DE2622490A1

DE2622490A1 - Fault location in ferromagnetic rods - uses alternating field for additional axial magnetisation without later demagnetisation

Info

Publication number: DE2622490A1
Application number: DE19762622490
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kramer; Hans Link; Winfried Schuebel
Original assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Current assignee: Institut Dr Friedrich Foerster Pruefgeraetebau GmbH and Co KG
Priority date: 1976-05-20
Filing date: 1976-05-20
Publication date: 1977-12-01

Abstract

A method and device is used for fault location in elongated ferromagnetic test material (2). It uses a magnetic flux to detect faults on or beneath the material surface causing flux variations outside the surface which are detected and converted into electrical fault signal voltages. The device obviates the later demagnetisation of the test without using the advantage of additional magnetisation in the axial direction. The additional magnetisation is produced by an alternating magnetic field whose frequency is lower than that of the primary field and whose amplitude reaches a sufficient level for additional magnetisation during part of the field cycle. Parts of the signal voltage winding with field null transitions are suppressed.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Prüfen von langgestrecktem,Method and device for testing elongated,

ferromagnetischem Prüfgut auf Fehler Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von langgestrecktem, ferromagnetischem Prüfgut auf Fehler an oder unter dessen Oberfläche, indem man im Prüfgut einen magnetischen Wechselfluß hervorruft, unter dessen Einfluß sich an Fehlerstellen Wechselflußänderungen außerhalb der Oberfläche ergeben und indem man diese Wechselflußänderungen empfängt sowie in elektrische Fehlersignalspannung umsetzt, wobei man das Prüfgut einer zusätzlichen Magnetisierung in Längsrichtung unterwirft. Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.ferromagnetic test material for defects The invention relates to a method for testing elongated, ferromagnetic test material for defects on or below its surface by creating an alternating magnetic flux in the test material, under the influence of which there are alternating flux changes outside the surface at fault locations and by receiving these alternating flux changes as well as electrical ones Fault signal voltage converts, with the test material an additional magnetization submits in the longitudinal direction. The invention further relates to a device for Carrying out the aforementioned procedure.

Verfahren zum Prüfen von langgestrecktem, ferromagnetischem Prüfgut auf Fehler mit Hilfe eines magnetischen Wechselflusses im Prüfgut sind seit langem in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Allen diesen Verfahren liegt entweder das Wirbelstrom- oder das Streuflußprinzip zugrunde. Das erstgenannte beruht darauf, daß ein magnetischer Wechselfluß im Prüfgut Wirbelströme hervorruft, die ihrerseits sekundäre Magnetfelder erzeugen und mit diesen die den Wechselfluß aufbauende Spulen oder getrennte Empfängerspulen beeinflussen.Procedure for testing elongated, ferromagnetic test material on errors with the help of a magnetic alternating flux in the test material have been for a long time known in numerous embodiments. All of these procedures lie either the eddy current or the leakage flux principle. The former is based on that an alternating magnetic flux in the test material causes eddy currents, which in turn Generate secondary magnetic fields and with these the coils that build up the alternating flux or affect separate receiver coils.

Fehler an und unter der Oberfläche des Prüfgutes stören die Ausbildung der Wirbelströme. Sie verändern damit die Beeinflussung der o.g. Spulen durch die sekundären Wirbelstrommagnetfelder, so daß von diesen Veränderungen Fehlersignale abgeleitet werden können. Das Streuflußprinzip besteht darin, daß ein entlang der Oberfläche des Prüfguts durch das letztere sich erstreckender Magnetfluß an solchen Stellen aus der Oberfläche als Streufluß herausgedrängt wird, an denen ein Fehler an oder unter der Oberfläche den Verlauf des Magnetflusses schneidet. Dieser Streufluß wird im allgemeinen von besonderen Streuflußempfängern aufgenommen und als Fehlersignal weiterverarbeitet.Errors on and below the surface of the test item disrupt the training of eddy currents. You thereby change the influence of the above-mentioned coils secondary eddy current magnetic fields, so that error signals from these changes can be derived. The leakage flux principle consists in that a magnetic flux extending along the surface of the specimen through the latter is forced out of the surface as leakage flux at those points where a defect on or below the surface cuts the course of the magnetic flux. This leakage flux is generally picked up by special leakage flux receivers and processed further as an error signal.

In Verbindung mit Wirbelstromverfahren (US - PS 2 353 211 oder GB - PS 936 033) ist seit langem bekannt, neuerdings auch in Verbindung mit Streuflußverfahren, das Prüfgut einer zusätzlichen Magnetisierung durch ein Gleichfeld zu unterwerfen. Diese zusätzliche Magnetisierung, zumeist in Längsrichtung des Prüfgutes, bewirkt je nach ihrer Intensität eine mehr oder weniger starke Herabsetzung der effektiven magnetischen Permeabilität des Prüfgutes, wobei deren Wert sich mit zunehmender magnetischer Sättigung an 1 annähert.In connection with eddy current processes (US Pat. No. 2,353,211 or GB - PS 936 033) has been known for a long time, recently also in connection with leakage flux methods, subject the test material to additional magnetization by a constant field. This additional magnetization, mostly in the longitudinal direction of the test item, causes depending on its intensity, a more or less strong reduction in the effective magnetic permeability of the test material, its value increasing with increasing magnetic saturation approaches 1.

