the respective detecting elements and by calculation at a known speed the relative movement can be determined. So is a separate position determination not necessarily required with other sensors or detectors.

Mit detektierenden Elementen kann die vom Bauteil in Folge der Erwärmung emittierte elektromagnetische Strahlung unmittelbar detektiert und die ortsaufgelöste Temperaturbestimmung so durchgeführt werden. Bei kritischen Umgebungsbedingungen kann dies aber auch über geeignete optische Wellenleiter, wie z.B. für die jeweilige Strahlung transparente Fasern erreicht werden, über die die Strahlung vom Bauteil zu dann geschützt angeordneten detektierenden Elementen geführt werden kann.With detecting elements, the electromagnetic radiation emitted by the component as a consequence of the heating can be detected directly and the spatially resolved temperature determination can be carried out in this way. In critical environmental conditions, however, this can also be transparent via suitable optical waveguides, such as for the respective radiation te fibers can be achieved over which the radiation from the component to then protected arranged detecting elements can be performed.

Bei defektfreien homogenen Bauteilen und statischer Magnetisierung ist mit konstanten Messsignalen zu rechnen. Treten aber Abweichungen, wie z.B. Defekte auf, kommt es dazu, dass der elektrische Stromfluss Umwege nehmen muss, wenn ein Defekt an der Bauteiloberfläche in den Einflussbereich des statischen Magnetfeldes ein- und wieder heraustritt. Dies führt zu den bereits angesprochenen lokalen Temperaturdifferenzen, die auch über einen gewissen ausreichend großen Zeitraum erhalten bleiben und erfasst werden können.at defect-free homogeneous components and static magnetization to count with constant measuring signals. But if there are deviations, such as. Defects on, it comes to that the electric current flow Must take detours if a defect in the component surface in the Influence area of the static magnetic field enters and exits again. this leads to to the already mentioned local temperature differences, the also over a certain big enough one Period and can be recorded.

Werden Wärmeströme in homogenen Bereichen eines Bauteils freigesetzt, diffundieren sie in Bereiche außerhalb der Eindringtiefe durch Wärmeleitung. Sie werden von tiefer im Bauteil angeordneten Defekten (Rissen) zur Oberfläche reflektiert, auch wenn sie die elektrischen Induktionsströme nur unwesentlich stören. Eine dadurch hervorgerufene Temperaturdifferenz an der Oberfläche kann aber ebenfalls mit der Erfindung erkannt und als Defekt im Bauteil detektiert werden.Become Heat flows in homogeneous Areas of a component released, they diffuse into areas outside the penetration depth by heat conduction. You are from deeper in the component arranged defects (cracks) to the surface reflected, even if they disturb the electrical induction currents only slightly. A caused by this temperature difference at the surface can but also recognized with the invention and as a defect in the component be detected.

Die beiden vorab erläuterten Effekte können sich aber auch überlagern. Diese zusätzlichen Temperaturkontraste/-abweichungen treten zeitlich verzögert auf und klingen dann langsam wieder ab.The both explained in advance Effects can become but also superimpose. This extra Temperature contrasts / deviations occur delayed in time and then slowly turn off again.

Der Abstand D zwischen Magnet(en) und detektierenden Element(en) sollte den zeitlichen Erwartungsbereich der detektierbaren Temperaturdifferenzen mit den Wärmediffusionszeiten berücksichtigen und bei ca. D = tD·v liegen, wobei tD die zu erwartende Wärmediffusionszeit und v die Geschwindigkeit der Relativbewegung sind.The distance D between the magnet (s) and the detecting element (s) should take into account the time range of the detectable temperature differences with the heat diffusion times and be approximately D = t D · v, where t D is the expected heat diffusion time and v is the speed of the relative movement are.

Bei Einsatz einer Infrarotkamera kann das erfasste Infrarotbild S(x, y, t) auf Kontraste analysiert werden, was mit an sich bekannten Algorithmen möglich ist.at Using an infrared camera, the captured infrared image S (x, y, t) are analyzed for contrasts, which is known per se Algorithms possible is.

