DE2414314C3

DE2414314C3 - Method and arrangement for determining the concentration of a magnetic powder slurry

Info

Publication number: DE2414314C3
Application number: DE19742414314
Authority: DE
Inventors: Hans 7417 Pfullingen Link
Original assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Current assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Filing date: 1974-03-25
Publication date: 1977-08-25

Description

Durch die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ergibt sich erstmals die Möglichkeit, für die Konzentration einer Magnetpulveraufschlämmupg einen Meßwert zu ermitteln, der für die tatsächliche Qualität der Aufschlämmung maßgebend ist. Während mit dem obengenannten bekannten Verfahren die Konzentration leuchtender Teilchen in einer Aufschlämmung ermittelt werden kann, ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung die Ermittlung der Konzentration leuchtender und magnetisierbarer Teilchen in einer Aufschläm- mung. In der Praxis ist dieser Wert von erheblich höherer Bedeutung, als der zuvorgenannte mit dem bekannten Verfahren ermittelbare Wert. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus den übrigen Patentansprüchen. The inventive solution to the problem results for the first time in the possibility of determining a measured value for the concentration of a magnetic powder slurry which is decisive for the actual quality of the slurry. While the concentration of luminous particles in a slurry can be determined with the above-mentioned known method, the solution according to the invention enables the concentration of luminous and magnetizable particles in a slurry to be determined. In practice, this value is of considerably greater importance than the previously mentioned value which can be determined using the known method. Advantageous configurations of the arrangement according to the invention emerge from the remaining claims.

Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe einiger Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt im einzelnen The invention is explained in more detail below with the aid of a few figures using an exemplary embodiment. It shows in detail

F i g. 1 die Prinzipskizze einer Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,F i g. 1 the schematic diagram of an arrangement for carrying out the method according to the invention,

F i g. 2 einen Teilschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1.F i g. 2 shows a partial section through the arrangement according to FIG. 1.

Ein Rotor 1 ist eingetaucht in eine in einem Behälter 3 untergebrachte Aufschlämmung 2 aus fluoreszierenden Magnetpulverteilchen in einer Trägerflüssigkeit. Die Aufschlämmung 2 in Behälter 3 steht in dauernder engei Verbindung mit der im nicht dargestellten Prüfbereich benutzten Aufschlämmung, deren Konzentration ermittck werden soll. Das kann etwa so geschehen, daß die aus einer Überlauföffnung 4 abfließende Aufschlämmung zum Prüfbereich geführt wird und mittels Sprühdüsen auf magnetisierte Prüfteile aufgebracht wird, daß sodann die von den Prüfteilen abfließende Aufschlämmung in einer Wanne gesammelt wird und mittels einer Pumpe durch Einlaufrohr 5 dem Behälter 3 wieder zugeführt wird. Ebenso ist die Einfügung des Behälters 3 in den Kreislauf der für die Prüfung benötigten Aufschlämmung bei anderen Prüfabläufen möglich. Behälter 3 kann auch einen Nebenschluß der zirkulierenden Aufschlämmung bilden, sofern dafür gesorgt ist, daß die Konzentration der Aufschlämmung im Nebenschluß die gleiche ist wie im Hauptstrom. Im einfachsten Fall kann die Prüfung im Behälter 3 selbst stattfinden, indem die magnetisierten Prüfteile im Behälter 3 in die Aufschlämmung 2 eingetaucht werden und dann auf Ansammlung fluoreszierender Teilchen abgetastet werden.A rotor 1 is immersed in a slurry 2 accommodated in a container 3 of fluorescent Magnetic powder particles in a carrier liquid. The slurry 2 in vessel 3 is in constant tightness Connection with the slurry used in the test area not shown, determine its concentration shall be. This can be done in such a way that the slurry flowing out of an overflow opening 4 is guided to the test area and applied to magnetized test parts by means of spray nozzles is that then the slurry flowing off the test pieces is collected in a tub and is fed back to the container 3 by means of a pump through the inlet pipe 5. Likewise, the insertion of the Container 3 into the circuit of the slurry required for the test in other test sequences possible. Vessel 3 can also bypass the circulating slurry if so it is ensured that the concentration of the slurry in the shunt is the same as in the main stream. in the In the simplest case, the test can take place in the container 3 itself by placing the magnetized test parts in the Container 3 is immersed in slurry 2 and then for accumulation of fluorescent particles are scanned.

