DE19850435A1

DE19850435A1 - Eddy current probe has stimulation coil supplied with test voltage with frequency in range 20 MHz to 2 GHz to stimulate eddy current, magnetic field receiver coil

Info

Publication number: DE19850435A1
Application number: DE1998150435
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ott; Dirk Walz
Original assignee: Cenith-Systems Mes- pruef- und Steuergeraete & Co Geraetebau KG GmbH
Current assignee: Cenith-Systems Mes- pruef- und Steuergeraete & Co Geraetebau KG GmbH
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2000-05-11

Abstract

The probe has at least one stimulation coil (12) supplied with a high frequency AC test voltage to induce an eddy current in the specimen (16) and at least one receiver coil (18) that detects a magnetic field produced as a result of the eddy current and converts it into a measurement voltage for evaluation by a circuit (20) that also produces the test voltage. The test voltage is generated with a frequency in the range from 20 MHz to 2 GHz.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelstromsonde zur zerstörungsfreien Untersuchung von Prüflingen, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merk malen.The invention relates to an eddy current probe for non-destructive examination of test objects, with the mentioned in the preamble of claim 1 to paint.

Wirbelstromsonden der gattungsgemäßen Art sind be kannt. Diese umfassen wenigstens eine Erregerspule, die mit einer hochfrequenten Wechselspannung, nach folgend Prüfspannung genannt, beaufschlagbar ist. Durch die Prüfspannung wird in der Erregerspule ein Magnetfeld induziert, das in den Prüfling eingekop pelt wird. Entsprechend der Frequenz der Prüfspannung wird ein zeitlich veränderliches Magnetfeld erzeugt. Durch Einkoppeln des Magnetfeldes in den Prüfling wird in diesem ein Wirbelstrom induziert. Der Wirbel strom seinerseits erzeugt ein magnetisches Gegenfeld, das das von der Prüfspannung induzierte Magnetfeld überlagert. Ein hieraus resultierendes Magnetfeld ist durch wenigstens eine Empfängerspule erfaßbar. Ent sprechend dem resultierenden Magnetfeld wird in der Empfängerspule eine Meßspannung induziert, die über eine Auswerteschaltung auswertbar ist. Die Größe der magnetischen Gegenkopplung infolge des Wirbelstromes ist abhängig von Eigenschaften des Prüflings. Insbe sondere wirken sich Fehlerstellen, Inhomogenitäten oder dergleichen auf den Wirbelstrom und somit auf die magnetische Gegenkopplung aus. Hierdurch kommt es zu einer Änderung einer Amplitude und einer Phase der Meßspannung im Verhältnis zur Prüfspannung. Diese Amplitude und Phase der Meßspannung, insbesondere der Differenz zwischen Amplitude und Phase der Meßspan nung zur Prüfspannung, geben einen Anhaltspunkt über den Prüfling, insbesondere über dessen Materialeigen schaften, insbesondere vorliegender Fehlerstellen, Inhomogenitäten oder dergleichen.Eddy current probes of the generic type are knows. These include at least one excitation coil, those with a high frequency AC voltage, after hereinafter referred to as test voltage, can be acted upon. The test voltage turns on the excitation coil Magnetic field induced, which injected into the test specimen pelt is. According to the frequency of the test voltage a magnetic field that changes over time is generated. By coupling the magnetic field into the test object an eddy current is induced in this. The vortex current in turn creates an opposing magnetic field, that is the magnetic field induced by the test voltage overlaid. A resulting magnetic field is detectable by at least one receiver coil. Ent speaking the resulting magnetic field is in the Receiver coil induces a measuring voltage that over an evaluation circuit can be evaluated. The size of the magnetic negative feedback due to the eddy current depends on the properties of the test object. In particular defects, inhomogeneities have a particular effect or the like on the eddy current and thus on the magnetic negative feedback. This is where it comes from to change an amplitude and a phase of the Measuring voltage in relation to the test voltage. This Amplitude and phase of the measuring voltage, especially the Difference between the amplitude and phase of the measuring chip test voltage, give a clue the test specimen, especially via its material properties defects, in particular existing defects, Inhomogeneities or the like.

