DE1773493B2 - Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Rohren aus elektrisch leitendem Material - Google Patents
Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Rohren aus elektrisch leitendem MaterialInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Rohren aus elektrisch leitendem
Material an Hand von darin erzeugten Wirbelströmen mit mindestens einem Hartley-Oszillator, dessen
Spule das zu prüfende Rohr koaxial umgibt.
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der FR-PS
470 386 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden in dem zu prüfenden Rohr mit Hilfe einer
Primärspule Wirbelströme erzeugt, die sich über die als
Sekundärspule wirkende Spule eines Hartley-Oszillalors auf die Gitterspannung an der Triode des Oszillators,
also der Spannung zwischen dem Triodengitter tinerseits und Masse andererseits, auswirken. Diese
Gitterspannung wird dabei über den Blindwiderstand lind den Wirkwiderstand der Sekundärspulc zu einer
Funktion der effektiven Permeabilität des zu prüfenden Rohres, so daß die Messung dieser Gitterspannung
Rückschlüsse auf die physikalischen Konstanten für das Material des Rohres und damit auf darin etwa vorhan-
«Jene Materialfehler erlaubt.
Die bekannte Vorrichtung arbeitet im Prinzip zufriedenstellend, jedoch können sich Schwierigkeiten bei
der Feststellung und Lokalisierung räumlich eng begrenzter Materialfehler im zu prüfenden Rohr ergeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden,
daß sie auch die Feststellung sehr kleiner und räumlich eng begrenzter Materialfehler in einem zu
prüfenden Rohr gestattet.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß neben der Spule des ersten Hartley-Oszillators
die Spule eines zweiten, gleich ausgebildev-Oszillators
um das zu prüfende Rohr her-,„ ust und daß an die Gitter der Trioden beider
Hariiey-OsÄtoren das Gitter je einer weiteren Triodeangeschlossen
ist. deren Kathoden aber ein Pmen-Someler
miteinander verbunden sind dessen Schleifer mit einem Eingang eines Spannungsschre.bers verbunden
ist. dessen anderer Eingang an d.e Kathode der einen der beiden we.teren Trioden angeschlossen .«.
Die erfindungsgemäß ausgeb.ldete Vorrichtung arbeitet
also mit einer Differenzspannungsmessung. wie K für die Prüfung von leitenden Blechen aus der
FR PS 1184 151 im Prinzip bekannt .st. dort aber in
anderer schaltungsmäßiger Realisierung zum Einsatz kommt, indem zwei Sekundärspulen, d.e Te.l eines Differenzverstärkers
sind, einer gemeinsamen Primarspule gegenüberstehen, mit der sie über das zu prüfende
Blech magnetisch gekoppelt sind, während bei der erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung nur d.e Spulen der beiden Hartley-Oszillatoren als tnduktive Bauelemente
vorhanden sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen J τ Erfindung im Sinn
einer erhöhten Empfindlichkeit sind in Unteransprüchen
im einzelnen gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Beispiel fur die
Erfindung veranschaulicht; dabei zeigt in der Zeich-
F i g. 1 ein Prinzipschaltbild und
F i g.2 eine genauere Darstellung des einen der beiden
Hartley-Oszillatoren in der Schaltung von F i g. 1.
Die in F i g. 1 dargestellte Schaltung enthält zwei Spulen 1 bzw. 2, die ein zu prüfendes Rohr 3 umgeben
und jede einen Teil von zwei schematisch durch je einen Block dargestellten Hartley-Oszillatoren 4 b/w. 5
bilden Die Gitter der Trioden dieser Oszillatoren sind mit den Gittern 6 bzw. 7 zweier weiterer Trioden 8
bzw 9 verbunden. Die Kathoden 10 und 11 der Trioden 8 und 9 sind über ein Potentiometer 12 miteinander
verbunden; außerdem sind sie über zwei Widerstände 13 und 14 und je einen Teil eines gemeinsamen Lasiwiderstandes
15 mit Masse verbunden.
Die zwischen dem Schleifer 16 des Potentiometers 12 und der Kathode 10 der Triode 8 auftretende Spannung
wird einem Spannungsschreiber 17 zugeführt.
In F i g. 2. die den Oszillator 4 mit mehr Einzelheiten
zeigt, ist ein Ende der Spule 1 mit Masse und ihr anderes Ende über einen Kondensator 18 mit dem Gitter 19
der Oszillatortriode 20 verbunden.
Das Gitter 19 der Triode 20 ist außerdem einerseits über einen Widerstand 21 mit Masse und andererseits
über einen Widerstand 22 mit dem Gitter 6 der Triode 8 verbunden.
Die Schaltung von F i g. 1 arbeitet wie folgt: Den wesentlichen Bestandteil bilden die beiden identischen
Spulen 1 und 2. in die das /u prüfende Rohr 3 eingeschoben ist und die mit einem Abstand von etwa 1 mm
nebeneinander angeordnet sind. )ede dieser Spulen I und 2 bildet für sich allein einen Parallelschwingkrcis.
wobei die Schwingungen durch je eine Triode unterhalten werden. Malerialfehler im Rohr 3 verändern den
Verlauf der im Rohr 3 induzierten Wirbclströmc und bewirken dadurch Veränderungen in der Impedanz für
die Spulen 1 und 2. die auf Frequenz und Amplitude der Schwingungen zurückwirken.
