DE102010006275B4

DE102010006275B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung eines metallischen Prüfobjekts

Info

Publication number: DE102010006275B4
Application number: DE201010006275
Authority: DE
Inventors: Dr. Kirikov Andrej; Dimitri Kirikov; Waldemar Dan; Andrey Smirnov
Original assignee: NORDINKRAFT AG
Current assignee: NORDINKRAFT AG, DE
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2014-11-06
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: DE102010006275A1

Abstract

Verfahren (10) zur Prüfung eines metallischen Prüfobjekts (54) mittels eines elektromagnetisch-akustischen Wandlers (60), mit den folgenden Schritten: – Erzeugen (16) eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte B→ in einem Bereich (56) des Prüfobjekts (54) mittels einer Magnetfeldquelle (62) des Wandlers (60); – Anregen (18) von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich (56) in dem Prüfobjekt (54) mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors (64) des Wandlers (60); – Empfangen (20) eines ersten Antwortsignals X(t) aus dem Bereich (56) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors (64) des Wandlers (60); dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens ein zweites Magnetfeld mit einer zweiten Flussdichte B→ ' in dem Bereich (56) erzeugt wird und die Schritte des Anregens (18) und des Empfangens (20) wiederholt werden, wobei mindestens eine zweite Schwingung angeregt wird und ein zweites Antwortsignal X'(t) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung empfangen wird, und – ein Störsignal S(t) durch Korrelation (26) des ersten Antwortsignals X(t) und des zweiten Antwortsignals X'(t) erkannt wird, wobei das Antwortsignal X(t) ein Nutzsignal N(t) und das Störsignal S(t) aufweist und das zweite Antwortsignal X'(t) ein Nutzsignal b·N(t) und ein Störsignal a·S(t) aufweist, wobei a und b Koeffizienten sind, die eine Funktion der Flussdichte sind, wobei der Koeffizient a bei einer größeren Flussdichte einen kleineren Wert annimmt und der Koeffizient b bei einer größeren Flussdichte einen größeren Wert annimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines metallischen Prüfobjekts mittels eines elektromagnetisch-akustischen Wandlers, mit den Schritten des Erzeugens eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte in einem Bereich des Prüfobjekts mittels einer Magnetfeldquelle des Wandlers, des Anregens von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich in dem Prüfobjekt mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors des Wandlers, und des Empfangens eines ersten Antwortsignals aus dem Bereich als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors des Wandlers.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2005 060 582 A1 bekannt.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen elektromagnetisch-akustischen Wandler zum Prüfen eines metallischen Prüfobjekts, mit einem Magnetsystem zum Erzeugen eines Dauermagnetfeldes in dem Prüfobjekt, mindestens einem Hauptsendeinduktor zum Anregen von mindestens einer ersten Schwingung in einem Bereich einer ersten Flussdichte in dem Prüfobjekt und mindestens einem Hauptempfangsinduktor zum Empfangen eines entsprechenden ersten Antwortsignals aus dem Bereich der ersten Flussdichte als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung.
Ein solcher elektromagnetisch-akustischer Wandler ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 11 2005 000 106 T5 bekannt.
Verfahren und Vorrichtungen zur zerstörungsfreien Prüfung von Metallerzeugnissen sind in industriellen Anwendungen allgemein bekannt und werden weitverbreitet genutzt. Derartige Prüfungsverfahren dienen dazu, Fehler in den Metallerzeugnissen, beispielsweise Lufteinschlüsse oder Einschlüsse anderer Werkstoffe zu ermitteln. In den letzten Jahren haben Prüfverfahren insbesondere auch bei der Überprüfung von Rohrleitungen, insbesondere Ölpipelines, Anwendung gefunden, um deren Wandstärke und Betriebssicherheit überprüfen zu können.
Bekannt ist es auch, hierfür Verfahren und Vorrichtungen einzusetzen, die die Überprüfung des Prüfobjekts bzw. des Metallerzeugnisses mittels einer Ultraschallprüfung durchführen. Hierbei werden Ultraschallschwingungen in das Prüfobjekt gesendet und aus dem als Reflektionsantwort empfangenen Antwortsignal auf vorhandene Materialfehler bzw. eine Wandstärke geschlossen.
Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Ultraschallüberprüfung verwenden zur Erzeugung der Ultraschallschwingungen einen Piezokristall. Die Übertragung auf das Prüfobjekt erfolgt durch ein Koppelmedium, in der Regel eine Flüssigkeitsschicht, die die Schwingungswellen von dem Piezokristall auf das Prüfobjekt überträgt. Die Ultraschallwellen werden somit außerhalb des Prüfobjekts angeregt und durch das Koppelmedium auf das Prüfobjekt übertragen. Entsprechend werden auch die Antwortsignale, die von dem Prüfobjekt ausgehen, durch das Koppelmedium auf einen Empfänger übertragen, der in der Regel ebenfalls ein Piezokristall ist, insbesondere derselbe Piezokristall, der auch zur Erzeugung der Ultraschaltschwingungen dient.
Aufgrund der Notwendigkeit eines Koppelmediums stoßen diese Verfahren zur Ultraschallprüfung häufig an Grenzen, beispielsweise wenn das Prüfobjekt eine sehr hohe oder eine sehr niedrige Temperatur hat. Eine sehr hohe Temperatur kann dabei beispielsweise zu einer Verdampfung des Koppelmediums führen. Des Weiteren bringt auch die Notwendigkeit eines Koppelmediums Nachteile mit sich, da dieses nicht in allen Anwendungen unbegrenzt zur Verfügung steht. Wasser, das häufig als Koppelmedium verwendet wird, ist nicht in allen Teilen der Welt ein kostengünstiger und in großen Mengen verfügbarer Rohstoff und auch bei manuellen Anwendungen, d. h. wenn lediglich eine lokale Überprüfung eines Prüfobjekts außerhalb einer eigens dafür aufgebauten statischen Anlage erfolgen soll, ist die Notwendigkeit des Auftragens eines Koppelmediums zeitaufwendig und erschwert den Prüfaufbau.
Es wurde daher ein anderes Verfahren zur Ultraschallüberprüfung von metallischen Prüfobjekten entwickelt. Dieses Prüfverfahren verwendet elektromagnetisch-akustische Wandler, um Ultraschallimpulse direkt in dem Prüfobjekt anzuregen. Hierzu wird ein Magnetfeld in einem Bereich der Oberfläche des Prüfobjekts erzeugt. Dann wird mittels eines Induktors ein Wirbelstrom mit Wechselstromimpulsen in dem Bereich des Prüfobjekts erzeugt. Der so in einem Magnetfeld fließende Strom hat eine Lorentz-Kraft zur Folge. Durch die sich ständig ändernden Richtungen der als Wechselströme ausgestalteten Wirbelströme ändert sich auch die Richtung der Lorentz-Kraft permanent. Auf diese Weise werden in dem Bereich des Prüfobjekts Ultraschallimpulse angeregt, die sich in dem Prüfobjekt ausbreiten.
Derartige elektromagentisch-akustische Wandler sind beispielsweise aus der eingangs genannten Druckschrift DE 11 2005 000 106 T5 , der Druckschrift DE 11 2006 001 894 T5 oder der Druckschrift DE 696 35 339 T2 bekannt.
Dabei ist die in dem Prüfobjekt erzeugte Lorentz-Kraft grundsätzlich bekannt. Diese bestimmt sich nach der Gleichung F → = (I → × B →)·r.
Hierbei sind F → ein Vektor der Lorentz-Kraft, I → ein Vektor des mit dem Sendeinduktor generierten Wirbelstroms und B → ein Vektor des magnetischen Flusses in dem Bereich, in dem der Wirbelstrom generiert wurde. Die Abmessungen des Bereichs mit gleichzeitig wirkendem Wirbelstromfeld und Magnetfeld bestimmten den Skalar r.
Je größer dabei die von dem elektromagnetisch-akustischen Wandler erzeugte Lorentz-Kraft in dem Prüfobjekt ist, desto stärker ist die in dem Material erregte Ultraschallwelle.
Das Dauermagnetfeld zur Anregung der Lorentz-Kraft wird mittels eines Permanentmagneten oder eines Elektromagneten erzeugt, wobei das Dauermagnet während der Erzeugung der Ultraschallwellen in dem Prüfobjekt stabil ist und zumindest während eines Anregungs- bzw. Sendevorgangs und während eines sich daran anschließenden Empfangsvorgangs keiner zeitlichen Änderung unterworfen ist. Daher werden entweder Permanentmagneten oder Gleichstrommagneten benutzt oder es wird ein Wechsel- bzw. Pulsstrommagnet verwendet, dessen Wechselzyklen mit den Zyklen des Erzeugens und Empfangens von Ultraschallwellen synchronisiert sind.
