DE2423113C2 - Einrichtung zur Prüfung magnetisierbarer Objekte, insbesondere von Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bisher wurden mehrere Prinzipien zur Messung von Magnetflußäp.derungen angewendet. Die Bewegung eines stromführenden Drahtes durch ein Magnetfeld induziert in dem Draht elektrische Spannung proportional der Bewegungsgeschwindigkeit und der Stärke des magnetischen Feldes. Diese Art eines Detektors findet weitläufige Anwendung, hat jedoch die Nachteile, daß der Draht sich gegenüber dem Magnetfeld bewegen muß, um eine Ablesung zu erzielen, und daß die Amplitude der Ablesung proportional der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes ist. Detektoren wie z. B. Hallsonden und Magnetometer arbeiten unabhängig von der Bewegung gegenüber dem Magnetfeld, solche An-Ordnungen sind jedoch relativ kompliziert und teuer, erfordern komplizierte und teure elektronische Schaltungen und müssen durch eine Stromquelle gespeist werden, die zum Gewicht und den Kosten der Prüfeinrichtung beiträgt.

Magnetdioden sind Halbleiterelemente, die ihren elektrischen Innenwiderstand als Funktion eines äußeren Magnetfeldes ändern. Sie messen den Magnetfluß unabhängig von ihrer Geschwindigkeit gegenüber dem Magnetfeld und haben eine Empfindlichkeit, die diejenige der Hallsonden um den Faktor 10 bis 100 übertrifft. Sie sind relativ einfach und billig und erfordern geringe Leistung. Außerdem sind sie ziemlich klein und haben eine Lange von nicht mehr als ca. 6 mm. Sie können paarweise geschaltet werden, so daß Diodenpaare cni-

h5 stehen, die temperaturunabhängig arbeiten. Magnetdioden werden bekanntlich in verschiedenster Weise eingesetzt, wobei ihre geringe Größe genutzt wird. So ist eine Auswertung von Flußänderungen in relativ kleinen Be-

reichen beweglicher Testobjekte möglich, die gegenüber den Dioden verschoben und rotiert werden, wie es z. B. in der US-FS 3 670 239 beschrieben ist, die eine Einrichtung eingangs genannter Art zeigt.

Bei dieser Einrichtung sind die Magnetdioden so angeordnet, daß sie den Magnetfluß im Bereich seines Austretens und seines Eintretens in die Oberfläche des zu prüfenden Objekts auswerten. Die magnetische Flußlinien treten normalerweise an der einen Seite einer Fehlstelle aus, laufen dann horizontal außerhalb des Prüflings über die Fehlstelle hinweg und treten dann auf der anderen Seite der Fehlstelle wieder in den Prüfling ein. Hohe Feldstärkespitzen treten vor und hinter der Fehlstelle zueinander gegensinnig auf. Entsprechend werden positive und negative Prüfsignale erzeugt, jedoch nur für vergleichsweise kleine Fehlstellen, denn die einzelnen Magnetdioden haben einen Abstand zueinander, der die maximale Ausdehnung einer auszuwertenden Fehlstelle festlegt Die Anwendung de.· Einrichtung beschränkt sich deshalb auf relativ kleine Flächen bzw. Prüflinge.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Prüfung magnetisierbarer Objekte anzugeben, die unier Verwendung von Magnetdioden arbeitet, die Prüfung großer Flächen zum jeweiligen Prüfungszeitpunkt ermöglicht und unabhängig von der Position der Fehlstelle relativ zu den Magnetdioden stets ein unipolares Prüfsignal starker Amplitude erzeugt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer Einrichtung nach der Erfindung wird hauptsächlich eine Magnetflußkomponente ausgewertet, die in Richtung der Oberfläche des Prüflings verläuft, nicht aber in die Oberfläche hinein bzw. aus dieser heraus. Dadurch ergeben sich unipolare Prüfsignale über die gesamte Fehlstelle und keine bipolaren Signalspitzen vor und hinter der Fehlstelle. Durch den ferner vorgesehenen, von der kleinsten noch auszuwertenden Fehlstelle vorgegebenen Abstand von Doppeldioden wird der Einsatz der Einrichtung durch die Größe der Fehlstellen nach oben nicht begrenzt und gleichzeitig eine starke Prüfsignalamplitude gewährleistet. Durch die überlappende Anordnung der Doppeldioden in Verbindung mit ihrer elektrischen Schaltung wird unabhängig von der Position einer Fehlstelle am Prüfling immer mit mindestens zwei Doppeldioden ein Prüfsignal erzejgt.

Die Auswertung magnetischer Markierungen an ausgewählten Stellen der Außenseite z. B. einer Rohrleitung ist bei einer Einrichtung nach der Erfindung ohne zusätzliche Auswertevorrichtungen oder Detektoren möglich, indem die Markierungen in ausgewählten Orientierungen gegenüber der Rohrleitung angeordnet sind, so daß sie einen vorherbestimmbaren Einfluß auf den Magnetfluß haben, der durch die Magnetdioden parallel zur Fläche der Rohrleitung gemessen wird. Dabei können Markiermagnete vorgesehen s^in, die entgegengesetzt den Magneten der Magnetisierungsvorrichtung angeordnet sind, so daß beim Vorbeilauf dieser Magnete der durch die Magnetdioden gemessene Fluß zunächst ansteigt, dann abfällt und dann wieder ansteigt, da die Markiermagnete den Fluß zwischen den Polen der Magnetisierungsmagnete ändern. Die Magnetdiodensignale, die durch die Flußverringerung infolge der Markierungen erzeugt werden, können separat verarbeite·, und aufgezeichnet werden. Somit sind keine zusätzlichen Detektoren /ur Auswertung der Markierungen erforderlich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Prüfeinrichtung nach der Erfindung innerhalb einer Rohrleitung,

F i g. 2 den Schnitt 2-2 aus F i g. 1,
F i g. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Mitte einer der Magnetanordnungen sowie ihrer Halterung,

F i g. 4 eine vergrößerte und auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Teils einer Halterung für eine Magnetanordnung,

F i g. 5 eine vergrößerte und teilweise geschnittene is Darstellung einer Magnetanordnung mit zugehöriger Halterung,

F i g. 6 die Ansicht der Anordnung nach F i g. 5 in der Blickrichtung 6-6,

F i g. 7 den Schnitt 7-7 aus F i g. 3,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer der Magnetdioden,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Anordnung der Magnetdioden und der elektronischen Schaltung, wobei die Dioden gemäß Fig. 16 mit den Verstärkern verbunden sind,

F i g. 10 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung mit der Position der Magnetdioden an der Innenwand einer Rohrleitung sowie der zugehörigen elektronischen Schaltung, die die Auswirkungen unerwünschter Magnetflußuntergrundsignale beseitigt und die Dioden mit den Verstärkern gemäß F i g. 16 verbindet,

F i g. 11 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer Anordnung der Magnetdioden, bei der die Magnetflüsse an zwei in Längsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Punkten längs der Innenwandung der Rohrleitung gemessen und verglichen werden können und wobei die Dioden mit den Verstärkern gemäß Fig. 16 verbunden sind,

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer elektronischen Wiedergabeschaltung zur visuellen Anzeige der Signale der Magnetdioden,

Fig. 13 eine teilweise geschr ttene Seitenansicht der Anordnung einer magnetischen Markierung an der Rohrleitung in Zuordnung zu der Prüfeinrichtung,

Fig. 14 eine Darstellung einer Streifenaufzeichnung der Magnetdiodensignale,

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer relativ so einfachen Anordnung von Magneidioden, die gemäß Fig. 16 mit Verstärkern verbunden sind,

F i g. 16 eine schematische Darstellung der Einzelheiten der Verbindungen zwischen Magnetdioden und Verstärkern,

F i g. 17 eine schematische Darstellung der Einzelheiten einer vorzugsweisen Verbindungsart zwischen Magnetdioden und Verstärkern,

Fig. 18 eine schematische Darstellung einer vorzugsweisen Konfiguration und Verbindungsweise zwischen Magnetdioden und Verstärkern,

Fig. 19 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Position der Magnetdioden gegenüber der Innenwandung der Rohrleitung sowie die zugeordnete elektronische Schalfö tung dargestellt sind, die die Auswirkungen unerwünschter Magnetflußuntergrundsignale beseitigt und die Dioden mit den Verstärkern gemäß F i g. 17 verbindet.

