DE2211133C3 - Anordnung zum Untersuchen eines magnetisierten Rohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Untersuchen eines magnetisierten Rohres aus ferromagnet'-schem Material auf an Fehlerstellen aus der Rohroberfläche austretende magnetische Streuflüsse mit einer Magnetisierungseinrichtung zum Erzeugen eines ma

gung der Einflüsse von Störfeldern zwei entgegen- 30 gnetischen Flusses in der Rohrwand, mit mindestens

geschaltete, in verschiedenem Abstand von der Rohroberfläche (27) angebrachte magnetosensitive Elemente (29,30,74,75) besitzt.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (18, 59) aus einem ferromagnetischen Kern (25, 60) mit mindestens einer auf den Kern aufgebrachten Wicklung (29,63) besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Kern (25, 60) zwei elektrisch gegensinnig zusammengeschaltete Wicklungen (29,30) aufweist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung einer auf magnetischen Streufluß ansprechenden Sonde, deren der Rohroberfläche zugewandte Fläche in Richtung des magnetischen Flusses etwa der Wandstärke des Rohres entsprechende Abmessungen aufweist, mit einer Transporteinrichtung zum Erzeugen einer relativen Bewegung zwischen der Rohroberfläche und der die Rohroberfläche abtastenden magnetosensitiven Sonde, die in einem kurzen Abstand von der Rohroberfläche angebracht ist.

Eine derartige Anordnung ist beschrieben im USA,-Patent 35 68 049. Bei dieser und bei anderen Streuflußprüfanordnungen muß der als schwerwiegender Nachteil empfundene Umstand in Kauf genommen werden, daß Innenfehler von einem auf der Außenseite des

(63) tragende Teil (62) des Kernes (60) wesentlich 45 Rohres befindlichen Streuflußempfänger mit wesent-

geringere Abmessungen in Richtung des magnetischen Flusses aufweist, als die der Rohroberfläche (27) zugewandte Fläche der Sonde (59).

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (70) aus einem unteren, der Rohroberfläche (27) benachbarten Kernteil (71), aus einem mittleren (73) und aus einem oberen Kernteil (72) ferromagnetischen Materials sowie aus zwei elektrisch gegeneinandergeschalteien magnetfeldempfindlichen Elementen (74, 75) von denen eines zwischen dem unteren und dem mittleren Kernteil, das andere zwischen dem mittleren und dem oberen Kernteil angebracht ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden (18,59, 70,90), deren Rohroberfläche (27) zugewandte Flächen in Richtung des magnetischen Flusses unterschiedliche Abmessungen ausweisen, austauschbar sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde einen ringförmigen Kern (91) aus ferromagnetischem Material aufweist, auf dessen zwei Schenkeln jeweils eine Wicklung lieh geringerer Empfindlichkeit nachgewiesen werden als Außenfehler, wobei unter Innen- und Außenfehler Fehler an der Innen- bzw. Außenseite der Rohrwand verstanden sein sollen. Dem stehen Forderungen ent-

5& gegen, wie etwa die einer Prüfnorm, die verlangt, daß Rohre mit die Rohrwand um mehr als 10% schwächeren Fehlern zurückzuweisen sind, unabhängig davon, ob sich die Fehler an der Innenseite, der Außenseite oder im Innern der Rohrwand befinden.

In einer früheren Patentanmeldung des Anmelders (DT-OS 20 37 787) wird eine Anordnung vorgeschlagen, in der eine annähernde Angleichung der Anzeigen von Fehlern verschiedener Tiefenlage dadurch erreicht wird, daß die Einzelsonden eines Differenzsondenpaares zur Streuflußermittlung in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet werden. Bei diesem Abstand fallen für einen Innenfehler ein Maximum der Anzeigen der einen Einzelsonde mit dem gleichgepolten Maximum der anderen Einzelsonde zusammen und addieren sich zu einer verstärkten Anzeige des Innenfehlers, während für einen Außenfehler die Maxima nicht mehr zusammenfallen. Als nachteilig zeigt sich bei diesem Verfahren, daß in jedem Fall zur guten Anglei-

chung der Anzeige von Innenfehlern an die Anzeige von Außenfehlern ein elektronisches Filtern der Streuflußsignale notwendig ist Dazu koTimt, daß durch die notwendige Differenzausführung der Sondenwand sich •egenüber Einfachsonden verdoppelt.