Das Empfangen der Antwortsignale aus dem Prüfobjekt erfolgt genau auf dem umgekehrten Weg. Die Ultraschallschwingungen in dem Prüfobjekt erzeugen, wenn sie das Magnetfeld durchlaufen, einen Wirbelstrom in dem Bereich, der mit einem Empfangsinduktor gemessen werden kann. Häufig ist vorgesehen, dass ein Sendeinduktor auch gleichzeitig einen Empfangsinduktor bildet.
Aus den Eigenschaften des Antwortsignals kann dann auf Materialeigenschaften des Prüfobjekts rückgeschlossen werden. Dabei macht man sich zunutze, dass die Ultraschallschwingungen bei einem Übergang von einem Material in ein anderes oder bei einem Übergang von dem Prüfobjekt in Luft besonders stark reflektiert werden.
Des Weiteren kann aus der Laufzeit des Antwortsignals auf die Entfernung des Antwortsignals bzw. die Tiefenlage zu dem Empfangsinduktor geschlossen werden. Die so empfangenen Antwortsignale weisen daher charakteristisch ein besonders großes Maximum an einem dem Empfangsinduktor gegenüberliegenden Ende des Prüfobjekts auf, so dass aus diesem Maximum auf die Dicke des Prüfobjekts rückgeschlossen werden kann. Des Weiteren werden Maxima von Materialfehlern, beispielsweise Rissen und Lufteinschlüssen empfangen, so dass auf deren Vorhandensein und deren Tiefenlage rückgeschlossen werden kann.
Das beschriebene Ultraschallprüfungsverfahren mittels elektromagnetisch-akustischer Wandler weist den Vorteil auf, dass kein Koppelmedium vorzusehen ist. Die Ultraschallwellen werden direkt im Prüfobjekt angeregt. Des Weiteren ist es nicht notwendig, dass der Wandler in Kontakt mit dem Prüfobjekt steht. Aufgrund dessen können insbesondere auch Prüfobjekte mit sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen problemlos geprüft werden.
Aufgrund dessen kann das beschriebene Prüfverfahren insbesondere in Stahlwerken zur Überprüfung von heißen, sich noch im Abkühlvorgang befindenden Metallerzeugnissen eingesetzt werden.
Es ist jedoch bekannt, dass insbesondere bei der Überprüfung von heißen Prüfobjekten Störsignale auftreten können, die eine Auswertung der Antwortsignale erschweren oder dazu führen, dass ein Störsignal als Materialfehler erkannt wird, obwohl tatsächlich kein Materialfehler im Prüfobjekt vorliegt. Es wäre daher von Vorteil, das Vorliegen eines Störsignals erkennen zu können.
Die Druckschrift ”Separation of Signals Acquired with EMAT in Dual Coil Configuration” von Starman et al., 17th World Conference of Nondestructive Testing, 25–28 Oct 2008, Shanghai, China zeigt ein weiteres Verfahren zur Prüfungs eines metallischen Prüfobjekts mittels eines elektromagnetisch akustischen Wandlers. Dabei wird auf eine Blindsignalabtrennung eingegangen.
Des Weiteren zeigt die Druckschrift US 4 312 231 A eine Vorrichtung zum Erzeugen und Erfassen einer elektromagnetischen Ultraschallwelle. Erreger- und Empfangsspulen sind dabei durch Entkopplungsmittel elektromagnetisch voneinander separiert.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels der das Vorhandensein eines Störsignals bei der Überprüfung eines metallischen Prüfobjekts erkannt werden kann. Im Besonderen soll des Weiteren eine Möglichkeit angegeben werden, ein Herausfiltern des Nutzsignals auch bei Vorliegen von Störsignalen zu ermöglichen.
[0022] In Versuchen wurde festgestellt, dass das größte Störproblem bei der Überprüfung von metallischen Prüfobjekten eventuell auf dem Prüfobjekt vorhandener Zunder ist. Bei Zunder handelt es sich in der Hüttenkunde um ein allgemein bekanntes Phänomen. Unter hoher Temperatur der Prüfobjekte treten an der Oberfläche Oxidationen mit der umgebenden Luft auf, so dass sich Eisenoxidplättchen auf der Oberfläche bilden. Diese eventuell vorhandenen Zunderplättchen bilden ein mechanisches Schwingungssystem. Dieses System wird ebenfalls durch die Sendeinduktoren angeregt. Diese Anregung beruht auf dem Magnetostriktionseffekt, insbesondere der Größenänderung der Zunderplättchen durch Einwirkung eines elektromagnetischen Wechselfeldes. Diese so schwingenden Zunderplättchen generieren ein Störsignal, das wiederum von dem Empfangsinduktor empfangen wird und das Antwortsignal des Prüfobjekts überlagert. Die Amplitude des Störsignals kann dabei die Amplitude des Antwortsignals deutlich übersteigen, so dass das Antwortsignal – im Folgenden auch Nutzsignal genannt – nicht mehr erkennbar ist. Da das Störsignal mit derselben Frequenz wie das Nutzsignal angeregt wird, ist es nicht möglich, das Störsignal mittels einfacher Filter zu reduzieren oder zu beseitigen. Die Verwendung von Filtern basierend auf einer Frequenz- oder Wavelet-Analyse konnte bisher nicht erfolgreich durchgeführt werden. Des Weiteren sind diese Analyseverfahren sehr zeit- und ressourcenaufwändig, dass sie sich zu Echtzeitanwendungen in der Praxis wenig eignen.
Üblicherweise werden in industriellen Anwendungen Prüfobjekte von mehreren Metern Breite mittels einer Vielzahl von Sende-/Empfangsinduktoren untersucht. Die Prüfobjekte laufen dabei auf einem Förderband unterhalb der elektromagnetisch-akustischen Wandler hindurch und eine Fehlererkennung muss unmittelbar erfolgen, um das Prüfobjekt entsprechend aussortieren zu können. Bei derartigen Hochleistungs-Ultraschallprüfungssystemen kann daher mit den bisher bekannten Analyseverfahren keine zufriedenstellende Lösung gefunden werden.
Etwa 7% bis 8% der zu überprüfenden Prüfobjekte weisen zumindest stellenweise Zunder auf. Aufgrund der von dem Zunder hervorgerufenen Störsignale ist man nicht dazu in der Lage, durch den Zunder in das Prüfobjekt ”hineinzublicken”. Die von Zunder bedeckten Stellen der Prüfobjekte verbleiben somit quasi als blinde Flecken. Aufgrund der Überlagerung des Nutzsignals mit dem Störsignal ist man zudem meistens nicht in der Lage, bestimmte Amplituden des Nutzsignals mit Sicherheit einem Materialfehler oder dem Störsignal zuzuordnen. Bisher musste daher ein mit Zunder bedecktes Prüfobjekt zunächst aussortiert und manuell nachgeprüft werden, etwa nach zunächst erfolgter Beseitigung des Zunders. Selbstverständlich verlangsamt dies die Serienproduktion.
Dabei kann es auch vorkommen, dass Prüfobjekte als fehlerhaft aussortiert werden, wobei ein als Materialfehler ausgewiesenes Antwortsignal tatsächlich aber lediglich von Zunder hervorgerufen wurde. So wird letztlich die Ausschussquote unnötig erhöht.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher vorgeschlagen, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass mindestens ein zweites Magnetfeld mit einer zweiten Flussdichte in dem Bereich erzeugt wird und die Schritte des Anregens und des Empfangens wiederholt werden, wobei mindestens eine zweite Schwingung angeregt wird und ein zweites Antwortsignal als Reflexionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung empfangen wird, und ein Störsignal durch Korrelation des ersten Antwortsignals und des zweiten Antwortsignals erkannt wird, wobei das Antwortsignal X(t) ein Nutzsignal N(t) und das Störsignal S(t) aufweist und das zweite Antwortsignal X'(t) ein Nutzsignal b·N(t) und ein Störsignal a·S(t) aufweist, wobei a und b Koeffizienten sind, die eine Funktion der Flussdichte sind, wobei der Koeffizient a bei einer größeren Flussdichte einen kleineren Wert annimmt und der Koeffizient b bei einer größeren Flussdichte einen größeren Wert annimmt.
Dem vorgeschlagenen Verfahren liegen die folgenden vier physikalischen Erkenntnisse zugrunde.
Die Amplitude des Nutzsignals ist, wie aus der voranstehend genannten Gleichung für die Lorentz-Kraft folgt, proportional zur Flussdichte B →. Je größer die Flussdichte ist, desto größer ist die Amplitude des Antwortsignals bzw. Nutzsignals.
Zweitens wirkt der Magnetostriktionseffekt bei relativ kleinen Magnetfeldern von einigen Zehntel oder Hundertstel Tesla besonders stark. Bei Erhöhung der Flussdichte B → verringert sich der Effekt und damit die Amplitude des Störsignals.