Der Aufbau des Rotors 1 läßt sich am besten an Hand von F i g. 2 erläutern, in deren oberem Teil der Rotor im Schnitt, in deren unterem Teil in drekter Ansicht dargestellt ist. Den Kern des Rotors 1 bildet ein scheibenförmiger Permanentmagnet 6, der in axialer Richtung gepolt ist. Zwei Schalen 7 und 8 aus magnetisch weichem Material schließen den Permanentmagnet 6 konzentrisch zwischen sich ein und bilden mit diesem zusammen einen magnetischen Kreis, der bis auf einen ringförmigen Luftspalt 9 geschlossen ist. An ihrem Umfang werden die beiden Schalen 7 und 8 von einem in Schrumpftechnik aufgebrachten endlosen Band 10 aus Kunststoff umschlossen, so daß eine glatte Oberfläche 11 entsteht, aus der ein die Oberfläche gürteiförmig umgebender Streufluß 12 austritt. Unter dem Einfluß des Streuflusses 12 sammelt sich bei Betätigung des Rotors 1 auf der Oberfläche 11 eine Raupe 13 von Magnetpulverteilchen an. Die beiden Schalen 7 und 8 werden an ihren Außenseiten begrenzt von Abschlußblechen 14 und 15. Durch einen Flansch 16 ist der Rotor 1 verbunden mit einer Welle 17, die in einem Lager 18 gelagert ist und von einem nicht dargestellten Antrieb in Rotation versetzt werden kann. An der Innenseite der Abschlußbleche 14 und 15 kann dne Anzahl schräg angesetzter, über den Umfang verteilter Schaufeln 19 befestigt sein. The structure of the rotor 1 can best be seen with reference to FIG. 2 explain, in the upper part of the rotor in section, in the lower part of which is shown in a triangular view. A disk-shaped permanent magnet 6, which is polarized in the axial direction, forms the core of the rotor 1. Two shells 7 and 8 made of magnetically soft material enclose the permanent magnet 6 concentrically between them and together with it form a magnetic circuit which is closed except for an annular air gap 9. At their circumference, the two shells 7 and 8 are enclosed by an endless plastic band 10 applied using a shrinking technique, so that a smooth surface 11 is created from which a stray flux 12 surrounding the surface in a belt-shaped manner emerges. Under the influence of the leakage flux 12, when the rotor 1 is actuated, a bead 13 of magnetic powder particles collects on the surface 11. The two shells 7 and 8 are bounded on their outer sides by end plates 14 and 15. The rotor 1 is connected by a flange 16 to a shaft 17 which is mounted in a bearing 18 and can be set in rotation by a drive, not shown. On the inside of the end plates 14 and 15, the number of obliquely attached blades 19 distributed over the circumference can be attached.

Das Einlaufrohr 5 ist so angeordnet, daß der im Betriebsfall aus seiner Mündung 20 sich ergießende Strahl: 21 auf die Oberfläche U auftrifft. Oberhalb des Rotors 1 ist eine Quelle 22 ultravioletten Lichts angeordnet, deren Strahlenbündel 23 einen Bereich der Oberfläche 11 beleuchtet. Ein lichtempfindliches Element 24 ist dem beleuchteten Bereich der Oberfläche 11 gegenüber angeordnet und elektrisch mit dem Eingang 25 einer Auswerteeinrichtung 26 verbunden. Ein an die Auswerteeinrichtung 26 angeschlossenes Meßinstrument 27 erbringt eine Anzeige, die dem vom Element 24 aufgenommenen Helligkeitswert proportional ist. Eine dem gleichen Helligkeitswert proportionale Spannung wird am Ausgang 28 abgegeben. The inlet pipe 5 is arranged in such a way that the jet which pours out of its mouth 20 during operation strikes the surface U. A source 22 of ultraviolet light is arranged above the rotor 1 , the beam 23 of which illuminates a region of the surface 11. A light-sensitive element 24 is arranged opposite the illuminated area of the surface 11 and is electrically connected to the input 25 of an evaluation device 26. A measuring instrument 27 connected to the evaluation device 26 produces a display which is proportional to the brightness value recorded by the element 24. A voltage proportional to the same brightness value is output at output 28.