Bei der zerstörungsfreien Prüfung sollte der Abstand zwischen Permanent- oder Elektromagnet und Bauteiloberfläche konstant gehalten sein.at the non-destructive exam the distance between permanent magnet or electromagnet and component surface should be constant be held.

Werden an einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere Permanent- oder Elektromagnete eingesetzt, sollten diese in konstanten Abständen zueinander angeordnet sein. Sie sollten außerdem in Bewegungsrichtung nacheinander in einer Reihe angeordnet sein. So kann ein für einen Defekt signifikantes Messsignal zusätzlich zeitlich periodisch moduliert werden. Dies kann vorteilhaft zur Unterdrückung von Stör- und Untergrundsignalen ausgenutzt werden. Dabei sollte schmalbandig und phasenempfindlich ausgewertet werden.Become on a device according to the invention several permanent or electromagnets used, these should be at constant intervals be arranged to each other. You should also move in the direction of movement be arranged sequentially in a row. So one for one Defect significant signal additionally periodically be modulated. This can be beneficial for suppression of Interference and Underground signals are exploited. It should be narrowband and be evaluated phase sensitive.

An einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können aber auch mindestens ein Permanent- und ein Elektromagnet vorhanden sein.At However, a device according to the invention can also at least one permanent and one electromagnet be present.

In jedem Fall sollte die Relativbewegung mit zumindest nahezu konstanter Geschwindigkeit durchgeführt werden. Die Mindestgeschwindigkeit hängt vom Signal-/Rauschverhältnis ab und kann ptinzipiell auch sehr klein, beispielsweise bei 0,1 m/s gehalten sein.In In any case, the relative movement should be at least nearly constant Speed performed become. The minimum speed depends on the signal / noise ratio and can in principle also be kept very small, for example at 0.1 m / s be.

Eingesetzte Magnete sollten im statischen Magnetfeld Feldstärken in Höhe von mindestens 0,05 T erreichen.used Magnets should reach field strengths of at least 0.05 T in a static magnetic field.

Es liegt auf der Hand, dass die Erfindung gegenüber den bekannten technischen Lösungen deutlich einfacher ausgebildet ist und auch dementsprechend genutzt werden kann. Es sind keine Hochfrequenzgeneratoren erforderlich. Eine Anpassung von Induktoren an das jeweilige zu prüfende Bauteil ist nicht erforderlich. Im einfachsten Fall ist es ausreichend einen Permanentmagneten vorzusehen, der nicht einmal eine Energiezufuhr erfordert und lediglich ein kleiner Aufwand für die Detektion der von der Bauteiloberfläche emittierten elektromagnetischen Strahlung und die Auswertung der Messsignale erforderlich ist. Ein solcher kompakt ausgebildeter Permanentmagnet mit ausreichend großer Feldstärke kann so einfach an einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet werden, ohne dass großer Raumbedarf besteht.It is obvious that the invention over the known technical solutions is significantly simpler and also used accordingly can be. There are no high frequency generators required. An adaptation of inductors to the respective component to be tested not necessary. In the simplest case it is sufficient one To provide permanent magnets, not even a power supply requires and only a small effort for the detection of emitted from the component surface electromagnetic radiation and the evaluation of the measurement signals is required. Such a compact formed permanent magnet with big enough field strength can thus easily be arranged on a device according to the invention be without big Space requirement exists.

Bei der Prüfung tritt lediglich eine Erwärmung des jeweiligen Bauteils und nicht der für die Anregung eingesetzten Elemente, wie bei einer Wirbelstrommessmimik auf.at The examination occurs only a warming of respective component and not that used for the excitation Elements, as in a Wirbelstrommessmimik on.

Anregungs- und Detektionsort sind lokal voneinander getrennt, so dass eine gegenseitige Beeinflussung vermieden werden kann.excitation and detection site are locally separated so that one mutual interference can be avoided.

Die für die Anregung erforderliche kinetische Energie steht in vielen Fällen ohne hin zur Verfügung, da Bauteile häufig bewegt werden müssen. Ist hierzu aber trotzdem ein entsprechender Antrieb erforderlich, ist der Aufwand aber klein im Vergleich zu anderen bekannten Lösungen.The for the Stimulation required kinetic energy is in many cases without available, since Components often have to be moved. But if this is still a corresponding drive required, but the effort is small compared to other known solutions.