Die voranstehenden bekannten Erkenntnisse legen den Schluss nahe, die Flussdichte des erzeugten Magnetfelds einfach soweit zu erhöhen, dass ein Einfluss des Magnetostriktionseffekts nahezu verschwindet und die Amplitude des Nutzsignals so groß ist, dass das Störsignal ein Erkennen von Fehlern in dem Prüfobjekt nicht mehr verhindert. Die technischen Möglichkeiten zur Erhöhung der Flussdichte sind jedoch begrenzt. Die verwendeten Elemente zur Erzeugung des Magnetfelds und zur Konzentration der Feldlinien geraten schnell in Sättigung, was eine weitere Erhöhung der Flussdichte unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ausschließt. Praktische Beobachtungen für die vorliegenden Anwendungsfälle haben daher gezeigt, dass mittels einer einfachen Erhöhung des Magnetfeldes kein das Problem lösendes Verhältnis von Nutzsignal zu Störungssignal erreicht werden kann.
Viertens erfolgt aus den voranstehenden Überlegungen, dass die Amplitude des Störsignals durch Zunder nur von der Flussdichte bzw. dem Induktionswert des Magnetfelds zum Zeitpunkt des Anregens abhängig ist. Die Größe der Flussdichte bzw. des Induktionswerts zum Empfangszeitpunkt beeinflusst lediglich den absoluten Wert des Empfangssignals.
Die voranstehenden Überlegungen ermöglichen es, durch eine Variation der Flussdichte eine qualitative Aussage über das Vorhandensein eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals zu machen.
Nachdem zunächst bei einer ersten Flussdichte eine Anregung von Ultraschallwellen stattfindet und das entsprechende Antwortsignal aufgezeichnet wird, wird die Flussdichte abgeändert und ein zweites Antwortsignal aufgezeichnet.
Liegt kein Störsignal vor, ist davon auszugehen, dass beispielsweise bei einer Erhöhung der Flussdichte die Amplitude des Antwortsignals entsprechend proportional ansteigt. Fällt die Amplitude des Antwortsignals jedoch bei einer Erhöhung der Flussdichte zumindest in Teilbereichen ab, ist davon auszugehen, dass das Antwortsignal auch Anteile eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals aufweist.
Eine derartige qualitative Analyse wird insbesondere dadurch möglich, dass die ungefähren Verläufe der Kurven des Störsignals und des Nutzsignals, aus denen sich das Antwortsignal zusammensetzt, bekannt sind. Die Kurve des Störsignals weist an der dem elektromagnetisch-akustischen Wandler zugewandten Seite des Prüfobjekts eine hohe Amplitude auf, die asymptotisch abfällt. Das Antwortsignal weist somit in einem Diagramm, in dem die Amplitude des Antwortsignals auf der Ordinate und die Laufzeit des Antwortsignals auf der Abszisse steht bei kurzen Laufzeiten eine hohe Amplitude und bei langen Laufzeiten eine geringe Amplitude auf. Dabei hängt die Laufzeit des Antwortsignals direkt mit der Tiefe in dem Prüfobjekt zusammen, in der das entsprechende Antwortsignal reflektiert wurde. Das Nutzsignal hingegen weist in jedem Fall an dem dem elektromagnetisch-akustischen Wandler entgegengesetzten Ende des Prüfobjekts, also bei langen Laufzeiten, eine hohe Amplitude auf. Somit ist eine Amplitude des Nutzsignals bei relativ langer Laufzeit in jedem Fall hoch. Auf diese Weise ist es möglich, grundsätzlich zwei verschiedene Bereiche des Antwortsignals festzulegen. Ein Bereich mit relativ kurzer Laufzeit wird vorwiegend durch ein eventuell vorhandenes Störsignal geprägt, ein Bereich eines relativ großen Echos des Nutzsignals an der dem elektromagnetisch-akustischen Wandler entgegengesetzten Seite des Prüfobjekts wird vorwiegend durch das Nutzsignal geprägt.
Fällt also beispielsweise bei einer Erhöhung der Flussdichte die Amplitude in dem von dem Störsignal geprägten Bereich des Antwortsignals ab und die Amplitude in dem von dem Nutzsignal geprägten Bereich steigt an, kann auf das Vorhandensein eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals geschlossen werden.
Auf diese Weise wird es möglich, zuverlässig eine qualitative Aussage darüber zu treffen, ob das Antwortsignal durch Zunder gestört wird oder nicht.
Des Weiteren wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung eines metallischen Prüfobjekts mittels eine elektromagnetisch-akustischen Wandlers, der eine Magnetfeldquelle, mindest einen Hauptsendeinduktor und mindestens einen Hauptempfangsinduktor aufweist, vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung des Weiteren eine Steuereinrichtung aufweist, die zur Durchführung der Schritte des Erzeugens eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte in einem Bereich des Prüfobjekts mittels der Magnetfeldquelle des Wandlers, des Anregens von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich in dem Prüfobjekt mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors des Wandler, Empfangen eines ersten Antwortsignals aus dem Bereich als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors des Wandlers, des Erzeugens mindestens eines zweiten Magnetfelds mit einer zweiten Flussdichte in dem Bereich, des Wiederholens der Schritte des Anregens und des Empfangens, wobei mindestens eine zweite Schwingung angeregt wird und ein zweites Antwortsignal als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung empfangen wird und des Erkennens eines Störsignals durch Korrelation des ersten Antwortsignals und des zweiten Antwortsignals ausgebildet ist, wobei das Antwortsignal X(t) ein Nutzsignal N(t) und das Störsignal S(t) aufweist und das zweite Antwortsignal X'(t) ein Nutzsignal b·N(t) und ein Störsignal a·S(t) aufweist, wobei a und b Koeffizienten sind, die eine Funktion der Flussdichte sind, wobei der Koeffizient a bei einer größeren Flussdichte einen kleineren Wert annimmt und der Koeffizient b bei einer größeren Flussdichte einen größeren Wert annimmt.
Die Vorrichtung gemäß diesem Aspekt der Erfindung weist entsprechend dieselben Vorteile wie das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf und dient zu dessen Durchführung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, ein eingangs genanntes Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass in mindestens einem Zusatzbereich des Prüfobjekts, in dem eine zweite Flussdichte vorliegt, mittels mindestens eines Zusatzsendeinduktors mindestens eine zweite Schwingung angeregt wird und ein zweites Antwortsignal aus dem Zusatzbereich als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung mittels mindestens eines Zusatzempfangsinduktors empfangen wird und durch Korrelation des ersten Antwortsignals und des zweiten Antwortsignals das Störsignal erkannt wird, wobei das Störsignal erkannt wird, wenn ein Signalbereich desjenigen Antwortsignals, also des ersten Antwortsignals oder des zweiten Antwortsignals, das durch eine Anregung bei geringerer Flussdichte erzeugt wurde, eine größere Amplitude als der entsprechende Signalbereich des anderen Antwortsignals aufweist.
Insbesondere kann dabei bevorzugt vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Antwortsignal jeweils ein Nutzsignal und Störsignal aufweisen und das Störsignal erkannt wird, wenn ein von dem Störsignal geprägter Bereich des Antwortsignals, das bei geringerer Flussdichte angeregt wurde, eine größere Amplitude als ein entsprechender Bereich des anderen Antwortsignals bei höherer Flussdichte aufweist, und ein von dem Nutzsignal geprägter Bereich des Antwortsignals, das bei geringerer Flussdichte angeregt wurde, eine kleinere Amplitude als ein entsprechender Bereich des anderen Antwortsignals bei höherer Flussdichte aufweist.
Auf diese Weise wird auch bei dem Verfahren gemäß diesem Aspekt der Erfindung durch eine qualitative Auswertung der Antwortsignale eine Erkenntnis darüber erlangt, ob ein durch Zunder hervorgerufenes Störsignal während des Überprüfens vorliegt.
Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass Zunder auf einem Prüfobjekt eine gewisse räumliche Ausdehnung aufweist. Da eine Flussdichte in dem Prüfobjekt mit zunehmendem Abstand von dem die Flussdichte bewirkenden Magnetsystem abnimmt, kann ein zweites Antwortsignal bei einer geringeren zweiten Flussdichte auch erlangt werden, indem räumlich beabstandet in einem Zusatzbereich mittels eines Zusatzsende-/Zusatzempfangsinduktors Ultraschallwellen angeregt bzw. empfangen werden.
Entsprechend den voranstehend bereits für das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt geschilderten Überlegungen kann im Falle des Vorhandenseins eines Störsignals ein durch das Störsignal geprägter Bereich des zweiten Antwortsignals eine höhere Amplitude aufweisen als der entsprechende Bereich des ersten Antwortsignals. Entsprechend wird in dem Zusatzbereich, in dem ja eine geringere Flussdichte vorgeherrscht hat, der durch das Nutzsignal geprägte Bereich des zweiten Antwortsignals eine geringere Amplitude als der entsprechende Bereich des ersten Antwortsignals aufweisen.
