DE2252465A1

DE2252465A1 - INDUCTIVELY WORKING PROBE

Info

Publication number: DE2252465A1
Application number: DE19722252465
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Phys Roedicker
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1972-10-26
Filing date: 1972-10-26
Publication date: 1974-05-30
Also published as: FR2205202A5; GB1446725A; JPS49135670A

Description

VOLKSWAGEHWERK Aktienges eils chaftVOLKSWAGEHWERK Aktiengesellschaft

518 ■ Wolfsburg
Unsere Zeichen: K 1379
9709/Ha/La 518 ■ Wol fsburg
Our symbols: K 1379
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25. iü. 7225. iü. 72

Induktiv arbeitender MeßfühlerInductive working sensor

Die Erfindung bezieht sich auf einen für ein ferromagnetic sches Werkstück bestimmten, induktiv arbeitenden Meßfühler mit einer zumindest einen Kern enthaltenden Spulenanordnung mit Primär- und Sekundäreiafcwicklung in einem paramagnetischen Gehäuse, welches mit einem mit dem Kern verbundenen Meßkopf zum Anlegen an das Werkstück sowie mit Anschlüssen für eine elektronische Meßeinheit versehen ist, die zumindest einen Stromversorgungsteil, einen Verstärker, einen Registrier- und einen Auswertteil umfaßt.The invention relates to one for a ferromagnetic Sches workpiece specific, inductively working measuring sensor with a coil arrangement containing at least one core with primary and secondary winding in one paramagnetic Housing, which is connected to the core with a measuring head for application to the workpiece and with connections for a electronic measuring unit is provided, the at least one power supply part, an amplifier, a registration and comprises an evaluation part.

Induktive Meßfühler werden zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung in der Qualitätskontrolle eingesetzt, insbesondere zur Prüfung von technologischen Eigenschaften (z.B. Härte, Einhärtung, Vergütung) an Werkstücken. Die bekannten Meßfühler der eingangs beschriebenen Art haben jedoch alle den Nachteil, daß sich mit ihnen kaum exakt reproduzierbare Meß-Inductive sensors are used for non-destructive material testing in quality control, in particular for testing technological properties (e.g. hardness, hardening, tempering) on workpieces. The well-known sensors of the type described above, however, all have the disadvantage that they can hardly be exactly reproducible

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ergebnisse erzielen lassen. Zu viele und schwer kontrollierbare Einflüsse bewirken eine breite Streuung der Keßwerte, denen demzufolge keine besonders große Aussagekraft zukommen kann. .So hat es sich beispielsweise gezeigt, daß insbesondere die relative Lage, die dor Meßkopf und das Werkstück während der Messung zueinander einnehmen, von ausschlaggebender Bedeutung für das Meßergebnis ict. Gerade dieser Umstand ist es, der es praktisch unmöglich macht, mit den bekannten Meßfühlern mit ihren kugelförmigen oder balligen Meßköpfen jederzeit mühelos reproduzierbare ließwerte zu erhalten. get results. Too many and difficult to control Influences cause a wide spread of the Keß values, which are therefore not particularly meaningful can. For example, it has been shown that in particular the relative position, the measuring head and the workpiece take each other during the measurement, of decisive importance for the measurement result ict. Just this one It is the fact that it is practically impossible to use the known measuring sensors with their spherical or convex ones Measuring heads to easily obtain reproducible readings at any time.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demzufolge darin, einen Meßfühler der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß man zuverlässige und damit in ihrer Aussagekraft höher bewertbare Meßergebnisse erhält, die ohne Schwierigkeiten jederzeit reproduzierbar sind. Die diese Aufgabe lösende Erfindung besteht darin, daß der Meßkopf dem zu vermessenden Bereich des Werkstücks geometrisch tt&- gepaßt ist, d.h. der Meßkopf schmiegt sich der äußeren Form des Werkstücks in dem zu vermessenden Bereich gut an. Dadurch ist eine zur Erzielung optimaler Meßergebnißse erforderliche eindeutige Positionierung und Ankopplung des Meßfühlers an das Werkstück möglich.The object of the invention is therefore to provide a To improve measuring sensors of the type described at the outset in such a way that they are reliable and thus in their informative value receives higher evaluable measurement results that can be reproduced at any time without difficulty. The this The object-solving invention is that the measuring head the area of the workpiece to be measured geometrically tt & - is fitted, i.e. the measuring head hugs the outer shape of the workpiece in the area to be measured. As a result, an unambiguous positioning and coupling is required to achieve optimal measurement results of the probe to the workpiece.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Meßkopf mit dem Kern eine separate Einheit bildet und lösbar mit der Spulenanordnung verbunden ist. Diese Trennung von Meßkopf und Spulenkörper erlaubt einen weiterhin rationellen Einsatz des Meßfühlers, weil bei der Vermessung geometrisch unterschiedlicher Werkstücke oder auch dann, wenn bei gleichen Werkstücken verschiedene Bereiche mit geometrisch unterschiedlicher Gestalt geprüftAccording to a further embodiment of the invention, it is advantageous when the measuring head forms a separate unit with the core and is detachably connected to the coil arrangement. This separation of the measuring head and bobbin allows a further rational use of the sensor, because in the Measurement of geometrically different workpieces or even if different areas of the same workpieces checked with geometrically different shapes

