DE14729T1

DE14729T1 - Digitale Wirbelstrom-MeBvorrichtung zur Bestimmung von Prüflingen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff unbekannter Zusammensetzung

Info

Publication number: DE14729T1
Application number: DE1979101339
Authority: DE
Inventors: George Scottdale Pa. Mordwinkin (V.St.A.)
Original assignee: Sensor Corp., Scottdale, Pa. (V.St.A.)
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1979-05-02
Publication date: 1981-09-10

Claims

SENSOR CORPORATION 00· 4729

Patentansprüche

Digitale Wirbelstrom-Meßvorrichtung zur Bestimmung von Prüflingen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff unbekannter Zusammensetzung, gekennzeichnet durch:

a) eine Ansteuereinrichtung (17) zum Einspeisen einer Rechteckwelle (F1), die als Bezugsgröße benutzbar ist,

b) eine an die Ansteuereinrichtung (17) angekoppelte Fühlereinrichtung (15) mit einer Induktivität, deren Impedanz sich in Abhängigkeit von den Wirbelstrom-Eigenschaften des magnetisch an sie angekoppelten Prüflings ändert, und mit einer mit der Induktivität verbundenen Kapazität,

c) eine Abtasteinrichtung (z.B. 20, 15) zur Änderung der Größe der Kapazität in Stufen über einem Bereich, welcher die Größe einschließt, bei der eine Resonanz der magnetisch an einen Prüfling angekoppelten Induktivität bei der Frequenz der Rechteckwelle von der Ansteuereinrichtung (17) auftritt, und die über dieser eine Spannungswellenform erzeugt, die mit der Rechteckwelle in Phase ist, wobei der genannte Bereich auch über und unter der Resonanzgröße liegende Größen der Kapazität einschließt, bei denen mit der Rechteckwelle außer Phase befindliche Spannungswellenform auftreten,

d) einen an die Meßeinrichtung angeschlossenen Umsetzer (z.B. 13) zum Umsetzen der Spannungswellenformen an der Induktivität entsprechend den Größen der mit ihr verbundenen Kapazität in Rechteckausgangsimpulse, wobei der Rechteckausgangsimpuls entsprechend der in Resonanz schwingenden Kapazität sich im Zentrum einer Hälfte der Rechteckwelle befindet, und wobei die Rechteckimpulse entsprechend den anderen Größen der Kapazität vom Zentrum der einen Hälfte der Rechteckwelle verschoben sind, und wobei die Verschiebungen eine Funktion der Phasenverschiebung der Spannungswellenformen sind, und

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e) eine an den Umsetzer (13) angeschlossene überwachungseinrichtung (14 usw) zur überwachung der aufeinanderfolgenden Größen der Kapazität sowie der Verschiebungen der Wellenformen entsprechend den jeweiligen Kapazitätsgrößen, um
eine Kapazitäts-Verschiebungs-Beziehung abzuleiten, die
eine Funktion der metallurgischen Eigenschaften des Prüflings ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinrichtung (17) an die Meßeinrichtung (15) über ein Konstantstromglied angeschlossen ist, so daß die thermische
Drift der Induktivität der Meßeinrichtung auf ein Mindestmaß verringerbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Konstantstromglied einen Transistor (40) umfaßt, der mit der Ansteuereinrichtung (17) und der Meßeinrichtung (15) in Reihe geschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (z. B. 13) einen C-Signalverstärker (18) umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverstärker (18) ein integrierter Schaltkreis ist, und
daß ein an den Eingang des Signalverstärkers (18) angeschlossener Vorspannungsgenerator (19) vorgesehen ist, der physikalisch einen Teil des integrierten Schaltkreises bildet und so eingestellt oder justiert ist, daß er eine der Schwellenwertspannung des Eingangs des Verstärkers (18) entsprechende Gleichstrom-Vorspannung erzeugt.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannungsgenerator (19) ein Verstärkerelement ist, dessen Eingang mit seinem Ausgang und mit dem Eingang des Signalverstärkers (18) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungseinrichtung Digitalisier-Mittel (22) zum Digitalisieren der Verschiebungsbeträge der Ausgangsimpulse des Umsetzers aufweist und daß vorgesehen sind ein mit der Abtasteinrichtung (ζ. Β. 20, 15) verbundener Speicher (29, 30, 31) zur Speicherung der Kapazitäts-Verschiebungs-Eeziehungen für Prüflinge aus elektrisch leitendem Werkstoff bekannter Zusammensetzung und ein mit dem Ausgang der Digitalisier-Mittel (22) und dem Ausgang des Speichers (29, 30, 31) verbundener Vergleicher (26), der die aufeinanderfolgenden, digitalisierten Ausgangssignale der Verschiebungen des unbekannten Prüflings bezüglich der aufeinanderfolgend abgetasteten Kapazitätsgrößen mit den entsprechend digitalisierten Verschiebungen bekannter Prüflinge im Speicher vergleicht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Toleranzsteuereinrichtung (14) mit an die Digitalisier-Mittel (22) zum Digitalisieren der Verschiebungsbeträge angeschlossenen-Mitteln, um diesen Beträgen eine feste, vorbestimmte Zahl von Impulsen hinzuzufügen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (29, 30) zusammen mit hinsichtlich der Kapazität digitalisierten Verschiebungs-Beziehungen für Prüflinge aus elektrisch leitendem Werkstoff bekannter Zusammensetzung die

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übliche Bezeichnung dieser Prüflinge speichert, und daß eine
mit dem Speicher (29, 30) sowie mit der Abtasteinrichtung
(z. B. 20, 15) verbundene Anzeigeeinrichtung (31 uswj vorgesehen ist, welche die übliche Bezeichnung entsprechend der hinsichtlich der Kapazität digitalisierten Verschiebungs-Beziehung des unbekannten Prüflings anzeigt.

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