Auf diese Weise kann somit das Vorhandensein eines Störsignals zuverlässig erkannt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erkennen eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals bei der Prüfung eines metallischen Prüfobjekts, mit einem elektromagnetisch-akustischen Wandler, der eine Magnetfeldquelle, mindestens einen Hauptsendeinduktor und mindestens einen Hauptempfangsinduktor aufweist, vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung des Weiteren eine Steuereinrichtung aufweist, die zur Durchführung der Schritte des Erzeugens eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte in einem Bereich des Prüfobjekts mittels einer Magnetfeldquelle eines elektromagnetisch-akustischen Wandlers, des Anregens von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich des Prüfobjekts mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors des Wandler, des Empfangens eines ersten Antwortsignals aus dem Bereich als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors des Wandler, des Anregens mindestens einer zweiten Schwingung in mindestens einem Zusatzbereich des Prüfobjekts, in dem eine zweite Flussdichte vorliegt, mittels zumindest eines Zusatzsendeinduktors, des Empfangens eines zweiten Antwortsignals aus dem Zusatzbereich als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung mittels mindestens eines Zusatzempfangsinduktors und des Erkennens des Störsignals durch Korrelation des ersten Antwortsignals und des zweiten Antwortsignals ausgelegt ist, wobei das Störsignal erkannt wird, wenn ein Signalbereich desjenigen Antwortsignals, also des ersten Antwortsignals oder des zweiten Antwortsignals, das durch eine Anregung bei geringerer Flussdichte erzeugt wurde, eine größere Amplitude als der entsprechende Signalbereich des anderen Antwortsignals aufweist.
Insbesondere kann dabei bevorzugt vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Antwortsignal jeweils ein Nutzsignal und Störsignal aufweisen und das Störsignal erkannt wird, wenn ein von dem Störsignal geprägter Bereich des Antwortsignals, das bei geringerer Flussdichte angeregt wurde, eine größere Amplitude als ein entsprechender Bereich des anderen Antwortsignals bei höherer Flussdichte aufweist, und ein von dem Nutzsignal geprägter Bereich des Antwortsignals, das bei geringerer Flussdichte angeregt wurde, eine kleinere Amplitude als ein entsprechender Bereich des anderen Antwortsignals bei höherer Flussdichte aufweist.
Auf diese Weise wird auch bei dem Verfahren gemäß diesem Aspekt der Erfindung durch eine qualitative Auswertung der Antwortsignale eine Erkenntnis darüber erlangt, ob ein durch Zunder hervorgerufenes Störsignal während des Überprüfens vorliegt.
Die Vorrichtung gemäß diesem weiteren Aspekt der Erfindung weist entsprechend dieselben Vorteile wie das vorherige Verfahren der Erfindung auf und dient somit ebenfalls zum zuverlässigen Erkennen eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm mit Programmcode vorgeschlagen, der dazu ausgelegt ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder ein Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Die Aufgabe wird somit vollständig gelöst.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird das Störsignal durch Einbeziehung einer Differenzbildung zwischen dem ersten Antwortsignal und dem zweiten Antwortsignal erkannt.
Dies basiert auf der grundlegenden Annahme, dass sich ein Antwortsignal X(t) aus einer Addition des Störsignals S(t) und des Nutzsignals N(t) zusammensetzt. Die Annahme gilt ebenso für das erste Antwortsignal wie auch für das zweite Antwortsignal. Ist eine Abhängigkeit der Amplituden der Antwortsignale von einer vorherrschenden Flussdichte in etwa bekannt, kann so nicht nur auf das Vorhandensein eines Störsignals rückgeschlossen werden, sondern auch das Nutzsignal ”freigelegt” werden, so dass gleichzeitig, trotz des Vorhandenseins eines Störsignals, auch das Vorliegen eines Materialfehlers nach einer Analyse des Nutzsignals erkannt werden kann.
Wie bereits voranstehend ausgeführt wurde, gilt für das erste Antwortsignal X(t) die folgende Gleichung: X(t) = N(t) + S(t).
Entsprechend gilt für das zweite Antwortsignal X'(t) die folgende Gleichung: X'(t) = b·N(t) + a·S(t).
Die Koeffizienten a und b geben dabei die Abhängigkeit der Nutzsignale bzw. der Störsignale von der Flussdichte an. Dabei gilt allgemein, dass a und b Funktionen von B sind und sich insbesondere durch eine Konstante oder eine Funktion erster oder zweiter Ordnung approximieren lassen: a = f(B) und b = g(B).
Die die Koeffizienten a und b beschreibenden, von der zweiten Flussdichte B abhängigen Kurven können experimentell und/oder durch Rechnung gefunden werden. Die Koeffizienten a und b sind jeweils abhängig vom zu prüfenden Werkstoff, der Umgebungsbedingungen, einer Temperatur des Werkstoffs zum Prüfzeitpunkt uns. Die Koeffizienten a und b sind somit vorab zu bestimmen.
Dies kann beispielsweise geschehen, indem für verschiedene Flussdichten Antwortsignale aufgezeichnet werden. Diese Aufzeichnungen sollten gezielt bei vorhandenem Zunder und somit vorhandenem Störsignal durchgeführt werden. Wie bereits voranstehend ausgeführt wurde, lässt sich das Antwortsignal Bekannterweise in Teilbereiche zerlegen, die entweder von dem Störsignal oder von dem Nutzsignal geprägt sind. Unter ”Prägung” ist dabei zu verstehen, dass die Amplitude des Antwortsignals zu einem sehr großen Anteil allein durch die Amplitude des entsprechend prägenden Störsignals bzw. Nutzsignals gebildet wird. Durch Amplitudenvergleich bei den verschiedenen Flussdichten können somit die Funktionen f(B) und g(B) an beliebig vielen Stützstellen bestimmt und daraus eine Kurve ermittelt werden.
Es hat sich gezeigt, dass typische Kurvenverlaufsformen erkennbar sind. Die Verlaufskurve des Koeffizienten b bzw. der Amplitude des Nutzungssignals nimmt in etwa einen quadratischen Verlauf an, so dass grundsätzlich angenommen werden kann, dass b = g(B) = x·B² mit x als Variable gilt. Der Verlauf der Kurve ist jedoch relativ flach, so dass für nur geringe Änderungen der Flussdichte B ein linearer Verlauf b = g(B) = x'·B mit approximiert werden kann. B beschreibt dabei die zweite Flussdichte, die nach einer bestimmten ersten Flussdichte anliegt. Sind die erste Flussdichte und die zweite Flussdichte identisch, ergibt sich b = 1 und ein entsprechender Wert für x bzw. x'.
Die Verlaufskurve des Koeffizienten a bzw. der Amplitude des Störsignals beginnt naturgemäß für eine zweite Flussdichte von null bei null und steigt zunächst sehr steil auf ein Maximum an. Von diesem Maximum fällt sie dann asymptotisch gegen null ab. Der Bereich der Kurve, der von null aus zu dem Maximum ansteigt, liegt bei sehr kleinen Flussdichten vor und kann in der Praxis vernachlässigt werden, so dass die Verlaufskurve für a grundsätzlich als stetig fallend angenommen werden kann.
Das Verfahren kann vorzugsweise derart weitergebildet sein, dass das Nutzsignal N(t) anhand der Gleichung N(t) = a·X(t) – X'(t) / a – b bestimmt wird, wobei a und b vorbestimmte Koeffizienten sind.
Aus der angegebenen Gleichung kann somit das gewünschte Nutzsignal vollständig wiederhergestellt werden. Dies ergibt sich aus einer Differenz des zweiten Antwortsignals und des ersten Antwortsignals sowie den entsprechend vorbestimmten Koeffizienten a und b, die die Amplitudenänderung des Steuersignals und des Nutzsignals abhängig von der Flussdichte angeben.
Die angegebene Formel gilt dabei unter der Bedingung, dass die Vektorfelder der Flussrichtungen während der Bestimmung des ersten Antwortsignals und des zweiten Antwortsignals gleichgerichtet sind. Die Gleichung gilt jedoch auch für verschiedene Vektorrichtungen, wenn die Phasen der Antwortsignale berücksichtigt werden. Weist beispielsweise das Vektorfeld der zweiten Flussdichte B' genau eine entgegengesetzte Richtung zu dem Vektorfeld der ersten Flussdichte B auf, verschiebt sich die Phase des Nutzsignals entsprechend dem Lorentz-Gesetz um 180°, während der Magnetostriktionseffekt und damit das Störsignal unabhängig von der Richtung des Vektorfelds der Flussdichten ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, in der der Ausgleichskoeffizient b nach der Gleichung
bestimmt wird, indem eine lineare Approximation vorgenommen wird, wird der Koeffizient b somit auch genau eins, wenn B' = –B gesetzt wird. Dies vereinfacht die Rechnung deutlich.
Ist das Nutzsignal bekannt, kann daraufhin das Vorliegen von Materialfehlern auf die übliche Weise untersucht werden, wie dies auch bei einem Nicht-Vorliegen von einem durch Zunder hervorgerufenen Störsignal der Fall ist. Somit wird es gemäß der vorteilhaften Weiterbildungen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, insbesondere möglich, durch auf der Oberfläche des Prüfobjekts vorhandenen Zunder in das Prüfobjekt ”hineinzublicken”.
