DE2932250A1

DE2932250A1 - Eddy current workpiece surface fault detector - uses sets of energising and detection coils variously angled to direction of workpiece movements

Info

Publication number: DE2932250A1
Application number: DE19792932250
Authority: DE
Inventors: Udo Dr Rer Nat Hoelken
Original assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Current assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Priority date: 1979-08-09
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1981-02-19

Abstract

The detector uses an energising coil (10) to induce AC in the workpiece (1) and a detection coil (11) in which a current is induced due to the magnetic field caused by the eddy current components in the workpiece (1), at the location of a fault. The energising coil (10) is angled to the direction (2) of relative movement of the workpiece (1), so that the induced AC acts in a direction (4) at an acute angle to this direction (2) of movement. The coil axis of the detection coil (11) is parallel to the direction of induced eddy currents in a workpiece without surface faults. Pref. a series of energising coils (10) and associated detection coils (11) are used, with the energising coils (10) set at varying angles to the direction (2) of relative movement of the workpiece (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfspulenanordnung gemäßThe invention relates to a test coil arrangement according to

dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Prüfspulenanordnungen sind bekannt.the preamble of claim 1. Such test coil arrangements are known.

Eine bekannte Prüfspulenanordnung dieser Gattung (DT-AS 23 26 391) ist so gestaltet, daß mit ihr Fehler festgestellt werden können, die etwa in der Richtung der relativen Bewegung zwischen Prüfspulenanordnung und Prüfling verlaufen, ohne daß das von der I'rreqerspulenanordrnlng erzeugte, den Wirbelstrom im Prüfling horvol-rulellde prim-ire Magnetfeld, noch das von dem Wirbelstrom im fehlerfreien Prüfling herrührende sekundäre Magnetfeld in der Empfängerspulenanordnung einen Strom induziert, sondern ein Nutzsignal erst dann am Ausgang der Empfängerspulenanordnung lenanordnung auftritt, wenn ein Lägsfehler in dem der Prüfspulenanordnung benachbarten Teil des Prüflings den von der Erregerspulenanordnung induzierten Wirbelstrom ablenkt. Zu diesem Zweck ist die bekannte Prüfspulenanordnung so ausgeführt, daß die Spulenachse der Empfängerspulenanordnung zur Richtung der relativen Bewegung und zur Richtung des magnetischen Wechselfeldes senkrecht orientiert ist, daß die Empfängerspulenanordnung aus wenigstens zwei getrennten Empfängerspulen mit senkrecht zur Richtung der relativen Bewegung und senkrecht zur Richtung des magnetischen Wechselfeldes orientierten Spulenachsen besteht daß die Signale jeweils zweier Empfängerspulen elekrisch gegeninnig einander überlagert werden, und daß die in die Richtung der Spulenachsen fallenden Komponenten des Abstandes dieser beiden Empfngerspulen voneinander etwa dem doppelten Abstand der Orte der beiden Spannungsmaxima entspricht, die in einer der beiden Empfängerspulen bei deren Bewegung in Richtung der Spulenachse über einen quer zu dieser Richtung verlaufenden Fehler entstehen würden.A well-known test coil arrangement of this type (DT-AS 23 26 391) is designed in such a way that it can be used to detect errors such as those in the The direction of the relative movement between the test coil arrangement and the test object, without the eddy current in the test object being generated by the trreqerspulenanordrnlng horvol-rulellde prim-ire magnetic field, nor that of the eddy current in the faultless Secondary magnetic field originating from the test object in the receiver coil arrangement Induced current, but a useful signal only then at the output of the receiver coil arrangement len arrangement occurs when a Lägs Fehler in the adjacent test coil assembly part of the DUT deflects the eddy current induced by the excitation coil arrangement. to For this purpose, the known test coil arrangement is designed so that the coil axis the receiver coil assembly to the direction of relative movement and to the direction of the alternating magnetic field is oriented perpendicularly that the receiver coil arrangement of at least two separate receiver coils with perpendicular to the direction of the relative Movement and oriented perpendicular to the direction of the alternating magnetic field Coil axes consists that the signals of two receiver coils are electrically opposite are superimposed on each other, and that those falling in the direction of the coil axes Components of the distance between these two receiver coils are approximately double Distance between the locations of the two voltage maxima corresponds to that in one of the two Receiver coils when they move in the direction of the coil axis across a transverse to errors running in this direction would arise.