Ein Ziel der zusätzlichen Magnetisierung kann es sein, die Eindringtiefe für den magnetischen Wechselfluß zu erhöhen, um in größerer Tiefe unter der Oberfläche liegende Fehler finden zu können. Ein anderes sehr wichtiges Ziel der zusätzlichen Magnetisierung besteht darin, die starken Schwankungen der magnetischen Permeabilität während des Verlaufs einer Prüfung, die Fehlersignale vortäuschen, zu beseitigen oder wenigstens wesentlich zu verringern, mit anderen Worten, den Abstand vom Nutz- zum Störpegel zu verbessern. So ist es z.B. bei der Streuflußprüfung von Stangenmaterial mit einer rotierenden Kombination von Wechselflußjoch und Streuflußsonden möglich, durch eine zusätzliche Gleichfeldmagnetisierung den auf Kaltverfestigungen beruhenden Störpegel um einen Faktor 3 bis 5 zu reduzieren. Eine vollständige magnetische Sättigung des Prüfgutes ist zur Erzielung eines optimalen Nutz-Störverhältnisses nicht immer notwendig. Vielmehr kann es sogar vorkommen, daß nach Überschreiten einer bestimmten Höhe der Zusatzmagnetisierung das Nutz/Stö-rverhältnis wieder, wenn auch nur geringfügig, abnimmt. Die genauen Höhen der zum Erreichen der genannten Ziele notwendigen Feldstärken hängen sowohl von den verwendeten Werkstoffen als auch von den eingesetzten Prüfverfahren ab und sind den einschlägigen Fachleuten bekannt. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß bei der Streuflußprüfung niedrigere Feldstärken der Zusatzmagnetisierung zur Optimierung des Nutz/Störverhältnisses erforderlich sind als bei der Wirbelstromprüfung.One goal of the additional magnetization can be the depth of penetration for the alternating magnetic flux to increase to a greater depth below the surface to be able to find lying errors. Another very important goal of the additional Magnetization consists in the large fluctuations in magnetic permeability during the course of a test to eliminate the simulated error signals or at least significantly reduce, in other words, the distance from the useful to improve the noise level. This is the case, for example, with the leakage flux test of bar material possible with a rotating combination of alternating flow yoke and stray flux probes, due to an additional constant field magnetization based on work hardening Reduce the interference level by a factor of 3 to 5. Complete magnetic saturation of the test material is not always necessary to achieve an optimal useful-interference ratio necessary. Rather, it can even happen that after a certain Amount of additional magnetization the useful / interference ratio again, even if only slightly, decreases. The exact heights of the field strengths necessary to achieve the stated goals hang both on the materials used and on the ones used Test methods and are known to those skilled in the art. In general, can it can be said that in the leakage flux test lower field strengths of the additional magnetization are required to optimize the useful / disturbance ratio than in eddy current testing.

Den Vorteilen des beschriebenen Verfahrens steht als Nachteil gegenüber, daß die zusätzliche Magnetisierung fast immer eine nachträgliche Entmagnetisierung des Prüfgutes notwendig macht. Das bedeutet jedoch eine nicht unbeträchtliche Erhöhung des Prüfaufwandes. Bei vielen Materialien müssen hinsichtlich der Freiheit von Restmagnetismus hohe Anforderungen gestellt werden, z.B. um zu verhindern, daß bei der weiteren Bearbeitung durch an der Materialoberfläche anhaftende Späne eine Beschädigung des Bearbeitungswerkzeuges verursacht wird. In vielen Fällen, insbesondere bei langgestrecktem, hartmagnetischem Halbzeug größeren Querschnitts, läßt sich mib vertretbarem Aufwand eine ausreichende Entmagnetisierung gar nicht erreichen, wenn vorher wie oben beschrieben, eine zusätzliche Gleichfeldmagnetisierung im Rahmen der magnetischen Fehlerprüfung stattgefunden hat.The advantages of the method described are offset by the disadvantage that the additional magnetization is almost always a subsequent demagnetization of the test material makes it necessary. However, this means a not inconsiderable increase the testing effort. Many materials must be free from residual magnetism high demands are made, e.g. to prevent the further Machining due to chips adhering to the material surface can damage the Processing tool is caused. In many cases, especially with elongated, hard magnetic semifinished product of larger cross-section, can be done with reasonable effort do not achieve sufficient demagnetization at all if, as described above, an additional constant field magnetization as part of the magnetic error check has taken place.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher als Aufgabe ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung zugrunde, bei dem die Notwendigkeit einer späteren Entmagnetisierung des Prüfgutes entfällt, ohne daß auf die Vorteile einer zusätzlichen Magnetisierung verzichtet werden muß. Der Erfindung liegt ferner als Aufgabe eine Einrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens zugrunde.The present invention therefore has as its object a method of The genus described at the beginning, in which the need for a later There is no need for demagnetization of the test item without the advantages of an additional Magnetization must be dispensed with. The invention is also an object Device for carrying out such a method is based.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein gemäß Patentanspruch 1 gekennzeichnetes Verfahren und eine gemäß Patentanspruch 9 gekennzeichnete Einrichtung. Die Verwendung der Wechselfeldmagnetisierung, die unter den genannten Voraussetzungen überraschenderweise möglich wird, hat zur Folge, daß eine bleibende Magnetisierung des Prüfgutes nicht stattfindet und somit keine Entmagnetisierung erforderlich wird. Dadurch kann das eingangs beschriebene Verfahren auch in solchen Fällen eingesetzt werden, in denen bisher ein Einsatz sich wegen der Unmöglichkeit der geforderten Entmagnetisierung verbot.The object is achieved by what is characterized in accordance with patent claim 1 Method and a device characterized according to claim 9. The usage the alternating field magnetization, which surprisingly occurs under the conditions mentioned becomes possible, has the consequence that a permanent magnetization of the test object is not takes place and thus no demagnetization is required. As a result, the method described at the beginning can also be used in such cases be in which so far a use is due to the impossibility of the requested Demagnetization prohibited.