F i g. 20 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer Konfiguration der Magnetdioden, bei der die Magnetflüsse an zwei in Längsrichtung mit Abstand angeordneten Punkten an der Innenwandung der Rohrleitung gemessen und verglichen werden kann und wobei die Dioden mit den Verstärkern gemäß Fig. 17 verbunden sind, und

Fig. 21 eine schematische Darstellung einer relativ einfachen Anordnung der Magnetdioden, die gemäß Fig. 17 beschaltet sind.

In Fig. 1 ist eine Prüfeinrichtung oder ein Prüfkopf nach der Erfindung dargestellt, der durch eine Rohrleitung PL in der dargestellten Pfeilrichtung geführt werden kann. Die Einrichtung besteht aus drei Abschnitten, einer Batteriekapsel A am vorderen Ende, einer Magneteinheit B im minieren Teii und einer Aufzeichnungskapsel Cam hinteren Ende. Diese drei Abschnitte sind miteinander durch zwei Universalverbindungen 16 verbunden, durch die die Einrichtung auch relativ scharfen Biegungen der Rohrleitung folgen kann.

Die Batterieeinheit A enthält Batterien, die zur Lieferung der erforderlichen Leistung für die anderen Komponenten der Einrichtung ausreichen. Die Magneteinheit B enthält Magnete zur Magnetisierung der Rohrleitung sowie Detektoren zur Auswertung des Magnetflusses in der Rohrleitung. Die Aufzeichnungskapsel C enthält Einrichtungen zur Verarbeitung und Aufzeichnung der Signale der Detektoren. Verbindungsleitungen 17, die nur teilweise dargestellt sind, dienen zur Führung des elektrischen Stroms und der Signale über Stecker 18 zwischen der Batteriekapsel A, der Magneteinheit B und der Aufzeichnungskapsel C.

Die Batteriekapsel A enthält eine Halterung oder einen Mittelteil 19, eine Stoßdämpfernase 20 am vorderen Ende der Halterung 19 und mit Abstand zueinander angeordnete Platten 21, die beispielsweise durch Schweißen an den Enden der Halterung 19 befestigt sind. Ringförmige Kappen 22 sind an den Platten 21 beispielsweise durch Bolzen 23 befestigt. Die Kappen 22 füllen den ringförmigen Raum zwischen der Halterung 19 und der Innenwandung der Rohrleitung PL aus. Sie tragen die Batteriekapsel A in der Mitte der Rohrleitung PL und erzeugen gemeinsam mit anderen Elementen der Prüfeinrichtung einen Widerstand gegenüber der Strömung der Flüssigkeit durch die Rohrleitung, so daß sie Schubelemente zur Bewegung der Einrichtung durch die Rohrleitung bilden, wenn die Flüssigkeit auf die Einrichtung auftrifft.

Mehrere Flügel 25 sind an der Halterung 19 durch Federschenkel 26 befestigt, mit denen sie nachgiebig gegen die Innenwandung der Rohrleitung PL gedrückt werden, jeder Federschenkei 26 ist an seinen Enden mit Nasen 27 der Halterung 19 verbunden. Die Flügel 25 und die Federschenkel 26 bilden Rotationsvorrichtungen, die die Prüfeinrichtung allmählich um ihre Längsachse drehen, während sie durch die Rohrleitung geführt wird.

Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Abnutzung der Prüfeinrichtung gewährleistet.

Die Magneteinheit B enthält eine in Längsrichtung verlaufende zentrale Halterung 28. An jedem Ende der Halterung sind Platten 29 und Kappen 30 befestigt, die hinsichtlich Größe und Funktion ähnlich den Platten 21 und den Kappen 22 der Batteriekapsel A sind. Ringförmige Platten 31 und 32 sind beispielsweise durch Schweißen am vorderen Ende und in der Mitte der Halterung 28 befestigt und bilden ringförmige Grundelemente zur schwenkbaren Halterung von sechzehn Magnetanordnungen 33 in zwei Gruppen von jeweils acht Magnetanordnungen an der Halterung 28. Jede Gruppe ist auf einem ringförmigen Bereich um die Halterung herum angeordnet und bildet somit einen Ring aus Magnetanordnungen. Jede dieser beiden Gruppen verläuft über die gesamte Innenwandung der Rohrleitung, wie dies am besten aus F i g. 2 zu ersehen ist. Wie aus F i g. 1 und 2 hervorgeht, sind die beiden Magnetgruppen 33 in Umfangsrichtung gegeneinander um ca. 22,5° versetzt,

ίο so daß die sechzehn Magnetanordnungen die gesamte Wandung der Rohrleitung abdecken, wenn die Prüfeinrichtung durch die Rohrleitung transportiert wird. Es hat sich gezeigt, daß der Kurvenradius der Prüfeinrichtung weiter verringert werden kann, wenn eine Halte-

i^r) rung 28 vorgesehen ist. die aus zwei Teilen besteht, weiche durch eine geeignete Universäiverbindung (nicht dargestellt) miteinander verbunden sind, wobei diese Verbindung zwischen den beiden Magnetgruppen kurz vor der ringförmigen Platte 32 angeordnet ist.

Die Aufzeichnungskapsel Centhält in ähnlicher Weise eine mittlere Halterung 201, Kappen 202 und Platten 203, die hinsichtlich Größe und Funktion den ähnlichen Elementen der Kapsel A und der Einheit B entsprechen. Falls erwünscht, kann ein Odometer an der Prüfeinrichtung befestigt sein, um die Bestimmung der Lage von Fehlstellen zu erleichtern, die durch die Prüfeinrichtung festgestellt werden. Wie bereits ausgeführt, ist die Anwendung solcher Odometer seit langem bekannt, arbeitet jedoch nicht völlig zufriedenstellend, da Gleiteffekte auftreten. Ein Odometer kann jedoch eine Hilfe bei der Lokalisierung von Fehlstellen sein, insbesondere wenn es in Verbindung mit anderen Verfahren wie z. B. Magnetmarkierungen verwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß ein Odometer der durch die US-PS 3 732 625 bekannten Art geeignet ist. Dieser Odometer, das in den Figuren nicht dargestellt ist, hat einen Arm mit einem inneren und einem äußeren Ende. Das innere Ende ist schwenkbar an dem hinteren Ende der Halterung 201 hinter der hinteren Kappe 202 befestigt. Das äußere Ende trägt ein drehbares Rad, dessen Umfang an der Innenwandung der Rohrleitung PL hinter der Halterung 201 anliegt. An der Halterung 201 und an dem Arm befestigte Federn drücken das Rad laufend gegen die Rohrleitung PL Ein kleiner Magnet ist an dem Rad befestigt, und Magnetflußauswerteelemente wie z. B. Magnetdioden sind an dem Arm befestigt, so daß der Magnet jedesmal an den Auswerteelementen vorbeiläuft, wenn das Rad eine vollständige Umdrehung macht. Die Auswerteelemente erzeugen ein Signal bei

so jeder Umdrehung. Diese Signale, die natürlich Anzeigen über den zurückgelegten Abstand liefern, werden mit der Schreibeinrichtung aufgezeichnet, die nuch erläutert wird, und können auf einem Aufzeichnungsstreifen zusammen mit den Fehlersignalen dargestellt werden.