Die bekannte Prüfspulenanordnung hat in der einfachsten Ausführung mit nur zwei Empfängerspulen nur einen kleinen Meßbereich.The known test coil arrangement has in its simplest form with only two receiver coils only a small measuring range.

Zur Erzielunq eines demgegenüber wesentlich breiteren rümlichen Meßbereiches benötigt sie hingegen eine Vielzahl von Empfängerspulen und einen goßen Aufwand an signalverarbeitender Elektronik. Ein breiter Meßbereich ist bespielsweise nötig, wenn gezogene Rohre um den ganzen Umfang herum auf Längsfehler überprüft f werden sollen. Auch die Prüfung von Stangen erfordert die Abtastung des ganzen Umfangs. Breite ebene Prüflinge verlangen ebenfalls einen breiten Meßbereich, wenn über ihre ganze Breite hin-! weg Längsfehler auftreten können, die festgestellt werden müssen.In contrast to this, to achieve a considerably wider spatial measuring range on the other hand, it requires a large number of receiver coils and a great deal of effort to signal processing electronics. A wide measuring range is necessary, for example, when drawn pipes are checked for longitudinal flaws around the entire circumference should. The inspection of bars also requires scanning of the entire circumference. Wide flat specimens also require a wide measuring range when over their full width! away longitudinal defects can occur that must be determined.

til nzii kommt, daß bei der bekannten Prüfspulenanordnung in jedem falle zusätzliche elektronische Mittel eingesetzt werden müssen um eine klare Unterscheidung zwischen Fehlern, die einem Materialmangel zuzuschreiben sind0 und Fehlern, die auf einem Materialüberschuß beruhen, vornehmen zu können. .til nzii comes that with the known test coil arrangement in each if additional electronic means have to be used, a clear distinction must be made between errors that are attributable to a lack of material0 and errors that based on an excess of material to be able to make. .

Der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfspulenan ordnung gemäß dem Gattungsbegriff so zu gestalten, daß sie, wie die vorstehend besprochene bekannte Prüfspulenanordnung, die Messung von Längsfehlern ohne Auftreten eines Ruhesignals am Ausgang der Empfängerspulenanordnung bei fehlerfreiem Prüfling gestattet, daß diese Funktion und Wirkungsweise unter Einbeziehung einer klaren Unterscheidung zwischen Fehlern aufgrund von Materialüberschuß und Fehlern aufgrund von Materialmangel aber mit einem gegenüber der bekannten Prüfspulenanordnung wesentlich geringeren Aufwand an Spulen und signalverarbeitender und zwar auch dahin. Elektronik erzielt wird,/wenn der gewünschte Meßbereich größer als derjenige sein soll, der mit der einfachsten Ausführung der bekannten Prüfspulenanordnung erreichbar ist. Of the The invention is based on the object of a Prüfspulenan arrangement according to the generic term so that they, like the known test coil arrangement discussed above, the measurement of longitudinal defects without the occurrence of a rest signal at the output of the receiver coil arrangement in the case of error-free DUT permits this function and mode of operation with the inclusion of a clear distinction between defects due to excess material and defects due to a lack of material but with one compared to the known test coil arrangement Significantly less effort on coils and signal processing and that too. Electronics is achieved / if the desired measuring range can be greater than that should, which can be achieved with the simplest version of the known test coil arrangement is.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale einwandfrei gelöst.The above object is achieved by the characterizing part of the claim 1 specified features solved properly.

Bei der erfindungsgemäßen Prüfspulenanordnung wird das Nutzsignal dadurch in der Empfängerspulenanordnung induziert, daß der von dr Erregerspulenanordnung im Prüfling hervorgerufene Wirbelstrom beim Auftreten eines Fehlers wegen des von 0°und von 90° wesentlich verschiedenen Winkels zwischen der Wirbelstromrichtung und der Richtung der relativen Bewegung,in Bezug auf die Empfängerspulenanordnung unsymmetrisch abgelenkt wird, wobei im einfachsten Falle eine einzige Erregerspule und eine einzige Empfängerspule ausreicht- um diese unsymmetrische Ablenkung über einen sehr breiten Meßbereich hinweg festzustellen. Außerdem ist am Ausgang der Empfängerspulenanordnung an der Polarität des Nutzsignals, also ohne zusätzliche Mittel, eindeutig erkennbar, ob der Fehler auf einem Materialüberschuß odr auf einem Materialmangel beruht. Da die Empfängerspulen-(nç nllnq unter einen einzigen Ausgang zu haben braucht und in der Regel auch hat, ist für die Verarbeitung des Nutzsignals nur ein einziger Meßkanal nötig.In the test coil arrangement according to the invention, the useful signal is induced in the receiver coil arrangement by the excitation coil arrangement of the dr Eddy current caused in the test object when an error occurs due to the 0 ° and from 90 ° significantly different angle between the eddy current direction and the direction of relative movement with respect to the receiver coil assembly is deflected asymmetrically, with a single excitation coil in the simplest case and a single receiver coil is sufficient to cover this asymmetrical deflection determine a very wide measuring range. Also at the exit is the Receiver coil arrangement at the polarity of the useful signal, so without additional Means, clearly recognizable whether the fault is due to an excess of material or a Material shortage is based. Since the receiver coil- (nç nllnq under a single output needs and usually has is for processing the useful signal only a single measuring channel required.

