DE19932035A1 - Material combination film for thermographic recording of surface temperature distributions consists of magnetic material on flexible carrier film - Google Patents

Material combination film for thermographic recording of surface temperature distributions consists of magnetic material on flexible carrier film

Info

Publication number
DE19932035A1
DE19932035A1 DE1999132035 DE19932035A DE19932035A1 DE 19932035 A1 DE19932035 A1 DE 19932035A1 DE 1999132035 DE1999132035 DE 1999132035 DE 19932035 A DE19932035 A DE 19932035A DE 19932035 A1 DE19932035 A1 DE 19932035A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
film
material combination
carrier film
flexible carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1999132035
Other languages
German (de)
Inventor
Olaf Hesse
Wolfgang Tobias
Otto Latzusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BRUNEL IMG GMBH, 99734 NORDHAUSEN, DE
Original Assignee
INST MASCHINEN ANTRIEBE und EL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INST MASCHINEN ANTRIEBE und EL filed Critical INST MASCHINEN ANTRIEBE und EL
Priority to DE1999132035 priority Critical patent/DE19932035A1/en
Publication of DE19932035A1 publication Critical patent/DE19932035A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/36—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils
    • G01K7/38—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils the variations of temperature influencing the magnetic permeability
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

A finely structured magnetic material (2) having a defined Curie point and magnetic characteristics (such as saturation magnetisation, coercive field intensity, permeability) having defined temperature dependence is applied to a flexible carrier film (1). This material combination is magnetised before the recording process and then applied to the surface to be examined until thermal equilibrium is reached. Then the material combination is removed and the magnetic field distribution of the material is measured in a reading device and evaluated as a measure of the temperature distribution.

Description

Das Verfahren unter Anwendung der Materialkombination hat die Aufgabe, Oberflächentemperaturverteilungen mit Hilfe magnetischer Prinzipien aufzuzeichnen, zu speichern und in einem anschließenden Ausleseprozeß zu digitalisieren.The process using the material combination has the task Record surface temperature distributions using magnetic principles, too save and digitize in a subsequent readout process.

Diese Aufgabe kann heute dem Stand der Technik entsprechend mit Hilfe der Infrarot- Thermografie gelöst werden. Allerdings sind für deren Durchführbarkeit bestimmte Voraussetzungen erforderlich: die zu untersuchende Oberfläche muß für das Kamerasystem zugänglich sein, die Oberfläche muß einen definierten, möglichst hohen Emissionsgrad besitzen. Sind diese Voraussetzungen nicht gegeben, bietet sich das Bestücken der Oberfläche mit Einzeltemperatursensoren an. Damit ist nur eine eingeschränkte geometrische Auflösung möglich. Eine weitere Alternative ist die Verwendung von mit thermochromen Materialien (z. B. cholesterinischen Flüssigkristallen, Salzen mit definierten Phasen- und Farbumwandlungen u. a.) beschichteten Folien. Damit kann in der Regel nur ein eingeschränkter Temperaturbereich bzw. das Überschreiten einer bestimmten Temperatur erfaßt werden. Eine Speicherung und Digitalisierung des erfaßten Temperaturverteilungs­ bildes ist schwierig.According to the state of the art, this task can be Thermography can be solved. However, certain are feasible for their feasibility Requirements required: the surface to be examined must be for the camera system be accessible, the surface must have a defined, as high as possible emissivity have. If these requirements are not met, the surface can be populated with individual temperature sensors. This is only a limited geometric resolution possible. Another alternative is to use thermochromic materials (e.g. cholesteric liquid crystals, salts with defined phase and Color conversions and a.) coated films. As a rule, only one restricted temperature range or exceeding a certain temperature be recorded. Storage and digitization of the recorded temperature distribution picture is difficult.

Das Verfahren unter Verwendung der Materialkombination nach Anspruch 1 ist in der Lage, Temperaturverteilungen an äußeren und inneren Oberflächen zu erfassen und in Form einer von der Oberflächentemperatur abhängigen Magnetisierung dauerhaft zu speichern. In einem anschließenden Ausleseprozeß wird die örtliche Verteilung der Magnetisierung als Maß für die Oberflächentemperaturverteilung mit geeigneten Magnetfeldsensoren erfaßt. Die Meßsignale werden digitalisiert und abgespeichert. Mit Hilfe von Kalibrierdaten kann daraus die Oberflächentemperaturverteilung berechnet werden.The method using the material combination according to claim 1 is able to To record temperature distributions on outer and inner surfaces and in the form of a permanent storage of magnetization dependent on the surface temperature. In one subsequent readout process uses the local distribution of the magnetization as a measure of the surface temperature distribution is recorded with suitable magnetic field sensors. The Measurement signals are digitized and saved. With the help of calibration data it can the surface temperature distribution can be calculated.