Jede der Magnetanordnungen 33 ist an der Halterung 28 durch eine Befestigung schwenkbar befestigt, die um drei Achsen geschwenkt werden kann, so daß die Magnetanordnung der Innenwandung der Rohrleitung folgen kann. Jede derartige Befestigungsvorrichtung enthält einen Schwenkblock 34, der in F i g. 2, 3 und 5 und separat in perspektivischer Darstellung in Fig.4 gezeigt ist. Der Schwenkblock 34 hat eine mittlere Bohrung 35 und zwei koaxiale Stifte 36, deren Achsen senkrecht zur Achse der Bohrung 35 angeordnet sind. Ein mit Gewinde versehener Schwenkstift 37 ist in der Bohrung 35 angeordnet und befestigt nicht nur den Block 34 an der Magnetanordnung 33, sondern ermöglicht auch deren Schwenkung um Längsachse des Stiftes 37. Das

Gewinde des Stifles 37 kann somit als ein Befestigungsmittel zur Halterung des Schwenkbiocks 34 an der Magnctanordnung 33 angesehen werden. Zwei mit Abstand zueinander angeordnete Arme 38 haben jeweils an einem Ende eine Schwenkverbindung mit einem der Schwenkblockstifte 36, während das andere Ende schwenkbar mit einer der mit Abstand zueinander angeordneten Nasen 39 durch einen Stift 40 verbunden ist. Die Nasen 39 sind an den Platten 31 und 32 beispielsweise durch Schrauben und Bolzen 41 befestigt, so daß die Halterung 28 mit diesen Nasen 39 versehen ist. Jede Magnetanordnung 33 kann somit um die drei Längsachsen der Stifte 36,37 und 40 geschwenkt werden.

Zwei ringförmige elastische Elemente 42 und 43, die vorzugsweise aus offenzelligem Polyurethanschaum bestehen, jedoch auch aus Schaumgummi oder anderem elastomerem Material gefertigt sein können, sind an der Halterung 28 zwischen dieser und einer jeden Gruppe von Magnetanordnungen 33 vorgesehen. Diese Polyurethanelemente 42 und 43 drücken die Magnetanordnungen 33 nachgiebig zur Rohrleitung PL hin und führen sie in Kontakt mit der Innenwandung der Rohrleitung PL, jedoch ermöglichen sie eine Schwenkbewegung der Magnetanordnungen um die Stifte 36, 37 und 40 sowie eine radiale Bewegung in beiden Richtungen, um eine Anpassung an Änderungen des Innendurchmessers der Rohrleitung zu ermöglichen.

In Fig. 3,5,6 und 7 ist die genaue Konstruktion einer der Magnetanordnungen 33 dargestellt. Jede Anordnung hat eine Verbindungsplatte 45, die fest an einer Magnetisierungsvorrichtung wie z. B. einem U-förmigen Magneten M durch Bolzen 46 und 47 befestigt ist. Der Schwenkstift 37 ist in eine Bohrung der Verbindungsplatte 45 eingeschraubt und hält somit schwenkbar den Schwenkblock 34 an der Platte 45. Um den Schwenkstift 37 an der Platte 45 zu verriegeln, ist eine Feststellschraube 48 an dem Gewinde des Schwenkstifts 37 vorgesehen. Die Bolzen 46 befestigen ferner zusammen mit Bolzen 49 an der Verbindungsplatte 45 ein elastisches Dämpferelement 50, das also an dem vorderen Ende der Magnetanordnung 33 angeordnet ist und diesen gegen Hindernisse wie z. B. Schweißbärte schützt, die in den Innenraum der Rohrleitung hineinragen. Eine Bodenplatte 51 ist an der Verbindungsplatte 45 und einer Abstandsschiene 52 durch Bolzen 53 befestigt. Bolzen 54 befestigen die Abstandsschiene 52 an dem Magneten M. Zwei Seitenplatten 55 sind an dem Magneten Mdurch Bolzen 56 befestigt. Somit bilden die Verbindungsplatte 45, die Bodenplatte 51 und die Seitenplatten 55 ein Gehäuse für den Magneten M. Es hat sich gezeigt, daß in vielen Fällen ein Verschweißen der Bodenplatte 51 mit der Verbindungspiatte 45, mit der Abstandsschiene 52 und mit einer nicht dargestellten Abschlußplatte günstig ist, die an dem hinteren Ende des Magneten M angeordnet ist Diese Verschweißung ist den Bolzen 53 vorzuziehen, da diese durch Vibrationen gelockert werden können. Aus demselben Grund kann es günstig sein, die Seitenplatten 55 mit der Bodenplatte 51 und der Endplatte zu verschweißen.

Der Magnet M hat einen Nordpol NO und einen damit unter Abstand angeordneten Südpol SO. Unter den Polen NO und SO ist mit Bolzen 58 jeweils ein Grundelement 57 befestigt. Dieses ist mit zwei nach oben weisenden und mit Abstand zueinander angeordneten Aussparungen 59 versehen, die zur Aufnahme elastischer Elemente wie z. B. Federn 60 dienen. Ein Detektorhalter 61, der mit zwei nach unten weisenden und mit Abstand zueinander angeordneten Aussparungen 62 koaxial zu den Aussparungen 59 versehen ist, ist durch die Pole NO und SO eingeschlossen und zwischen der Rohrleitung PL und dem Grundteil 57 beweglich angeordnet. Der Detektorhalter 61 wirkt auf die Federn 60 ein und wird mit ihnen gegen die Rohrleitung PL gedruckt. Der Halter 61 ist mit einer dritten Aussparung 63 versehen, die nach oben weist und in der Auswerteelemente oder Magnetflußdetektoren angeordnet sind. Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung sind dies Doppelmagnetdioden D, die an der Oberkante einer Schaltungskarte 64 befestigt sind, welche über Leitungen 17 mit einer zugeordneten elektronischen Schaltung verbunden ist. Die Schaltungskarte 64 ist in der Aussparung 63 in gewünschter Orientierung durch einen dielektrischen Verguß befestigt, beispielsweise mit festem Polyurethan, das die Aussparung 63 ausfüllt. Eine auswechselbare Abriebscheibe 65 ist zwischen dem Detektorhalter 61 und der Rohrleitung PL angeordnet und schützt den Halter und die Detektoren gegen schädlichen Kontakt mit der Innenwandung der Rohrleitung. Die Scheibe 65 ist an dem Halter 61 mit Bolzen 66 befestigt. Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform sind die doppelten Magnetdioden D mit der Aussparung 63 unter der Scheibe 65 verbunden und längs eines halbkreisförmigen Weges senkrecht zur Längsachse der Rohrleitung mit Abstand zueinander angeordnet, so daß sie bei dieser Anordnung in jeder der sechzehn Magnetanordnungen 33 die gesamte Wandung der Rohrleitung überprüfen können. Es hat sich gezeigt, daß in vielen Fällen der Einsatz eines dünnen Gummistreifens (nicht dargestellt) zwischen der Scheibe 65 und den Dioden D günstig ist, um diese gegen Vibrationen und andere Beanspruchungen zu schützen, die auftreten können, wenn der Prüfkopf durch die Rohrleitung wandert. Die Magnete M sind vorzugsweise gleichmäßig in den Magnetanordnungen 33 montiert, so daß ihre Nordpole NO entweder insgesamt am vorderen Ende der Prüfeinrichtung (wie dargestellt) oder um hinteren Ende angeordnet sind, so daß sie die Rohrleitung PL in gleichbleibender Richtung magnetisieren.

Das Polyurelhanelement 42 und die Federn 60 drük-

ken die Dioden D nachgiebig gegen die Innenwand der Rohrleitung PL, wodurch deren nahe Anordnung an den Fehlstellen begünstigt wird und sie einen gleichmäßigen Abstand von der Rohrleitungswandung haben. Dadurch werden Signaländerungen, die lediglich durch Abstandsänderungen der Dioden gegenüber der Rohrleitungswandung erzeugt werden, gering gehalten. Gleichzeitig erfolgt jedoch eine Anpassung an Änderungen

so des Rohrinnendurchmessers. Es hat sich gezeigt, daß in vielen Fällen eine Verstärkung günstig ist, die die Magnetanordnungen SS und die Halterung 28 verbindet, um ein Schwenken der Magnetanordnungen 33 nach außen in Seitenöffnungen, Ventile und andere Rohrer-Weiterungen zu verhindern. In dem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel sind diese Verstärkungen Streifen, die an den hinteren Enden der Magnetanordnungen und an der Halterung 28 befestigt sind. Diese Streifen, die in den Figuren nicht dargestellt sind, können aus Leder oder einem anderen Material bestehen. Ein Streifen ist für jede Magnetanordnung 33 vorgesehen. Um die Befestigung eines Streifens an jeder Magnetanordnung 33 zu erleichtern, können zwei mit Abstand zueinander angeordnete und in den Figuren nicht dargestellte ösen an dem hinteren Ende der Innenfläche einer jeden Bodenplatte 51 angeschweißt sein. Um die Befestigung der Streifen an der Halterung 28 zu erleichtern, können ähnliche Elemente an der Halterung 28 nahe dem hinteren

Ende einer jeden Magnetanordnung 33 befestigt sein. Jeder Streifen ist mit seinen beiden Enden mittels eines Stiftes befestigt, der durch die beiden ösen der Magnetanordnung 33 bzw. der Halterung 28 geführt ist. Jeder Streifen ist so lang, daß der gewünschte Kontakt zwischen der Magnetanordnung 33 und der Wandung der Rohrleitung PL möglich ist, jedoch der Eintritt der zugeordneten Magnetanordnung in seitliche Öffnungen o. ä. verhindert wird.

Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung sind die Dioden in bekannter Weise so ausgerichtet, daß sie in erster Linie nur diejenige Komponente (Horizontalkomponente) des Magnetflusses messen, die parallel zur Längsachse der Rohrleitung verläuft. Eine Messung in erster Linie der horizontalen Komponente erhöht den Längsabstand, über den die Messung gemacht werden kann, da eine auswertbare Horizontalkomponente parallel zur Längsachse der Rohrleitung über einen großen Abstand im Inneren der Rohrleitung verläuft, verglichen mit der Vertikalkomponente, die auswertbar nur relativ nahe den Punkten des Eintritts und des Austritts an der Rohrleitung ist. Diese Messung der Horizontalkomponente ist insbesondere vorteilhaft zur Auswertung solcher gefährlicher Fehlstellen, die beachtliche Ausmaße haben und parallel zur Längsachse der Rohrleitung liegen. Zusätzlich wird durch die Messung hauptsächlich der Horizontalkomponente die Grö-3e der Messung unabhängig von dem Winkel, mit dem der Magnetfluß aus der Rohrleitung austritt, im Gegensatz zur Vertikalkomponente, die von diesem Winkel abhängig ist. Ferner wird durch diese Orientierung die Mechanik der Diodenbefestigung vereinfacht, und es kann der Magnetfluß unter einem relativ großen Abstand von der Rohrinnenwandung gemessen werden, da die Horizontalkomponente unter einem gewissen Abstand zur Innenseite der Rohrleitung am stärksten ist. Im Gegensatz dazu ist die Vertikalkomponente, die senkrecht zur Rohrleitungswandung verläuft, an den Eintritts- und Austrittspunkten der Rohrleitung maximal. Die Magnetdioden können jedoch in jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele so angeordnet werden, daß sie in erster Linie die Vertikalkomponente oder auch Anteile beider Komponenten auswerten.

In Fig.8 ist die bekannte Grundkonstruktion einer Magnetdiode gezeigt. Diese Diode ist eine Halbleiteranordnung, die ihren elektrischen Innenwiderstand als eine Funktion eines äußeren Magnetfeldes ändert. Die Diode umfaßt einen Germaniumblock mit vier Zonen, einer f-Zone, einer ΛΖ-Zone, einer Eigenleitungszone / unü einer Rekombinatior.szone R. Die Lebensdauer negativer Ladungsträger ist in der Zone / langer als in der ne Magnetdioden sind paarweise angeordnet und bilden sechzehn Doppeldioden. Wie aus Fig. 16 zu erkennen ist, sind zwei Einzeldioden einer jeden Doppeldiode magnetisch einander entgegengesetzt derart fest angeordnci, daß eine Einzeldiode einer jeden Doppeldiode eine erste magnetische Orientierung, die andere die dazu entgegengesetzte Orientierung hat. Ferner sind die beiden Einzeldioden einer jeden Doppeldiode elektrisch miteinander in Reihe geschaltet, so daß der Unterschied der Spannungsabfälle an den beiden Einzeldioden bei jeder Doppeldiode praktisch unabhängig von der Temperatur ist, wie bereits beschrieben wurde. Dieser Unterschied der Spannungsabfälle ist eine Funktion des Magnetflusses, der auf die Dioden einwirkt und kann als das Ausgangssignal der Dioden angesehen werden. Fig. 9 zeigt vier Gruppen von Dcppcldioden, die mit 70, 80, 90 und 100 bezeichnet sind, wobei jede Gruppe aus vier Doppeldioden besteht, die durch schraffierte Rechtecke 71 bis 74, 81 bis 84,91 bis 94 und 101 bis 104 dargestellt sind. Diese Doppeldioden sind längs eines halbkreisförmigen Weges nahe der Innenwandung eines Teils der Rohrleitung PL angeordnet, die beispielsweise zwei Fehlstellen 110 und 111 hat.

F i g. 16 zeigt die Einzelheiten der in F i g. 9 gezeigten elektrischen Schaltung an Hand der Verdrahtung einer jeden der vier Doppeldioden der Gruppe 70. In F i g. 16 sind die Doppeldioden 71 bis 74 als Paare von Einzeldioden dargestellt, die jeweils mit 71a und 716, 72a und 72b, 73a und 73/? und 74a und 74b bezeichnet sind. Wie bereits erläutert, sind die beiden Einzeldioden einer jeden Doppeldiode magnetisch einander entgegengesetzt orientiert und in Reihe geschaltet, wie es in Fig. 16 dargestellt ist. Die Leitungen 105,106,107 und 108 verlaufen von den Doppeldioden 7t, 72, 73 und 74 in Form einer Mehrfachleitung 109 (Fig. 9 und 16) zu einem Verstärker 115, wie noch beschrieben wird. Die anderen Diodengruppen 80,90 und 100 sind gleichartig verdrahtet.

Die vier Leitungen 105, 106, 107 und 108 in Fig. 16 können auch mit einem gemeinsamen Schaltungspunkt verbunden sein, so daß die Doppeldioden 71 bis 74 einander parallelgeschaltet sind, bevor ihre Ausgangssignale auf den Verstärker 115 gegeben werden. Das in Fig. 16 gezeigte Ausführungsbeispiel soll jedoch vorzugsweise angewendet werden, weshalb diese Parallelverknüpfung nicht eingehend beschrieben wird.

F ι g. 17 zeigt ein vorzugsweises Verfahren zur Verbindung der Magnetdioden mit den Verstärkern. Fig. 17 zeigt wie Fig.9 und 16 mehrere einzelne Magnctdioden, die paarweise angeordnet sind und mehrere Doppeldioden bilden, wobei sie magnetisch einander

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die Zone R durch ein Magnetfeld bei durch die Diode in Pfeilrichtung fließendem Strom der Widerstand der Diode ansteigt. Dieser Widerstand ist ferner von der Temperatur abhängig, diese Abhängigkeit kann durch die bekannte Anordnung zweier miteinander elektrisch verbundener Magnetdioden in Reihenschaltung vermieden werden, wobei diese Dioden magnetisch einander entgegengesetzt angeordnet sind und eine Doppeldiode bilden, deren Empfindlichkeit als temperalurunabhängig zu bezeichnen ist Dieses Verfahren ist in der TeIefunken-Schrift »Magnetdiode AHY 10 und ihre Anwendung« von H. Moser beschrieben.