Im Falle von Ausführungen0 bei denen die Spulenachse der Empfängerspulenanordnung zur Oberfläche des Prüflings parat lel lel verläuft - Ausführungen, die auch bei gekrümmten Prüflingen ohne Schwierigkeiten mit geringem Aufwand an Spulen realisierbar sind - M wird über den räumlichen Meßbereich hinweg außcrdem eine gleichmäßige Meßemfpindlichkeit erhalten, während ein wickeln des Prüflings senkrecht zur Empfängerspulenachse keine gegenüber dem Nutzsignal nennenswerten Störsignale bedingt. In the case of designs where the coil axis of the receiver coil arrangement ready for the surface of the test object lel runs - versions, even with curved specimens without difficulty and with little effort Coils are realizable - M is also over the spatial measuring range get a uniform measuring sensitivity while wrapping the test object perpendicular to the receiver coil axis, none noteworthy compared to the useful signal Interfering signals conditional.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Patentanspfuchs 1 deren Zweck und Wirkung aus dem nachfolgenden speziellen Béschreibungsteil im einzelnen ersichtlich ist. The subclaims relate to advantageous developments of the subject matter des Patentanspfuchs 1, their purpose and effect from the following special part of the description can be seen in detail.

In In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Spulenanordnung dargestellt. Es zeigt jeweils in schematischer perspektivischer Darstellung: Fig. 1 eine bei einem Prüfling in Form einer ebenen Platte zur Anwendung gelangende Prüfspulenanordnung zur Feststellung von zu der relativen Bewegungsrichtung zwischen Spulenanordnung ulìd Prüfling etwa parallel verlaufenden Längsfehlern im Prüfling, Fig. 2 die Prüfspulenanordnung gemäß Fig. 1 in Anwendung bei einem Prüflina in Form eines Rohres zur Feststellung parallel von etwa/zu der relativen Bewegungsrichtung verlaufenden Längsfehlern in dem der Spulenanordnung benachbarten, in Umfangsrichtung des Rohres begrenzten Rohrbereich, und Fig. 3 eine ebenfalls bei einem Rohr zur Anwendung gelangende Spulenanordnung zum Feststellen von etwa parallel zur relativen Bewegungsrichtung verlaufenden Längsfehlern im Rollr unter Erfassung des gesamten Rohrumfangs.In There are three exemplary embodiments in the drawing the coil arrangement according to the invention shown. It shows each in a schematic perspective illustration: FIG. 1 shows a test object in the form of a plane Plate used test coil arrangement for determining to the relative direction of movement between coil arrangement ulìd test object approximately parallel running longitudinal defects in the test object, FIG. 2 shows the test coil arrangement according to FIG. 1 in use on a test unit in the form of a pipe for detection in parallel of about / to the relative direction of movement extending longitudinal errors in the Coil arrangement adjacent pipe area delimited in the circumferential direction of the pipe, and FIG. 3 shows a coil arrangement also used in a pipe for determining longitudinal defects running approximately parallel to the relative direction of movement in the rollr, including the entire circumference of the pipe.

Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen steht die Spulenanordnung im Raume fest0 während sich der Prüfling, der unabhängig von seiner jeweiligen Gestalt mit 1 bezeichnet ist, in Richtung des Pfeiles 2 an der Spulenanordnung vorbei bewegt. Der jeweilige Längsfehler ist in den einzelnen Figuren der Zeichnung mit 3 bezeichnet und verläuft zu der Bewegungsrichtung des Prüflings ungefähr parallel, wobei gewisse Abweichungen von der Parallelität ohne weiteres zulässig sind. Wie groß diese Abweichungen im Hinblick auf die Erzielung eines aus dem Rauschen deutlich hervortretenden Nutzsignals am Ausgang der Empfängerspulenanordnung sein dürfen, richtet sich nach dem Winkel zwischen dem von derErnges spulenanordnung im fehlerfreien Prüfling induzierten Wirbelstrom und der Bewegungsrichtung des Prüflings und kann experimentel leicht leicht ermittelt werden. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der letztgenannte Winkel zu 45° gewählt. Die vorbestimmte Richtllng des von derErregerspulenanordnung im fehlerfreien Prüfling induzierten Wirbelstroms ist in den einzelnen Figuren der Zeichnung mit 4 bezeichnet.In all of the exemplary embodiments shown in the drawing, the coil arrangement in the room is fixed while the test object is independent of its respective shape is denoted by 1, in the direction of arrow 2 on the Coil assembly moved past. The respective longitudinal error is in the individual figures denoted by 3 in the drawing and extends to the direction of movement of the test object approximately parallel, with certain deviations from parallelism readily are permitted. How big these deviations are in terms of achieving one out The useful signal clearly emerging from the noise at the output of the receiver coil arrangement may be, depends on the angle between that of the tight coil arrangement eddy current induced in the fault-free test object and the direction of movement of the test object and can experiment easily can be easily determined. In the illustrated Exemplary embodiments, the last-mentioned angle is chosen to be 45 °. The predetermined Direction of the induced by the excitation coil arrangement in the fault-free test object Eddy current is denoted by 4 in the individual figures of the drawing.

Der Längsfehler kann beispielsweise ein die ganze Dicke des Prüflings erfafflender Schlitz, ein Riß in einer der Oberflächen, die die Materialdicke des Prüflings, in der der Wirbelstrom induziert wird, begrenzen, ein Riß im Inneren dieser Materialdicke u.dgl. mehr sein. Desgleichen werden auch Fehler erfaßt, die in Form eines längslaufenden Wulstes od.dgl. an den vorgenannten Oberflächen vorhanden sind. Der Unterschied zwischen Materialmangel, der bei einem Riß od. dgl. gegeben ist, und Materialüberschuß, der beispielsweise bei einem Wulst vorliegt, äußert sich beim Nutzsignal am Ausgang der Empfängerspulenanordnung durch dessen Polarität, wird also über den gesamten Einflußbereich der Prüfspulenanordnung hinweg ohne besondere zusätzliche Vorkehrungen eindeutig mit angezeigt.The longitudinal error can, for example, cover the entire thickness of the test specimen covering slot, a crack in one of the surfaces that increases the thickness of the material Test specimen in which the eddy current is induced limit a crack inside this material thickness and the like. Likewise, errors are also detected that in the form of a longitudinal bead or the like. present on the aforementioned surfaces are. The difference between a lack of material, the od with a crack. The like. Given is, and excess material, which is present, for example, in a bead, expresses the useful signal at the output of the receiver coil arrangement due to its polarity, is therefore over the entire area of influence of the test coil arrangement without special additional precautions are clearly indicated.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht dieregerspulen-i anordnuna aus einer rechteckigen Einzelwickluna 10 mit mehreren jeweils Windungen, deren Ebene auf der Oberfläche des ebenen Prüflings/ senkrecht steht. Die zur Oberfläche des Prüflings 1 senkrechten Schenkel 10a der Wicklung 10 sind so lang, daß praktisch nur der Strom, der in dem zur Prüflingsoberfläche parallel verlaufenden, dieser benachbarten Wicklungsschenkel 10c fließt, in dem Prüfling 1 Wirbelstrom induziert, der in dem entfernt gelegenen parallelen Wicklungsschenkel 10b fließende Strom hingegen wegen der großen Entfernung dieses Schenkels von dem Prüfling auf diesen praktisch keine Wirkung hat, was natürlich @@@@@@ für den Strom in den senkrechten Wicklungsschenkeln gilt.In the embodiment according to FIG. 1, there is an arrangement of the excitation coil from a rectangular Einzelwickluna 10 each with several turns, their plane is perpendicular to the surface of the flat test object /. The surface of the Test specimen 1 vertical legs 10a of the winding 10 are so long that practical only the current in the one running parallel to the test object surface, this one adjacent winding limb 10c flows, in the test specimen 1 eddy current is induced, on the other hand, the current flowing in the remote parallel winding leg 10b because of the great distance of this leg from the test object on this practical has no effect, which of course @@@@@@ for the current in the vertical winding legs is applicable.