Darüber hinaus wird in vielen Fällen auch unter Berücksichtigung zusätzlich erforderlich werdender Einrichtungsteile durch den Wegfall der kostspieligen Entmagnetisierungseinrichtung der Gesamtaufwand reduziert. Bei der Ausführung der Erfindung hat sich gezeigt, daß mit ihrer Hilfe praktisch die gleiche Verbesserung des Nutz/Störverhältnisses erzielt werden kann, wie mit zusätzlicher Glichfeldmagnetisierung.In addition, in many cases it is also taken into account in addition equipment parts that become necessary due to the elimination of the expensive degaussing equipment the overall effort is reduced. When carrying out the invention it has been shown that with their help practically the same improvement in the useful / disturbance ratio can be achieved, as with additional DC field magnetization.

Zur Unterdrückung der Teile der Sondensignalspannung, die mit einer einen Nulldurchgang enthaltenden Teilperiode des Wechselfeldes zusammen fallen, hat es sich bewährt, einen mit der Frequenz des Wechselfeldes getakteten Schalter einzusetzen, der die entsprechenden Teile der . Sondensignalspannung ausblendet. Für die Wahl der Frequenz f2 des zusätzlichen Wechselfeldes haben sich zwei Möglichkeiten als besonders zweckmäßig erwiesen. Zum einen kann man ihren Wert so festlegen, daß die aus der Frequenz f2 und der Abtastgeschwindig-V keit V der Sonde sich ergebende Wellenlänge L2 = s groß 5 f2 ist gegenüber der Ausdehnung des Streuflusses der zu erwartenden Fehler, oder mit anderen Worten, daß die Periodenlänge des Wechselfeldes 14 groß ist gegenüber der für die Abtastung eines Fehlers benötigten Zeit. In diesem Falle ergeben sich durch das Ausblenden von Teilen der Sondensignalspannung Lükken bei der Abtastung der Prüfteiloberfläche, die durch Verwendung zusätzlicher, gegenüber dem bisherigen versetzt angeordneter Wechselflußempfänger geschlossen werden können.To suppress the parts of the probe signal voltage that are associated with a a partial period of the alternating field containing a zero crossing coincide, it has proven itself to use a switch that is clocked with the frequency of the alternating field insert the corresponding parts of the. Probe signal voltage fades out. There are two options for choosing the frequency f2 of the additional alternating field proved to be particularly useful. On the one hand, you can set its value in such a way that that resulting from the frequency f2 and the scanning speed V of the probe Wavelength L2 = s large 5 f2 is compared to the expansion of the leakage flux of the to expected error, or in other words that the period length of the alternating field 14 is large compared to the time required to scan a fault. In this Traps result from the masking of parts of the probe signal voltage gaps when scanning the test part surface, which is achieved by using additional, opposite the previous offset arranged alternating flow receiver can be closed.