Hohe Geschwindigkeiten, die bei herkömmlichen Messsystemen, wegen der begrenzten Signalverarbeitungsmöglichkeiten, nicht ohne weiteres genutzt werden können, sind bei der Erfindung aber günstig. Bei hohen Geschwindigkeiten ist der zur Erwärmung führende Energieeintrag größer. Dadurch können neben der entsprechend verkürzten Prüfzeit auch kleine oberflächennahe Defekte sehr gut detektiert werden.Height Speeds that are conventional Measuring systems, because of the limited signal processing capabilities, can not be readily used are in the invention but cheap. At high speeds, the energy input leading to heating is greater. This can be next to shortened accordingly Testing time too small near-surface Defects are detected very well.

Bei einem konstruktiv vorgegebenen minimalen Abstand D kann bei großen Geschwindigkeiten eine kleine Temperaturdiffusionszeit tD erreicht werden, was bei kleinen Defekten aber günstig ist.In a structurally given mini paint distance D can be achieved at high speeds, a small temperature diffusion time t D , which is favorable for small defects.

Abhebeeffekte des Magneten von der Oberfläche haben lediglich bei der Anregung Einfluss. Haben aber auch dort eine geringere Bedeutung, als bei Wirbelstromsystemen.Abhebeeffekte the magnet from the surface only influence the excitation. But also there less important than in eddy current systems.

Mit der berührungslosen Messsignalerfassung können auch strukturierte, gekrümmte Oberflächen und auch eine Detektion an Innen- und Außenkanten von Bauteilen einfacher und sicherer, als mit Wirbelstromsensoren geprüft werden.With the non-contact Measurement signal acquisition can also structured, curved surfaces and also a detection on the inside and outside edges of components easier and safer than being tested with eddy current sensors.

Eine Vormagnetisierung des Werkstoffs im zu prüfenden Bereich zur Unterdrückung von magnetischen Inhomogenitäten ist bei ausreichender Feldstärke ohne weiteres gegeben.A Premagnetization of the material in the area to be tested for the suppression of magnetic inhomogeneities is at sufficient field strength given without further ado.

Die Erwärmung erfolgt impulsförmig, d.h. im Frequenzspektrum breitbandig, so dass grundsätzlich eine hohe Eindringtiefe für die induzierten elektrischen Ströme erreichbar ist.The warming takes a pulse, i.e. in the frequency spectrum broadband, so that basically one high penetration depth for the induced electric currents is reachable.

Die Erfindung kann für die Prüfung unterschiedlichster Bauteile eingesetzt werden. So können in Schienennetzen verlegte Schienen geprüft werden, was bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiel nach 4 noch ausführlicher erläutert wird.The invention can be used for testing a wide variety of components. Thus, laid in rail networks rails can be checked, which in the description of an embodiment according to 4 will be explained in more detail.

Es können aber auch Walzen, wie sie in der Stahl- oder Druckindustrie eingesetzt werden, auf Oberflächendefekte geprüft werden. Auch Schweißnähte können mit der Erfindung, genauso einfach geprüft werden, wie Heissdrähte, die beim Warmwalzen von Stahl hergestellt werden. Dabei wird mit Walzgeschwindigkeiten von ebenfalls ca. 100 km/h gearbeitet. Auch an solchen Drähten können ggf. vorhandene Oberflächenfehler detektiert werden. Die detektierenden Elemente sollten dabei für Temperaturen um ca. 1.200°C geeignet sein.It can but also rollers, as used in the steel or printing industry be, on surface defects checked become. Also welds can with of the invention, just as easily tested as hot wires, the produced during hot rolling of steel. This is done with rolling speeds also worked about 100 km / h. Even on such wires may possibly existing surface defects be detected. The detecting elements should be for temperatures around 1,200 ° C be suitable.