Der in demErregerspulenschenkel 10c fließende Strom induziert in dem fehlerfreien Prüfling über die Länge dieses Schenkels hinweg einen Wirbelstroç, der zu dem Schenkel 10c im wesentlichen lichen parallel verläuft. Dieser Wirbelstrom ist mit einem magnetischen Wechselfeld verkettet, dessen Feldlinien zur Oberfläche des Prüflings senkrecht stehen und in Ebenen senkrecht zum Wirbelstrom bzw. zum Spulenschenkel 10c verlaufen.The current flowing in the excitation coil leg 10c induces in the flawless test specimen a vortex over the length of this leg, that of the leg 10c essentially lichen runs parallel. This eddy current is linked to an alternating magnetic field, its field lines stand perpendicular to the surface of the test object and in planes perpendicular to the eddy current or run to the coil limb 10c.

Die Empfängerspulenanordnung ist bei der Prüfspulenanordnung gemäß Fig. 1 ebenfalls eine Einzelspule, die über die Länge des Erregerspulenschenkels 10c hinweg auf diesen ein- oder mehrlagig aufgewickelt ist, wobei die Windungsebenen der einzelnen Windungen zum Erregerspulenschenkel 10c senkrecht orientiert sind und demzufolge auch etwa parallel zu den vorgenannten Ebenen liegen, in denen sich die Feldlinien des magnetischen Wechselfeldes erstrecken. Aus diesem Grunde wird im fehlerfreien Prüfling durch den mittels desErregerspulenschenkels 10c induzierten Wirbelstrom in der Empfängerspule 11 praktisch kein Nutzsignal induziert.The receiver coil arrangement is according to the test coil arrangement Fig. 1 also shows a single coil that extends over the length of the exciter coil limb 10c is wound onto these in one or more layers, the winding planes of the individual turns are oriented perpendicular to the exciter coil limb 10c and consequently also lie roughly parallel to the aforementioned planes in which the field lines of the alternating magnetic field extend. Because of this, in the fault-free test object by the induced by means of the excitation coil limb 10c Eddy current in the receiver coil 11 induces practically no useful signal.