Bei den bekannten Wirbelstromsonden ist nachteilig, daß diese nur für Prüflinge mit speziellen Eigen schaften, insbesondere mit einer elektrischen Leit fähigkeit, einsetzbar sind.The known eddy current probes have the disadvantage that that these are only for test specimens with special properties shaft, especially with an electrical guide ability to be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelstromsonde der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der in einfacher Weise Prüflinge mit unterschied lichen Materialeigenschaften zerstörungsfrei unter sucht werden können.The invention has for its object a To create eddy current probe of the generic type, in which test specimens with a simple difference material properties non-destructively can be searched.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Wirbel stromsonde mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß eine Frequenz der Prüfspannung, nachfolgend auch Prüffrequenz genannt, in einem Bereich von 20 MHz bis 2 GHz erzeugbar ist, lassen sich Prüflinge, die einen relativ hohen elektrischen Widerstand besitzen, also elektrische Nichtleiter sind, untersuchen. Unter elektrischen Nichtleitern werden im Sinne der Erfindung schwach bis sehr schwach elektrisch leitfähige Materialien verstanden. Durch das Betreiben der Wirbelstromsonde mit einer Prüffrequenz von über 20 MHz, insbesondere mit 100 MHz, wird erreicht, daß der wirksame elektrische Widerstand für den im Prüfling erzeugten Wirbelstrom erheblich reduziert wird, so daß auch in den elektrischen Nicht- beziehungsweise Schwachleitern ein Wirbelstrom induziert werden kann. Insbesondere lassen sich bevorzugt so Isolatoren, Keramiken, natürliche Materialien, wie beispielsweise Holz oder dergleichen, zerstörungsfrei mit einer Wirbelstrom sonde untersuchen.According to the invention, this task is accomplished by a vortex Current probe with the features mentioned in claim 1 solved. Because a frequency of the test voltage, hereinafter also called the test frequency, in one Range from 20 MHz to 2 GHz can be generated test specimens that have a relatively high electrical Have resistance, i.e. electrical non-conductors are investigating. Among electrical non-conductors become weak to very great in the sense of the invention understood weakly electrically conductive materials. By operating the eddy current probe with a Test frequency of over 20 MHz, especially at 100 MHz, is achieved that the effective electrical Resistance for the eddy current generated in the device under test is significantly reduced, so that even in the electrical non- or weak conductors an eddy current can be induced. In particular insulators, ceramics, natural materials such as wood or the like, non-destructive with an eddy current examine the probe.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß alle Komponenten der Wirbelstromsonde, das heißt, insbesondere die wenigstens eine Erregerspule, die wenigstens eine Empfängerspule, die Ansteuer schaltung und die Auswerteschaltung, räumlich eng benachbart angeordnet sind. Insbesondere ist bevor zugt, wenn diese in einem gemeinsamen Gehäuse ange ordnet sind. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß die durch die hohe Prüffrequenz bestimmte Meßfrequenz der Meßspannung nicht zu einer räumlich entfernten Auswerteschaltung übertragen werden muß. Hierdurch wird verhindert, daß ein hochfrequentes Meßsignal über relativ weite Übertragungsstrecken übertragen werden muß, wobei es ansonsten zu Störungen, ins besondere durch kapazitive Einflüsse, auf die Meß spannung kommt. Hierdurch wird verhindert, daß die auszuwertende Amplitude beziehungsweise die auszu wertende Phase der Meßspannung verfälscht wird. Durch Wegfall dieser relativ langen Übertragungsstrecke kann eine Erhöhung der Prüffrequenz und somit der Meßfrequenz erzielt werden. In a preferred embodiment of the invention is provided see that all components of the eddy current probe, the means, in particular the at least one excitation coil, the at least one receiver coil, the control circuit and the evaluation circuit, spatially narrow are arranged adjacent. In particular is coming moves if this is in a common housing are arranged. This advantageously ensures that the measuring frequency determined by the high test frequency the measuring voltage not to a spatially distant one Evaluation circuit must be transmitted. Hereby prevents a high-frequency measurement signal transmitted over relatively long transmission distances must be, otherwise there are disturbances, ins especially due to capacitive influences on the measuring tension comes. This prevents the amplitude to be evaluated or the one to be evaluated evaluating phase of the measuring voltage is falsified. By Elimination of this relatively long transmission path can increase the test frequency and thus the Measurement frequency can be achieved.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Prüffrequenz abstimmbar ist, wobei bevorzugterweise Resonanzeinflüsse auf die Prüffrequenz eliminierbar sind. Hierdurch wird vor teilhaft erreicht, daß die tatsächliche, durch den Wirbelstrom hervorgerufene Änderung der Amplitude und/oder Phase auf die gegebenen Materialeigen schaften des Prüflings zurückzuführen sind. Resonanz erscheinungen werden durch die Abstimmbarkeit unter drückt. Insbesondere, wenn die Prüffrequenz weich ist, das heißt, eine Störung einer Frequenzstabilität eine kurz nach der Störung vorliegende und für die Zeit der Störung anhaltende Änderung der Frequenz bewirkt, wird vorteilhaft erreicht, daß die Prüf frequenz sich selbsttätig in Abhängigkeit von Reso nanzmaxima einstellt, so daß reelle Wirbelstrommeß werte, das heißt Amplitude und Phase der Meßspannung, auswertbar sind.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the test frequency can be tuned, preferably resonance influences on the Test frequency can be eliminated. Doing so will partially achieved that the actual, by the Eddy current induced change in amplitude and / or phase on the given material properties properties of the test object. Resonance appearances are due to the tunability under presses. Especially when the test frequency is soft is, that is, a disturbance of frequency stability a shortly after the disturbance and for the Frequency of the disturbance persistent change in frequency causes, it is advantageously achieved that the test frequency automatically depending on resonance nanzmaxima so that real eddy current measurement values, i.e. the amplitude and phase of the measuring voltage, are evaluable.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßfrequenz, die der Prüf frequenz entspricht, vor einer Auswertung auf eine Zwischenfrequenz heruntersetzbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß bei einer vorzugsweise vorgesehenen, nachfolgenden Digitalisierung die Meß frequenz mit hoher Genauigkeit in ein digitales Signal gewandelt werden kann. Eine Digitalisierung analoger Signale ist bei niederen Frequenzen mit höherer Genauigkeit möglich. Vorzugsweise erfolgt das Heruntersetzen der Meßfrequenz auf die Zwischen frequenz über einen Hochfrequenzdemodulator, in dem die Meßfrequenz mit einer Hilfsfrequenz gemischt wird. Insbesondere ist bevorzugt, wenn die Hilfs frequenz variabel ist, so daß bei unterschiedlich einstellbaren Prüffrequenzen entsprechend einer wähl baren Hilfsfrequenz unterschiedliche Zwischen frequenzen erzielbar sind. So kann entsprechend der während der zerstörungsfreien Prüfung gegebenen Randbedingungen eine optimale Prüffrequenz und eine optimale Zwischenfrequenz eingestellt werden.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the measuring frequency that the test frequency corresponds, before an evaluation on a Intermediate frequency can be reduced. This will advantageously achieved that at a preferably provided subsequent digitization the measurement frequency with high accuracy in a digital Signal can be converted. Digitization analog signals is with at low frequencies higher accuracy possible. This is preferably done Reduce the measuring frequency to the intermediate frequency via a high-frequency demodulator in which the measuring frequency mixed with an auxiliary frequency becomes. It is particularly preferred if the auxiliary frequency is variable, so that at different adjustable test frequencies according to a select possible auxiliary frequency different intermediate frequencies can be achieved. According to the given during the non-destructive testing Boundary conditions an optimal test frequency and a optimal intermediate frequency can be set.

Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die heruntergesetzte Meßfrequenz, das heißt die Zwischenfrequenz, vor der Digitalisierung gefiltert und geglättet wird. Hierdurch lassen sich vorteilhaft quasiperiodische, hochfrequente Stör signale unterdrücken, so daß ein gutes Signal/Rausch-Ver hältnis erzielbar ist. Insbesondere bei leicht variablen Meßfrequenzen, die sich durch die Abstimm barkeit der Prüffrequenz ergeben, lassen sich hier durch permanente Störsignale, die zu einer Ver schlechterung des Signal/Rausch-Verhältnisses führen, eliminieren.Furthermore, in a preferred embodiment of the invention provided that the reduced measuring frequency, the is called the intermediate frequency, before digitization is filtered and smoothed. This allows advantageous quasi-periodic, high-frequency interference Suppress signals so that a good signal / noise Ver ratio is achievable. Especially with easy variable measuring frequencies, which are determined by the tuning availability of the test frequency can be found here due to permanent interference signals that lead to a ver deterioration of the signal-to-noise ratio, eliminate.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred configurations of the invention result from the rest, in the subclaims mentioned features.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Aus führungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is hereinafter in one off management example based on the associated drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Wirbelstromsonde; Figure 1 is a schematic sectional view of an eddy current probe.