F i g. 9 zeigt eine schematische Darstellung der vorzugsweisen Anordnung von sechzehn Doppelmagnetdioden sowie der einer Diodenanordnung 33 zugeordneten elektronischen Schaltung. Zweiunddreißig einzel j ι _: ι: u:_j_ „:

orieiiueri miiu uiiu cmc cm^ciuiuuc einer jeden Doppeldiode eine erste Orientierung, die andere Einzeldiode die dazu entgegengesetzte magnetisehe Orientierung hat Diese Doppelmagnetdioden sind mit Abstand zueinander angeordnet und haben allgemein übereinstimmende räumliche Orientierung, so daß die Einzeldioden in zwei Gruppen angeordnet sind, wobei die Einzeldioden der ersten Gruppe eine erste ma- gnetische Orientierung, die Einzeldioden der zweiten Gruppe die dazu entgegengesetzte magnetische Orientierung haben. Beispielsweise können die Einzeldioden 71a, 72a, 73a und 74a in Fig. 17 als eine erste Gruppe von Einzeldioden betrachtet werden. Ähnlich gilt dies für die Einzeldioden 71 b, 72b, 73b und 74b, die eine zweite Gruppe bilden. Die Einzeldioden der ersten Gruppe sind in Reihe geschaltet Die Einzeldioden der zweiten Gruppe sind gleichfalls in Reihe geschaltet Die-

se beiden Gruppen sind miteinander in Reihe geschaltet, und die Verbindung zwischen ihnen ist an den Verstärker 115 angeschaltet. Dadurch ist der Unterschied der Spannungsabfälle an den Diodengruppen, der das dem Verstärker 115 zugeführte Signal darstellt, praktisch unabhängig von der Temperatur, jedoch abhängig von dem Magnetfluß, der auf die Dioden einwirkt. Diese Größe kann also als das Ausgangssignal aller Dioden angesehen werden.

Die in Fig. 17 gezeigte Verknüpfung ist der in Fig. 16 dargestellten vorzuziehen, da sie weniger Leistung verbraucht und einen weniger komplizierten Verstärker benötigt. Jede der beiden Verknüpfungsarten kann jedoch im Rahmen der Erfindung angewendet werden. Die elektrischen Verbindungen nach Fig. 16 und 17 liefern Diodenausgangssignale, die praktisch temperaturunabhängig sind.

Fig. 18 zeigt Doppeldioden 71 bis 74,81 bis84,91 bis 94 und 101 bis 104, die gemäß F i g. 9 mit Abstand zueinander angeordnet, jedoch gemäß Fig. 17 geschaltet sind. Es sei darauf hingewiesen, daß Verstärker 115 bis 118 in Fig. 18 den Verstärkern 115 bis 118 nach Fig. 9 entsprechen und mit einem Filter 120 verbunden sind. Die übrigen Bestandteile sind in F i g. 9 dargestellt.

In Fig. 9 und 18 ist eine Fehlstelle 111 minimaler Größe dargestellt, die auszuwerten ist. Da Fehlstellen unter einer minimalen Größe keinen beachtlichen Schaden für eine Rohrleitung darstellen und keiner behördlichen Beseitigungsvorschrift unterliegen, ist eine Auswertung nur solcher Fehlstellen erforderlich, die gleich oder größer als die minimale vorgegebene Größe sind. Die Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine Auswertung in erster Linie querverlaufender innerer und äußerer Fehlstellen wie z. B. Fugen, Risse, Löcher, Hartstellen und mechanische Beschädigungen, wobei natürlich auch Fehlstellen jeder anderen Orientierung festgestellt werden können. Die Einrichtung ist in erster Linie so aufgebaut, daß sie jede Fehlstelle auswertet, deren Querabmessung größer als 9,5 mm ist.

Die Doppeldioden einer jeden Gruppe sind längs des halbkreisförmigen Verlaufs nahe der Rohrleitungswandung mit Abstand nahe beieinander angeordnet, so daß der Abstand zwischen den Mitten jeweils zweier benachbarter Doppeldioden einer jeden Gruppe nicht größer als ca. 50% der längsten Linearabmessung der Fehlstelle 111 in Richtung des halbkreisförmigen Weges ist. Wie aus Fig.9 und 18 hervorgeht, verläuft diese Abmessung quer zur Längsachse der Rohrleitung PL Für die meisten gegenwärtig verwendeten Rohrleitungen wird eine Auswertung von Fehlstellen der beschriebenen Größe unter einem Abstand der Doppeldioden von ca. 6,5 mm bis 9,5 mm durchgeführt, jedoch kann dieser Abstand, die Größe und die Art der Fehlstellen natürlich verände .ich sein, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Ferner sind, wie aus F i g. 9 und 18 hervorgeht, die vier Gruppen 70,80,90 und 100 der Doppeldioden längs dieses Weges einander überlappend angeordnet, so daß zumindest eine der Doppeldioden einer jeden Gruppe sich zwischen mindestens zwei Doppeldioden der benachbarten Gruppe befindet Beispielsweise ist die Gruppe 70 nur der Gruppe 80 benachbart, und die Doppeldiode 74 ist zwischen den Doppeldioden 81 und 82 angeordnet Die Gruppe 80 ist den Gruppen 70 und 90 benachbart, die Doppeldiode 81 befindet sich zwischen den Doppeldioden 73 und 74 und die Doppeldiode 84 zwischen den Doppeldioden 91 und 92. Diese räumliche Zuordnung ist derart, daß bei Bewegung der vier Gruppen längs der Rohrleitung der Magnetfluß einer jeden Fehlstelle der auszuwertenden Größe, über die die in F i g. 9 und 18 gezeigte Magnetanordnung hinweggeführt wird, durch mindestens zwei Doppeldioden einer der vier Gruppen ausgewertet

^r) wird, wodurch ein starkes Signal zur Aufzeichnung und Auswertung entsteht. Wie bereits ausgeführt, sind die Dioden vorzugsweise in jeder Magnetanordnung 33 angeordnet, so daß der gesamte Umfang der Rohrleitung überprüft wird.

to Auch bei Fehlen von Fehlstellen oder äußeren Magnetflußquellen existiert ein gewisser Magnetfluß durch die Dioden und zwischen den Polen NO und SO. Gemäß Defination entspricht der Flußwert Null demjenigen Magnetfluß, der durch die Dioden gemessen wird, wenn die Prüfeinrichtung sich in einem fehlerfreien Abschnitt der Rohrleitung fern von äußeren Magnetfiußquellen befindet. Ferner sind gemäß Definition die einem gemessenen Magnetfluß oberhalb des Wertes Null entsprechenden Diodensignale positiv, während die einem Magnetfluß unterhalb des Nullpegels entsprechenden Diodensignale negativ sind. Somit verursachen die Fehlstellen einen Austritt des Magnetflusses aus der Rohrleitung PL in den Bereich zwischen den Polen NO und SO und geben Veranlassung zu positiven Diodensignalen.

F i g. 9 zeigt ferner schematisch die elektronische Schaltung für eine jede Gruppe von Doppeldioden. Normale Verstärker 115, 116, 117 und 118 sind den Gruppen 70, 80, 90 und 100 jeweils so zugeordnet, daß die positiven und negativen Signale einer jeden Gruppe einem der Verstärker zugeführt werden. Die positiven und negativen Signale der vier Verstärker 115 bis 118 werden dann einem ersten Filter 120 zugeführt, welches zu einem jeweiligen Zeitpunkt nur eine ausgewählte Anzahl wie z. B. eines oder zwei oder drei der größeren aus den positiven Signalen der Verstärker zur nächsten Stufe weiterleitet. Vorzugsweise leitet das Filter 120 nur die stärksten dieser positiven Signale der Verstärker weiter. Derartige Filter sind bekannt, sie werden manchmal auch als amplitudenselektive Torschaltungen bezeichnet und sind handelsüblich. Auf das Filter 120 folgt nur ein Fehlersignalkanal für jede Magnetanordnung 33. Dieses Ausfiltern der schwächeren Signale vereinfacht die Signalverarbeitung, die Aufzeichnung und die Auswertung wesentlich. Gleichzeitig werden dabei natürlich der Aufwand, die Kosten und das Gewicht der erforderlichen Einrichtungen verringert. Eine Aufzeichnung nur des zu einem jeweiligen Zeitpunkt stärksten Signals der vier Gruppen von Doppeldioden in jeder Magnetanordnung beeinträchtigt den Nutzen der durch die Prüfeinrichtung erhaltenen Informationen nicht wesentlich, da der Zustand der Rohrleitung an einer gegebenen Stelle genau ohne Wissen über das Vorhandensein oder Fehlen benachbarter, jedoch kleinerer Fehlstellen ausgewertet werden kann.