Nachfolgend soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.following the invention is intended to exemplary embodiments be explained in more detail.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Beispiels nach der Erfindung mit translatorischer Relativbewegung; 1 a schematic representation of an example of the invention with translational relative motion;

2 ein Beispiel mit einem rotierenden zu prüfenden Bauteil; 2 an example with a rotating component to be tested;

3 ein weiteres Beispiel mit einem rotierenden zu prüfenden Bauteil und 3 Another example with a rotating component to be tested and

4 ein Beispiel mit mehreren in Reihe angeordneten Magneten. 4 an example with several magnets arranged in series.

Mit der schematischen Darstellung nach 1 soll ein einfaches Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verdeutlicht werden. Hierbei ist ein Permanentmagnet 1 in konstantem Abstand zur Oberfläche eines zu prüfenden Bauteils 2 und in einem ebenfalls konstantem Abstand D zu einer Infrarotkamera, als detektierendes Element 3 angeordnet. Dabei kann das Bauteil 2 mit einer Geschwindigkeit v translatorisch in x-Richtung bewegt werden. Mit dem statischen Magnetfeld und durch die Bewegung werden elektrische Ströme im Bauteil 2 induziert, die der Bewegung entgegenwirken. Durch den elektrischen Widerstand erwärmt sich das Bauteil 2. In Bereichen in denen keine Defekte vorhanden sind, kann eine nahezu konstante Temperatur mit Hilfe der Infrarotkamera erfasst werden. Gelangen jedoch defektbehaftete Bereiche des Bauteils 2 in den Einflussbereich des statischen Magnetfeldes tritt eine inhomogene gestörte Erwärmung auf, was üblicherweise im Bereich eines Defektes 4 zu verändern Temperaturen führt.With the schematic representation after 1 a simple example of a device according to the invention will be clarified. Here is a permanent magnet 1 at a constant distance to the surface of a component to be tested 2 and at a likewise constant distance D to an infrared camera, as a detecting element 3 arranged. In this case, the component 2 be moved at a speed v translationally in the x direction. The static magnetic field and the movement cause electrical currents in the component 2 induced, which counteract the movement. Due to the electrical resistance, the component heats up 2 , In areas where there are no defects, an almost constant temperature can be detected with the help of the infrared camera. But get defective areas of the component 2 in the influence of the static magnetic field occurs inhomogeneous disturbed heating, which is usually in the range of a defect 4 changing temperatures leads.

Wird also eine so veränderte Temperatur detektiert, kann auch die Position des Defektes 4 ermittelt und in Grenzen auch Aussagen auf dessen Größe getroffen werden. Dabei kann, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits angesprochen die Position in y-Richtung mit dem detektierenden Element 3 und die x-Richtung mittels der bekannten Geschwindigkeit v bestimmt werden.So, if such a changed temperature is detected, the position of the defect can also be detected 4 determined and within limits also statements are made on its size. In this case, as already mentioned in the general part of the description, the position in the y-direction with the detecting element 3 and the x-direction is determined by means of the known velocity v.

Ähnlich kann auch beim in 2 gezeigten Beispiel verfahren werden. Hier wird lediglich ein walzen- oder zylinderförmiges Bauteil 2, dessen Rotationsachse in die Zeichnungsebene gerichtet ist, geprüft.Similarly, in the case of 2 be moved example shown. Here is only a cylindrical or cylindrical component 2 , whose axis of rotation is directed in the plane of the drawing, tested.

Beim in 3 gezeigten Beispiel erfolgt die zerstörungsfreie Prüfung an einem ebenfalls um eine Achse rotierenden aber hier scheibenförmigen Bauteil 2. Dabei kann eine am radial im Bauteil ausgebildete Schweißnaht 5 geprüft werden.When in 3 As shown, the non-destructive test is carried out on a likewise rotating about an axis but here disc-shaped component 2 , In this case, a radially formed in the component weld 5 being checked.

4 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung, bei dem wieder eine translatorische Relativbewegung durchgeführt wird. Hier sind aber mehrere Magnete 1 in einer Reihenanordnung mit jeweils gleichen Abständen zueinander, was auch auf die jeweiligen Pole zutrifft, angeordnet. Mit einer solchen Ausbildung kann eine zeitliche Modulation, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits ausgeführt, durchgeführt werden. 4 shows an example of a device in which again a translational relative movement is performed. Here are several magnets 1 arranged in a row arrangement with equal distances from each other, which also applies to the respective poles. With such a configuration, a temporal modulation, as already stated in the general part of the description, can be carried out.