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung und Fig. 2 is a schematic block diagram of a drive circuit and

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Auswerteschaltung. Fig. 3 is a schematic block diagram of an evaluation circuit.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Wirbelstromsonde 10. Die Wirbelstromsonde 10 umfaßt eine Erregerspule 12, die über eine Ansteuer schaltung 14 mit einer hochfrequenten Wechselspan nung, im weiteren Prüfspannung genannt, beaufschlagt wird. Durch die Prüfspannung wird in der Erregerspule 12 ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld wird in einen Prüfling 16 eingekoppelt, so daß im Prüfling ein Wirbelstrom induziert wird. Der Wirbelstrom erzeugt ein magnetisches Gegenfeld, das das Magnet feld überlagert und zu einem resultierenden Magnet feld führt, das in einer Empfängerspule 18 in Form einer Meßspannung erfaßt werden kann. Die Meßspannung wird dann nachfolgend in einer Auswerteschaltung 20 in ein digitales Signal umgewandelt und über ein Kabel 22 einer Rechnereinheit 24 zugeführt. Fig. 1 shows a schematic sectional view of an eddy current probe 10. The eddy current probe 10 comprises an excitation coil 12 , the circuit via a control 14 with a high-frequency AC voltage, hereinafter referred to as test voltage, is applied. A magnetic field is generated in the excitation coil 12 by the test voltage. The magnetic field is coupled into a test object 16 , so that an eddy current is induced in the test object. The eddy current generates an opposing magnetic field, which superimposes the magnetic field and leads to a resulting magnetic field, which can be detected in a receiver coil 18 in the form of a measuring voltage. The measuring voltage is then subsequently converted into a digital signal in an evaluation circuit 20 and fed to a computer unit 24 via a cable 22 .

Die Komponenten der Wirbelstromsonde 10 zur Erzeugung der Prüfspannung, Erfassung und Auswertung der Meß spannung sind dabei eng benachbart in einem Sonden gehäuse 26 der Wirbelstromsonde 10 untergebracht. Dabei befinden sich die Erregerspule 12 und die Empfängerspule 18 in einem dem Prüfling 16 zuge wandten ersten Teil 28 des Sondengehäuses 26, und die Ansteuerschaltung 14 und die Auswerteschaltung 20 sind in einem zweiten Teil 30 des Sondengehäuses 26, der durch eine Abschirmung 32 vor dem unmittelbaren Einfluß der hochfrequenten Magnetfelder geschützt ist. Auf diese Weise beinhaltet die Wirbelstromsonde 10 alle zur zerstörungsfreien Untersuchung benötigten Komponenten und ermöglicht damit eine einfache Hand habung der Sonde 10 in der Praxis.The components of the eddy current probe 10 for generating the test voltage, detection and evaluation of the measurement voltage are housed closely adjacent in a probe housing 26 of the eddy current probe 10 . The excitation coil 12 and the receiver coil 18 are located in a first part 28 of the probe housing 26 facing the test object 16 , and the control circuit 14 and the evaluation circuit 20 are in a second part 30 of the probe housing 26 , which is shielded from the immediate by 32 Influence of high-frequency magnetic fields is protected. In this way, the eddy current probe 10 includes all the required for non-destructive examination components and thus enables easy handling of the wheel probe 10 in practice.

Wesentliche Störungen bei hochfrequenten Messungen sind Resonanzen, Oberwellen und hochfrequentes Rauschen. Diese Störungen treten bei der hochfrequen ten Messung gemeinsam auf und erst die Eliminierung dieser Störungen ermöglicht eine Zuverfügungstellung eines auswertbaren Signals. Hierzu ist in der Wirbel stromsonde 10 folgendes vorgesehen:Significant disturbances in high-frequency measurements are resonances, harmonics and high-frequency noise. These interferences occur together in the high-frequency measurement and only the elimination of these interferences enables an evaluable signal to be made available. For this purpose, the following is provided in the vortex current probe 10 :

Die Anordnung der Auswerteschaltung 20 innerhalb des Sondengehäuses 26 ermöglicht eine Digitalisierung der Meßspannung bereits in der Wirbelstromsonde 10, so daß ein digitales Signal über das Kabel 22 übertragen wird. Dies ist vorteilhaft, da bei einer Übertragung hochfrequenter analoger Meßsignale über das Kabel 22 eine Verfälschung der Amplitude und Phase durch kapazitive Einflüsse sowie durch Störungen, die durch eine unvollkommene Abschirmung des Kabels 22 ermöglicht werden, erfolgt.The arrangement of the evaluation circuit 20 within the probe housing 26 enables the measurement voltage to be digitized already in the eddy current probe 10 , so that a digital signal is transmitted via the cable 22 . This is advantageous since, when high-frequency analog measurement signals are transmitted via the cable 22, the amplitude and phase are falsified by capacitive influences and by interference which are made possible by imperfect shielding of the cable 22 .

