DE3004133A1

DE3004133A1 - Non-destructive material testing - using electromagnetic oscillations and voltage-frequency function display and comparing with reference function

Info

Publication number: DE3004133A1
Application number: DE19803004133
Authority: DE
Inventors: Martin Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Lambeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-04
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1981-08-06

Abstract

The non-destructive material testing method is applicable where the dia. of the object or its distance from the test coil is unknown because of a lacquer or insulationg coating. When the tested object (R) is brought into the working zone of the coil (1) the effective voltage across the capacitor (3) in series with the coil is displayed on an oscilloscope (10) after passing through a rectifier and integrator circuit (11). The voltage is displayed against a frequency time base derived via a frequency-to-voltage converter (9). The function can also be compared with that produced when a body of known characteristics is introduced. The comparison is performed using a computer. (28pp Dwg.No.1) .

Description

Verfahren zur Materialprüfung und Wegmessung durch selbsterregteProcedure for material testing and displacement measurement by self-excited

elektromagnetische Schwingungen P 28 34 763.9 Zusatzanmeldung Die Erfindung betrifft Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung durch selbsterregte elektromagnetische Schwingungen gemäß dem Oberbegriff der Hauptanmeldung P 28 34 763.9 sowie Anordnungen zur Ausführung dieser Verfahren.electromagnetic oscillations P 28 34 763.9 additional registration The The invention relates to methods for non-destructive testing of materials by self-excited electromagnetic vibrations according to the preamble of the main application P 28 34 763.9 as well as orders for the execution of these procedures.

In der Hauptanmeldung wurde eine Schaltung zur Erzeugung einer nichtresonanten LC-Schwingung beschrieben (dortige Fig. 1 und Ansprüche 2 und 3), die eine Materialprüfung hinsichtlich der elektrischen, magnetischen und geometrischen Eigenschaften gestattet. In the main application a circuit for generating a non-resonant LC oscillation described (there Fig. 1 and claims 2 and 3), a material test in terms of electrical, magnetic and geometrical properties.

Oftmals entsteht in der Betriebspraxis die Aufgabe, die Eigenschaften eines Gegenstandes zu prüfen, der z.B. infolge einer Lackierung oder einer Isolationsumhüllung nicht mehr direkt zugänglich ist, so daß sein Durchmesser bzw. sein Abstand von dr Prüfspule nicht genau bekannt ist. Der Lösung dieser Aufgabe diellt: die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schaltung zur Erzeugung nichtresonanter LC-Schwingungen.Often the task, the properties, arise in operational practice an object to be checked, e.g. as a result of a paint job or an insulation covering is no longer directly accessible, so that its diameter or its distance from dr test coil is not exactly known. The solution to this problem: the one according to the invention Design of the circuit for generating non-resonant LC oscillations.

Fig. 1 zeigt die Ausgestaltung der Schaltung zur Erzeugung nichtresonanter LC-Schwingungen. Fig. 1 shows the configuration of the circuit for generating non-resonant LC vibrations.

Fig. 1 zeigt zunächst die in Fig. 1 der Hauptanmeldung beschriebene Schaltung bestehend aus Spule 1, Verstärker 2 und Kondensator 3. Der Frequenz-Spannungs-Wandler 9 erzeugt ein frcguenzproportionales Ausgangssignal, das der Horizontalablenkung des Oszillographen 10 zugeführt wird. Der Gleichrichter mit Integrator 11 erzeugt ein Signal, das proportional zum Effektivwert der Spannung am Kondensator 3 ist; ebenso kann auch ein Spitzenwert-Detektor verwendet werden. Das hierdurch erzeugte Signal wird der Vertikalablenkung des Oszillographen 10 zugeführt. Der Oszillograph 10 stellt also die Amplitude der Spannung am Kondensator 3 als Funktion der Frequenz dar. Wie in der Hauptanmedung im Abschnitt g beschrieben und in Anspruch 3 beansprucht, ist dieser funktionale Zusammenhang abhängig vom Material im Einfluß bereich der Spule 1. Diese Tatsache wird erfindungsgemäß dazu ausgenutzt, eine durchmesserunabhängige Materialprüfung durch zuführen. Fig. 1 initially shows that described in Fig. 1 of the main application Circuit consisting of coil 1, amplifier 2 and capacitor 3. The frequency-voltage converter 9 generates an output signal proportional to the frequency, that of the horizontal deflection of the oscilloscope 10 is supplied. The rectifier with integrator 11 generates a signal proportional to the rms value of the voltage on capacitor 3; a peak detector can also be used. The resulting The signal is fed to the vertical deflection of the oscilloscope 10. The oscilloscope 10 thus represents the amplitude of the voltage on capacitor 3 as a function of frequency as described in the main claim in section g and claimed in claim 3, this functional relationship depends on the material in the area of influence of the Coil 1. This fact is used according to the invention to provide a diameter-independent Carry out material testing.