Durch eine frühere USA-Patentschrift (28 81 i37) ist es bekannt, bei der Streuflußermittlung zwei verschiedene Arten von Induktionssonden einzusetzen, von denen die eine praktisch nur auf die steilen und kurzen

Flußänderungen eines Außenfehiers anspricht, wäh- <o ist dies der Fall, wennder Riß und die Mitte der Sonde rend die andere außerdem noch auf die flachen und brei- sich gegenüberstehen. In diesem Augenblick würde bei ten Flußänderungen eines Innenfehlers anspricht, die ja eine wesentlich geringere Intensität aufweisen. Dabei sollen unter Induktionssonden solche Streunußempfänger verstanden werden, in die auf Grund ihrer konstan- !5 fen relativen Bewegung gegenüber dem Streufluß elektrische Signale mit zum Streufluß proporitinaler Höhe induziert werden. Zu dem oben angegebenen Zweck bestehen die Induktionssonden der erstgenannten Art in kurzen und engen Spulen, während als Induktionssonden der zweitgenannten Art wesentlich längere und weitere Spulen vorzusehen sind.

Diese zuletzt genannten Spulen, die nach dem zuvor Gesagten sowohl Außen- als auch Innenfehler erfassen können, weisen jedoch keineswegs für einen Innenfehler die gleiche Empfindlichkeit auf wie für einen Außenfehler. Vielmehr müssen nach wie vor Aubenfehler und Innenfehler getrennt begutachtet werden. Allerdings ist man in der Lage zu entscheiden, daß es sich

um einen Innenfehler handelt, wenn nur Signale in der 30 Sonde ohne die genannte Krümmung wesentlich über langen, weiten Spule empfangen wurden. das genannte Maß der Wandstärke des zu prüfenden

Abmessungen dieser Spulen in der Richtung Zeit des Vorbeilaufens an der Sonde in gleicher Anzahl in die Sonde eintreten und in entgegengesetzter Richtung aus ihr wieder heraustreten und daher zur Flußänderung in der Sonde während dieser Zeit nichts beitragen. Im Gegensatz dazu treten bei den langwelligen Streuflußänderungen von Innenfehlern nur in einem Augenblick eine gleiche Anzahl von Feldlinien in die Sonde ein, wie im gleichen Augenglick Feldlinien in umgekehrter Richtung die Sonde verlassen, und zwar

einer Feldsonde ein Nulldurchgang der Signalspannung liegen, während die Induktionssonde in diesem Augenblick ein Maximum der Signalspannung aufweisen würde, weil im genannten Zeitpunkt die Flußänderung am größten ist.

Durch die im ersten Patentanspruch geforderte Krümmung der der Rohroberfläche zugewandten Fläche der Sonde und durch die mit der Krümmung verbundene Variation der Abstände zwischen der genannten Fläche der Sonde und der Rohroberfläche wird verhindert, daß es bei den kurzwelligen Streuflußänderungen eines Außenfehlers zur Ausbildung eines Signalspannungsverlaufs mit zwei Hökern kommt. An sich könnte erwartet werden, daß während des Vorbeilaufens des mittleren Teils der Sonde an einem Außenfehler sich ein Einbruch in den Verlauf der Signalspannung ergeben würde. Vor allen dann, wenn man die Abmessungen des den Streufluß aufnehmenden Teils einer