Zum anderen kann man die Frequenz f2 so wählen, daß die Wellenlänge L2 klein ist gegenüber der Ausdehnung des Streuflusses eines Fehlers. In diesem Falle wechselt das zusätzliche Wechselfeld seine Richtung mehrmals innerhalb des Verlaufs eines Fehlers, so daß bereits mit einem Wechselflußempfänger eine vollständige Abtastung der Prüfgutoberfläche möglich ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.On the other hand, the frequency f2 can be chosen so that the wavelength L2 is small compared to the extent of the leakage flux of a fault. In this Trap, the additional alternating field changes its direction several times within the The course of an error, so that even with an alternating flow receiver, a complete Scanning the test specimen surface is possible. Further refinements of the invention are described in the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und unter Zuhilfenahme von einigen Figuren näher erläutert. Es zeigen im einzelnen: Figur 1 eine Prüfeinrichtung Figur 2 ein Blockschaltbild einer Prüfeinrichtung Figur 3 Schaulinien Figur 4 die Anordnung zweier Sonden Figur 5 einen Zusatz zum obigen Blockschaltbild Figur 6 Schaulinien Figur 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung eine Einrichtung 1 zur Streuflußprüfung, und zwar Figur 1a in einem Längsschnitt, Figur 1b in Vorderansicht. Das Prüfgut, eine Stange 2 aus ferromagnetischem Material, durchläuft in Richtung von Pfeil 3 die Prüfeinrichtung 1. Die letztere besteht im wesentlichen aus zwei Magnetfeldspulen 4 zum Erzeugen des zusätzlichen Wechselfeldes 14 und einem zwischen diesen Spulen angeordneten, in Richtung von Pfeil 5 umlaufenden Prüfkopf 6, dessen Aufgabe es ist, den Umfang der sich voranbewegenden Stange 2 abzutasten. Zum Prüfkopf 6 gehören eine Magnetisierungsanordnung 7 mit je einem ferromagnetischen Kern 8 und einer Wicklung 9 zu beiden Seiten der Stange 2 zum Erzeugen eines magnetischen Erregerflusses 10 im Prüfgut sowie eine Sonde 11 zum Erfassen des an einer Fehlerstelle 12 aus der Prüfteiloberfläche austretenden magnetischen Streuflusses 13. Antrieb und Tragkonstruktion des Prüfkopfes 6 wurden der Einfachheit halber nicht dargestellt.The invention is illustrated below with the aid of examples explained in more detail by some figures. In detail: FIG. 1 shows a test device FIG. 2 shows a block diagram of a test device. FIG. 3 shows the viewing lines. FIG Arrangement of two probes Figure 5 an addition to the above block diagram Figure 6 Sight lines FIG. 1 shows a device 1 in a greatly simplified representation for leakage flux testing, namely Figure 1a in a longitudinal section, Figure 1b in front view. The test material, a rod 2 made of ferromagnetic material, passes through in the direction of from arrow 3 the test device 1. The latter consists essentially of two Magnetic field coils 4 for generating the additional alternating field 14 and an between these coils arranged in the direction of arrow 5 rotating test head 6, whose The task is to scan the circumference of the advancing rod 2. To the probe 6 include a magnetization arrangement 7, each with a ferromagnetic core 8 and a winding 9 on both sides of the rod 2 for generating a magnetic Excitation flow 10 in the test material and a probe 11 for detecting the at a fault location 12 stray magnetic flux emerging from the test part surface 13. Drive and the supporting structure of the test head 6 have not been shown for the sake of simplicity.

Im Blockschaltbild der Prüfeinrichtung 1 nach Figur 2 wird die Magnetisierungseinrichtung 7 gespeist von einem Leistungsverstärker 20, der von einem Oszillator 21 mit einer Frequenz f1 von z.B. 10 kHz ausgesteuert wird. Die Sonde 11 ist an einen selektiven Verstärker 22 angeschlossen, der auf die Frequenz des Oszillators 21 abgestimmt ist. An den Ausgang des Verstärkers 22 ist als Demodulator der Fehlersignalspannung ein Phasendetektor 23 geschaltet, der vom Oszillator 21 über eine Leitung 24 gesteuert wird. Zur Unterdrükkung störender Frequenzanteile des demodulierten Fehlersignales kann in bekannter Weise ein Bandpaßfilter 25 vorgesehen sein.In the block diagram of the test device 1 according to FIG. 2, the magnetization device 7 fed by a power amplifier 20, which is of an oscillator 21 with a Frequency f1 of e.g. 10 kHz is controlled. The probe 11 is a selective one Amplifier 22 is connected, which is tuned to the frequency of the oscillator 21 is. At the output of the amplifier 22 is the error signal voltage as a demodulator a phase detector 23, which is controlled by the oscillator 21 via a line 24, is connected will. To suppress interfering frequency components of the demodulated error signal a bandpass filter 25 can be provided in a known manner.

Bis hierhin stimmt die beschriebene Schaltung der Streuflußprüfeinrichtung nach Figur 2 mit bereits bekannten Schaltungen voll überein. Ersetzt man die Streuflußsonde 11 durch die Empfängerwicklung einer Wirbelstromsonde und die Magnetisierungseinrichtung 7 durch die Erregerwicklung einer Wirbelstromsonde, so kann die beschriebene Schaltung auch die einer Wirbelstromprüfeinrichtung darstellen.Up to this point, the circuit of the leakage flux test device described is correct according to Figure 2 with circuits already known in full. Replacing the leakage flux probe 11 through the receiver winding of an eddy current probe and the magnetization device 7 through the excitation winding of an eddy current probe, the circuit described also represent those of an eddy current testing device.