Der Erfindungsgedanke werde an dem Fall erläutert, daß festgestellt werden soll, ob eine Stange, deren Oberfläche infolge einer Isolationsumhüllung nicht mehr zugänglich ist, aus Kupfer oder aus Messing besteht. Es sind also sowohl das Material d.h. The idea of the invention will be explained on the case that it is determined should be whether a rod whose surface as a result of an insulation coating is no longer accessible, is made of copper or brass. So there are both the material i.e.

seine Leitfähigkeit als auch der Durchmesser des Prüflings unbekannt.its conductivity and the diameter of the test object are unknown.

Erfindungsgemäß wird nun ein zylindrischer Stab aus Kupfer 12 mit stufenweise unterschiedlichen Durchmesser-Abschnitten in Pfeilrichtung durch die Spule 1 bewegt. Dabei verschiebt sich der Punkt auf dem Oszillographen 10 längs der mit Cu bezeichneten Kurve, die näherungsweise eine Gerade ist. Danach wird der gleiche Versuch mit einem Messingstab wiederholt und die mit Ms bezeichnete Kurve erhalten. Die Kurven bleiben auf dem Oszillographen, der zweckmäßig ein Speicheroszillograph ist, stehen, oder sie werden auf einer durchsichtigen Deckplatte markiert. Wird schließlich der unbekannte Stab in die Spule 1 gebracht, so liegt der Leuchtpunkt entweder auf der mit Cu oder Ms bezeichneten Kurve, womit das Material des unbekannten Stabes erkannt ist, ohne daß sein Durchmesser bekannt zu sein braucht. According to the invention, a cylindrical rod made of copper 12 is now with stepwise different diameter sections in the direction of the arrow through the Spool 1 moves. The point on the oscilloscope 10 moves lengthways the curve denoted by Cu, which is approximately a straight line. After that, the the same experiment repeated with a brass rod and the curve marked Ms obtain. The curves remain on the oscilloscope, which is conveniently a storage oscilloscope or they are marked on a transparent cover plate. Will Finally, if the unknown rod is brought into coil 1, the luminous point is located either on the curve marked Cu or Ms, indicating the material of the unknown Rod is recognized without its diameter need to be known.

Soll auch der Durchmesser unbekannter Stäbe ermittelt werden, so braucht man nur beim Einbringen der bekannten Teststäbe die Punkte auf dem Oszillographen 10 zu markieren, die Abschnitten mit bestimmten Durchmessern entsprechen, wie es in Fig. 1 durch die auf den Kurven hervorgehobenen Punkte geschehen ist. Ferner ist noch die Kurve für Aluminium eingezeichnet. Der Oszillograph weist somit 9 Punkte für drei Durchmesser- bzw. Leitfähigkeitswerte auf, deren Zahl sich nach Bedarf durch geeignete Teststäbe beliebig erhöhen läßt. Auf einer dur hsichtigen Deckplatte verbindet man die Linien gleicher Durchmesser- bzw. Leitfähigkeitswerte. Werden danach unbekannte Stäbe in die Spule gebracht, lassen sich deren Durchmesser- bzw. Leitfähigkeit durch Interpolation leicht bestimmen. If the diameter of unknown bars is also to be determined, see you only need the points on the oscilloscope when introducing the known test rods Mark 10 which correspond to sections with specific diameters as it has happened in Fig. 1 by the points highlighted on the curves. Further the curve for aluminum is also shown. The oscilloscope thus has 9 points for three diameter or conductivity values, the number of which varies as required can be increased as desired by suitable test sticks. On a transparent cover plate connect the lines with the same diameter or conductivity values. Will afterwards unknown bars are brought into the coil, their diameter or Easily determine conductivity by interpolation.