Die Änderung der Flussdichte in dem Prüfobjekt durch Änderung der Feldstärke des durch das Magnetsystem des elektromagnetisch-akustischen Wandlers erzeugten Magnetfelds erfordert grundsätzlich einen hohen Energieaufwand und führt zu thermischen Belastungen des elektromagnetisch-akustischen Wandlers.
Daher sollte die Zeitdauer, während der die erste Flussdichte B auf die zweite Flussdichte B' abgeändert wird, so gering wie nötig gehalten werden. Grundsätzlich ist es natürlich möglich, während einer ersten Zeitperiode eine Flussdichte B und während einer gleichlangen zweiten Zeitperiode eine Flussdichte B' einzustellen.
Es sollten während der Zeitperioden statische Bedingungen herrschen, um einen funktionierenden Anregungs- und Empfangsprozess zu gewährleisten. Die Änderungsperiode von einer ersten Flussdichte B auf eine zweite Flussdichte B', die mit T_B bezeichnet wird, sollte den Bedingungen der Quasistatik entsprechen. Bei einer gegebenen Abtastgeschwindigkeit V des elektromagnetisch-akustischen Wandlers und einer Größe L des Bereichs in Abtastrichtung sollte daher die Bedingung T_B < L:V erfüllt sein. Die Periode einer Wechselstromimpulsfrequenz T_I sollte kleiner als die Änderungsperiode T_B des Magnetfeldes sein. In der Regel sollte T_B ein ganzzahliges Vielfaches von T_I sein.
Eine maximale Flussdichte, d. h. die größere Flussdichte von erster und mindestens einer zweiter Flussdichte sollte eine Größe im Bereich von etwa 0,1 bis 5 Tesla [T] aufweisen. Es sollte also ein Wert von B_max = 0,1 – 5T gelten. Für einen kleineren Wert B_min sollte gelten –B_max < B_min < +B_max.
Somit kann grundsätzlich die zweite Flussdichte nicht nur einen anderen absoluten Wert annehmen sondern auch ihre Polaritätsrichtung ändern.
Grundsätzlich sollen die erste Flussdichte und die zweite Flussdichte nicht null sein.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das erste Magnetfeld durch eine permanente Magnetfeldquelle erzeugt und das mindestens eine zweite Magnetfeld durch Überlagerung des ersten Magnetfelds mit einem Magnetfeld einer zweiten Magnetfeldquelle erzeugt, wobei das zweite Magnetfeld nur während des Anregens von Schwingungen in dem Prüfobjekt erzeugt wird.
Wie eingangs ausgeführt wurde, hängt die Amplitude des Störsignals nur von der Flussdichte zum Zeitpunkt des Anregens der Ultraschallschwingungen in dem Prüfobjekt ab. Somit ist es ausreichend, die Flussdichte auch nur während des Zeitraums des Anregens abzusehen. Auf diese Weise können Energiekosten eingespart werden und die thermische Belastung des elektromagnetisch-akustischen Wandler klein gehalten werden.
Auch bei der Freilegung des Nutzsignals bei dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist grundsätzlich eine qualitative Darstellung des Nutzsignals ausreichend. Die Genauigkeitsanforderungen an die Koeffizienten a und b sind somit nicht sehr hoch. Es bedarf keiner exakten Bestimmung des Nutzsignals, um einen Materialfehler zu erkennen. Es genügt in der Regel, ein Nutzsignal in seinem grundsätzlichen Kurvenverlauf aus den Antwortsignalen zu bestimmen, um eine qualitative Aussage darüber zu machen, ob ein Materialfehler vorliegt. Es kann schon allein aufgrund der Tatsache erfolgen, dass eine Amplitudenerhöhung in einem Bereich vorliegt, an dem dies bei einem einwandfreien Prüfobjekt nicht der Fall ist.
Möglichst genaue Koeffizienten a und b sind nur dann notwendig, wenn auch eine quantitative Auswertung erfolgen soll. Grundsätzlich ist dies möglich. Mit sehr genauen Koeffizienten a und b kann auch die Kurve des Nutzsignals genau wiedergewonnen werden und somit nicht nur eine Aussage über das grundsätzliche Vorhandensein eines Materialfehlers, sondern auch seine Lage in dem Prüfobjekt, d. h. die Tiefe in dem Prüfobjekt, bestimmt werden.
Um die Energiekosten und die thermische Belastung des elektromagnetisch-akustischen Wandlers noch weiter zu verringern, kann vorgesehen sein, dass ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und ein Verfahren gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung kombiniert werden. Dabei wird das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, bei dem schließlich eine aktive Änderung der Flussdichte erfolgt, um in bevorzugter Weiterbildung das Nutzsignal sichtbar zu machen, nur dann ausgeführt, wenn mittels des Verfahrens gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung bereits das Vorhandensein eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals erkannt wurde.
Insbesondere kann bei allen Aspekten der Erfindung vorgesehen sein, dass die jeweiligen Sendeinduktoren auch gleichzeitig die Empfangsinduktoren bilden. Insbesondere können genau vier Induktoren vorgesehen sein.
Als Magnetfeldquelle kann ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet vorgesehen sein. Es kann zusätzlich ein Konzentrator vorgesehen sein, der die Feldlinien des Magnetfelds konzentriert.
Um die Messgenauigkeit der erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter zu erhöhen, kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass die Flussdichte mehr als einmal abgeändert wird, so dass bei drei, vier oder mehr verschiedenen Flussdichten, die jeweils ungleich null sind, ein drittes Antwortsignal, ein viertes Antwortsignal usw. aufgezeichnet werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform,
2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform,
3 Beispiele von erfassten Antwortsignalen,
4 ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der Flussdichte in einem Prüfobjekt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung,
5 eine schematische Darstellung eines Hauptbereichs und eines Zusatzbereichs bei einem Verfahren gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung,
6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung,
7 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung, und
8 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die die Ausgestaltungen und Vorteile des Verfahrens gemäß dem ersten und dem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kombiniert.
1 zeigt ein Verfahren 10 zur Prüfung eines metallischen Prüfobjekts.
Das Verfahren 10 beginnt mit einem Startschritt 12 und wird nachfolgend an dem Beispiel der Prüfung eines gewalzten Stahlblechs zur Fertigung von Pipelinerohren geschildert.
Bei einer Prüfung eines solchen Stahlblechs sind in der Regel mehrere elektromagnetisch-akustische Wandler nebeneinander angeordnet, so dass sie die gesamte Breite des Stahlblechs bedecken. Das Stahlblech wird dann auf einem Förderband unter dem Wandler hindurchtransportiert und eine ständige Überprüfung durchgeführt. Ergibt die Überprüfung einen Materialfehler, ist das Stahlblech entsprechend auszusortieren.
Zunächst kann in dem Verfahren 10 ein Verfahren 14 zur Erkennung einer durch auf dem Stahlblech vorhandenen Zunder hervorgerufenen Störung gesondert ausgeführt werden. Dies ist jedoch optional. Grundsätzlich kann das Verfahren 10, bei dem unter der Annahme einer vorliegenden Störung ein Nutzsignal unter Beseitigung eines Störsignals aus einem empfangenen Antwortsignal bestimmt wird, auch in Alleinstellung durchgeführt werden. Das Verfahren 10 dient somit zur quantitativen Erkennung des Störungssignals, so dass auch das Nutzsignal ermittelt werden kann. Das Verfahren 14 stellt lediglich eine qualitative Erkennung des Vorhandenseins eines Störungssignals bereit, was vorgeschaltet durchgeführt werden kann, um die Energie für eine quantitative Ermittlung mittels des Verfahrens 10 nur auch bei tatsächlich vorliegender Störung aufzuwenden.
Unter einem ”Erkennen” kann somit sowohl die qualitative als auch die quantitative Bestimmung eines Störungssignals verstanden werden. Dabei hat die quantitative Ermittlung bzw. das quantitative Erkennen des Störungssignals auch gleichzeitig die Ermittlung des Nutzsignals zur Folge.
Wird mittels des Verfahrens 14 eine durch Zunder hervorgerufene Störung bekannt oder diese grundsätzlich vorausgesetzt, wird zunächst ein Schritt 16 durchgeführt, indem ein Magnetfeld mit einer ersten Flussdichte B in dem Prüfobjekt erzeugt wird. Dazu ist in dem elektromagnetisch-akustischen Wandler ein Magnetsystem vorgesehen, das ein Magnetfeld einer bestimmten Feldstärke erzeugt. Abhängig von der Permeabilität des Prüfobjekts ergibt sich somit die Flussdichte B in einem bestimmten Bereich des Prüfobjekts, in dem die Prüfung stattfindet.