Die beschriebene Anordnung kann in der folgenden Weise benutzt werden. Zunächst wird der Rotor 1 in Bewegung gesetzt. Dies kann durch einen äußeren Antrieb über Welle 17 geschehen. Es ist aber ohne weiteres auch möglich durch entsprechende Anordnung der Schaufeln 19 und entsprechende Ausrichtung des Strahls 21 den letzteren zum Antrieb des Rotors 1 zu benutzen. Die Schaufeln 19 haben im übrigen die Aufgabe die Aufschlämmung 2 aufzurühren und für eine gleichmäßige Verteilung der Magnetpulverteilchen in der Aufschlämmung zu sorgen. Unter dem Einfluß des aus der Oberfläche 11 hervortretenden Sireuflusses 12 sammeln sich die Magnetpulverteilchen in der dargestellten Weise zu einer Raupe 13 an. Die Ausbildung der Raupe 13 wird noch dadurch begünstigt, daß nach dem Auftauchen aus der Aufschlämmung 2 geringe Mengen der Aufschlämmung von den Schaufeln mitgenommen werden, die dann langsam über den Luftspalt 9 hinweg ablaufen. Beim Umlauf des Rotors 1 wird die Raupe 13 kontinuierlich durch den von Quelle 22 beleuchteten und von Element 24 abgetasteten Bereich geführt, in welchem die Pigmente der Magnetpulverteilchen unter dem Einfluß des ultravioletten Lichtes zu heller Strahlung erregt werden. Der von Element 24 aufgenommene Helligkeitswert hängt bei konstanter Stärke der Quelle 22 des ultravioletten Lichtes nur von der Anzahl der in der Raupe 13 angesammelten leuchtenden Teilchen ab und damit, wegen des konstanten Streuflusses 12, von der Konzentration der magnetisierbaren und leuchtenden Teilchen in der Aufschlämmung 2. Die Anzeige des Meßinstrumentes 27 und die Spannung an Ausgang 28 können daher direkt als Maß für die zu ermittelnde Konzentration verwertet werden.The arrangement described can be used in the following manner. First, the rotor 1 is in Movement set. This can be done by an external drive via shaft 17. But it is without further also possible by appropriate arrangement of the blades 19 and appropriate alignment of the Beam 21 to use the latter to drive the rotor 1. The blades 19 have the rest of the Task to stir the slurry 2 and for an even distribution of the magnetic powder particles in to take care of the slurry. Under the influence of the Sireu river 12 emerging from the surface 11 the magnetic powder particles collect in the manner shown to form a caterpillar 13. The training of the Bead 13 is still favored by the fact that after emerging from the slurry 2 small amounts the slurry is carried along by the blades, which then slowly move across the air gap 9 expire. As the rotor 1 rotates, the caterpillar 13 is continuously illuminated by the source 22 and guided by element 24 scanned area, in which the pigments of the magnetic powder particles under the influence of ultraviolet light to be excited to bright radiation. That of element 24 The recorded brightness value depends only on the constant strength of the source 22 of the ultraviolet light the number of luminous particles accumulated in the caterpillar 13 and thus, because of the constant leakage flux 12, from the concentration of magnetizable and luminous particles in the Slurry 2. The reading on meter 27 and the voltage on output 28 can therefore can be used directly as a measure of the concentration to be determined.