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4°

Die Abmessungen dieser spulen in senkrecht zu den zu erwartenden Fehlern sind relativ gering, während ihre Abmessungen in der Richtung der zu erwartenden Fehler um ein Vielfaches größer sind. Das führt dazu, daß bei kurzen Fehlern die in der Spule indizierte Spannung nicht nur von der Fehlertiefe, sondern auch von der Fehlerlänge abhängt, denn die Spannung wird um so größer sein, einen je größeren Anteil etwa ein in der Längsrichtung der länglichen Spule gelegener Riß im Vergleich zur Spulenlänge einnimmt. Dieser Umstand ist jedoch unerwünscht, denn er macht eine eindeutige Ermittlung des Betrages der Querschnittsschwächung eines Rohres unmöglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit geringem Aufwand für gleich große Außen- und Innenfehler auch etwa gleich große, der Querschittschwächung des Rohres durch die Fehler entsprechende Anzeigen erzielt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung der eingangs genannten Art, bei der die der Rohroberfläche zugewandte Fläche der Sonde mit einer Krümmung versehen ist, die eine Zunahme des Abstandes zwischen der Rohroberfläche und der Sonde in Richtung des magnetischen Flusses nach außen bewirkt und bei der die Sonde in Richtung des magnetischen Flusses Abmessungen aufweist, die groß sind gegenüber den Abmessungen in Richtung des bevorzugten Fehlerverlaufs.

Die weitgehende Ang'.eichung der Anzeige von Innenfehlern an die Anzeige gleich großer Außcnfehler wird dadurch möglich, daß speziell in der Richtung des magnetischen Flusses eine Sondenabmessung gewählt wurde, die die Unterdrückung der kurzweiligen Streuflußänderungen von Außenfehlern in einem gewünschten Maß gewährleistet. Dies geschieht dadurch, daß die Feldlinien solcher Außenfehler während eines Teils der Rohres hinaus verlängern würde, müßte bei Außenfehlern ein stärkerer Einbruch im Verlauf der Signalspannung auftreten. Durch die Verknüpfung der beiden Merkmale des ersten Patentanspruchs iäßt sich erreichen, daß nicht nur die von gleich großen Außen- und Innenfehlern abgeleiteten Signale mit etwa der gleichen Amplitude, sondern auch mit etwa der gleichen Form auftreten.

Zur Ausgestaltung der Erfindung im Sinne eines verbesserten Störabstandes wird vorgeschlagen, daß die Sonde zwei magnetosensitive Empfänger besitzt, die so angeordnet und dimensioniert sind, daß durch Differenzbildung äußere magnetische Störfelder weitgehend unterdrückt werden, während die magnetischen Fehler streuflüsse ungeschmälert angezeigt werden. Dies kanr z. B. bei Induktionssonden so erreicht werden, daß zwe in Differenz geschaltete Wicklungen vorgesehen sind von denen die eine sehr nahe an der Rohroberfläch< liegt und den Fehlerstreufluß voll empfängt, die ändert dagegen so weit von der Rohroberfläche entfernt ist daß sie vom Fehlerstreufluß praktisch unbeeinfluß bleibt und die beide den Magnetfluß von relativ homo genen Störfeldern im gleichen Umfang aufnehmen, se daß er sich in den beiden Wicklungen kompensiert.

Im folgenden soll die Erfindung mit einigen Beispie ien an Hand der F i g. 1 bis 8 näher erläutert werden. E zeigt im einzelnen

F i g. 1 eine Anordnung mit magnetischer Erregun; durch ein rotierendes Joch,

F i g. 2 eine Induktionssonde mit Kompensations wicklung,

F i g. 3 Registrierbilder von Innen- und Außenfer lern,

F i g. 4 umschaltbare induktionssonden,

F i g. 5 Induktionssonde besonderer Bauart,

F i g. 6 Sonde mit Hall-Kristallen,

F i g. 7 Streuflußsignale von verschiedenen Sonden,

F i g. 8 Induktionssonde mit Ringkern und einer Zusatzwicklung, die nur auf Außenfehler anspricht.