Im Gegensatz zum bisher Bekannten werden die beiden Magnetfeldspulen 4, die übrigens auch als Jochspulen ausgebildet sein können, zum Erzeugen des Zusatzfeldes 14 von einem Wechselstromgenerator 26 gespeist, dessen Frequenz f2 beispielsweise zwischen 50 Hz und 2 kHz liegen kann. Während eines Teils jeder Halbwelle erreicht das Zusatzfeld 14 Werte, die zur Erzielung der gewünschten Optimierung des Stör/Nutzverhältnisses der demodulierten Signalspannung ausreicht. Ein von der Frequenz f2 des Wechselstromgenerators 26 gesteuerter Impulsgenerator 27 stellt Impulse von bestimmter Phasenlage und bestimmtem Tastverhältnis her. Ein Signalschalter 28, dessen Einschaltzeit von den über Leitung 31 dem Signalschalter 28 zugeführten Impulsen des Impulsgenerators 27 bestimmt wird, überträgt im eingeschalteten Zustand die Signale aus Bandpaßfilter 25 auf den Eingang einer Auswerteschaltung, z.B.In contrast to what was previously known, the two magnetic field coils 4, which incidentally can also be designed as yoke coils, for generating the additional field 14 fed by an alternating current generator 26, the frequency f2 of which, for example can be between 50 Hz and 2 kHz. Reached during part of each half-wave the additional field 14 values that are used to achieve the desired optimization of the interference / useful ratio the demodulated signal voltage is sufficient. One of the frequency f2 of the alternator 26 controlled pulse generator 27 provides pulses of a specific phase position and specific Duty cycle. A signal switch 28, the switch-on time of the line 31 the signal switch 28 supplied pulses of the pulse generator 27 is determined, transmits the signals from bandpass filter 25 to the input when switched on an evaluation circuit, e.g.

eines Oszillographen 29. In manchen Fällen kann es zur Unterdrückung von Schaltspitzen empfehlenswert sein, ein weiteres Filter 30 vor die Auswerteschaltung zu legen. Phasenlage und Tastverhältnis der Impulse des Impulserzeugers 27 werden so angesetzt, daß Schalter 28 geschlossen ist während der Zeit, in der die Halbwellen des Zusatzfeldes 14 die erforderliche Höhe erreichen. Während der übrigen Zeit, in die der Nulldurchgang des Zusatzfeldes 14 fällt, ist der Signalfluß durch Schalter 28 unterbrochen.of an oscilloscope 29. In some cases it can lead to suppression of switching peaks to be recommended, another Filter 30 before to lay the evaluation circuit. Phase position and duty cycle of the pulses from the pulse generator 27 are set so that switch 28 is closed during the time in which the half waves of the additional field 14 reach the required height. During the The remaining time, in which the zero crossing of the additional field 14 falls, is the signal flow interrupted by switch 28.

Figur 3 gibt die zeitlichen Abläufe während einiger Perioden des Zusatzmagnetfeldes 14 für den Fall wieder, daß die Wel-= V lenlänge L2 s es groß ist gegenüber der Ausdehnung eines Fehf2 lerstreuflusses. Ein Strom J durch die Magnetfeldspulen 4 mit dem sinusförmigem Verlauf 35 steuert nach Figur 3a die Magnetisierungskennlinie 36 des Prüfgutes 2 bis in den Sättigungsbereich aus. Es ergibt sich ein Magnetfluß 2 gemäß Figur 3b. Figur 3c zeigt die Signalspannung aus der Sonde 11.FIG. 3 shows the time sequences during some periods of the additional magnetic field 14 again in the event that the wavelength = V length L2 s it is large compared to the Expansion of an error leakage flux. A current J through the magnetic field coils 4 with the sinusoidal curve 35 controls the magnetization characteristic according to FIG. 3a 36 of the test item 2 to the saturation range. There is a magnetic flux 2 according to Figure 3b. FIG. 3c shows the signal voltage from the probe 11.

Darin ist ein Trägerrest 37 mit der Frequenz f1 des Erregerflusses 10 enthalten, der auf kleinen Unsymmetrien von Lage und Ausrichtung der Sonde 11 beruht. Ein von Sonde 11 überlaufener Fehler 12 in der Stange 2 bewirkt eine Modulation 38 des Trägerrestes 37. Ein-Strom Zum soll im vorliegenden Fall als ausreichend angesehen werden, ein für die Erzielung des optimalen Stör/Nutzverhältnisses der Signalspannung genügend großes Zusatzfeld 14 zu erzeugen. Der Strom J wird während m der Zeitabschnitte T erreicht und überschritten. Während m der Zeitabschnitte T werden aufgrund des Zusatzfeldes 14 m Störsignale weitgehend unterdrückt. Eine Modulation durch das Zusatzfeld 14 findet im vorliegenden Falle wegen der magnetischen Sättigung während der Zeitabschnitte Tm nicht statt.There is a carrier residue 37 with the frequency f1 of the excitation flow 10, which is based on small asymmetries in the position and alignment of the probe 11 is based. A fault 12 in rod 2 overrun by probe 11 causes a modulation 38 of the remainder of the carrier 37. Ein-Strom Zum is said to be sufficient in the present case be considered, one for the achievement of the optimal disturbance / utilization ratio of the Generate signal voltage sufficiently large additional field 14. The current J is during m of the time segments T reached and exceeded. During m the time periods T due to the additional field 14 m interference signals are largely suppressed. One Modulation by the additional field 14 takes place in the present case because of the magnetic Saturation does not take place during the time periods Tm.