Diese Schaltung besitzt als Besonderheit einen hohen Koeffizienten für die wechselseitige Induktanz zwischen
den beiden Spulen 1 und 2; die Kopplung erfolgt so, daß die beiden Oszillatoren 4 und 5 sinusförmig mit
der gleichen Frequenz schwingen. Wenn ein Material-
fehler im Bereich der ersten Spule 1 erscheint, stört er
nicht nur den ersten Schwingkreis, sondern durch die gegenseitige Kopplung auch den zweiten.
Durch den Vergleich der Gitterspannungen Vg\ und
Vgl an den beiden Trioden 8 und 9 erhält man eine ausgezeichnete Meßempfindlichkeit. Die Gitterspannung Vg verändert sich wie die Amplitude in dem MaO,
wie die Schwingungen gut sinusförmig sind. Man findet, daß der Durchgang eines Materialfehlers in der ersten
Spule 1 die Gitterspannung Vg\ herabsetzt und gleichzeitig die Gitterspannung Vgl erhöht. Die Differenz
Vg\ — Vgl erfährt also erhebliche Veränderungen. Dagegen zeigen Frequenzmessungen, daß die Veränderungen der Frequenz der Gesamtheit der beiden gekoppelten Oszillatoren von gleicher Größenordnung
wie die eines einzelnen Oszillators sind. Es ist daher von Vorteil, ein den Amplitudenveränderungen der
Schwingungen proportionales Signal als Meßsignal zu wählen.
Die Kopplung wird durch Einstellung der Entfernung zwischen den Spulen 1 und 2 eingestellt. Die maximale
Empfindlichkeit wird erreicht, wenn der Kopplungskoeffizient gerade für das Einschwingen der Oszillatoren
ausreicht. Wenn die Kopplung diesen Wert überschreitet, wird zwar die Stabilität der Gesamtanordnung erhöht,
die Empfindlichkeit aber verringert Die Kopplungsbedingungen können nach Belieben auf sehr verschiedene
Werte für die wechselseitige Induktanz «wischen den beiden Spulen eingestellt werden.
Zur Verbesserung der Auflösung muß man die beiden Spulen 1 und 2 einander soweit wie möglich annähern,
was zu einer Verringerung der Empfindlichkeit führen kann. Um diese beiden Erfordernisse gleichzeitig auszufüllen, wählt bzw. verändert man die anderen
ίο Bestandteile der Oszillatoren (Kondensator 18, Widerstand 21) derart, daß die Grenze für das Einschwingen
einer maximalen gegenseitigen Annäherung der beiden Spulen 1 und 2 entspricht.
Es zeigt sich, daß diese Schaltung besonders geeignet ist zum Nachweis örtlich eng begrenzter Fehler (Einschlüsse, Risse), da man zwei eng benachbarte Abschnitte des Rohres 3 vergleicht. Dagegen werden
langsame Veränderungen, die auf Veränderungen der Abmessungen (Durchmesser, Dicke) zurückgehen, absorbiert.
Diese Erscheinung kann durch Differentation noch hervorgehoben werden. Die Empfindlichkeit gegenüber
kleinen Fehlern wird erhöht, wenn man die Länge der Spulen 1 und 2 verringert und das äußere
Feld begrenzt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Rohren aus elektrisch leitendem Material an Hand
von darin erzeugten Wirbelsirömen mit mindestens einem Hartley-Oszillator, dessen Spule das zu prüfende
Rohr koaxial umgibt, dadurch gekennzeichnet,
daß neben der Spule (!) des ersten Hartley-Oszillators (4) die Spule (2) eines zweiten,
gleich ausgebildeten Hartley-Oszillators (5) um das
zu prüfende Rohr (3) herumgeführt ist und daß an die Gitter (19) der Trioden (20) beider Hartley-Oszillatoren
(4,5) das Gitter (6 bzw. 7) je einer weiteren Triode (8 bzw. 9) angeschlossen ist, deren Kathoden
(IO bzw. 11) über ein Potentiometer (12) miteinander
verbunden sind, dessen Schleifer (16) m'· einem Eingang eines Spannungsschreibers (17) verbunden
ist, dessen anderer Eingang an die Kathode (10) der einen (8) der beiden weiteren Trioden (8,9)
angeschlossen ist.
2. Von'chtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen das Potentiometer (12) und den Spannungsschreiber (17) eine Differenzierstufe
eingefügt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (1, 2) der beiden
Hartiey-Oszillatoren (4, 5) so nahe nebeneinander um das zu prüfende Rohr (3) herumgelegt sind, daß
die zwischen ihnen entstehende induktive Kopplung gerade zum Einschwingen der Hartiey-Oszillatoren
(4. 5) ausreicht.
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