Bei der magnetischen Streuflußprüfung von Rohren hat sich in letzter Zeit für die Magnetisierung in transversaler Richtung die Benutzung rotierender Joche als besonders vorteilhaft erwiesen. Gegenüber dem Verfahren mit stromdurchfluteten Innenleitern erübrigt sich das schwierige Einfädeln und Kontaktieren der Innenleiter. Die Drehbewegung des Rotierjoches kann gleichzeitig für die Abtastung der Rohroberfiäche durch die Streuflußempfänger benutzt werden. In unserem Beispiel wird von dieser bewährten Magnetisierungsart Gebrauch gemacht. F i g. 1 zeigt eine Prüfanordnung, durch die das zu prüfende Rohr 1 von einer nicht dargestellten Transporteinrichtung in Richtung senkrecht zur Bildebene hilldurchgeführt wird, während das Rotierjoch 2, von einem ebenfalls nicht dargestellten Antrieb getrieben, eine Drehbewegung in Richtung von Pfeil 3 durchführt. Die Polschenkel 4 und 5 sind mit Erregerwicklungen 6 und 7 versehen. Ein über nicht dargestellte Schleifringe zugeführter Strom durch die Erregerwicklungen 6 und 7 hat magnetische Flüsse zur Folge, die sich von Polschenkeln 4 über den Polkopf 8, die Wände des Rohres 1, den Polkopf 9 zum Polschenkel 5 erstrecken und sich über die Wandungen 10 bzw. 11 des Rotierjoches schließen. Fehler in der Rohrwand, die in der Längsrichtung des Rohres 1 verlaufen, erzeugen Streuflüsse, und zwar die Innenfehler 12, 13 die langwelligen Streuflüsse 20, 21 und der Außenfehler 14 der kurzwelligen Streufluß 15. Zwei im Inneren des Rotierjoches 2 befestigte Halterungen 16 und 17 tragen als Streuflußempfänger die beiden Induktionssonden 18 und 19, die durch geeignete, in der Prüfpraxis hinreichend bekannte Maßnahmen in einem konstanten Abstand von der Rohroberfläche gehalten werden und bei Rotation des Rotierjoches 2 die Oberfläche des in Längsrichtung bewegten Rohres 1 in zwei Spiralbahnen abtasten.

In F i g. 2 ist Induktionssonde 18 noch einmal in vergrößertem Maßstab dagestellL Sie besitzt einen magnetisch hochpermeablen Kern 25 aus Ferrit oder Dynamoblech. Die untere Seite 26 des Kernes 25 ist der Oberfläche 27 des Rohres 1 mit dem Riß 28 zugewandt und weist in Richtung des Rohrumfangs, also in Richtung des magnetischen Flusses, eine der Krümmung der Rohroberfläche entgegengesetzte Krümmung auf, die höchstens in der Mitte durch ein kurzes ebenes Stück unterbrochen sein darf. Die Breite b des Kernes entspricht etwa der Dicke D des Rohrwand Der Kern 25 trägt an seinem unteren Ende eine Wicklung 29 und an seinem oberen Ende eine Wicklung 30. Die beiden Wicklungen 29 und 30 sind gegensinnig zusammengeschaltet. Ihre beiden Anschlußklemmen 31 sind über nicht dargestellte Schleifkontakte des Rotierjoches 2 nach draußen geführt und mit dem Eingang der Signalauswertung verbunden. Die untere Wicklung 29 ist eng mit den von einem Fehler wie etwa dem Riß 28 ausgehenden Streuflüssen verkoppelt, während die Wicklung 30 von Fehlerstreuflüssen kaum noch beeinflußt wird. Andererseits treten die Feldlinien 32 äußerer Störfelder im fast gleichen Umfang durch beide Wicklungen 29 und 30 hindurch, so daß sie sich dort praktisch kompensieren. Wo äußere Störfelder keine große Bedeutung haben, kann selbstverständlich auch mit einer einzigen Wicklung gearbeitet werden.

Beim Betrieb des Rotierjoches 2 gelangen die Streuflußfeldlinien 15, 20 und 21 der Fehler i4, 12 und 13 in den Bereich der rotierenden Sonden 18 bzw. 19. Man kann deutlich erkennen, daß die kurzwelligen Feldlinien 15 des Außenfehlers 14 durch den Kern 25 der Sonde 18 für eine gewisse Zeit während des Vorbeilaufs der Sonden kurzgeschlossen werden, wodurch die gewünschte Anhebung der Anzeige von Innenfehlern erfolgt.