Wird nicht bis in die Sättigung magnetisiert, so kann entweder eine solche Modulation durch Filter leicht beseitigt werden, oder aber ihre Entstehung durch Verwendung bestimmter Kurvenformen des Zusatzmagnetfeldes 14, z.B. der Trapezform, von vornherein verhindert werden. Nur die Zeitabschnitte T sollen nun für die Gewinnung der Signalspannung bem nutzt werden. Während der übrigen Zeitabschnitte T der Pen riode, in die die Nulldurchgänge des Flusses 2 fallen, findet eine starke Permeabilitätsänderung der durchfluteten Stange 2 statt, die zu Modulationskuppen 39 des Trägerrestes führt. Darüber hinaus tritt in der Zeit Tn, in der die zur Störunterdrückung nötige Höhe der Zusatzmagnetisierung nicht erreicht wird, in erhöhtem Maß Störmodulation auf, auf deren Wiedergabe jedoch zugunsten der Klarheit der Darstellung verzichtet wird. Figur 3d zeigt die demodulierte Signalspannung am Eingang des Signalschalters 28, die den Modulationskuppen 39 entsprechende Kuppen 41 sowie ein der Signalmodulation 38 entsprechendes Fehlersignal 40 enthält. In Figur 3e sind die am Steuereingang des Signalschalter 28 liegenden Impulse dargestellt, deren unteres Niveau 42 den Signalfluß durch Signalschalter 28 unterbricht, während deren oberes Niveau 43 den Signalfluß schließt. Lage und Tastverhältnis der Impulse sind so gewählt, daß die öffnungs- und Schließzeiten des Signalschalters 28 mit den Zeiten T und T zusammenfallen. In Figur n m 3f ist das nach Austasten der Kuppen 42 verbleibende Fehlersignal 40 abgebildet, das an den Oszillographen 29 gelangt.If it is not magnetized to saturation, either a such modulation can easily be eliminated by filters, or else their emergence by using certain curve shapes of the additional magnetic field 14, e.g. the trapezoid shape, prevented from the outset. Only the time segments T should now be used for the extraction the signal voltage can be used. During the remaining time periods T the pen period in which the zero crossings of river 2 fall one strong change in permeability of the flooded rod 2 takes place, leading to modulation peaks 39 of the carrier residue leads. In addition, occurs in the time Tn, in which the interference suppression required level of additional magnetization is not reached, to an increased extent interference modulation on, the reproduction of which has been omitted for the sake of clarity of the presentation will. Figure 3d shows the demodulated signal voltage at the input of the signal switch 28, the peaks 41 corresponding to the modulation peaks 39 and one of the signal modulation 38 contains corresponding error signal 40. In Figure 3e are those at the control input the signal switch 28 lying pulses shown, the lower level 42 the Signal flow through signal switch 28 interrupts, while the upper level 43 the Signal flow closes. Position and duty cycle of the pulses are chosen so that the The opening and closing times of the signal switch 28 coincide with the times T and T. In FIG. N m 3f, the error signal 40 remaining after the tips 42 have been blanked shown, which arrives at the oscilloscope 29.

Im vorliegenden Falle wurden öffnungs- und Schließzeit des Signalschalters 28 gleich groß gewählt, nämlich 1/4 der Periodenlänge des Wechselfeldes 14. Figur 4 zeigt, daß Sonde 11 auf diese Weise nur die Hälfte der zu prüfenden Oberfläche, nämlich die Abschnitte 45 erfaßt. Um auch die übrigen Abschnitte 46 zu erfassen genügt es, eine zusätzliche Sonde 47 vorzusehen, die entlang des Abtastweges um eine solche Strekke versetzt angeordnet ist, wie sie die Sonde innerhalb einer 1/4 Periodenlänge zurücklegt und die während der gleichen Zeit wie Sonde 11 angeschaltet ist. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß die Abtastgeschwindigkeit V5 konstant bleibt.In the present case, the opening and closing times of the signal switch 28 selected to be the same size, namely 1/4 of the period length of the alternating field 14. Figure 4 shows that probe 11 in this way only half of the surface to be tested, namely, the sections 45 detected. In order to also cover the remaining sections 46 it is sufficient to provide an additional probe 47 which is positioned along the scanning path such a stretch is offset, as the probe is within a 1/4 Period length covered and switched on during the same time as probe 11 is. The prerequisite for this, however, is that the scanning speed V5 remains constant.