Wenn hingegen in dem sich an der Prüfspulenanordnung in Richtung des Pfeiles 2 vorbeibewegenden Prüfling ein Längsfehler auftritt, dann hat dieser wegen des von 0° und von 900 wesentlich verichie(lonen W:inkeEZzwischen der Erstreckung des Längsfehlers und der Richtung, in der der Stromfluß im Erregerspu lenschenkel lflc Wirbelstrom induzieren miichte, eine bezüglich der Erstreckung des Spulenschenkels 10c unsymmetrisdie Ablenkung des Wirbelstroms zur Folge, die für das Entstehen eines Nutzsignals in der Empfängerspule 11 ursächlich ist. Die Unsymmetrie der Stroblenkung bezüglich der Prüfspulenanordnung ist funktionsentscheidend und ergiht ein völlig neuartiges Funktionsprinzip. Es ist praktisch gleichgültig, an welcher Stelle entlang der Ausdehnung des Erregerspulenschenkels 10c und der damit übereinstimmenden Erstreckung der Empfängerspule 11 die llnsymmetrische Stromablenkung auftritt, es wird praktisch stets ein etwa gleichbleibendes Ausgangssignal in der Empfängerspule 11 induziert, solange der Abstand des Prüflings von der Empfängerspule über diese Erstreckung hinweg etwa gleich groß ist. Anderungen dieses Abstandes unter Aufrechterhaltung der Parallelität des aktiven Teils der Prüfspulenanordnunq spulenanordnung bezüglich der Prüflingsoberfläche haben kaum einen Einfluß, so daß es bei der Prüfspulenanordnung gemäß der Erfindung auch nicht zu dem unerwünschten sog. Wackeleffekt kommt.If, on the other hand, the test coil arrangement in the direction of the Arrow 2 passing test object a longitudinal error occurs, then this has because of that of 0 ° and of 900 significantly differ (ion W: inkeEZ between the extension the longitudinal error and the direction in which the current flow in the excitation coil Iflc do not induce eddy currents, one in relation to the extension of the coil limb 10c asymmetris the deflection of the eddy current, which is responsible for the emergence of a Useful signal in the receiver coil 11 is the cause. The asymmetry of the strobe deflection with regard to the test coil arrangement is functionally decisive and results in a completely novel functional principle. It is practically indifferent at which point along the extension of the exciter coil limb 10c and the corresponding extension the receiver coil 11 the asymmetrical current deflection occurs, it becomes practical an approximately constant output signal is always induced in the receiver coil 11, as long as the distance of the test object from the receiver coil over this extension across is about the same. Changes to this distance while maintaining the parallelism of the active part of the test coil arrangement coil arrangement with respect to the test object surface have hardly any influence, so that in the case of the test coil arrangement According to the invention, the undesired so-called wobbling effect also does not occur.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 nur durch die Form des Prüflings. Dieser ist hier ein Rohr von rundem Querschnitt, was bedeutet, daß der Prüfling im Einflußbereich der Prüfspulenanordnung gekrümmt ist, der aktive Teil von dieser also zum Prüfling tangential verläuft. Dies hat eine unterschiedliche Influenzwirkung über die übereinstimmende Länge von Erregerspulen schenkel 10c und Empfängerspule 11 hinweg zur Folge, die dort am größten ist, wo der Abstand zum Prüfling 1 am kleinsten ist.The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to Fig. 1 only by the shape of the test object. This one here is a round tube Cross-section, which means that the test object is in the area of influence of the test coil arrangement is curved, so the active part of this runs tangentially to the test object. This has a different influencing effect over the same length of Excitation coil legs 10c and receiver coil 11 result in the largest there is where the distance to the test item 1 is smallest.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 ist besonders für die Prüfung von gekrümmten Prüflingen geeignet, bei denen die Stelle, an der Fehleraiftreten können, in verhältnismäßig engen Grenzen bezogen auf die Länge des aktiven Prüfspulenbereichs vorgegeben ist, wie dies beispielsweise bei der Prüfung von geschweißten Rohren der Fall ist, deren Schweißnaht zu prüfen ist.The arrangement according to FIG. 2 is particularly suitable for testing curved Suitable for test items where the point at which errors can occur is proportionate narrow limits related to the length of the active test coil area are specified, as is the case, for example, when testing welded pipes, their Weld seam is to be checked.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der Prüfling 1 ebenfalls ein Rohr - hier von kreisrundem Qaerschnitt -, und der der Induktion des Wirbelstroms im Prüfling dienende aktive Teil der Erregerspulenanordnung umgibt als Einzelspule aus einer Windung oder mehreren Windungen des Rohr im Abstand schraubenförmig über einen vollständigen Schraubengang von gleichbleibender Steigung bezüglich der Rohrachse, wobei die einzelnen schraubenförmig verlaufenden Windungsabschnitte 20a über Rückführungsabschnitte 20b, die zur Rohrlängsachse parallel verlaufen, geschlossen sind. Auf den schraubenförmig verlaufenden Abschnitt der Erreger spule ist die Empfängerspule 21 in der gleichen Weise aufgewickelt, wie die Empfängerspule 11 auf den Erregerspulenschenkel 10c bei den Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2.In the embodiment according to FIG. 3, the test item 1 is also a tube - here of circular cross-section - and that of the induction of the eddy current The active part of the excitation coil arrangement serving in the test object surrounds as a single coil from one turn or several turns of the pipe at a distance helically across a complete screw thread with a constant pitch with respect to the pipe axis, wherein the individual helically extending turn sections 20a via return sections 20b, which run parallel to the longitudinal axis of the pipe, are closed. On the helical running portion of the exciter coil is the receiver coil 21 in the same Wound like the receiver coil 11 on the excitation coil leg 10c in the arrangements according to FIGS. 1 and 2.

Der Der Steigungswinkel des schraubenförmigen Erregerspulenabvon schnitts 20a bezüglich der Rohrlängsachse ist/0° und 90° wesentlich verschieden und beträgt 450. Entsprechend dem schraubenförmigen Verlauf des aktiven Erregerspulenabschnitts 20a verläuft auch der von diesem induzierte Wirbelstrom schraubenförmig mit einem Steigungswinkel von etwa 450 in einem vollen Umlauf um das Rohr herum und wird an einem etwa parallel zur Rohrlängsachse verlaufenden Längsfehler unsymmetrisch abgelenkt, wodurch nach dem gleichen Wirkungsprinzip, das auch deren Anordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zugrundeliegt, in der Empfängerspule 21 ein Nutzsignal induziert wird. Ebenso wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 hat ein Wackeln des sich parallel zu seiner Längsachse bezüglich der Prüfspulenanordnung bewegenden Rohres nur ein gegenüber dem Nutzsignal unerhebliches Störsignal zur Folge. Of the The pitch angle of the helical excitation coil from Section 20a with respect to the pipe's longitudinal axis is / 0 ° and 90 ° significantly different and is 450. Corresponding to the helical course of the active excitation coil section 20a, the eddy current induced by this also runs helically with a Pitch angle of about 450 in one full revolution around the pipe and becomes on a longitudinal flaw running approximately parallel to the pipe's longitudinal axis, deflected asymmetrically, whereby according to the same principle of action, which also their arrangements according to Fig. 1 and FIG. 2 is based, in the receiver coil 21 a useful signal is induced. As in the case of the arrangement according to FIG. 1, there is a wobbling of the parallel to his Longitudinal axis with respect to the test coil arrangement moving tube only one opposite the useful signal results in an insignificant interference signal.