In Fig.3a sind die Signale der Sonde 18 ihres Vorbeilaufs an den künstlichen Fehlern 14, 12 und 13 dargestellt. Die Impulse 35 und 36 führen vom Außenfehler 14 bzw. vom Innenfehler 12 her, deren Fehlertiefe bei 10% der Rohrwand liegt. Beide Impulse zeigen die gleiche Impulshöhe, obwohl die Höhe an den zugehörigen Streuflüssen erhebliche Unterschiede aufweisen. Impuls 37 gehört zum Innenfehler 13, der bei einer Fehis lertiefe von 20% der Wandstärke auch etwa die doppelte Impulshöhe der beiden übrigen Fehler erzielt. Die Wandstärke D des geprüften Rohres und die Breite b der Sonde 18 betrugen bei diesem Versuch etwa 10 mm.

Fig.3b zeigt zum Vergleich Fehlerimpulse, die mit den gleichen Fehlern und unter den gleichen Magnetisierungsbedingungen von einer Hall-Sonde herkömmlicher Art mit einer wirksamen Fläche von 1 χ 1 mm an Stelle der Sonde 18 aufgenommen wurden. Impuls 38, vom Außenfehler 14 herrührend, zeigt sich hier wesentlich größer als der vom gleich großen lnnenfehjer 12 herrührende Impuls 39. Impuls 40 gehört zum Fehler 13 mit einer Fehlertiefe von 20% der Rohrwand.

Die Anpassung der Sonden an verschiedene Wandstärken von Rohren ist in einfacher Weise möglich. So kann man etwa die Sonden auswechselbar machen und für verschiedene Bereiche von Wandstärken das Einsetzen von Sonden mit unterschiedlicher Sondenbreite b versehen. Man kann auch nach F i g. 4 verschiedene Sonden 45, 46,47 mit unterschiedlicher Sondenbreite b unmittelbar nebeneinander anordnen, deren eine Anschlüsse 48, 49,50 an Masse zusammenlegen und deren andere Anschlüsse 51,52,53 an die Kontakte eines Umschalters 54 legen, mit dessen Hilfe dann eine beliebige der vorgesehenen Sonden ausgewählt werden kann.

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Sonde. Der Kern 60 dieser Sonde 59, der ebenfalls aus Ferrit oder Dynamoblech bestehen kann, besitzt einen Balken 61, dessen Unterseite 64 der Rohroberfläche zugewandt ist, und einen Schenkel 62, der die Wicklung 63 trägt. Die Breite b des Balkens 61, die sich in der Richtung des magnetischen Flusses erstreckt, soll bei diesel Ausführungsform etwa der Wandstärke D des zu prü fenden Rohres 1 entsprechen, um eine gute Anglei chung der Anzeige von Innenfehlern an die von Außen fehlern zu erreichen. Es kann in diesem Falle auch se vorgegangen werden, daß man für ein und dieselbe Wicklung einer Sonde 59 austauschbare Kerne mit ver schiedenen Breiten b vorsieht zur Anpassung der Son de an verschiedene Wändstärken D von Rohren.

Als weitere Ausführungsform der Erfindung zeig F i g. 6 die Sonde 70, die im Gegensatz zu den bishei besprochenen Induktionssonden eine nicht auf Ände rungen von Magnetfeldern, sondern direkt auf Magnet felder ansprechende sogenannte Feldsonde darstelli Die Sonde 70, die als Feldsonde etwa der Induktions sonde 18 entspricht, besteht aus zwei Balken 71,72 un( einem Hauptkern 73, alle aus hochpermeablem, ferro magnetischem Material wie Ferrit oder Dynamoblech sowie aus zwei Hall-Kristallen 74, 75, deren elektrisch! Anschlüsse der Einfachheit halber nicht gezeichnet sini und die elektrisch in Differenz geschaltet sind. Zumin dest der Balken 71. dessen untere Fläche 76 der Rohr

oberfläche zugewandt ist, besitzt eine Breite b, die sich in die Richtung des magnetischen Flusses erstreckt und die etwa der Wandstärke D des Rohres 1 entspricht. Hauptkern 73 weist zwei Ansätze 77, 78 auf, die in den Flächen 79, 80 enden. Die beiden Flächen 79, 80 entsprechen in ihren Abmessungen den wirksamen Flächen der beiden Hall-Kristalle 74, 75, die zwischen den beiden Flächen 79, 80 einerseits und den beiden Balken 71, 72 andererseits eingeklebt sind.