Aus Figur 5 läßt sich die Abwandlung des Blockschaltbildes von Figur 2 zum Anschluß der zusätzlichen Sonde 47 ersehen.The modification of the block diagram of FIG See 2 for connecting the additional probe 47.

Die notwendig werdenden zusätzlichen Einheiten, nämlich Verstärker 48, Phasendetektor 49, Bandpaßfilter 50, Signalschalter 59, Tiefpaßfilter 60 und Oszillograph 61 sind gleich aufgebaut und untereinander verbunden wie die entsprechenden zu Sonde 11 gehörigen Einheiten. Der Phasendetektor 49 erhält über Leitung 24 seine Steuerspannung vom Oszillator 21.The additional units that become necessary, namely amplifiers 48, phase detector 49, band pass filter 50, signal switch 59, low pass filter 60 and Oscilloscope 61 are constructed in the same way and connected to each other like the corresponding units belonging to probe 11. The phase detector 49 receives Its control voltage from the oscillator 21 via line 24.

Der Signalschalter 59 erhält über Leitung 31 die gleichen Steuerimpulse wie Signalschalter 28. Er öffnet und schließt abwechselnd für jeweils 1/4 Periode des Wechselfeldes 14 gleichzeitig mit Signalschalter 28 den von Sonde 47 ausgehenden Signalfluß.The signal switch 59 receives the same control pulses via line 31 like signal switch 28. It opens and closes alternately for 1/4 period of the alternating field 14 at the same time as the signal switch 28 emanating from the probe 47 Signal flow.

Kann für die Prüfung nur ein geringerer Teil als jeweils 1/4 der Periodendauer benutzt werden, so sind mehr als zwei Sonden erforderlich. Mehr als zwei Sonden werden auch dann benötigt, wenn wechselnde Abtastgeschwindigkeiten V zugelassen 5 werden sollen.Can only use a smaller part than 1/4 of the period duration for the test are used, more than two probes are required. More than two probes are also required if changing scanning speeds V are permitted 5 should be.

In Figur 6 sind die zeitlichen Abläufe für den Fall wiedergegeben, daß die Wellenlänge L2 = V5 klein ist gegenüber der Aus--f 2.In Figure 6, the time sequences are shown for the case, that the wavelength L2 = V5 is small compared to the Aus - f 2.

dehnung eines Fehlerstreuflusses. Wie schon vorher gesagt, genügt in diesem Falle eine einzige Sonde für die kontinuierliche und lückenlose Abtastung einer Prüfteiloberfläche. Figur 6a zeigt einen sinusförmigen Strom J mit der Frequenz f2, der durch die Magnetisierungsfeldspulen 4 fließt und ein entsprechendes Zusatzmagnetfeld 14 erzeugt. Während des Zeitabschnitts T ist das letztere ausreichend groß, um ein optim males Stör/Nutzverhältnis der Signalspannung zu gewährleisten.expansion of an error leakage flux. As I said before, that's enough in this case a single probe for continuous and gapless scanning a test part surface. FIG. 6a shows a sinusoidal current J with the frequency f2, which flows through the magnetizing field coils 4 and a corresponding additional magnetic field 14 generated. During the time period T, the latter is sufficiently large to be a to ensure an optimal interference / usable ratio of the signal voltage.

Die in Figur 6b dargestellte demodulierte Signalspannung 51 am Eingang des Signalschalters 28 zeigt in den Zeitabschnitten außerhalb von T unregelmäßige Ausbrüche 52. Diese rühren m zum einen von den außerhalb T in erhöhtem Maß vorhandenen m Störuntergrund her, zum anderen überlagern sich außerhalb von T dem Störuntergrund Signalspannungsänderungen, die m auf die starke Permeabilitätsänderung durch das Zusatzfeld 14 im Bereich von dessen Nulldurchgang zurückgehen. In Figur 6c ist die Impulsspannung 53 am Steuereingang des Signalscnalters 28 dargestellt. Jeweils für 1/4 der Periodenlänge des den Impulsgenerator 27 steuernden Stromes J und während des Zeitabschnittes Tm erhalten die Impulse das zum Schließen des Signalschalters 28 notwendige Niveau 54. Am Ausgang des Signalschalters 28 entsteht so ein pulsamplitudenmoduliertes Fehlersignal 58 gemäß Figur 6d. Mit Hilfe des Tiefpaßfilters 30 kann aus dem pulsamplitudenmodulierten Fehlersignal 58 ein geglättetes Fehlersignal 55 nach Figur 6e gewonnen werden. Um Amplitudenverluste bei der Glättung durch Filter 30 zu vermeiden, kann zusätzlich eine sogenannte Simple and Hold"-Schttung benutzt werden, mit deren Hilfe die Spitzenwerte 56 über die Lückenzeiten 57 festgehalten werden. Dabei ergibt sich ein treppenförmiger Verlauf des Fehlersignals.The demodulated signal voltage 51 shown in FIG. 6b at the input of the signal switch 28 shows irregular periods outside of T Outbreaks 52. These arise on the one hand from those outside T which are present to an increased extent m interfering background, on the other hand, the interfering background is superimposed outside of T Signal voltage changes, the m due to the strong change in permeability caused by the Additional field 14 go back in the area of its zero crossing. In Figure 6c is the Pulse voltage 53 at the control input of Signalcnalters 28 is shown. Each for 1/4 of the period length of the pulse generator 27 controlling current J and during of At the time interval Tm, the pulses receive that for closing the signal switch 28 necessary level 54. At the output of the signal switch 28, a pulse-amplitude-modulated output is produced Error signal 58 according to FIG. 6d. With the help of the low-pass filter 30, the pulse-amplitude-modulated Error signal 58 a smoothed error signal 55 according to FIG. 6e can be obtained. Around To avoid amplitude losses in the smoothing by filter 30, can also a so-called simple and hold "caution can be used, with the help of which the peak values 56 are recorded over the gap times 57. This results in a staircase Course of the error signal.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