An Stelle der Permanentmagnete 1 können aber auch Elektromagnete eingesetzt werden. In einer solchen Ausführung lassen sich beispielsweise auch im Schienennetz verlegte Schienen prüfen. Hierzu kann auf bereits in Schienenfahrzeugen installierte Komponenten zurückgegriffen werden. So kann durch Ergänzung von linearen Wirbelstrombremsen mit elektromagnetische Strahlung detektierenden Elementen, die in Fahrtrichtung hinter den Elektromagneten der Wirbelstrombremsen fest installiert werden, eine mobile Vorrichtung für die zerstörungsfreie Prüfung von bereits verlegten Schienen zur Verfügung gestellt werden. Bei solche Wirbelstrombremsen sind zum Beispiel acht Polspulen oberhalb einer Schiene angeordnet. Bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h wirken bei aktivierter Wirbelstrombremse Erwärmungsimpulse von ca. 50 ms Dauer. Dabei kann eine Schiene an der Oberfläche um 10 K erwärmt werden. Die Temperaturen können mit einem am Magnetspulenträger fest installierten IR-Detektor detektiert und wie vorab bereits erläutert auch Defekte durch auftretende Temperaturdifferenzen erkannt und deren jeweilige Position erfasst werden. Dies kann bereits bei einem Bruchteil der maximal möglichen Bremsleistung solcher Wirbelstrombremsen erreicht werden.In place of the permanent magnets 1 but also electromagnets can be used. In such an embodiment, it is also possible to check, for example, rails laid in the rail network. This can be done already in rail vehicles in stalled components are used. Thus, by supplementing linear eddy current brakes with electromagnetic radiation detecting elements which are fixedly installed in the direction of travel behind the electromagnets of the eddy current brakes, a mobile device for the nondestructive testing of already laid rails can be made available. In such eddy current brakes, for example, eight pole coils are arranged above a rail. At a speed of 100 km / h, when the eddy current brake is activated, heating pulses of about 50 ms duration are effective. In this case, a rail on the surface can be heated by 10 K. The temperatures can be detected with an IR detector permanently installed on the magnet coil carrier and, as already explained above, defects can also be detected by occurring temperature differences and their respective position can be detected. This can already be achieved with a fraction of the maximum possible braking power of such eddy current brakes.

Die Prüfung von Schienen kann so einfach und effektiv, ohne zumindest länger dauernde Sperrung eines zu prüfenden Gleises durchgeführt werden. Es besteht so gar die Möglichkeit die Prüfung bei Nutzfahrten durchzuführen.The exam Rails can be so easy and effective, without at least longer lasting Blocking a to be tested Track performed become. There is the possibility the exam To carry out utility trips.

Claims (15)

Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen aus elektrisch leitendem Werkstoff, mit mindestens einem elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des nahen und/oder infraroten Lichts detektierenden Element, bei dem das/die detektierende Element(e) (3) und mindestens ein ein statisches Magnetfeld ausbildender Permanent- oder Elektromagnet (1) in einem konstanten Abstand D zueinander angeordnet; das Bauteil (2) und Permanent- oder Elektromagnet(e) (1) mit dem/den detektierenden Element(en) (3) relativ zueinander bewegbar sind und das/die detektierende Element(e) (3) in Bewegungsrichtung hinter dem Permanent- oder Elektromagnet(en) (1) angeordnet ist/sind.Device for non-destructive testing of components made of electrically conductive material, with at least one electromagnetic radiation in the wavelength range of the near and / or infrared light detecting element, in which the detecting element (s) ( 3 ) and at least one static magnetic field forming a permanent magnet or electromagnet ( 1 ) are arranged at a constant distance D from each other; the component ( 2 ) and permanent or electromagnet (s) ( 1 ) with the detecting element (s) ( 3 ) are movable relative to each other and the detecting element (s) ( 3 ) in the direction of movement behind the permanent magnet or electromagnet (s) ( 1 ) is / are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Oberfläche des Bauteils und dem/den Permanent- oder Elektromagnet(en) (1) ein konstanter Abstand eingehalten ist.Device according to Claim 1, characterized in that between the surface of the component and the permanent magnet or electromagnet (s) ( 1 ) a constant distance is maintained. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein detektierendes Element (3) eine Infrarotkamera und/oder eine Reihenanordnung solcher optischer Detektoren ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that a detecting element ( 3 ) is an infrared camera and / or a series arrangement of such optical detectors. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihenanordnung optischer Detektoren orthogonal zur Bewegungsrichtung ausgerichtet ist.Device according to claim 3, characterized in that a series arrangement of optical detectors orthogonal to the direction of movement is aligned. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlung mittels optischer Wellenleiter auf das/die detektierende(n) Element(e) (3) gerichtet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that electromagnetic radiation by means of optical waveguides on the / the detecting element (s) ( 3 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Permanent- oder Elektromagnete (1) in Bewegungsrichtung mit konstantem Abstand zueinander angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of permanent magnets or electromagnets ( 1 ) are arranged in the direction of movement at a constant distance from each other. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Permanent- und mindestens ein Elektromagnet vorhanden sind.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one permanent and at least one Electromagnet are present. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei rotatorischer Relativbewegung Permanent- und/oder Elektromagnet(e) (1) mit konstantem Abstand zur Rotationsachse angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in rotary relative movement permanent and / or electromagnet (s) ( 1 ) are arranged at a constant distance to the axis of rotation. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Relativbewegung eine konstante Geschwindigkeit eingehalten ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that maintained at the relative movement of a constant speed is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu prüfende Bauteil (2) eine verlegte Schiene ist und die Anordnung mit den Elektromagneten einer linearen Wirbelstrombremse eines Schienenfahrzeugs mit zusätzlich mindestens einem detektierenden Element (3) gebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the component to be tested ( 2 ) is a routed rail and the arrangement with the electromagnets of a linear eddy current brake of a rail vehicle with in addition at least one detecting element ( 3 ) is formed. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen aus elektrisch leitendem Werkstoff bei dem ein Bauteil (2) und mindestens ein Permanent- oder Elektromagnet (1) mit mindestens einem elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich des nahen und/oder infraroten Lichts detektierenden Element(en) (3) relativ so zueinander bewegt werden, dass das Bauteil (2) durch mindestens ein statisches Magnetfeld hindurch bewegt wird und dabei mit dem/den in einem konstanten Abstand zu Permanent- oder Elektromagnet(en) (1) angeordneten detektierenden Element(en) (3) die Temperatur der Oberfläche des Bauteils (2) ortsaufgelöst bestimmt und bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ein Defekt (4) lokalisiert und erfasst wird.Method for nondestructive testing of components made of electrically conductive material in which a component ( 2 ) and at least one permanent or electromagnet ( 1 ) with at least one electromagnetic radiation in the wavelength range of the near and / or infrared light detecting element (s) ( 3 ) are moved relative to each other so that the component ( 2 ) is moved through at least one static magnetic field and thereby with the / at a constant distance to permanent magnet or electromagnet (s) ( 1 ) detecting element (s) ( 3 ) the temperature of the surface of the component ( 2 ) determined in a spatially resolved manner and when a predetermined temperature difference is exceeded, a defect ( 4 ) is located and recorded. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt wird.Method according to claim 11, characterized in that that the relative movement is carried out at a constant speed. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit mehreren in jeweils konstantem Abstand zueinander angeordneten Permanent- oder Elektromagneten (1) eine zeitlich periodische Modulation erreicht wird.Method according to claim 11 or 12, characterized in that with a plurality of permanent magnets or electromagnets (each arranged at a constant distance from one another) ( 1 ) a temporal peri odische modulation is achieved. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit Feldstärken von mindestens 0,05 T gearbeitet wird.Method according to one of claims 11 to 13, characterized that with field strengths of at least 0.05 T is worked. Verfahren nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Relativbewegung eine Mindestgeschwindigkeit von 0,1 m/s eingehalten wird.Method according to one of the claims, characterized that during the relative movement a minimum speed of 0.1 m / s is complied with.
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