Das Signal des Filters 120 wird einem spannungsgesteuerten Oszillator 121 zugeführt, um die Amplitudenänderungen des Signals in Frequenzänderungen umzuwandeln und dadurch das durch die Aufzeichnung und die Wiedergabe verursachte Rauschen zu verringern. Dieser Vorgang wird noch beschrieben. Das Rauschen besteht aus regellos auftretenden Signalkomponenten, die keinen Fehlstellen zuzuordnen sind- Das Signal wird dann von dem spannungsgesteuerten Oszillator 121 einem Aufzeichnungsgerät 122 zugeführt, dies kann ein normales Magnetbandgerät sein. Dieses hat mehrere Kanäle und zeichnet die sechzehn separaten Fehlersignale der sechzehn spannungsgesteuerten Oszillatoren

dauerhaft auf, die den sechzehn Magnetanordnungen zugeordnet sind.

Als eine Hilfe zur Bestimmung der Position ausgewerteter Fehlstellen sinü magnetische Markierungen an ausgewählten Stellen der Außenseite der Rohrleitung PL vorgesehen. Diese Markierungen sind vorzugsweise Magnete, sie können jedoch aus jedem Material wie z. B. Eisen bestehen, das den Magnetfluß im Inneren der Rohrleitung beeinflußt, wenn die Auswertemagnete M an ihnen vorbeigeführt werden. Beispielsweise ist in F i g. 13 ein Markiermagnet 124 dargestellt, der ein Permanentmagnet ist und relativ zu dem Magneten M der Prüfeinrichtung so angeordnet ist, daß er den Magnetfluß verringert, der im Inneren der Rohrleitung PL durch den Magneten M erzeugt wird. In Fig. 13 sind der Magnet M und der Markiermagnet 124 einander entgegengesetzt orientiert, so daß also der Pol NO'des Markiermagneten 124 hinter dem Pol SO' liegt, während der Pol NO des Prüfmagneten vor dem Pol SO dieses Magneten liegt. Wenn der Prüfmagnet M an dem Markiermagneten 124 vorbeigeführt wird, so steigt der mit den Dioden Dim Inneren der Rohrleitung gemessene induzierte Magnetfluß zunächst an, fällt dann ab, wonach er wieder ansteigt, da der Markiermagnet 124 den Magnetfluß zwischen den Polen NO und SO ändert. Wie bereits ausgeführt, ist der Magnetfluß Null als derjenige Fluß definiert, der durch die Dioden gemessen wird, wenn die Prüfeinrichtung sich in einem fehlerfreien Abschnitt der Rohrleitung fern von äußeren Magnetflußquellen (Markiermagneten) befindet. Ferner ist gemäß Definition ein Diodensignal, das einen Magnetfluß oberhalb des Wertes Null anzeigt, positiv, während ein Diodensignal für einen Magnetfluß unterhalb des Wertes Null negativ ist. Wenn der Magnet M sich dem Markiermagneten 124 nähert, so verursacht die Wechselwirkung zwischen den Polen NO und NO' einen Anstieg des mit den Dioden gemessenen Magnetflusses über den Wert Null, da mehr Magnetfluß in den Bereich der Dioden zwischen den Polen NO und SO fließt. Wenn der Magnet M über den Markiermagneten 124 hinweggeführt wird, so wird der Magnetfluß zwischen den Polen NO und SO über den Markiermagneten kurzgeschlossen, wodurch der mit den Dioden D gemessene Fluß unter den Wert Null absinkt. Wenn der Pol SO über den Pol SO'geführt wird, so verursacht die Wechselwirkung zwischen den Polen SO und 5O'einen weiteren Anstieg über den Wert Null hinaus, der durch die Dioden D gemessen wird. Somit liefern die magnetischen Markierer hauptsächlich negative Signale der Dioden, während die Fehlstellen hauptsächlich positive Signale liefern.

Wie bereits ausgeführt, werden die positiven und die negativen Diodensignale über ein Filter 120 geleitet, welches nur die stärksten positiven Signale der vier Verstärker durchläßt. Die Signale eines der Verstärker einer jeden Magnetanordnung 33, beispielsweise des Verstärkers 117 in Fig 9 und 18, werden jedoch vor dem Filter 120 abgezweigt und über ein zweites Filter geführt, beispielsweise über eine elektrische Diode 123, die nur die negativen Signale einem dritten Filter 125 zuführt. Wie aus F i g. 9 hervorgeht, empfängt dieses dritte Filter 125 ferner sieben andere negative Markiersignale, die von sieben anderen Verstärkern 117 einer jeden der sieben anderen Magnetanordnungen 33 dieses Magnetringes abgezweigt sind. Das Filter 125 führt zu einem gegebenen Zeilpunkt nur eine ausgewählte Anzahl, beispielsweise eines oder zwei oder drei der negativeren Markiersignale der nächsten Sufe zu. Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform läßt das Filter 125 nur die am stärksten negativen Markiersignale zu einem invertierenden Verstärker 126 durch, der dieses Signal weite: verstärkt und invertiert, so daß sie als positive Signale aufgezeichnet und visuell dargestellt werden. Wie bereits ausgeführt, werden die Fehlersignale als positive Signale aufgezeichnet und dargestellt Diese Invertierung der Markiersignale führt also dazu, daß alle Signale als positive Signale aufgezeichnet werden, wodurch

ίο ihre Verarbeitung und Interpretation erleichtert wird Die invertierten Markiersignale werden dann eineir zweiten spannungsgesteuerten Oszillator 127 zugeführt und gelangen dann zum Aufzeichnungsgerät 122. wo sie auf einen Kanal aufgezeichnet werden, der den Kanäler der Fehlersignale zugeordnet ist. In der gesamten Prüfeinrichtung befinden sich also sechzehn Kanäle für Fehlersignale, wobei jedem Kanal ein Filter und ein spannungsgesteuerter Oszillator zugeordnet sind, fernei zwei Kanäle für Markiersignale, wobei jedem diesel Kanäle ein Filter und ein spannungsgesteuerter Oszillator zugeordnet sind, sowie ein Aufzeichnungsgerät füi alle achtzehn Kanäle. Natürlich können die Anzahl dei Magnetanordnungen, Kanäle, Aufzeichnungsgeräte und anderer Bestand! JIe auch geändert werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

In der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird die Position der Fehlstellen dadurch festgestellt, daß der Markiermagnet 124 dem Prüfmagnet ΛΊ entgegengesetzt gerichtet angeordnet ist, so daß der mil den Dioden D gemessene Magnetfluß zunächst ansteigt dann abfällt und dann wieder ansteigt. Die Markiermagnete können jedoch auch längs der Rohrleitung in jeder anderen gleichmäßigen Orientierung zur Rohrleitung (und damit zu den Prüfmagneten) angeordnet sein um praktisch gleichmäßige Einflüsse auf den mit der Dioden D im Inneren der Rohrleitung ausgewerteter Magnetfluß auszuüben. Beispielsweise kann der Markiermagnet 124 so angeordnet sein, daß der Pol NO'\o\ dem Pol SO' angeordnet ist, so daß beim Vorbeilauf ar dem Prüfmagneten M der mit den Dioden gemessene Magnetfluß zuerst abnimmt, dann zunimmt und danr wieder abnimmt.

Fig. 12 zeigt schematisch die Wiedergabeverarbei lung der Signale, nachdem der Durchlauf der Prüfein richtung durch die Rohrleitung beendet ist. Die Signale werden von dem Aufzeichnungsgerät 122 einem Nor· malverstärker 130 zugeführt und gelangen dann zu einem Diskriminator 131 und einem Galvanometerverstärker 132, wonach sie ein normales Galvanometer 132 steuern. Der Diskriminator 131 setzt Frequenzänderungen der Signale in Amplitudenänderungen um, um eine leichte visuelle Auswertung zu ermöglichen. Das Galva nometer setzt die elektrischen Signale in eine visuelle Form um, wie es auf dem in Fig. 14 gezeigten Streifer 134 dargestellt ist. Vorzugsweise erzeugt das Galvano meter einen Lichtstrahl, der auf eine lichtempfindlich« Aufzeichnungsfläche fällt, jedoch kann auch ein mecha nischer Schreibstift oder eine andere Anordnung zui Markierung des Streifens vorgesehen sein.

Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform der Er findung sind neunzehn Spuren auf dem Streifen 134 auf gezeichnet. Für die Fehlersignale jeweils einer Magnet anordnung ist eine Spur vorgesehen, ferner ist eine Spui für die Markiersignale eines jeden Rings sowie ein<

b^r> Spur für die Signale des Odometers vorgesehen. Fig. I' zeigt nur fünf Spuren. Die Spur 135 zeigt ein typische; negatives Markiersignal 136, das, wie bereits ausgeführt mit dem invertierenden Verstärker 126 invertiert wurde

so daß es als positives Signal erscheint und deshalb leichter verarbeitet und ausgewertet werden kann. Die Spuren 137 und 138 zeigen Fehleranzeigen 139 und 140, die Spuren 141 und 142 zeilen typische Untergrund-Rauschsignale.

Beim Betrieb der Einrichtung werden die Markiermagnete an ausgewählten Stellen längs der Rohrleitung angeordnet und die Prüfeinrichtung wird in die Rohrleitung eingesetzt Wie bereits eriäutert, sind die Markiermagnete längs der Rohrleitung gegenüber den Prüfmagneten in der Prüfeinrichtung entgegengesetzt angeordnet Der Flüssigkeitsdruck in der Rohrleitung drückt die Prüfeinrichtung durch die Rohrleitung hindurch und die Magnete sowie die Magnetdioden der Prüfeinrichtung, die durch die Polyurethanelemente nachgiebig nach außen gedrückt werden, wandern an der Innenwandung oder der Innenfläche der Rohrleitung in ausreichender Nähe vorbei, um aufeinanderfolgende Abschnitte der Rohrleitung zu magnetisieren und durch Fehlstellen in der Rohrleitung verursachte Flußänderungen auszuwerten. Die Signale der Magnetdioden werden verarbeitet und innerhalb der Prüfeinrichtung auf Magnetband aufgezeichnet. Positive Signale, die Fehlstellen anzeigen, werden in sechzehn Kanälen aufgezeichnet. Negative Signale der Markiermagnete werden invertiert und in zwei zusätzlichen Kanälen aufgezeichnet. Signale vom Odometer werden in einem neunzehnten Kanal aufgezeichnet. Am Ende des Durchlaufs wird das Magnetband abgespielt, die Signale werden aus Frequenzänderungen in Amplitudenänderungen umgesetzt und in visueller Form auf einem Streifen mittels eines Lichtstrahlgalvanometers aufgezeichnet. Der Streifen kann dann interpretiert werden, um den Zustand der Rohrleitung zu analysieren und die ausgewerteten Fehlstellen zu lokalisieren.

Die Erfindung ermöglicht also die Überprüfung unbeweglicher Testobjekte mittels Magnetdioden. Diese Magnetdioden sind empfindlich, einfach, billig und haben geringen Leistungsbedarf. Sie können die Flußänderungen unabhängig von ihrer Bewegungsgeschwindigkeit relativ zu dem Magnetfluß messen. Ferner werden die Dioden und die Magnete dauernd in ausreichend geringem Abstand zur Rohrleitungswandung gehalten, um die Rohrleitung zu magnetisieren und zu überprüfen. Dies ermöglichen die Halterungen, die um drei Achsen schwenkbar sind. Ferner tragen dazu die leichten, kompakten, leicht zu handhabenden und billigen Polyurethanelemente bei. Außerdem werden die Markie-magnete durch dieselben Dioden festgestellt, die auch die Flußänderungen durch Fehlstellen feststellen, ohne daß zusätzliche Auswerteelemente hierzu erforderlich wären.

In Fig. 10 und 19 sind andere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei denen sechs Gruppen von jeweils drei Doppeldioden einander überlappend angeordnet sind, ähnlich wie es in Fig.9 und 18 dargestellt ist. Dabei sind jedoch nicht benachbarte Gruppen paarweise miteinander verbunden, um den Unterschied zwischen den mit diesen Paaren ausgewerteten Magnetflüssen festzustellen und aufzuzeichnen. Dieses Ergebnis wird durch Übertragung der Signale von nicht benachbarten Gruppen auf einen Differentialverstärker erreicht, der die beiden Signale miteinander vergleicht und nur ihre Differenz zur Aufzeichnung und Auswertung weitergibt. Dieses Verfahren ist nützlich zur Ausfilterung der Effekte des Untergrund-Magnetflusses, der nicht auf Fehlstellen zurückzuführen ist, und von Änderungen der Diodensignale, die durch Abstandsänderungen zwischen den Dioden und der Rohrleitungswandung hervorgerufen werden.

Fig. 10 zeigt eine Schaltung der Dioden entsprechend dem in Fig. 16 gezeigten Verfahren. Fig. 19 zeigt eine Schaltung der Dioden entsprechend dem in F i g. 17 gezeigten Verfahren.

Bei den in F i g. 10 und 19 dargestellten Ausführungsbeispielen sind sechs Gruppen von jeweils drei Doppeldioden vorgesehen, die mit 150, 155, 160, 165, 170 und

to 175 bezeichnet sind. Diese Gruppen enthalten jeweils Doppeldioden 151-3, 156-8, 161-3, 166-8, 171-3 und 176-8. Die Doppeldioden einer jeden Gruppen sind längs der benachbarten Rohrleitung PL, die eine Fehlstelle 180 aufweist, mit Abstand zueinander angeordnet Die Fehlstelle 180 hat beispielsweise die geringste noch auszuwertende Abmessung, so daß der Abstand zwischen den Mitten jeweils zweier benachbarter Doppeldioden in dieser Gruppe nicht größer als ungefähr 50% der Länge der Fehlstelle 180 ist. Wie bei den in F i g. 9 und 18 dargestellten Ausführungsbeispielen befindet sich mindestens eine der Doppeldioden einer jeden Gruppe zwischen mindestens zwei Doppeldioden einer jeden benachbarten Gruppe. Die Signale der Gruppen 150 und 155 werden auf einen normalen Differentialverstärker 181 gegeben, die Signale der Gruppen 160 und 165 auf einen Differentialverstärker 182, die Signale der Gruppen 170 und 175 auf einen Differentialverstärker 183. Zu jedem Zeitpunkt gegen diese Differentialverstärker zur weiteren Verarbeitung, Aufzeichnung und Auswertung (wie in F i g. 9 gezeigt) nur die Differenz zwischen den Signalen ab, die sie von dem jeweiligen Gruppenpaar empfangen. Wie bei der Schaltung nach F i g. 9 läßt ein erstes Filter nur eine ausgewählte Anzahl wie z. B. eins oder zwei der stärkeren positiven Signale der Verstärker 181,182 und 183 durch. Bei der vorzugsweisen Ausführungsform läßt ein solches Filter nur das stärkste dieser positiven Signale der Verstärker durch. Ein Differentialverstärker ist mit mindestens zwei Gruppen von Doppeldioden verbunden, die mehrere Doppeldioden umfassen. Ferner ist er mit einem Aufzeichnungsgerät zur Bestimmung und Aufzeichnung des Unterschiedes zwischen den Signalen dieser beiden Gruppen verbunden, so daß der Unterschied zwischen den Magnetflüssen, die durch diese Gruppen festgestellt werden, bestimmt und aufgezeichnet werden kann.