Der aus der Mündung 20 des Einlaufrohres 5 auf die Oberfläche 11 sich ergießende Schwall trifft voll auf die Raupe 13 aus Magnetpulverteilchen auf. Wegen der Glätte der Oberfläche U gelingt es dem Schwall leicht, die Magnetpu'verteilchen wegzuschwemmen und die Raupe 13 aufzulösen. Beim erneuten Durchlauf der Oberfläche 11 durch die Aufschlämmung 2 kann daher wieder eine neue Raupe 13 gebildet werden. Auf diese Weise wird ständig eine der im Augenblick vorliegenden Konzentration entsprechende Anzeige erreicht. Eine Auflösung der Raupe 13 kann alternativ auch durch eine unter der Oberfläche der Aufschlämmung 2 angebrachte, auf der Oberfläche 11 aufliegende Bürste erreicht werden, die die Magnetpulverteilchen von der glatten Oberfläche abstreift und die Bildung einer neuenThe gush pouring out of the mouth 20 of the inlet pipe 5 onto the surface 11 fully hits the Bead 13 made of magnetic powder particles. Because of the smoothness of the surface U, it is easy for the surge to to wash away the magnetic powder particles and to dissolve the caterpillar 13. When running through the Surface 11 through the slurry 2 can therefore be formed again a new bead 13. To this In this way, a display corresponding to the concentration present at the moment is constantly obtained. Alternatively, the bead 13 can also be disintegrated by a dissolution beneath the surface of the slurry 2 attached, on the surface 11 resting brush be achieved, which strips the magnetic powder particles from the smooth surface and the formation of a new one

Raupe 13 ermöglicht.Caterpillar 13 allows.

Die an Ausgang 28 der Auswerteeinrichtung 26 erzielte, der Konzentration der Aufschlämmung entsprechende Spannung kann auf verschiedene Weise ausgenützt werden. Zum einen kann man sich ihrer bedienen, wie in der obengenannten Auslegeschrift beschrieben, um die Zufuhr frischer Magnetpulverteilchen in die Aufschlämmung zu steuern und so deren Konzentration konstant zu halten. Zum anderen kann man aber auch mit der Meßgröße von Ausgang 28 die Empfindlichkeit des die Helligkeit der Fehlerstellen abtastenden optischen Systems, etwa einer Fernsehkamera, nachsteuern. In manchen Fällen mag auch die Kombination beider Möglichkeiten nützlich sein.The one obtained at the output 28 of the evaluation device 26, corresponding to the concentration of the slurry Tension can be exploited in different ways. For one thing, you can feel them operate, as described in the above-mentioned patent application, to the supply of fresh magnetic powder particles to control the slurry and thus to keep its concentration constant. On the other hand, can but also with the measured variable of output 28 the sensitivity of the brightness of the flaws Scanning optical system, such as a television camera, readjust. In some cases I like that too Combination of both possibilities can be useful.

In der bisher beschriebenen Anordnung wurde für die Erzeugung eines aus einer Oberfläche hervortretenden magnetischen Flusses der einfachen Darstellung wegen ein Permanentmagnet ausgewählt. Es können jedoch auch andere Mittel zur Herstellung des magnetischen Streuflusses benutzt werden, z. B. ein von einem elektrischen Strom konstanter Stärke durchflossener ferromagnetischer Körper, an dessen Oberfläche ein Einschnitt definierter Tiefe quer zum sich ausbildenden Magnetfeld verläuft. In jedem Falle ist es jedoch wichtig, daß die Oberfläche eine Beschaffenheit hat, die ein leichtes Abstreifen der angesammelten Magnetpulverteilchen erlaubt. Eine solche Beschaffenheit läßt sich z. B. auch erreichen durch Auftragen eines Lackfilmes auf die Oberfläche.In the arrangement described so far, for the generation of a protruding from a surface magnetic flux selected because of the simple representation of a permanent magnet. It can, however other means of producing the magnetic leakage flux can also be used, e.g. B. one of one Electric current of constant strength through which ferromagnetic body flows on its surface Incision of a defined depth runs across the developing magnetic field. In any case, however, it is important that the surface has a texture that allows easy wiping off of the accumulated magnetic powder particles permitted. Such a nature can be z. B. can also be achieved by applying a paint film on the surface.