Die Beschaffenheit, Anzahl und räumliche Lage der Er regerspule 12 und der Empfängerspule 18 ist variabel gestaltbar und kann den jeweiligen Anforderungen des Einsatzgebietes angepaßt werden. Insbesondere können die Erreger- und Empfängerspule 12, 18 auf derselben Achse angeordnet sein. So ist es unter anderem auch möglich, die Erregerspule 12 und die Empfängerspule 18 in einer Einheit zusammenzufassen und durch geeignete Abgreifer Meßspannungen in bestimmten Bereichen der zusammengefaßten Spule zu ermitteln. Der Abgriff kann auch geometrisch derart asymmetrisch angeordnet sein, daß nahezu die gesamte Länge der Spule dem Erreger- beziehungsweise Empfängerzweck zugeordnet ist. Bei hohen Frequenzen stellen auch leicht gekrümmte Leitungen Spulenteile dar. Auf den Aufbau und die räumliche Anordnung der Spulen soll im Rahmen dieser Beschreibung nicht weiter eingegangen werden, da dies allgemein bekannt ist.The nature, number and spatial position of the He coil coil 12 and the receiver coil 18 can be designed variably and can be adapted to the respective requirements of the area of use. In particular, the excitation and receiver coils 12 , 18 can be arranged on the same axis. It is also possible, among other things, to combine the excitation coil 12 and the receiver coil 18 in one unit and to determine measuring voltages in certain areas of the combined coil by suitable taps. The tap can also be arranged geometrically asymmetrically such that almost the entire length of the coil is assigned to the excitation or receiver purpose. At high frequencies, slightly curved lines also represent coil parts. The structure and spatial arrangement of the coils will not be discussed further in the context of this description, since this is generally known.

Wie bereits geschildert, wird durch die Prüfspannung in dem Prüfling 16 ein Wirbelstrom erzeugt. Dieser ist abhängig von einem elektrischen Widerstand des Prüflings 16. Durch den Einsatz hochfrequenter Prüf spannungen läßt sich der elektrische Widerstand derart herabsetzen, daß die bisherige Limitierung der zur Prüfung geeigneten Werkstoffe entfällt. So kann die hochfrequente Prüfspannung ausreichend starke Wirbelströme in elektrisch schlecht leitenden Ma terialien erzeugen, so daß auch hier eine zer störungsfreie Untersuchung ermöglicht wird.As already described, an eddy current is generated in the test object 16 by the test voltage. This depends on an electrical resistance of the test object 16 . By using high-frequency test voltages, the electrical resistance can be reduced in such a way that the previous limitation of the materials suitable for testing is eliminated. Thus, the high-frequency test voltage can generate sufficiently strong eddy currents in materials with poor electrical conductivity, so that a non-destructive examination is also made possible here.