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vier den, nur der Meßkopf mit dem zugehörigen Kern gegen einen anderen, der entsprechenden Prüfstelle angepaßten ausgetauscht wird; das Gehäuse mit der Spulenanordnung jedoch kann nach wie vor weiterverwondet werden. Auch wenn ein Meßkopf beschädigt oder durch Abnutzung unbrauchbar geworden ist, braucht lediglich dieser, nicht aber der ganze Meßfühler ersetzt zu werden. Darüber hinaus hat die Trennung von Meßkopf und Spulenanordnung den Vorteil, daß je nach Prüfproblem zur Erzielung^ optimaler Prüfergebnisse (Meßempfindlichkeit) verschiedene Kernwerkstoffe zum Einsatz kommen können. Die'richtige Wahl eines geeigneten Werkstoffes für den vorzugsweise aus Lamellen zusammengesetzten Kern spielt neben dem Kopplungsproblem eine weitere entscheidende Rolle für die Funktionstücktigkeit des Meßfühler» sowie Zuverlässigkeit der Prüfergebnisse.four den, only the measuring head with the associated core against one another one adapted to the relevant test center is replaced; the housing with the coil arrangement, however, can continue to be used as before. Even if a measuring head is damaged or has become unusable due to wear, only this needs, but not the entire sensor to be replaced. In addition, the separation of the measuring head and the coil arrangement has the advantage that, depending on the test problem to achieve ^ optimal test results (measurement sensitivity) different core materials can be used. The right choice of a suitable material for plays the core, which is preferably composed of lamellas In addition to the coupling problem, there is another decisive role for the functionality of the measuring sensor and reliability of the test results.

Yar den Fall, daß der Meßfühler zur Messung der Härtetiefe eines gehärteten. Werkstückes benutzt wird, hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, daß der Kern aus einem siliziumhaltigen Werkstoff gebildet ist, insbesondere dem als Xiyna-· moblech IT bekannten Werkstoff, und zwar mit einem Silizium— gehalt von mindestens 2,5 5^· Yar the case that the probe for measuring the hardening depth of a hardened. Workpiece is used, it has been found to be useful that the core is formed from a silicon-containing material, in particular the material known as Xiyna · moblech IT, with a silicon content of at least 2.5 5 ^ ·

Will man jedoch den Meßfühler zur Messung der •Oberflächenfestigkeit eines Werkstückes mit mechanisch verfestigter Oberfläche einsetzten, dann ist es besonders vorteilhaft, wenn der Kern von einem nickelhaltigen Werkstoff gebildet ist. Die besten Meßergebnisse erhält man in diesem IPaIIe, wenn man als Kernwerkstoff sogenanntes Übertragerblech mit etwa 40 bis 50 <fo Nickel verwendet.However, if the probe is to be used to measure the surface strength of a workpiece with a mechanically hardened surface, then it is particularly advantageous if the core is made of a nickel-containing material. The best measurement results are obtained in this IPaIIe if what is known as a transmission plate with about 40 to 50 <fo nickel is used as the core material.

Mit dem erfindungsgemäßen Meßfühler lassen sich aufgrund der zu erzielenden hohen Meßgenauigkeit, die ja insbesondereWith the sensor according to the invention, due to the high measurement accuracy to be achieved, in particular

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durch eine exakte Ankopplung des Meßkopfes an das Werkstück erreicht wird, tiefer unter der Verkstückoberflache liegende Gefügeunterschiede feststellen, wenn, insbesondere durch die Wahl eines geeigneten Kernwerkstoffes, die Prüfung am Werkstück mit einer Wechselspannung bei adäquater Frequenz erfolgt.is achieved by an exact coupling of the measuring head to the workpiece, lying deeper under the adapter surface Determine structural differences if, in particular by choosing a suitable core material, the test on Workpiece is carried out with an alternating voltage at an adequate frequency.

Dadurch, daß die besondere Formgebung des Meßkopfes eine eindeutige Positionierung des Meßfühlers an der Prüfstelle zuläßt, läßt sich der erfindungsgemäße Meßfühler mit Vorteil in Prüfautomaten einsetzen, mit denen bestimmte technologische Eigenschaften an Werkstücken in größerem Umfang kontrolliert werden.The fact that the special shape of the measuring head a allows unambiguous positioning of the sensor at the test point, the sensor according to the invention can be used with advantage in testing machines with which certain technological Properties on workpieces can be checked to a greater extent.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert.An embodiment of the invention is based on the drawing explained in more detail below.

Die Figur zeigt in auseinandergezogener Darstellung den aus zwei Teilen, dem Grundkörper und dem Meßkopf mit Kern, bestehenden Meßfühler und das zugehörige, zu prüfende Werkstück. Die mit dem Meßfühler zusammenarbeitende elektronische Meßeinheit ist, da sie zum Verständnis der Erfindung nicht beiträgt, weggelassen.The figure shows the exploded view two parts, the base body and the measuring head with core, existing measuring sensor and the associated workpiece to be tested. The electronic measuring unit cooperating with the sensor is, as it is not for understanding the invention contributes, omitted.