Fehlerstreuflüsse, die durch die Fläche 76 in den BaI-ken 71 eintreten, schließen sich zumindest zu einem Teil über den Hauptkern 73 und müssen dazu den Hall-Kristall 74 durchlaufen. Ähnlich wie in den vorher besprochenen Fällen werden die von Außenfehlern ausgehenden kurzwelligen Streuflüsse durch den Balken 71 zeitweilig kurzgeschlossen mit dem Ergebnis, daß die langwelligen Streuflüsse von Innc fehlern im gewünschten Maße bevorzugt werden. Äußere Störfelder heben sich durch den symmetrischen Aufbau der Sonde und die Differenzbildung der beiden Hall-Kristalle fast vollständig heraus.

Schließlich kann eine Ausführungsform der Sonde ohne ferromagnetischen Kern auch darin bestehen, daß in der Sonde ein Hall-Kristall als Streuflußempfänger Verwendung findet, dessen Substrat eine etwa der Wandstärke D des Rohres 1 entpsrechende Ausdehnung in der Richtung des magnetischen Flusses aufweist.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die im Beispiel angenommene Magnetisierung in Umfangsrichtung beschränkt, wie sie für die Prüfung auf Längsfehler notwenig ist. Vielmehr läßt sich die Erfindung mit dem gleichen Erfolgt auch in Verbindung mit einer Magnetisierung in Längsrichtung für die Prüfung auf Querfehler einsetzen. Ebenso sind alle anderen vorkommenden Magnetisierungsrichtungen in Verbindung mit der beschriebenen Anordnung einsetzbar.

Mit den bisher beschriebenen Anordnungen ließen sich Innen- und Außenfehler an einem Rohr in etwa gleicher Empfindlichkeit nachweisen. Ist die Aufgabe gestellt, gleichzeitig noch die Lage des Fehlers anzugeben, d. h.. zu entscheiden, ob es sich um Innen- oder Außenfehler handelt, läßt sich dies in den meisten Fällen relativ einfach bewerkstelligen. Man setzt dann nur zusätzlich zu einer der oben beschriebenen Sonden und in deren unmittelbarer Umgebung, wie schon im vorher zitierten USA.-Patent 28 81 387 angegeben, eine kurze, punktförmige Sonde ein, die nur auf den kurzwelligen Streufluß von Außenfehlern anspricht. Jeder dieser beiden Sonden ordnet man einen eigenen Verstärker- und Auswertekanal zu. Die Signale der beiden Kanäle werden nun so miteinander verknüpft, daß neue Signale entstehen, nämlich ein Signal, das die Anwesenheit eines Außenfehlers meldet, wenn in beiden Kanälen gleichzeitig ein Fehlersignal auftritt und ein anderes Signal, das die Anwesenheit eines Innenfehlers meidet, wenn nur im Kanal mit de¹" auf Innen- und Außenfehler in gleicher Empfindlichkeit reagierenden Sonden ein Fehlersignal auftritt.