Eine Störung der Messung, insbesondere durch uner wünschte Eigenresonanzen, kann durch die bevorzugte Ausgestaltung der Ansteuerschaltung 14 eliminiert werden. In Fig. 2 ist die Erzeugung der Prüfspannung mittels der Ansteuerschaltung 14 in schematischer Weise in einem Blockschaltbild dargestellt. Zunächst wird mittels eines Schwingkreises 40, insbesondere eines Transistorschwingkreises, eine Prüfspannung 42 mit einer dazugehörigen Amplitude und Phase erzeugt. Dem Schwingkreis 40 wird hierzu die benötigte Energie 41 (Spannung) zugeführt. Mit dieser Prüfspannung 42 wird die Erregerspule 12 beaufschlagt. Infolge einer Störung 44 wird rückwirkend der Schwingkreis 40 derart beeinflußt, daß sich eine Prüffrequenz der Prüfspannung 42 ändert. Die Störung 44 wird dabei durch das magnetische Gegenfeld des Wirbelstroms verursacht und ist selbst abhängig von der Eigen resonanz. Die Störung 44 wirkt sich dabei auf die Prüffrequenz der Prüfspannung 42 aus. Der Schwing kreis 40 ist dabei derart ausgestaltet, daß eine Störung der Frequenzstabilität eine kurz nach der Störung vorliegende und für die Zeit der Störung resultierende Änderung der Frequenz bewirkt. Durch diese Wechselwirkung ist die Prüffrequenz abstimmbar, und die Resonanzeinflüsse werden elimiert, das heißt, die Prüffrequenz ändert sich selbsttätig in Abhängig keit von den Resonanzmaxima. Der Aufbau und die Funktionsweise solcher Schwingkreise 40 ist bekannt und kann beispielsweise durch den Einbau geeigneter elektronischer Bauteile, die als Kondensatoren oder Potentiometer wirken, verwirklicht werden.A disturbance in the measurement, in particular due to undesired natural resonances, can be eliminated by the preferred configuration of the control circuit 14 . In FIG. 2, the generating the test voltage is illustrated by means of the drive circuit 14 schematically in a block diagram. First of all, a test voltage 42 with an associated amplitude and phase is generated by means of a resonant circuit 40 , in particular a transistor resonant circuit. For this purpose, the required energy 41 (voltage) is supplied to the oscillating circuit 40 . This test voltage 42 is applied to the excitation coil 12 . As a result of a fault 44 , the resonant circuit 40 is influenced retrospectively in such a way that a test frequency of the test voltage 42 changes. The disturbance 44 is caused by the magnetic opposing field of the eddy current and is itself dependent on the natural resonance. The fault 44 has an effect on the test frequency of the test voltage 42 . The oscillating circuit 40 is designed such that a disturbance in the frequency stability causes a change in the frequency that is present shortly after the disturbance and results for the time of the disturbance. As a result of this interaction, the test frequency can be tuned and the resonance influences are eliminated, that is to say the test frequency changes automatically depending on the resonance maxima. The structure and mode of operation of such resonant circuits 40 is known and can be implemented, for example, by installing suitable electronic components which act as capacitors or potentiometers.

Nach der Erfassung der Meßspannung in der Empfänger spule 18 erfolgt deren Auswertung in der Auswerte schaltung 20. Der Ablauf der Auswertung der Meß spannung ist dabei in Fig. 3 in einem schematischen Blockschaltbild dargestellt. Durch die Auswerte schaltung 20 werden der unerwünschte Einfluß der Oberwellen, hochfrequentes Rauschen und Probleme bei der Umwandlung des analogen Signals in ein digitales Signal behoben.After the detection of the measurement voltage in the receiver coil 18 , its evaluation takes place in the evaluation circuit 20 . The course of the evaluation of the measurement voltage is shown in Fig. 3 in a schematic block diagram. The evaluation circuit 20 eliminates the undesirable influence of the harmonics, high-frequency noise and problems with the conversion of the analog signal into a digital signal.

Zunächst wird die Meßfrequenz, mit der die Meß spannung in der Empfängerspule 18 abgegriffen wird, durch Hochfrequenzdemodulatoren 50 in eine Zwischen frequenz heruntergesetzt. Diese heruntergesetzte Frequenz ermöglicht eine fehlerfreie Umwandlung des analogen Signals in ein digitales Signal mittels eines AD-Wandlers 54. Der Hochfrequenzdemodulator 50 ist derart ausgestaltet, daß die Meßfrequenz mit einer Hilfsfrequenz gemischt wird. Die Hilfsfrequenz ist variabel und kann damit optimal den jeweiligen Meßbedingungen angepaßt werden. Beispielsweise ist die Hilfsfrequenz abhängig von der Prüffrequenz, dem Prüfling, Randbedingungen der Prüfung oder der gleichen. Aufbau und Funktionsweise solcher Hoch frequenzdemodulatoren 50 sind bekannt und werden daher im Rahmen der Beschreibung nicht weiter er läutert.First, the measurement frequency with which the measurement voltage is tapped in the receiver coil 18 is reduced by high-frequency demodulators 50 to an intermediate frequency. This reduced frequency enables an error-free conversion of the analog signal into a digital signal by means of an AD converter 54 . The high-frequency demodulator 50 is designed such that the measurement frequency is mixed with an auxiliary frequency. The auxiliary frequency is variable and can therefore be optimally adapted to the respective measurement conditions. For example, the auxiliary frequency depends on the test frequency, the test object, boundary conditions of the test or the like. The structure and mode of operation of such high-frequency demodulators 50 are known and are therefore not further explained in the context of the description.