In einem Schritt 18 werden nun Ultraschallschwingungen in dem Prüfobjekt angeregt. Dazu werden mittels in dem elektromagnetisch-akustischen Wandler vorhandener Hauptsendeinduktoren Wirbelströme in dem Prüfobjekt erzeugt, die mit einer Frequenz im Ultraschallbereich ihre Richtung ändern. Aufgrund des Lorentz-Gesetzes wirkt in dem Prüfobjekt somit eine sich mit der Frequenz der Anregung in ihrer Richtung ändernde Kraft, was eine Ultraschallschwingung zur Folge hat, die sich in dem Prüfobjekt ausbreitet.
Die Anregung erfolgt dabei über einen gewissen kurzen Zeitraum bei einer ersten Flussdichte B.
Die angeregten Ultraschallwellen werden in dem Prüfobjekt reflektiert und dann von einem Hauptempfangsinduktor des elektromagnetisch-akustischen Wandlers aufgezeichnet. Der Hauptempfangsinduktor wird dabei von demselben Bauelement gebildet, das auch den Hauptsendeinduktor gebildet hat. Es handelt sich somit um einen sowohl als Sende- als auch als Empfänger einsetzbaren Hauptsende-/Hauptempfangsinduktor.
Der elektromagnetisch-akustische Wandler kann eine Mehrzahl von Hauptsende-/Hauptempfangsinduktoren aufweisen, beispielsweise können vier Hauptsende-/Hauptempfangsinduktoren vorgesehen sein, aber auch jede andere Anzahl. Nach dem Empfangen des Antwortsignals in Schritt 20 wird in einem Schritt 22 festgestellt, ob bereits genügend Antwortsignale bei unterschiedlichen Flussdichten aufgezeichnet wurden. Minimal sind zwei verschiedene Antwortsignale bei zwei unterschiedlichen Flussdichten, die jeweils nicht null betragen, aufzuzeichnen, es können grundsätzlich jedoch auch mehr als zwei Antwortsignale aufgezeichnet werden. Im vorliegenden Fall soll lediglich von zwei Antwortsignalen ausgegangen werden.
Insofern wird, nachdem das erste Antwortsignal aufgezeichnet wurde, in einem Schritt 24 zunächst das vorherrschende Magnetfeld abgeändert. Das kann beispielsweise mittels eines schaltbaren Elektromagneten durchgeführt werden, der ein generell vorhandenes Magnetfeld eines Permanentmagneten beeinflusst.
Auf diese Weise wird der magnetische Fluss in dem Prüfobjekt beispielsweise auf eine zweite Flussdichte B' abgesenkt. Die Absenkung bzw. Änderung der Flussdichte muss grundsätzlich nur während des Schritts 18 erfolgen. Zwischen Schritt 18 und 20 kann grundsätzlich wieder die Flussdichte B vorherrschen. Auf diese Weise können Energieeinsparungen erzielt werden und die thermische Belastung des elektromagnetisch-akustischen Wandlers kann gering gehalten werden. Alternativ kann aber selbstverständlich auch vorgesehen sein, während der Schritte 18 und 20 die Flussdichten in dem Prüfobjekt entsprechend zu ändern.
Darauffolgend wird dann in dem Schritt 22 ermittelt, dass genügend Antwortsignale vorliegen. Es liegen nunmehr ein erstes Antwortsignal X(t) und ein zweites Antwortsignal X(t) vor.
Es folgt somit nun ein Schritt 26, in dem das erste Antwortsignal und das zweite Antwortsignal korreliert werden, um das Störsignal zu beseitigen.
Dazu werden das erste Antwortsignal X(t) und das zweite Antwortsignal X'(t) sowie zwei Koeffizienten a und b herangezogen, wobei die Koeffizienten eine Funktion des Magnetflusses sind und eine Änderung des Störsignals abhängig von der Flussdichte sowie eine Änderung des Nutzsignals abhängig von der Flussdichte beschreiben.
Diese Koeffizienten werden vor Durchführung des Verfahrens 10 bestimmt, da sie von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise dem Werkstoff des Prüfobjekts, seiner Temperatur zum Zeitpunkt der Prüfung, seiner Geometrie usw. abhängen. Wie bereits voranstehend ausgeführt wurde, ist dies relativ einfach möglich, indem einige Testmessungen durchgeführt werden, wobei auch ein Störsignal durch absichtlich vorhandenen Zunder angeregt wird. Wie folgend noch erläutert wird, lässt sich jedes Antwortsignal in zwei Teilbereich aufteilen, die jeweils entweder von dem Nutzsignal oder von dem Störsignal geprägt werden. Durch Vergleich der Amplituden des Antwortsignals in den jeweiligen Bereichen für unterschiedliche Flussdichten lassen sich somit für verschiedene Stützstellen Messwerte für a und b bestimmen und letztlich eine Funktion a = f(B) und b = g(B) berechnen.
Die Bestimmung des Nutzsignals erfolgt dann letztlich anhand der Gleichung N(t) = a·X(t) – X'(t) / a – b.
Im Rahmen des Schritts 26 wird dabei eine Entscheidung darüber getroffen, ob das Prüfobjekt den Qualitätsanforderungen entspricht oder nicht.
Letztlich endet das Verfahren in einem Stoppschritt 28. Das Verfahren kann aber auch gleich wieder fortgesetzt werden.
Das Verfahren 10 wird bei der Prüfung der Walzbleche kontinuierlich durchgeführt, so dass ein sich bei dem Transport der Walzbleche unter den elektromagnetisch-akustischen Wandlern hindurch der jeweils unterhalb des elektromagnetisch-akustischen Wandlers befindliche Bereich der Walzbleche geprüft wird.
2 zeigt das im Rahmen des Schritts 14 ausführbare Verfahren zur Erkennung einer Störung gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung.
Ähnliche Verfahrensschritte sind dabei mit gleichen, aber trunkierten Bezugszeichen benannt.
Zunächst beginnt das Verfahren 14 in einem Startschritt 12. An diesem Startschritt 12' schließt sich ein dem Schritt 16 des Verfahrens in 1 ähnlicher Schritt 16' des Erzeugens eines Magnetfelds an. Anschließend wird in den Schritten 18 und 20' entsprechend dem Verfahren 10 eine Ultraschallschwingung in dem Bereich zunächst angeregt und dann ein entsprechendes Antwortsignal empfangen. Parallel dazu wird jedoch in einem Schritt 30 in einem Zusatzbereich ebenfalls eine Ultraschallschwingung angeregt. Der Zusatzbereich ist ein räumlich von dem Bereich verschiedener Raum in dem Prüfobjekt. Befindet sich der Zusatzbereich beispielsweise weiter von dem das Magnetfeld erzeugenden Magnetsystem des elektromagnetisch-akustischen Wandlers entfernt, liegt in dem Zusatzbereich eine geringere Flussdichte als in dem Bereich vor. In dem Zusatzbereich wird daher mittels eines Zusatzsendeinduktors, der gleichzeitig auch als Zusatzempfangsinduktor dient, eine Schwingung bei einer zweiten Flussdichte B' angeregt. In einem Schritt 32 wird entsprechend ein zweites Antwortsignal X'(t) empfangen, das in Reaktion auf die in Schritt 30 angeregten Ultraschallschwingungen empfangen wird. Die Schritte 18' und 30 bzw. 20' und 32 können parallel aber auch zeitlich versetzt ausgeführt werden.
Im vorliegenden Beispiel eines Walzbleches kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Zusatzbereich bezüglich einer Vorschubrichtung des zu prüfenden Walzbleches ”stromauf” von dem Bereich liegt.
Anschließend erfolgt eine Korrelation der Antwortsignale in einem Schritt 34.
Mittels der Korrelation in Schritt 34 kann jedoch nicht unmittelbar das Nutzsignal bestimmt werden, da der Bereich und der Zusatzbereich räumlich voneinander abweichen. Liegt beispielsweise in dem Zusatzbereich eine geringere Flussdichte als in dem Bereich vor, kann lediglich geprüft werden, ob in dem Zusatzbereich plötzlich eine Amplitude des Teilbereichs des Antwortsignals, der von dem Störsignal geprägt wird, ansteigt, wohingegen die Amplitude eines Teilbereichs des Antwortsignals, der von dem Nutzsignal geprägt wird, klein bleibt.
In diesem Fall kann dann auf Zunder geschlossen und das Verfahren 10 eingeleitet werden, um die mit Zunder behaftete Stelle des Prüfobjekts auf ein Vorhandensein eines Materialfehlers zu untersuchen.
Kann kein Zunder erkannt werden, kann eine normale Prüfung des Prüfobjekts ohne die Notwendigkeit einer Änderung der Flussdichte in dem Prüfobjekt durchgeführt werden, so dass Energiekosten und Material geschont bleiben.
3 zeigt beispielhaft ein Antwortsignal X(t) 36, das ein Antwortsignal bei Vorhandensein einer durch Zunder hervorgerufenen Störung und relativ großer Flussdichte B zeigt.