Schwierigkeiten treten bei diesem Vorgehen für den Fall der rotierenden Abtastung dadurch auf, daß für jeden Kanal eine getrennte Herausführung der Anschlüsse der Sonden notwendig wird, wodurch sich die Anzahl der erforderlichen Schleifringe verdoppeln würde. Der Umgehung dieser Schwierigkeit dient eine Vorrichtung, der zufolge die kurze, punktförmige Sonde unmittelbar neben der Hauptsonde und in der Mitte von deren Ausdehnung in die Richtung des magnetischen Flüssen anzuordnen ist. Weiterhin sollen die beiden Sonden gegensinnig zusammengeschaltet werden, so daß nur ein Anschlußpaar nach draußen zu führen ist. Überläuft ein solcher Sondensatz einen Innenfehler, so wird das Signal an seinen Klemmen mit dem Signal 81 (F i g. 7a) der einfachen Hauptsonde übereinstimmen, da die kurze, punktförmige Sonde für Innenfehler praktisch kein Signal abgibt. Wird jedoch ein gleich großer Außenfehler überlaufen, so entsteht in der Hauptsonde ein Signal, das wiederum etwa dem Signal 81 des Innenfehlers entspricht, dagegen in der kurzen, punktförmigen Sonde ein Signal 82 (F i g. 7b), das wegen der Sondenform wesentlich kürzer geformt ist. Die Überlagerung 83 der beiden Signale an den Klemmen des Sondensatzes zeigt F i g. 7c. Wegen der Anordnung der kurzen punktförmigen Sonde in der Mitte der Hauptsonde fallen die beiden Maxima 84 und 85 zeitlich genau zusammen, und wegen der gegensinnigen Zusammenschaltung subtrahieren sie sich, so daß das neue Signal 83 zwei Maxima 86, 87 erhält mit daziwschen liegendem Minimum 88. Das Signal 83 unterscheidet sich in seiner Amplitude nur sehr wenig von dem Signal 81, so daß es ohne weiteren Einsatz von Filtern in einem ersten Kanal für die Auwertung der Tiefe des zugehörigen Außenfehlers benutzt werden kann. Dagegen läßt sich leicht in einem zweiten Kanal mit einem Hochpaßfilter die scharfe Spitze 88 herausfiltern. Durch Verknüpfen der Signale der beiden Kanäle läßt sich wiederum, wie schon oben beschrieben, ein neues Signal bilden, das ein im ersten Kanal auftretendes Fehlersignal als Außenfehler kennzeichnet.

Statt der im letzten Abschnitt beschriebenen Anordnung einer kurzen, nur auf Außenfehler ansprechenden Sonde unmittelbar neben der Hauptsonde lassen sich auch Sondenformen angeben, die mit nur einem Kern den gleichen Zweck erfüllen. F i g. 8 zeigt eine solche Sonde 90 mit einem Ringkern 91. Auf die beiden seitlichen Bereiche des Ringkern 91 sind zwei Wicklungen 92 und 93 aufgebracht, die für Magnetflüsse in in Umfangsrichtung des Ringkerns, wie etwa den gestrichelt angedeuteten Streufluß 94 eines unter der Rohroberfläche 95 liegenden Innenfehlers, hintereinander geschaltet sind. Für die von einem homogenen äußeren Störfeld, wie es durch die Feldlinien 107 angedeutet ist, ir den beiden von den Wicklungen 92 und 93 umhüllter Schenkeln des Kernes 91 erzeugten Magnetflüsse sine jedoch die Wicklungen 92 und 93 gegeneinander ge schaltet. Auf diese Weise können Störfelder beliebige] Richtung fast vollständig unterdrückt werden. In dei der Rohroberfläche gegenüberliegenden Seite 108 de: Ringkernes 91 sind drei Nuten 96, 97 und 98 vorgese hen, in die drei Wicklungen 99, 100 und 101 eingeleg sind. Die Wicklungen 99 und 101 sind gleichsinnig ge wickelt und besitzen jeweils die halbe Windungszahl der im entgegengesetzten Wicklungssinn mit ihnen ii Serie geschalteten Wicklung 100. Die Wicklungen 9i 100 und 101 stellen miteinander einen in der magneti sehen Werkstoffprüftechnik wohlbekannten Doppel differenzempfänger dar. Ein solcher gibt einen kurz welligen Magnetfluß, wie etwa den gestrichelt ange deuteten Streufluß 102 eines Außenfehlers, als scharfer einsinnig gerichteten Nadelimpuls wieder, ähnlich der Impuls 82 aus F i g. 7b. Der langwellige Streufluß 10 eines Innenfehlers durchsetzt im gleichen Maß die drt Wicklungen 99,100 und 101. Er hebt sich auf diese Wei se in den drei Wicklungen fast vollständig heraus, s daß an den Klemmen 104 praktisch kein Signal beir Überlaufen eines Innenfehlers auftritt. Im Gtgensat