Der Grundkörper 1 besteht aus dem Gehäuse 2, das aus einem paramagnetischen Kunststoff hergestellt ist und in das die Spulenanordnung 3 und die Anschlüsse 4 fl**" die elektronische Meßeinheit eingebettet sind. Die Spulenanordnung 5 ist mit einer Aufnahme 5 für den Kern 6 versehen, der in den ebenfalls aus einem paramagnetischen Kunststoff bestehenden Meßkopf 7 fest eingearbeitet ist. Zur Zentrierung ist der Grundkörper 1 mit einem Profil 8 und der Meßkopf mit einem entsprechenden Gegenprofil 9 versehen. In den Meßkopf J ist exakt sozusagen als flfegativform die Kontur des Werk-The base body 1 consists of the housing 2, which is made of a paramagnetic plastic and in which the coil arrangement 3 and the connections 4 fl ** "the electronic measuring unit are embedded. The coil arrangement 5 is provided with a receptacle 5 for the core 6, which is firmly incorporated in the existing likewise made of a paramagnetic plastic measuring head. 7 for centering the basic body 1 with a profile 8 and the measuring head is provided with a corresponding counter-profile. 9 in the measuring head J is as it were exactly as flfegativform the contour of the tool

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stücks 10 eingearbeitet, in deren Bereich die zu prüfende Stelle 11 liegt. Damit ist eine genaue Positionierung und Ankopplung des Meßkopfes 7 ^an d-^as Werkstück 10 möglich, wodurch sich zuverlässige und rekonstruierbare Meßergebnisse erzielen lassen. Zur Durchführung der Messung wird der am Meßkopf 7 befindliche Kern 6 in die Aufnahme 5 der Spulenanordnung 3 geschoben, wobei die Zentrierung 8, 9 für die richtige Lage des Kerns in der Spulenanordnung sorgt. Dann wird der Meßkopf 7 auf das Werkstück 10 aufgesetzt, bis das im Meßkopf befindliche Ende des Kerns 6 die Prüfstelle 11 auf dem Werkstück 10 berührt. In Abhängigkeit vom Gefügezustand des Werkstücks 10 an der Prüfstelle 11piece 10 incorporated, in the area of which the point to be tested 11 is located. This makes possible to achieve the measuring head 7 ^of d- ^a s work 10 possible, resulting in reliable and reconstructed measurements accurate positioning and coupling. To carry out the measurement, the core 6 located on the measuring head 7 is pushed into the receptacle 5 of the coil arrangement 3, the centering 8, 9 ensuring the correct position of the core in the coil arrangement. Then the measuring head 7 is placed on the workpiece 10 until the end of the core 6 located in the measuring head touches the test point 11 on the workpiece 10. Depending on the structural condition of the workpiece 10 at the test point 11

die .
ändert sich in der Sekundärwicklung der Spulenanordnung 3 induzierte Spannung. Diese Spannungsänderung, die also ein Maß für den Gefügezustand in einem bestimmten Bereich des Werkstückes und damit beispielsweise für die Härte bzw. Oberflächenfestigkeit ist, kann an der hier zeichnerisch nicht dargestellten elektronischen Meßeinheit abgelesen werden. the .
the voltage induced in the secondary winding of the coil arrangement 3 changes. This change in tension, which is a measure of the structural condition in a certain area of the workpiece and thus, for example, of the hardness or surface strength, can be read on the electronic measuring unit, which is not shown in the drawing here.

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Claims

EXPECTATIONS

1. jPerfect for a ferromagnetic workpiece, inductive ^ "" ^ working sensor with at least one core containing Coil arrangement with primary and sparkling wine glass in a paramagnetic housing, which is equipped with a Measuring head connected to the core for application to the workpiece and with connections for an electronic measuring unit is provided that has at least one strobe supply unit, an amplifier, an enlightenment and a Includes evaluation part, characterized in that the measuring head (7) corresponds to the area to be measured (.11) of the work piece (1O) is geometrically adapted.

2. Sensor according to claim 1, characterized in »that the measuring head (7) with the core (6) forms a separate unit" and is detachably connected to the coil arrangement (5).

3. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the core (6) is composed of lamellae.

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4 · measuring sensor according to one of claims 1 to 3 ¹ Z ^ r measurement of the hardness depth of a hardened workpiece, characterized in that the core (6) is formed by a silicon-containing workpiece.

5. Sensor according to claim 4> characterized in that as a silicon-containing material dynamo sheet IV with a

. Silicon content of at least 2.5 i ° is used.

6. Sensor according to one of the claims 1 to J, for measurement the Obex surface strength of a workpiece with mechanical solidified surface, characterized in that the core is formed from a nickel-containing material.

7. Sensor according to claim 6, characterized in that so-called transmission plate with about 40 to 50 io nickel is used as the core material.

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