Die Spulenanordnung gemäß Fig. 3 ist, insbesondere herstellungstechnisch, aufwendiger als diejenige gemäß Fig. 1 und 2, hat aher für die Prüfung von rohrförmigen Prüflingen den Vorteil, daß gleichmäßig der gesamte Rohrumfang erfaßt wird, der zu erkennende Längsfehler also an einer beliswbigen Stelle des Rohrumfangs auftreten kann.The coil arrangement according to FIG. 3 is, in particular from a manufacturing point of view, more complex than that according to FIGS. 1 and 2, has aher for the testing of tubular Test items have the advantage that the entire circumference of the pipe is covered evenly longitudinal defects to be recognized thus occur at any point on the pipe circumference can.

Bei sämtlichen vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen wird mit dem geringen Aufwand von nur jeweils einer einzigen Empfän-Spule im Erreger- und im/gerzweig ein breiter räumlicher Mebereich erzielt, und es ist für die Verarbeitung des Nutzsignals nur ein einziger elektronischer Meßkanal erforderlich.In all of the exemplary embodiments described above, with the little effort of only one single receiver coil in the exciter and in the branch a wide spatial area is achieved, and it is for processing of the useful signal only a single electronic measuring channel is required.

Bei den vorstehend geschilderten Ausführungsformen stehen die Windungsebenen der Empfängerwicklung zur Spulenachse im wesentlichen senkrecht. Dies ist jedoch für das der Erfindung zugrundeliegende Funktionsprinzip keine zwingende Notwendigkeit. Die einzelnen Windungen der Empfängerwicklung könnten auch mit einem gleichbleibenden, von 0° wesentlich verschiedenen Steigungswinkel mehr schraubenförmig verlaufen sofern.In the embodiments described above, the winding planes are the receiver winding is essentially perpendicular to the coil axis. However, this is for the functional principle on which the invention is based, this is not an absolute necessity. The individual turns of the receiver winding could also be made with a constant, from 0 ° substantially different pitch angles run more helically provided.

jeder Lage eine Lage mit dem Winkel nach gleicher., dem Vorzeichen zeichen nach aber entgegengesetzter Steigung darüber liegend zugeordnet ist, so daß sich di in diesem Falle von Wirbelstrom auch bei Fehlerfreiheit des Prüflings in den einzelnen Lagen induzierten Ruhesignale bezüglich des Ausgangs der Empfängerspule gegenseitig aufheben. Die Anordnung der Wicklung -ebenen senkrecht zur Spulenachse hat aber den Vorteil bsonderer Einfachheit in fertigungstechnischer Hinsicht.every layer has a layer with the same angle., the sign sign but is assigned to the opposite slope lying above it, so that di in this case of eddy current even if the test object is free from defects in the individual layers induced rest signals with respect to the output of the receiver coil cancel each other out. The arrangement of the winding levels perpendicular to the coil axis but has the advantage of being particularly simple in terms of manufacturing technology.

Selbstverständlich können nach dem der Erfindung zugrundeliegenden Funktionsprinzip auch Rohre bzw. Prüflinge mit gekrümmter Oberfläche geprüft werden, die keine kontinuierliche Krümmung aufweisen sondern bei denen ein polygonartiger Verlauf vorliegt. Entsprechend der Polygonform würde dann z.B.Of course, according to the underlying of the invention Functional principle, pipes or test objects with curved surfaces can also be tested, which do not have a continuous curvature but rather a polygonal one History is present. According to the polygon shape, e.g.

bei der Ausführung nach Fig. 3 der aktive Teil der Priifspulanordnung ebenfalls polygonartig mit gleichbleibendem Steigung winkel bezüglich der Längsachse gebogen sein.in the embodiment according to FIG. 3, the active part of the test coil arrangement also polygonal with a constant slope angle with respect to the longitudinal axis be bent.