Das Verfahren wird erfindungsgemäß so gelöst, daß eine Materialkombination mit solchen magnetischen Materialien verwendet wird, die einen definiertem Curiepunkt und eine definierte Temperaturabhängigkeit ihrer magnetischen Eigenschaften wie z. B. Sättigungsmagnetisierung, Permeabilität, Remanenz u. a. aufweisen. The method is solved according to the invention so that a combination of materials with such Magnetic materials are used that have a defined Curie point and a defined temperature dependence of their magnetic properties such as B. Saturation magnetization, permeability, remanence and a. exhibit.  

In einem Ausführungsbeispiel besteht die Materialkombination aus einer thermoplastischen Trägerfolie (1), auf die das magnetische Material (2) (z. B. eine weichmagnetische Ni-Fe- Legierung mit 30% Ni und 70% Fe) in Form parallel orientierter Nadeln oder Streifen aufgebracht ist, und einem nichtmagnetischen Material für die Wärmekontaktierung (3), z. B. einer klebstoffbeschichteten Aluminiumfolie.In one embodiment, the material combination consists of a thermoplastic carrier film ( 1 ) onto which the magnetic material ( 2 ) (e.g. a soft magnetic Ni-Fe alloy with 30% Ni and 70% Fe) in the form of needles or strips oriented in parallel is applied, and a non-magnetic material for the heat contact ( 3 ), for. B. an adhesive-coated aluminum foil.

Eine mögliche Aufbauvariante wird in Fig. 1 dargestellt. Der Teststreifen mit der dargestellten Struktur gestattet die Temperaturaufzeichnung entlang einer Linie. Durch Aneinanderreihung solcher Teststreifen wird eine flächige Temperaturerfassung möglich.A possible construction variant is shown in Fig. 1. The test strip with the structure shown allows the temperature to be recorded along a line. By lining up such test strips, a flat temperature measurement is possible.

Der Aufzeichnungsprozeß geschieht in folgender Weise:
The recording process is done in the following way:

  • 1. Zunächst werden die Streifen des magnetischen Materials (2) in geeigneter Weise magnetisiert. Durch Messung der Magnetfeldverteilung über dem Material mit Hilfe geeigneter Magnetfeldsensoren (z. B. empfindlicher magnetoresistiver Sensoren) wird der Ausgangszustand fixiert. Dabei wird durch den Aufbau des Materialverbundes (z. B. möglichst homogene Verteilung des magnetischen Materials, gleichbleibende Schichtdicke), durch den Magnetisierungsprozeß und durch den Ausleseprozeß sichergestellt, daß ein gleichmäßiger und reproduzierbarer Ausgangszustand vorhanden ist.
    Fig. 2 zeigt eine mögliche Variante der Magnetisierung für die Aufbauvariante des Materials gemäß Fig. 1. Zur Magnetisierung wird ein geschlossener magnetischer Kreis z. B. aus Transformatorenblech (4) verwendet. Der magnetische Fluß wird durch eine Spule (5) erzeugt. In einem Schlitz (6) stellt sich der magnetische Fluß in der mit Pfeil markierten Richtung ein. Beim Hindurchziehen des Teststreifens (7) durch den Schlitz (6) werden die Streifen des Magnetmaterials (2) in ihrer Längsrichtung magnetisiert.    1. First, the strips of magnetic material ( 2 ) are magnetized in a suitable manner. The initial state is fixed by measuring the magnetic field distribution over the material using suitable magnetic field sensors (e.g. sensitive magnetoresistive sensors). The structure of the composite material (e.g. the most homogeneous possible distribution of the magnetic material, constant layer thickness), the magnetization process and the readout process ensure that a uniform and reproducible initial state is present.
    FIG. 2 shows a possible variant of the magnetization for the construction variant of the material according to FIG. 1. A closed magnetic circuit z. B. from transformer sheet ( 4 ) used. The magnetic flux is generated by a coil ( 5 ). In a slot ( 6 ), the magnetic flux is set in the direction marked by the arrow. When the test strip ( 7 ) is pulled through the slot ( 6 ), the strips of the magnetic material ( 2 ) are magnetized in their longitudinal direction.
  • 2. Der Teststreifen wird auf die zu untersuchende Oberfläche mit gleichmäßigem Wärmekontakt aufgebracht und verbleibt auf der Oberfläche bis zur Einstellung des thermischen Gleichgewichtes. Anschließend wird er von der Oberfläche abgezogen. 2. The test strip is applied to the surface to be examined with a uniform Thermal contact applied and remains on the surface until the setting of thermal equilibrium. Then it is pulled off the surface.  
  • 3. Es wird die Magnetfeldverteilung über dem Teststreifen in gleicher Weise wie bei Schritt 1. gemessen. Die Restmagnetisierung ist dabei abhängig von der während des Kontaktes zur Oberfläche erreichten Temperatur, da eine mit steigender Temperatur eine stärkere Entmagnetisierung des Magnetmaterials stattfindet. Mit Hilfe von. Kalibrierdaten kann aus der Magnetfeldverteilung die Temperaturverteilung auf der untersuchten Oberfläche berechnet werden.3. The magnetic field distribution over the test strip is the same as for Step 1. measured. The residual magnetization is dependent on that during the Contact to the surface temperature reached, since one with increasing temperature a stronger demagnetization of the magnetic material takes place. With the help of. Calibration data can from the magnetic field distribution, the temperature distribution on the investigated surface can be calculated.