Des Weiteren ist ein Antwortsignal X'(t) 38 gezeigt, das ein Antwortsignal bei durch Zunder hervorgerufener Störung und relativ geringer Flussdichte B' zeigt.
Auf der Ordinate ist dabei jeweils die Amplitude des Antwortsignals X(t) bzw. X'(t) aufgetragen, wobei die Abszisse die Laufzeit des Antwortsignals angibt. Messwerte mit hoher Laufzeit befinden sich somit tief in dem Prüfobjekt, wohingegen Messwerte mit kurzer Laufzeit an der Oberfläche des Prüfobjekts befindlich sind. Beide Antwortsignale lassen sich in einen von dem Störsignal geprägten Bereich 40 und einen von dem Nutzsignal geprägten Bereich 42 aufteilen. Der von dem Nutzsignal geprägte Bereich 42 zeichnet sich dadurch aus, dass in diesem Bereich das Antwortecho von dem elektromagnetisch-akustischen Wandler entgegengesetzten Ende des Prüfobjekts befindlich ist. Bei dem Austritt aus dem Prüfobjekt in die Umgebung entsteht ein starkes Echo, das sich mit einer entsprechend großen Amplitude charakteristisch im Antwortsignal abzeichnet. Von diesem Antwortecho kann beispielsweise direkt auf die Dicke des Prüfobjekts geschlossen werden.
Gleichzeitig fällt ein Störsignal, das von einem Zunder an der dem elektromagnetisch-akustischen Wandler zugewandten Seite des Prüfobjekts angeregt wird, mit zunehmender Dicke und damit Laufzeit immer weiter ab und in dem Bereich 42 nimmt somit die Amplitude des Nutzsignals einen sehr hohen Anteil der Amplitude des gesamten Antwortsignals ein. In dem Bereich 42 lässt sich somit der Koeffizient b bestimmen.
Umgekehrt verhält es sich in dem Teilbereich 40, dieser ist zu einem sehr hohen Anteil von dem Störsignal geprägt, so dass sich hier der Koeffizient a bestimmen lässt.
Ein charakteristisches Fehlerecho ist mit einem Bezugszeichen 46 bezeichnet. Dieses stellt beispielsweise einen Lufteinschluss in dem Prüfobjekt dar. Dieses Echo weist bei einer relativ hohen Flussdichte eine relativ hohe Amplitude auf, bei geringerer Flussdichte, d. h. in dem Antwortsignal X'(t) weist es eine relativ geringe Amplitude auf. Ein charakteristisches Muster des Störsignals ist mit einem Bezugszeichen 48 bezeichnet. Die Amplitude des Störsignals wächst mit abnehmender Flussdichte über die gesamte Breite der Laufzeit an und fällt dann in Richtung des Antwortechos 44 hin ab. Wie in dem Beispiel in 3 gezeigt ist, kann es vorkommen, dass das Störsignal das Fehlerecho 46 ”verschluckt”. Sind die Koeffizienten a und b vorbestimmt, kann mittels der erfindungsgemäß angegebenen Verfahren und Vorrichtungen bzw. Gleichungen ein reines Nutzsignal ermittelt werden, bei dem das Störsignal im Wesentlichen beseitigt ist. Das reine Nutzsignal weist dann im Wesentlichen nur das Fehlerecho 46 und das Echo des Objektendes 44 auf.
4 zeigt einen beispielhaften Verlauf der Flussdichte B über die Zeit, die beispielsweise in dem Verfahren 10 vorgesehen sein kann.
Die Flussdichte B(t) ist daher mittels einer Kurve 50 über die Zeit angegeben. Zunächst liegt eine erste Flussdichte B vor, die beispielsweise mittels eines Permanentmagneten erzeugt ist. Zum Zeitpunkt eines Sendeimpulses 52 wird dann beispielsweise mittels eines Elektromagneten die Flussdichte auf einen Wert B' abgesenkt, der zum Zeitpunkt der Sendeimpulse bzw. des Anregens von Ultraschallschwingungen in dem Prüfobjekt vorliegt. In 4 sind beispielhaft zwei Sendeimpulse 52 bei Flussdichte B' vorgesehen, es kann aber auch eine beliebige andere Anzahl, beispielsweise lediglich ein Sendeimpuls 52, vorgesehen sein. Zwei weitere Sendeimpulse 53 finden bei einer Flussdichte B statt. Während dieser Sendeimpulse wird die Flussdichte nicht abgesenkt. Als Alternative kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die Flussdichte zwischen den beiden Sendeimpulsen 52 nicht wieder auf ihr ursprüngliches Niveau B angehoben wird, sondern auf dem Niveau B' verbleibt. Dies ist mittels einer gestrichelten Linie angedeutet. Dies erfordert jedoch einen zusätzlichen Energieaufwand und führt zu höheren thermischen Belastungen. Es ist vollkommen ausreichend, die Flussdichte lediglich zum Zeitpunkt der Sendeimpulse 52 abzusenken. Dabei ist mit der Absenkung der Flussdichte bereits etwas vor dem Zeitpunkt des Sende-Impulses zu Beginn, damit während des Zeitraumes des Sende-Impulses stationäre Bedingungen hinsichtlich der Flussdichte vorliegen.
5 zeigt zur Veranschaulichung ein Prüfobjekt 54 in einer Oberansicht. Über einem Bereich 56 sind, wie im dargestellten Fall, die Hauptsende-/Hauptempfangsinduktoren sowie ein Konzentrator des Magnetsystems des elektromagnetisch-akustischen Wandlers angeordnet. Entsprechend ergibt sich in größerer Beabstandung ein Zusatzbereich 58, in dem eine geringere Flussdichte als in dem Bereich 56 vorliegt. In diesem Zusatzbereich 58 ist dann beispielsweise in dem Verfahren 14 einer oder mehrere Zusatzsende-/ bzw. Zusatzempfangsinduktoren angeordnet.
6 zeigt eine Vorrichtung 59 gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung. Die Vorrichtung 59 weist einen elektromagnetisch-akustischen Messwandler 60 und eine Steuereinrichtung 61 auf. Mittels der Steuereinrichtung 61 kann ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt werden. Der Messwandler 60 ist zur Durchführung einer Prüfung in einem geringen Abstand zu dem Prüfobjekt 54 anzuordnen. Der Wandler 60 umfasst einen Permanentmagneten 62, der dazu vorgesehen ist, ein Dauermagnetfeld in dem Prüfobjekt 54 zu erzeugen. Des Weiteren sind Hauptsende-/Hauptempfangsinduktoren 64 vorgesehen, die in dem Prüfobjekt 54 Wirbelströme innerhalb des durch den Permanentmagneten 62 erzeugten Magnetfelds bewirken, um entsprechende Lorentz-Kräfte und Ultraschallwellen in dem Prüfobjekt 54 anzuregen. Die Induktoren 64 liegen dabei oberhalb des in 5 dargestellten Bereichs 56. Oberhalb des in 5 dargestellten Zusatzbereich 58 befindet sich ein Zusatzsende-/Zusatzempfangsinduktor 66, der einen entsprechenden Wirbelstrom in dem Zusatzbereich 58 hervorruft. Da der Zusatzbereich 58 entsprechend weiter beabstandet von dem Permanentmagneten 62 ist, liegt dort eine geringe Flussdichte vor. Mittels der in 6 dargestellten Vorrichtung 58 lässt sich somit das Verfahren 14 durchführen.
In 7 ist eine Vorrichtung 59' dargestellt, mit der das Verfahren 10 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung 59' umfasst einen Wandler 60 und eine Steuereinrichtung 61'. Der Wandler 60' umfasst ebenfalls einen Permanentmagneten 62 und vier Hauptsende-/Hauptempfangsinduktoren 64. Es ist jedoch zusätzlich eine elektromagnetische Spule 68 vorgesehen, mittels der das von dem Permanentmagneten 62 erzeugte Magnetfeld geändert werden kann, um in dem unterhalb der Induktoren 64 liegenden Bereich 56 eine geänderte Flussdichte hervorzurufen. Die Vorrichtung 59' eignet sich somit zur Durchführung des Verfahrens 10.
8 zeigt einen Wandler 60'', der die Merkmale der Wandler 60 und 60' kombiniert. Der Wandler 60'' weist somit sowohl einen Zusatzsende-/Zusatzempfangsinduktor 66 als auch die elektromagnetische Spule 68 auf. Mittels der Vorrichtung 60'' ist es somit möglich, sowohl das Verfahren 10 als auch das Verfahren 14 durchzuführen. Zunächst kann mittels des Verfahrens 14 und des Wandlers 60'' qualitativ ein durch Zunder hervorgerufenes Störungssignal erkannt werden und dann mittels des Verfahrens 10' das Störsignal quantitativ erkannt und im Wesentlichen beseitigt werden, so dass das Nutzsignal ermittelt werden kann. Der Vorteil des Wandlers 60'' liegt insbesondere daran, dass eine Schaltung der elektromagnetischen Spule 68 nur dann erfolgen muss, wenn mittels des Zusatzinduktors 66 qualitativ das Vorhandensein eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals ermittelt wurde.