Die Anordnung nach Fig. I und 2 weist einen gleichförmigen, den Umfang des Rotors 1 ringförmig umschließenden Verlauf des magnetischen Streuflusses 12 auf. Der vom lichtempfindlichen Element 24 aufzunehmende Helligkeitswert weist infolgedessen über einen Umlauf des Rotors 1 nur geringfügige Schwankungen auf. Das bedeutet, daß bei der relativ langsamen Umlauffrequenz des Rotors 1 der Verstärker der Auswerieeinrichtung 26 Frequenzen bis praktischThe arrangement according to FIGS. I and 2 has a uniform, the circumference of the rotor 1 is annular surrounding course of the magnetic leakage flux 12. The one from the photosensitive element 24 As a result, the brightness value to be recorded has only a slight one over one revolution of the rotor 1 Fluctuations on. This means that at the relatively slow rotational frequency of the rotor 1, the amplifier the ejection device 26 frequencies up to practical

to' zum Wert Null übertragen müßte. Störgrößen, wie z. B. ein langsames Abwandern des Arbeitspunktes des Elementes 24 könnten auf diese Weise mit übertragen werden. Diesen Nachteil kann man leicht dadurch vermeiden, daß man den Helligkeitswert mit einer Wechselgröße moduliert, etwa indem man den Lichtstrahl der Quelle 22 oder die Eingangsspannung der Auswerteeinheit zerhackt. Eine vorteilhaftere Möglichkeit wird jedoch darin gesehen, daß man statt von einem gleichförmigen Streufluß 12 von einem entlang der Abtastbahn intermittierenden Streufluß ausgeht. Einen solchen kann man z. B. realisieren, indem man zunächst den Luftspalt 9 durch ein über den Umfang des Rotors 1 gezogenes geschlossenes ferromagnetisches Band kurzschließt und dieses Band mit regelmäßig über den Umfang verteilten Unterbrechungen versieht, etwa durch Bohrungen oder Schlitze über dem Luftspalt, durch die dann ein intermittierender Streufluß austreten kann.to 'would have to transfer to the value zero. Disturbance variables such as B. a slow drift of the working point of the element 24 could be transferred in this way will. This disadvantage can easily be avoided by setting the brightness value with a Alternating variable modulated, for example by the light beam of the source 22 or the input voltage of the Evaluation unit hacked. However, a more advantageous possibility is seen in the fact that instead of one uniform leakage flux 12 assumes an intermittent leakage flux along the scanning path. A such you can z. B. realize by first the air gap 9 by a circumference of the rotor 1 drawn closed ferromagnetic tape short-circuits and this tape with regularly over the Provides circumferentially distributed interruptions, for example through holes or slots above the air gap, through which an intermittent leakage flux can then escape.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

2 The invention relates to a method for determining patent claims · the concentration of a magnetic powder slurry P consisting of a carrier liquid and with

1. Method of determining the concentration of fluorescent or luminous pigments in a magnetic powder slurry. consisting of 5 nes. Magnetpu suspended in the carrier liquid - a carrier liquid and distributed with fluorescent ones, the brightness of the magnetic powder distribution or luminous pigments provided, in the chen as a measure for the concentrate of the suspension carrier liquid suspended magnetic powder distribution- of at least one light-sensitive element , with the Brightness of the magnetic powder particles is measured. The invention also relates to an arrangement for carrying out the above-mentioned method with at least one light-sensitive element as a measure of the concentration of the slurry.

is measured, characterized in that the determination and maintenance of the concentration

that the brightness of itself under the influence of a tion of such slurries increases increasingly

defined magnetic flux at its outlet meaning the more quantitative test method inlet

spots accumulate from the surface of a body- 15 find in the case of what has hitherto mostly been carried out in a purely qualitative manner

the magnetic powder particles is measured. Magnetic particle inspection. Since you started that