PATENT CLAIMS 1) Method for testing elongated, ferromagnetic Test material for defects on and below its surface by placing a magnetic in the test material Alternating flow causes, under the influence of which there are alternating flow changes at fault locations result outside the surface and by receiving these alternating flux changes and converts it into an electrical signal voltage, with the test material being an additional Subject to magnetization in the longitudinal direction, characterized in that the additional Magnetization takes place by an alternating magnetic field (14), the frequency of which (f2) is smaller than the frequency (f1) of said alternating flux (10) and its Amplitude at least during part of the period of the alternating field (14) the height necessary for a target on which the additional magnetization is based reached and that parts of the signal voltage, which contain a zero crossing with a Partial period of the alternating field (14) coincide, are suppressed.

2) Method according to claim 1, characterized in that the to be suppressed Parts of the signal voltage by one controlled by the frequency of the alternating field (14) Switching device (28) are hidden.

3) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the amplitude of the alternating field (14) is sufficiently large to during a Part of the period of the alternating field (14) to magnetically saturate the test material (2).

4) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the period of the alternating field (14) is large compared to that for the scanning an error (12) required time.

5) Method according to claim 4, characterized in that the surface of the test material (2) is scanned by several scanning elements (11, 47) in the direction of the scanning path are arranged offset from one another by so much that the selected Sampling speeds resulting from the suppression of parts of the signal voltage Scanning gaps (46) are covered by at least one scanning element (11, 47).

6) Method according to claim 4, characterized in that the surface of the test material (2) is scanned by two scanning elements (11, 47), their signal voltages alternately in each case a 1/4 period length of the alternating field (14) is suppressed and are evaluated, and that the two scanning elements (11, 47) by such a distance are arranged at a distance from one another in the direction of the scanning path, as is the case with a scanning element covered in 1/4 period length.

7) Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the period of the alternating field (14) is small compared to that for the scanning an error (12) required time.

8) device for performing the method according to claim 1, with an arrangement for generating an alternating magnetic flux in the test material, below the influence of which changes in alternating flux changes outside the surface at fault locations result, with at least one sensing element that is used to receive these alternating flux changes is moved relative to the test part surface and the received alternating flow changes converts it into electrical signal voltage, with one connected to the scanning element Arrangement for amplifying, demodulating and evaluating the signal voltage and with an arrangement for additional magnetization of the test material in the longitudinal direction, characterized by one for feeding the arrangement for additional magnetization (4) provided alternating current source (26), the frequency 2 of which is less than the frequency f1 of the alternating flux (10) and its amplitude at least during part of it the period of the alternating field (14) is the one on which the additional magnetization is based Target required height is reached and a switching arrangement (27, 28) that depends on the frequency of the alternating field is controlled and the transmission of the signal voltage during interrupts a partial period of the alternating field (14) containing a zero passage.

9) Device according to claim 8, characterized in that the period of the alternating current from the alternating current source (26) is large compared to that for the Sampling of an error (12) required time.

10) Device according to claim 9, characterized in that several Scanning elements (11, 47) with a downstream arrangement (22-25, 29-30; 48-50, 60-61) are provided for amplifying, demodulating and evaluating the signal voltage and that the scanning members (11, 47) in the direction of the scanning path by so much against each other are arranged offset that at the selected scanning speeds through Switching off parts of the signal voltage resulting sampling gaps (46) of at least a scanning element (11, 47) are covered.

11) Device according to claim 9, characterized in that two Scanning elements (11, 47) with a downstream arrangement (22-25, 29-30; 48-50, 60-61) for amplifying, demodulating and evaluating the signal voltage are provided that Signal switch (28; 59) the signal voltage of the two scanning elements (11, 47) alternately Switch off a 1/4 period length of the alternating field (14) and pass it on and that the two scanning members (11, 47) by such a distance in the direction of the Scanning path are arranged at a distance from one another, as a scanning element (11, 47) covered in a 1/4 period length.

12) Device according to claim e, characterized. marked that the Period of the alternating current from the alternating current source (26) is small compared to the time required for scanning a fault (12).