dazu erzeugen in den beiden Wicklungen 92 und 93 gleich große Innen- und Außenfehler auch etwa gleich große und gleich geformte Signale, etwa dem Signal 81 in Fig. 7c entsprechend. Werden nun die Anschlüsse der Wicklungen 99, 100 und 101 sowie der Wicklungen 92 und 93 so miteinander verbunden, daß die Impulse 81 und 82 entgegengesetzten Richtungssinn erhalten, so ergibt sich für Außenfehler an den Klemmen 105 ein überlagertes Signal 83, wie es in F i g. Tc dargestellt ist, während bei Innenfehlern die Signale dem Signal 81 aus F i g. Ta entsprechen. In gleicher Weise wie im vorigen Abschnitt beschrieben, lassen sich diese Signale

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weiterverarbeiten. In Fällen, wo es nicht darauf an kommt, Schleifringe zu sparen, können selbstverständ lieh auch die Anschlußklemmen 104 der Wicklungen 99 100 und 101 einerseits und die Anschlußklemmen 1Of der Wicklungen 92 und 93 andererseits getrennt her ausgeführt werden, wobei dann die Drahlenden 106 dei Wicklungen 92 und 93 miteinander statt mit den Klem men 104 zu verbinden sind. Es gelingt dadurch, mil einer einzigen Sonde und ohne den Einsat/, eines Filter;

ίο zwei Kanäle zu speisen, von denen einer mit gleichet Empfindlichkeit Innen- und Außenfehler wiedergibt während der andere ausschließlich Innenfehler anzeigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Anordnung zum Untersuchen eines magnetisierten Rohres aus ferromagnetischem Material auf in Fehlerstellen aus der Rohroberfläche austretende magnetische Streuflüsse mit einer Magnetisierungseinrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Flusses in der Rohrwand, mit mindestens einer auf magnetischen Streufluß ansprechenden Sonde, deren der Rohroberfläche zugewandte Fläche in Richtung des magnetischen Flusses etwa der Wandstärke des Rohres entsprechende Abmessungen aufweist, mit einer Transporteinrichtung zum Erzeugen einer relativen Bewegung zwischen der Rohroberfläche und der die Rohroberfläche abtastenden magnetosensitiven Sonde, die in einem kurzen Abstand von der Rohroberfläche angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Rohroberfläche (27) zugewandte Fläche der Sonde (18, 59, 70, 90) mit einer Krümmung versehen ist, die eine Zunahme des Abstandes zwischen der Rohroberfläche und der Sonde in Richtung des magnetischen Flusses nach außen bewirkt und daß die Sonde in Richtung des magnetischen Flusses Abmessungen aufweist, die groß sind gegenüber den Abmessungen in Richtung des bevorzugten Fehlerverlaufs.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (18, 59, 70, 90) zur Beseiti-(92,93) aufgebracht ist, wobei diese Wicklungen für in Umfangsrichtung des Kernes verlaufende Magnetflüsse hintereinander und für von äußeren homogenen Störfelder gegeinander geschaltet sind.

   9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (91) an seiner der Rohroberfläche (95) am nächsten kommenden Stellung mindestens eine kurze Wicklung (99,100,101) aufweist.

   10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (91) drei Wicklungen (99, 100, 101) aufweist, von denen die beiden äußeren (99, 101) jeweils die halbe Windungszahl und den entgegengesetzten Wicklungsinn der mittleren Wicklung (100) besitzen.

   11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Wicklungen (92, 93) auf den beiden Schenkeln des Kernes (91) einerseits und die Anschlüsse der kurzen Wicklungen (99, 100, 101) andererseits elektrisch gegensinnig zusammengeschaltet sind.