In F i g. 11 und 20 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Auswirkungen des Untergrund-Magnetflusses und der Änderungen des Abstandes zwischen den Magnetdioden und der Rohrleitungswandung eliminiert werden. In F i g. 11 und 20 ist ein Differentialverstärker 184 mit Gruppen 185 und 186 verbunden, die jeweils vier Doppeldioden enthalten. F i g. 11 zeigt die Verbindung der Doppeldioden entsprechend dem Verfahren nach Fig. 16. Fig.20 zeigt die Verbindung der Doppeldioden entsprechend dem Verfahren nach Fi g. 17. An Stelle der Anordnung auf einem kontinuierlich gekrümmten Weg sind die Gruppen 185 und 186 auf zueinander parallelen und mit Abstand zueinander angeordneten gekrümmten Wegen angeordnet und messen den Magnetfluß an Stellen, die in Richtung der Längsachse der Rohrleitung PL einen Abstand zueinander haben. Es können auch mehr als eine Gruppe auf dem jeweiligen Weg angeordnet sein. Selbstverständlich werden die Signale vom Verstärker

h5 184 zur weiteren Verarbeitung, Aufzeichnung und Auswertung weitergeleitet, wie es in F i g. 9 gezeigt ist. Wie bei der Ausführung nach F i g. 9 läßt ein erstes Filter nur eine ausgewählte Anzahl der stärkeren positiven Signa-

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Ie der Verstärker durch. Somit sind mindestens zwei der Gruppen längs der beschriebenen Wege mit dem Differentialverstärker verbunden. Eine dieser Gruppen gehört zu dem ersten Weg, die andere zu dem zweiten, und der Differentialverstärker ist mit dem Aufzeichnungsgerät verbunden, so daß die Unterschiede zwischen den Magnetflüssen längs der beiden genannten Wege bestimmt und aufgezeichnet werden können.

In Fig. 15 und 21 ist ein relativ einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das aus mehre- ren Doppeldioden 190 besteht, die längs eines gekrümmten Weges senkrecht zur Längsachse der Rohrleitung angeordnet sind und Fehlstellen 191 und 192 auswerten sollen. In F i g. 15 sind die Doppeldioden entsprechend Fig. 16 beschaltet. In Fig.21 sind sie ent- is sprechend dem Verfahren nach Fig. 17 verbunden. Die Signale der Doppeldioden 190 werden einem Verstärker 193 oder anderen elektrischen Komponenten zugeführt, wie sie in F i g. 9 dargestellt sind und beschrieben wurden. Wie bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel läßt ein erstes Filter nur eine ausgewählte Anzahl der stärkeren positiven Signale der Verstärker durch. Die Doppeldioden sind vorzugsweise mit Abstand zueinander angeordnet, so daß die Mitten einander benachbarter Doppeldioden nicht weiter voneinan- dar entfernt sind als ungefähr die längste lineare Abmessung der kleinsten auszuwertenden Fehlstelle in Richtung des genannten Weges ausmacht. Solche Fehlstellen sind in Fig. 15 und 21 als Risse 191 dargestellt. Diese Fehlstelle wird nicht zwischen den beiden Doppeldioden hindurchgeführt, ohne daß sie ausgewertet wird, sondern sie wird durch zumindest eine Doppeldiode festgestellt, wenn sich die Dioden über sie hinwegbewegen. Die Dioden können natürlich auch einen geringeren Abstand zueinander haben, um die Wahr- scheinlichkeit des Auswertens von Fehlstellen mittels zwei oder mehr Doppeldioden zu erhöhen und damit ein stärkeres Fehlstellensignal zu irzeugen. Wird beispielsweise die Fehlstelle 192 in Fig. 15 und 21 als die kleinste noch auszuwertende Fehlstelle angesehen, so sind die Doppeldioden 190 längs eines Weges derart mit Abstand zueinander angeordnet, daß die Mitten einander benachbarter Doppeldioden keinen größeren Abstand zueinander haben als ungefähr 50% der längsten linearen Abmessung in Richtung dieses Weges der kleinsten noch auszuwertenden Fehlstelle. Somit werden diese kleinsten Fehlstellen mit mindestens zwei Doppeldioden ausgewertet, wenn diese über sie hinwegbewegt werden.

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Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Prüfung magnetisierbarer Objekte, insbesondere von Rohrleitungea auf Fehlstellen, die auszuwertende Magnetflußänderungen hervorrufen, mit einer an einer Halterung befestigten Magnetisierungsvorrichtung zur Magnetisierung des zu prüfenden Objekts, mit an der Halterung nahe der Magnetisierungsvorrichtung angeordneten Detektoren zur Auswertung von Magnctflußänderungen, mit einer die Halterung und das Objekt relativ zueinander bewegenden Bewegungsvorrichtung und mit einer mit den Detektoren verbundenen Aufzeichnungsvorrichtung, wobei die Detektoren Magnetdioden sind, die paarweise zur Bildung von Doppeldioden in gegensinniger magnetischer Orientierung angeordnet und jeweils paarweise elektrisch so geschaltet sind, daß ihr Ausgangssignal die Widerstandsdifferenz der beiden Einzeldioden angibt, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetisisierungsvorrichtung (M) Permanentmagnete vorgesehen sind, daß die Doppeldioden (D) mit ihren feldempfindlichen Richtungen so orientiert sind, daß sie eine Magnetflußkomponente auswerten, die in Bewegungsrichtung der Prüfeinrichtung verläuft, daß die Doppeldioden (D) längs eines Weges derart angeordnet sind, daß die Mitten einander benachbarter Doppeldioden (D) in Richtung dieses Weges keinen größeren Abstand zueinander als die längste Abmessung der kleinsten noch auszuwertenden Fehlstelle haben, daß die Doppeldioden (D) elektrisch in mindestens zwei separaten Gruppen von jeweils mehreren Doppeldioden geschaltet sind, und daß die Gruppen nebeneinander und einander überlappend angeordnet sind, so daß mindestens eine Doppeldiode einer jeden Gruppe sich zwischen mindestens zwei Doppeldioden einer jeweils benachbarten Gruppe befindet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppeldioden (D) einen gegenseitigen Mittenabstand von nicht mehr als 50% der längsten linearen Abmessung der kleinsten noch auszuwertenden Fehlstelle in Richtung des genannten Weges haben.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppeldioden (D) einer jeden Gruppe übereinstimmende räumliche Ausrichtung haben und aus zwei Gruppen von Einzeldioden bestehen, daß alle Einzeldioden der ersten Gruppe eine erste magnetische Orientierung und alle Einzeldioden der zweiten Gruppe eine dazu entgegengesetzte magnetische Orientierung haben, daß die Einzeldioden der ersten Gruppe in Reihe geschaltet sind, daß die Einzeldioden der zweiten Gruppe in Reihe geschaltet sind und daß beide Gruppen miteinander in Reihe geschaltet sind, so daß die Differenz der Spannungsabfälle an jeder Gruppe von Dioden temperaturunabhängig ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit mehreren Doppeldioden (150, 160, 170, 155, 165, 175) und mit dem Aufzeichnungsgerät (122) verbundenen Differentialverstärker (z. B. 181) zur Bestimmung und Aufzeichnung des Unterschieds zwischen Signalen der Doppeldioden, so daß damit die Differenzen zwischen den mit den Doppeldioden ausgewerteten Magnetflüssen bestimmt und aufgezeichnet werden

können.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialverstärker (181) mit mindestens zwei Gruppen (150,155) der Doppeldioden sowie mit dem Aufzeichnungsgerät (122) verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit mindestens einer Doppeldiodengruppe (70, 80, 90, 100) ein Riter (120) verbunden ist, das nur eine ausgewählte Anzahl der zum jeweiligen Zeitpunkt empfangenen stärkeren Signale der Doppeldioden durchläßt

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät (122) mindestens zwei Aufzeichnungskanäle aufweist, daß ein erstes Filter (120) mit mindestens einer Doppeldiode (z. B. 71) und mit mindestens einem Kanal des Aufzeichnungsgeräts (122) verbunden ist, daß ein zweites Filter (125) mit mindestens einer Doppeldiode (z. B. 93) und mit einem weiteren Kanal des Aufzeichnungsgeräts (122) verbunden ist und nur negative Signale der Doppeldiode (93) überträgt, daß die positiven Signale Magnetflußänderungen anzeigen, die durch Fehlstellen des Objekts (PL) erzeugt werden, während die negativen Signale den Einfluß der Markiere'emente auf den erzeugten Magnetfluß anzeigen, und daß eine gemeinsame Auswertung positiver und negativer Signale sowie deren Aufzeichnung auf separaten Kanälen in dem Aufzeichnungsgerät (122) erfolgt.