Das gleiche gilt sinngemäß, wenn die Spule auf zu prüfende Platten oder Bleche aufgesetzt wird, der Abstand der Spule vom Blech wegen dessen Lackierung aber nicht genau bekannt ist. An diesem Beispiel läßt sich der Erfindungsgedanke besonders gut verdeutlichen: Würde man nur die Spannung der selbsterregten Schwingung messen, so müßte man den Abstand der Testbleche von der Spule mit einem Weggeber messen und die Spannung der Schwingung als Funktion der Spannung des Weggebers ermitteln, um schließlich das Material eines unbekannten Bleches bei unbekanntem Abstand feststellen zu können. Im Gegensatz dazu ist bei dem erf indungsgemäßen Verfahren und der Anordnung nach Fig. 1 die Anwendung eines Weggebers überflüssig, weil sich durch die gleichzeitie Auswertung der Frequenz der Punkt auf dem Oszillographen 10 sclbsttätig in einer für das betreffende Material charakteristische: Weise verschiebt. Spannung und Frequenz stellen zwei voneinander unabhängig variierende Größen dar, deren Zusammenhang nur urc das Material gegeben ist. Weil beide Größen unabhängig sind, öt;-nen aus ihrer Messung auch zwei Unbekannte, nämlich Leitfähikeit und Durchmesser bzw. Abstand ermittelt werden. Die Durchmesser-bzw. Abstdndsunabhängige Materialprüfung gelingt also, wei] durch die gleichzeitige Messung von Spannung und Frequenz zwei Variable ermittelt werden, die in unterschiedlicher, voneinander unabhängiger Weise stark von den Materialeigenschaften abhängen. Physikalisch betrachtet ist dies deshalb möglich, weil bei der erfindungsgemäßen Anwendung der nichtresonanten LC-ScholtuneJ SiCI0 die Frequenz beim Einbringen von Material in die Spule 1 sehr viel stärker ändert als bei den bekannten resonanten Schaltungen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei der nichtresonanten LC-Scllaltllng die Frequenz entsprechend dem kennzeichnenden Teil des HaupLanspruchs der Hauptanmeldung wesentlich vom Wirkanteil der Spulellinduktivität abhängt. The same applies mutatis mutandis when the coil is on panels to be tested or sheet metal is placed, the distance between the coil and the sheet metal because of its coating but is not exactly known. The idea of the invention can be illustrated using this example Make it particularly clear: If only the tension of the self-excited oscillation were to be used measure, one would have to measure the distance between the test panels from the coil with a displacement encoder and measure the voltage of the oscillation as a function of the voltage of the encoder to finally determine the material of an unknown sheet to be able to determine an unknown distance. In contrast to this, in the case of the invention Method and the arrangement according to FIG. 1, the use of a displacement encoder is superfluous, because the simultaneous evaluation of the frequency causes the point on the oscilloscope 10 shifts automatically in a manner characteristic of the material in question. Voltage and frequency represent two variables that vary independently of one another, whose connection is only given by the material. Because both sizes are independent are, there are also two unknowns from their measurement, namely conductivity and diameter or distance can be determined. The diameter or. Distance-independent material testing So, by measuring voltage and frequency at the same time, two can be achieved Variables are determined in different, independent ways strongly depend on the material properties. From a physical point of view, this is the case possible because in the application according to the invention of the non-resonant LC ScholtuneJ SiCI0 the frequency when introducing material into the coil 1 is much stronger changes than in the known resonant circuits. This is due to, that in the case of the non-resonant LC switching the frequency corresponds to the characteristic Part of the main claim of the main application essentially depends on the active component of the coil inductance depends.