Die Temperaturauflösung hängt entscheidend vom verwendeten Magnetmaterial ab. Für die Bestimmung von Temperaturverteilungen im Bereich von 35°C bis ca. 60°C eignen sich beispielsweise Eisen-Nickel-Legierungen mit einem Nickelgehalt von ca. 30%, bei denen die Temperaturabhängigkeit der magnetischen Parameter über eine gezielte Wärmebehandlung eingestellt wird. Durch Variation der chemischen Zusammensetzung und der Wärmebehandlung sind andere Temperaturbereiche einstellbar.The temperature resolution depends crucially on the magnetic material used. For the Determination of temperature distributions in the range from 35 ° C to approx. 60 ° C are suitable for example iron-nickel alloys with a nickel content of approx. 30%, in which the Temperature dependency of the magnetic parameters via targeted heat treatment is set. By varying the chemical composition and the Other temperature ranges can be set for heat treatment.

Das Aufzeichnungsverfahren ist für verschiedene Anwendungen einsetzbar, bei denen Oberflächentemperaturverteilungen dargestellt werden müssen. Anwendungsgebiete gibt es im thermischen Maschinenbau, bei der Anlageninspektion und im Bereich der zerstörungsfreien Materialprüfung, wenn eine Anwendung der Thermografie z. B. wegen der unzureichenden Zugänglichkeit nicht möglich oder aber zu kostspielig ist. The recording method can be used for various applications in which Surface temperature distributions must be shown. There are application areas in thermal mechanical engineering, in plant inspection and in the area of non-destructive material testing if an application of thermography z. B. because of insufficient accessibility is not possible or is too expensive.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Trägerfolie
Carrier film

22nd

Magnetisches Material
Magnetic material

33rd

Material für Wärmekontakt
Material for thermal contact

44th

Magnetisierungsjoch
Magnetization yoke

55

Magnetisierungsspule
Magnetizing coil

66

Schlitz
slot

77

Aufzeichnungsmaterial
Recording material

Fig. 1 Aufbauvariante der Materialkombination Fig. 1 construction variant of the material combination

Fig. 2 Aufbauvariante der Magnetisierungseinrichtung für Aufbauvariante der Materialkombination gemäß Fig. 1 Fig. 2 construction variant of the magnetising means for construction variant of the material combination according to Fig. 1

Claims (5)