Optically abzutasfen 2. Arrangement for performing the method accumulations fluorescent magnetic powder according to claim 1 for determining the concentration and from the brightness of the at one to conclude from a flaw accumulated particles on the depth of the liquid carrier and from fluorescent or 20 error of a Magnetpulveraufschlämmung, Changes in the concentration of luminous pigments, in the carrier tration via slurry directly in the determined liquid-suspended magnetic powder particles are included in the measurement result, namely the error depth measurement.
stands, and which is in a container with a. It is through the Auslegeschriit DT-AS 21 00 013 a supply pipe and a drain pipe, a method for keeping the concentration constant, whereby the brightness of the magnetic powder particles is measured as a bath for testing metallic objects for cracks the concentration of the slurry is known, in which the determination of the controlled variable of at least one light-sensitive element in the required concentration of the bath is measured according to the method referred to at the beginning, in connection with a light source. Although it is characterized by the fact that a rotor (1) is provided according to the above-mentioned interpretation up to hen, from the surface of which a magnetic flux 30 succeeds to a certain extent, the impoverishment of the (12) emerges, and so far in To counteract the slurry bath of powder particles, fully (2) immersed that at least a part of the magneti satisfactory results not yet achieved see flux (12) with the rotation of the rotor (1), which is described in the following. Magnet of the slurry (2) comes into contact that powder slurries suffer during their use the light source (22) such an area of 35 for test purposes a wear that illuminates not only in the surface of the rotor (1), from the depletion of magnetic powder particles by the constant rotation of the rotor (1) with the slurry (2) consists in the removal of the magnetic flux (12) collected at the leakage flux points of the test pieces. Rather, splinter in the exit and that a device is provided which over time always removes the accumulated and already measured dimensions from the magnetic powder particles, through which fluorescent or gnetpulverteilchen strips glowing pigments from the surface onto the magnetic powder particles. are bound. But wear it in a slurry

3. Arrangement according to claim 2, characterized also such luminous particles for the brightness value indicates that the magnetic flux (12) along with that not or no longer at a magnetic powder distributor closed line over the circumference of the 45 chen are bound. On the other hand are for the Rotor (1) from the surface (U) of the rotor (1) Magnetic powder method, the non-magnetizable Par outlet. items unusable. The above procedure, at

4. Arrangement according to claim 2, characterized as a measured variable for the concentration of a draws that the magnetic flux (12) along slurry increases the brightness of any particle a line is used intermittently from the surface (11) 5 °, offers unambiguous measured values only, of the rotor (1) emerges. when it is ensured that the for the measurement

5. Arrangement according to one of claims 2 to 4, used particles also a magnetizable characterized in that the surface (11) have the core. But this is not even fresh for one Rotor (1) is formed by a smooth skin (10). produced slurry completely safe-

6. Arrangement according to one of claims 2 to 5, 55 provided.

characterized in that the device for the invention is therefore based on the object of a

Removal of the on the surface of the rotor (1) method and an arrangement for performing the

accumulated magnetic powder slurry from said method according to that defined at the outset

to create a jet (21) of the slurry from the species, in which in each case, so also

Inlet pipe (5) consists. 60 in the presence of non-magnetizable luminous ones

7. Arrangement according to one of claims 2 to 6, particles, a representative measured value for the concentration thereby characterized in that on the circumference of the tration luminous and magnetizable particles in Rotor (1) blades (19) are arranged. the magnetic powder slurry is determined, wherein

8. An arrangement according to claim 6, characterized in that the non-magnetizable luminous particles are drawn widely, that the beam (21) of the supply pipe (5) should remain so 65 hend without influence. This task will on the blades (19) is directed that the rotor (1) released by a gekennzeichvom according to claim 1 Beam (21) is set in motion. netes method as well as by one according to claim 2 marked arrangement.