Nach der Herabsetzung der Meßfrequenz weist das Signal weiterhin quasiperiodische Störsignale auf, die unter anderem durch Oberwellen und hochfrequentes Rauschen entstehen. Zur Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses und Beseitigung der Stör signale sind in der erfindungsgemäßen Auswerte schaltung 20 elektronische Bauteile 52 vorgesehen. Mittels der elektronischen Bauteile 52 wird die heruntergesetzte Meßfrequenz vor der Digitalisierung gefiltert und geglättet. Derartige elektronische Filter sind bekannt. Vorzugsweise besteht der elek tronische Filter aus induktiv und kapazitiv wirkenden Gliedern.After the measurement frequency has been reduced, the signal continues to have quasi-periodic interference signals, which are caused, inter alia, by harmonics and high-frequency noise. To improve the signal / noise ratio and eliminate the interference signals 20 electronic components 52 are provided in the evaluation circuit according to the invention. The reduced measuring frequency is filtered and smoothed before the digitization by means of the electronic components 52 . Such electronic filters are known. Preferably, the electronic filter consists of inductive and capacitive elements.

Das durch die Hochfrequenzdemodulatoren 50 und die elektronischen Bauteile 52 verarbeitete Meßsignal wird anschließend in dem AD-Wandler 54 in ein digita les Signal umgewandelt und über ein Kabel 22 der Rechnereinheit 24 zur weiteren Bearbeitung zur Verfügung gestellt.The measured signal processed by the high-frequency demodulators 50 and the electronic components 52 is then converted into a digital signal in the AD converter 54 and made available to the computer unit 24 for further processing via a cable 22 .

Claims

1. Eddy current probe for the non-destructive examination of test specimens, with at least one excitation coil, which can be acted upon by a high-frequency alternating voltage (test voltage) for inducing an eddy current in the test specimen, with at least one receiver coil, through which a resulting magnetic field generated by the eddy current in the test specimen is detectable and convertible into a measurement voltage, and with a control circuit for generating the test voltage and an evaluation circuit for evaluating the measurement voltage, characterized in that a frequency of the test voltage (test frequency) can be generated in a range from 20 MHz to 2 GHz.

2. Eddy current probe according to claim 1, characterized in that the excitation coil ( 12 ), the receiver coil ( 18 ), the control circuit ( 14 ) and the evaluation circuit ( 20 ) in a probe housing ( 26 ) of the eddy current probe ( 10 ) are housed .

3. eddy current probe according to claim 2, characterized in that the excitation coil ( 12 ) and the receiver coil ( 18 ) in a the device under test ( 16 ) facing first part ( 28 ) of the probe housing ( 26 ) and the control circuit ( 14 ) and the Evaluation circuit ( 20 ) in a second part ( 30 ), which is defined by a shield ( 32 ) in the probe housing ( 26 ), are housed.

4. Eddy current probe according to one of the previous ones Claims, characterized in that the test frequency is tunable.

5. Eddy current probe according to claim 4, characterized in that the test frequency can be generated by means of an oscillating circuit ( 40 ) and, depending on resonance maxima, which represent a disturbance ( 44 ) of the measuring voltage, a change in the test frequency during or shortly after the disturbance ( 44 ) and can be effected for the duration of the fault ( 44 ).

6. Eddy current probe according to one of the previous ones Claims, characterized in that the test frequency before evaluation to the intermediate frequency can be reduced.

7. Eddy current probe according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit ( 20 ) comprises at least one high-frequency demodulator ( 50 ) for reducing the test frequency.

8. eddy current probe according to claim 7, characterized in that the high-frequency demodulator ( 50 ) reduces the test frequency in dependence on a predetermined by the test frequency auxiliary frequency.

9. Eddy current probe according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit ( 20 ) comprises an A / D converter for digitizing the reduced measuring frequency.

10. Eddy current probe according to one of the preceding Claims, characterized in that the down set measuring frequency before digitization tert and smoothed.

11. Eddy current probe according to claim 10, characterized in that the evaluation circuit ( 20 ) includes electronic components ( 52 ) which act as inductors and / or capacitors and filter and smooth the measuring frequency.