1. Materialkombination und Verfahren zur Aufzeichnung von Oberflächentemperaturverteilungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine flexible Trägerfolie (1) ein feinstrukturiertes magnetisches Material (2) mit definiertem Curiepunkt und definierter Temperaturabhängigkeit seiner magnetischen Eigenschaften (z. B. Sättigungsmagnetisierung, Koerzitivfeldstärke, Permeabilität) aufgebracht wird und daß diese Materialkombination vor dem Aufzeichnungsprozeß magnetisiert wird, anschließend auf die zu untersuchende Oberfläche bis zur Einstellung des thermischen Gleichgewichts aufgebracht wird und danach abgezogen wird und in einer Leseeinrichtung die Magnetfeldverteilung über dem Material gemessen und als Maß für die Temperaturverteilung gewertet wird.1. Material combination and method for recording surface temperature distributions, characterized in that a finely structured magnetic material ( 2 ) with a defined Curie point and a defined temperature dependence of its magnetic properties (e.g. saturation magnetization, coercive field strength, permeability) is applied to a flexible carrier film ( 1 ) and that this combination of materials is magnetized before the recording process, then applied to the surface to be examined until the thermal equilibrium is reached and then removed, and the magnetic field distribution over the material is measured in a reading device and evaluated as a measure of the temperature distribution. 2. Materialkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Trägerfolie (1) ein magnetisches Pulver mit Eigenschaften gemäß Anspruch 1 aufgebracht wird, wobei das Pulver so aufzubringen ist, daß eine deutliche axiale Anisotropie der Magnetisierbarkeit (möglichst senkrecht zur Folienebene) erzielt wird.2. Material combination according to claim 1, characterized in that a magnetic powder with properties according to claim 1 is applied to the carrier film ( 1 ), the powder being applied so that a clear axial anisotropy of the magnetizability (as perpendicular to the film plane as possible) is achieved . 3. Materialkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Trägerfolie (1) magnetische Folienstreifen mit Eigenschaften gemäß Anspruch 1 aufgebracht werden, wobei die Folienstreifen eine gestreckte Form haben und parallel zueinander angeordnet sind, so daß eine deutliche Anisotropie der Magnetisierbarkeit entsteht und die Wechselwirkung magnetisierter Bereiche mit entmagnetisierten Bereichen gering ist.3. Material combination according to claim 1, characterized in that on the carrier film ( 1 ) magnetic film strips are applied with properties according to claim 1, wherein the film strips have an elongated shape and are arranged parallel to one another, so that a clear anisotropy of magnetizability arises and the Interaction of magnetized areas with demagnetized areas is low. 4. Folie nach Anspruch 1, durch gekennzeichnet, daß sie ausschließlich aus einer Magnetfolie mit Eigenschaften gemäß Anspruch 1 besteht.4. A film according to claim 1, characterized in that it consists exclusively of a magnetic film with properties according to claim 1. 5. Materialkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hartmagnetisches oder weichmagnetisches Material mit magnetischen Eigenschaften gemäß Anspruch 1 und Konfiguration gemäß Ansprüchen 2 bis 4 aufgebracht wird.5. Material combination according to claim 1, characterized in that hard magnetic or soft magnetic material with magnetic properties according to claim 1 and Configuration according to claims 2 to 4 is applied.
DE1999132035 1999-07-09 1999-07-09 Material combination film for thermographic recording of surface temperature distributions consists of magnetic material on flexible carrier film Withdrawn DE19932035A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999132035 DE19932035A1 (en) 1999-07-09 1999-07-09 Material combination film for thermographic recording of surface temperature distributions consists of magnetic material on flexible carrier film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999132035 DE19932035A1 (en) 1999-07-09 1999-07-09 Material combination film for thermographic recording of surface temperature distributions consists of magnetic material on flexible carrier film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19932035A1 true DE19932035A1 (en) 2001-01-11

Family

ID=7914206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999132035 Withdrawn DE19932035A1 (en) 1999-07-09 1999-07-09 Material combination film for thermographic recording of surface temperature distributions consists of magnetic material on flexible carrier film

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19932035A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018309A1 (en) * 2012-07-04 2016-05-11 MAN Truck & Bus AG Waste gas treatment system for combustion engines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018309A1 (en) * 2012-07-04 2016-05-11 MAN Truck & Bus AG Waste gas treatment system for combustion engines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lyberatos et al. The fluctuation field of ferromagnetic materials
Biggin et al. The application of acceptance criteria to results of Thellier palaeointensity experiments performed on samples with pseudo-single-domain-like characteristics
DE2107076C3 (en) Magnetic layer thickness meter
DE102011005764A1 (en) Apparatus and method for measuring magnetic fields
WO2007025589A1 (en) Temperature sensor
Wun-Fogle et al. Enhancement of magnetostrictive effects for sensor applications
DE19932035A1 (en) Material combination film for thermographic recording of surface temperature distributions consists of magnetic material on flexible carrier film
DE3249443C2 (en) Magnetic recording medium for assisting in erasing a magnetic latent image
JP2008039736A (en) Method for evaluating magnetic characteristics of permanent magnet
Paige et al. High precision torque hysteresis measurements on fine particle systems
Gustard et al. Anomalously High Remanence in (γ− Fe2O3) 1− x·(α− Fe2O3) x Particles
Liu et al. Stray flux effects on the magnetic hysteresis parameters in NDE of low carbon steel
DE2558897C3 (en) Test plate for calibrating coating thickness measuring devices
Bieńkowski et al. New method of characterization of magnetoelastic properties of amorphous ring cores
EP0381406A3 (en) Apparatus for and method of measuring magnetic flux density
DE1473353A1 (en) Magnetographic process
Ehle et al. A combined magneto-mechanical characterization procedure for magnetic shape memory alloys
US3144520A (en) Magnetostrictive record and recording apparatus
Feinberg et al. Placed in a steady magnetic field, the flux density inside a permalloy-shielded volume decreases over hours and days
Ionita et al. Correction of measured magnetization curves using finite element method
AT209423B (en) Electromagnetic differential probe
DE102010009161A1 (en) Improvement of the detection limit of magnetically labeled samples
Hancock et al. Characterisation of magnetic pigment dispersions using pulsed magnetic fields
DE4126810A1 (en) Determining the remanence of ferromagnetic component for non-destructive materials testing - magnetising component with field of cooled magnetising coil and determining remanence taking account of premagnetisation
US5844129A (en) Method for determining the magnetic contamination of a surface

Legal Events

Date Code Title Description
8122 Nonbinding interest in granting licenses declared
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: BRUNEL IMG GMBH, 99734 NORDHAUSEN, DE

8141 Disposal/no request for examination