Claims

Verfahren (10) zur Prüfung eines metallischen Prüfobjekts (54) mittels eines elektromagnetisch-akustischen Wandlers (60), mit den folgenden Schritten: – Erzeugen (16) eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte B → in einem Bereich (56) des Prüfobjekts (54) mittels einer Magnetfeldquelle (62) des Wandlers (60); – Anregen (18) von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich (56) in dem Prüfobjekt (54) mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors (64) des Wandlers (60); – Empfangen (20) eines ersten Antwortsignals X(t) aus dem Bereich (56) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors (64) des Wandlers (60); dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens ein zweites Magnetfeld mit einer zweiten Flussdichte B →' in dem Bereich (56) erzeugt wird und die Schritte des Anregens (18) und des Empfangens (20) wiederholt werden, wobei mindestens eine zweite Schwingung angeregt wird und ein zweites Antwortsignal X'(t) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung empfangen wird, und – ein Störsignal S(t) durch Korrelation (26) des ersten Antwortsignals X(t) und des zweiten Antwortsignals X'(t) erkannt wird, wobei das Antwortsignal X(t) ein Nutzsignal N(t) und das Störsignal S(t) aufweist und das zweite Antwortsignal X'(t) ein Nutzsignal b·N(t) und ein Störsignal a·S(t) aufweist, wobei a und b Koeffizienten sind, die eine Funktion der Flussdichte sind, wobei der Koeffizient a bei einer größeren Flussdichte einen kleineren Wert annimmt und der Koeffizient b bei einer größeren Flussdichte einen größeren Wert annimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Störsignal S(t) durch Einbeziehung einer Differenzbildung zwischen dem ersten Antwortsignal X(t) und dem zweiten Antwortsignal X'(t) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzsignal N(t) anhand der Gleichung N(t) = a·X(t) – X'(t) / a – b bestimmt wird, wobei a und b vorbestimmte Koeffizienten sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskoeffizient b nach der Gleichung
bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Magnetfeld durch eine permanente Magnetfeldquelle (62) erzeugt wird und das mindestens eine zweite Magnetfeld durch Überlagerung des ersten Magnetfelds mit einem Magnetfeld einer zweiten Magnetfeldquelle (68) erzeugt wird, wobei das zweite Magnetfeld nur während des Anregens mindestens einer Schwingung in dem Prüfobjekt (54) erzeugt wird.
Vorrichtung (59') zur Prüfung eines metallischen Prüfobjekts (54) mittels eines elektromagnetisch-akustischen Wandlers (60), der eine Magnetfeldquelle (62), mindestens einen Hauptsendeinduktor (64) und mindestens einen Hauptempfangsinduktor (64) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren eine Steuereinrichtung (61') aufweist, die zur Durchführung der folgenden Schritte ausgebildet ist: – Erzeugen (16) eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte B → in einem Bereich (56) des Prüfobjekts (54) mittels der Magnetfeldquelle (62) des Wandlers (60); – Anregen (18) von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich (56) in dem Prüfobjekt (54) mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors (64) des Wandlers (60); – Empfangen (20) eines ersten Antwortsignals X(t) aus dem Bereich (56) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors (64) des Wandlers (60); – Erzeugen mindestens eines zweiten Magnetfelds mit einer zweiten Flussdichte B →' in dem Bereich (56), – Wiederholen der Schritte des Anregens (18) und des Empfangens (20), wobei mindestens eine zweite Schwingung angeregt wird und ein zweites Antwortsignal X'(t) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung empfangen wird, und – Erkennen eines Störsignals S(t) durch Korrelation (26) des ersten Antwortsignals X(t) und des zweiten Antwortsignals X'(t), wobei das Antwortsignal X(t) ein Nutzsignal N(t) und das Störsignal S(t) aufweist und das zweite Antwortsignal X'(t) ein Nutzsignal b·N(t) und ein Störsignal a·S(t) aufweist, wobei a und b Koeffizienten sind, die eine Funktion der Flussdichte sind, wobei der Koeffizient a bei einer größeren Flussdichte einen kleineren Wert annimmt und der Koeffizient b bei einer größeren Flussdichte einen größeren Wert annimmt.
Verfahren (14) zum Erkennen eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals S(t) bei der Prüfung eines metallischen Prüfobjekts (54), mit den folgenden Schritten: – Erzeugen (16') eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte B → in einem Bereich (56) des Prüfobjekts (54) mittels einer Magnetfeldquelle (62) eines elektromagnetisch-akustischen Wandlers (60); – Anregen (18') von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich (56) des Prüfobjekts (54) mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors (64) des Wandlers (60); – Empfangen (20') eines ersten Antwortsignals X(t) aus dem Bereich (56) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors (64) des Wandlers (60); dadurch gekennzeichnet, dass – in mindestens einem Zusatzbereich (58) des Prüfobjekts (54), in dem eine zweite Flussdichte B →' vorliegt, mittels mindestens eines Zusatzsendeinduktors (66) mindestens eine zweite Schwingung angeregt wird (30) und ein zweites Antwortsignal X'(t) aus dem Zusatzbereich (58) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung mittels mindestens eines Zusatzempfangsinduktors (66) empfangen wird (32); – durch Korrelation (26') des ersten Antwortsignals X(t) und des zweiten Antwortsignals X'(t) das Störsignal S(t) erkannt wird, wobei das Störsignal S(t) erkannt wird, wenn ein Signalbereich (40) desjenigen Antwortsignals des ersten Antwortsignals X(t) oder des zweiten Antwortsignals X'(t), das durch eine Anregung bei geringerer Flussdichte erzeugt wurde, eine größere Amplitude als der entsprechende Signalbereich (40) des anderen Antwortsignals aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Antwortsignal X(t), X'(t) jeweils ein Nutzsignal N(t) und das Störsignal S(t) aufweisen und das Störsignal S(t) erkannt wird, wenn ein von dem Störsignal S(t) geprägter Bereich (40) des Antwortsignals, das bei geringerer Flussdichte angeregt wurde, eine größere Amplitude als ein entsprechender Bereich (40) des anderen Antwortsignals aufweist, und ein von dem Nutzsignal N(t) geprägter Bereich (44) des Antwortsignals, das bei geringerer Flussdichte angeregt wurde, eine kleinere Amplitude als ein entsprechender Bereich (44) des anderen Antwortsignals aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine jeweilige Sendeinduktor (64, 66) auch einen entsprechenden Empfangsinduktor (64, 66) bildet.
Vorrichtung (59) zum Erkennen eines durch Zunder hervorgerufenen Störsignals S(t) bei der Prüfung eines metallischen Prüfobjekts (54), mit einem elektromagnetisch-akustischen Wandler, der eine Magnetfeldquelle (62), mindestens einen Hauptsendeinduktor (64) und mindestens einen Hauptempfangsinduktor (64) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren eine Steuereinrichtung (61) aufweist, die zur Durchführung der folgenden Schritte ausgebildet ist: – Erzeugen (16') eines ersten Magnetfeldes mit einer ersten Flussdichte B → in einem Bereich (56) des Prüfobjekts (54) mittels einer Magnetfeldquelle (62) eines elektromagnetisch-akustischen Wandlers (60); – Anregen (18') von mindestens einer ersten Schwingung in dem Bereich (56) des Prüfobjekts (54) mittels mindestens eines Hauptsendeinduktors (64) des Wandlers (60); – Empfangen (20') eines ersten Antwortsignals X(t) aus dem Bereich (56) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine erste Schwingung mittels mindestens eines Hauptempfangsinduktors (64) des Wandlers (60); – Anregen (30) mindestens einer zweiten Schwingung in mindestens einem Zusatzbereich (58) des Prüfobjekts (54), in dem eine zweite Flussdichte B →' vorliegt, mittels mindestens eines Zusatzsendeinduktors (66), – Empfangen (32) eines zweiten Antwortsignals X'(t) aus dem Zusatzbereich (58) als Reflektionsantwort auf die mindestens eine zweite Schwingung mittels mindestens eines Zusatzempfangsinduktors (66), – Erkennen des Störsignals durch Korrelation (26') des ersten Antwortsignals X(t) und des zweiten Antwortsignals X'(t), wobei das Störsignal S(t) erkannt wird, wenn ein Signalbereich (40) desjenigen Antwortsignals des ersten Antwortsignals X(t) oder des zweiten Antwortsignals X'(t), das durch eine Anregung bei geringerer Flussdichte erzeugt wurde, eine größere Amplitude als der entsprechende Signalbereich (40) des anderen Antwortsignals aufweist.
Computerprogramm mit Programmcode, der dazu ausgelegt ist, ein Verfahren (10) nach Anspruch 1 und/oder ein Verfahren (14) nach Anspruch 7 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.