Für das der Erfindung zugrundeliegende Funktionsprinzip ist es auch abweichend von den geschilderten Ausführungsbeispielen nicht nötig, daß die Empfängerspule auf den aktiven Teil der Erregerspule aufgewickelt ist. Sie könnte auch unter sonst gleicher Zuordnung neben den aktiven Schenkel der Erregerspule gesetzt werden.It is also for the functional principle on which the invention is based notwithstanding the exemplary embodiments described, it is not necessary that the receiver coil is wound on the active part of the excitation coil. You could also use otherwise with the same assignment next to the active legs of the excitation coil.

Schließlich besteht auch die Möglichkeit, nach dem der Erfindung zugrundeliegenden Funktionsprinzip mit mehreren elektrisch zusammengeschalteten, räumlich aber getrennten Erregerspulen und diesen zugeordneten Empfängerspulen zu arbeiten, insbeson- -dere wenn bei einem Prüfling voneinander im Abstand befindliche Bereiche der Prüfung unterzogen werden sollen.Finally, there is also the possibility of that on which the invention is based Functional principle with several electrically interconnected, but spatially separated To work excitation coils and these associated receiver coils, in particular -dere if, in the case of a test item, areas of the test that are at a distance from each other should be subjected.

In manchen IJcillen kann es bei der (rfindunqsgemcßen I>rüf spulenanordnung durch den ohmschen Rückschluß des von der Erregerspulenanordnung im Prüfling induzierten Wirbelstroms schon im Bereich der Empfängerspulenanordnung auch bei Fehlerfreiheit des Prüflings zu einer wenn auch geringfügigen,Unsymmetrie des des Strompfades in Bezug auf die Spulenachse der Empfängerspu lenanordnung kommen. Das damit verbundene Ruhesignal kann in Weiterbildung der Erfindung weitgehend dadurch kompensiert werden, daß mindestens eine Empfängerspule der Empfängerspulenanordnung gegenüberder Richtung des Wirbelstroms im fehlerfreien Prüfling sowie parallel zur Oberfläche des Prüflings etwas verstellt wird, die Oruitierung ihrer Spulenachse bezüglich dieser Stromrichtunq also verändert wird, bis sich-in der einen oder anderen Verstellrichtung ein Störungsminimum einstellt Hierfür reicht ein Beiner Verstellbereich aus.In some cases it may be necessary to use the correct coil arrangement by the ohmic inference of the induced by the excitation coil arrangement in the test object Eddy current in the area of the receiver coil arrangement even if there are no defects of the test item to an asymmetry of the of Current path in relation to the coil axis of the receiver coil arrangement come. That The rest signal associated therewith can largely thereby be achieved in a further development of the invention be compensated that at least one receiver coil of the receiver coil arrangement opposite to the direction of the eddy current in the fault-free test object and parallel to the The surface of the test object is slightly adjusted, the alignment of its coil axis with respect to this Stromrichtunq is thus changed until one or the other Adjustment direction sets a disturbance minimum. An adjustment range is sufficient for this the end.

Claims

Test coil arrangement for detecting defects in a test object by means of eddy currents Direction induces an alternating current, and from a receiver coil arrangement in which the current is induced essentially only by the magnetic field which is caused by eddy current components caused by defects in the test object which deviate from the predetermined eddy current direction, characterized in that the excitation coil arrangement (10, 20 ) D is oriented in such a way that the predetermined direction (arrow 4) of the eddy current induced by it in the fault-free test object (l) includes an angle Wx with the direction (arrow 2) of the relative movement, which is substantially different from 0 ° and 90 °, and that dle coil axis of each receiver coil (11, 21) approximately parallel or, in the case of a test object curved in the area of the eddy current, approximately parallel or tangential to the direction (arrow 4) of the test object in the fault-free test object (1) induced Eddy current

Eddy current runs.

2. test coil arrangement according to claim 1, d a d u r c h characterized, that the winding planes of the receiver coil or the receiver coils (11, 21) to their Coil axis are approximately perpendicular.

3. test coil arrangement according to claim 1 or 2, d a -d u r c h characterized, that the coil or the coils of the receiver coil arrangement (11, 21) on the Active areas (10c, 20a) inducing eddy currents in the predetermined direction the coil or coils of the excitation coil arrangement (10, 20) are wound.

4. test coil arrangement according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h indicated that at least one receiver coil to change the direction their coil axis opposite the direction (arrow 4) in the fault-free test object induced eddy current approximately parallel to the surface of the test object (1) within limits is adjustable.