Mathematisch betrachtet stellen die Punkte auf dem Oszillographen 10 eine Abbildung der Spannungs-Frequenz-Ebene auf die Durchmesser-Leitfähigkeits-Ebene dar. Es ist daher - sofern die visuelle Auswertung mittels eines Speicheroszillographen bzw. Mathematically speaking, the points represent on the oscilloscope 10 shows a mapping of the voltage-frequency plane onto the diameter-conductivity plane It is therefore - provided the visual evaluation by means of a storage oscilloscope respectively.

einer markierten Deckscheibe im Betriebsablauf nicht tunlich erscheint - ohne weiteres möglich, die gemessenen Werte in einen Rechner zu geben und die interpolierende Auswertung von diesem vornehmen zu lassen.a marked cover plate does not appear to be feasible in the operational process - It is easily possible to enter the measured values in a computer and the to have interpolating evaluation carried out by this.

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung der Schaltung zur Erzeugung von LR-Kippschwingungen. Fig. 2 shows an embodiment of the circuit for generating LR breakover oscillations.

Fig. 2 zeigt zunächst die in Fig. 2 der Hauptanmeldung angegebenen Teile des Oszillators, nämlich Spule 1, Verstärker 2, Widerstand 4 und Spannungsteiler 5. Die Ausgestaltung der Schaltung zum Zwecke der durchmesserunabhängigen Prüfung, der mpfindlichkeitssteigerung und der Automatisierbarkeit beruht auf den in eigenen Versuchen gewonnenen Erkenntnissen. Fig. 2 shows first of all those indicated in Fig. 2 of the main application Parts of the oscillator, namely coil 1, amplifier 2, resistor 4 and voltage divider 5. The design of the Circuit for the purpose of diameter-independent Testing, the increase in sensitivity and the ability to be automated are based on the Knowledge gained in own experiments.

Der Spannungsteiler 5 bewirkt, daß ein bestimmter Bruchteil der Ausgangsspannung des Verstärkers 2 auf seinen nichtinverdienenden Eingang gegeben wird. Dieser Bruchteil wird im folgenden als Rückkopplungsfaktor bezeichnet. Er ist eine Größe zwischen Null und Eins. Würde die Spule 1 unter dem Einfluß eines eingebrachten Materials eine reine, konstante, frequenzunabhängige Induktivität annehmen, wie es näherungsweise beim Einbringen von Ferrit der Fall ist, so würde die Abhängigkeit der Frequenz der entstehenden Schwingung vom Widerstand 4 bzw. vom Rückkopplungsfaktor materialunabhängig, einfach, eindeutig und stetig sein. The voltage divider 5 causes a certain fraction of the output voltage of the amplifier 2 is given to its non-deserving input. That fraction is referred to below as the feedback factor. It's a size between Zero and one. The coil 1 would be under the influence of an introduced material assume a pure, constant, frequency-independent inductance, as approximated when introducing ferrite is the case, the dependence of the frequency would be the resulting oscillation from the resistor 4 or the feedback factor independent of the material, be simple, clear and continuous.

Eine Verdopplung des Widerstandes 4 bewirkte eine Verdopplung der Frequenz; es hätte also keinen Zweck, die Frequenz als Funktion dieses Widerstandes zu messen, da der Zusammenhang ohnehin bekannt ist und die beiden Größen nicht unabhängig voneinander sind. Da zwischen beiden Größen die genannte Proportionalität besteht, kann eine Messung ihrer funktionalen Abhängigkeit keinen zusätzlichen Aufschluß über die Eigenschaften des Materials in der Spule liefern. Das gleiche gilt für den Rückkopplungsfaktor, der eine näherungsweise logarithmische Frequenzabhängigkeit bewirkt.A doubling of the resistance 4 caused a doubling of the Frequency; So there would be no point in taking the frequency as a function of this resistance to be measured, since the relationship is already known and the two quantities are not independent are from each other. Since the aforementioned proportionality exists between the two quantities, a measurement of their functional dependency cannot provide any additional information provide about the properties of the material in the coil. The same applies the feedback factor, which is an approximately logarithmic frequency dependence causes.

Im Gegensatz zu diesen einfachen Überlegungen zeigen jedoch eigene Versuche, daß der Zusammenhang zwischen der Frequenz und dem Widerstand 4 bzw. dem Rückkopplungsfaktor sehr wohl vom Material in der Spule abhängt und daß daher aus der Messung dieser Abhängigkeit zusätzliche Aussagen ü10r das Material gewonnen werden können. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens besteht also darin, die Frequenz als Funktion des Widerstandes 4 und/oder des Rückkopplungsfaktors zu messen und daraus Schlüsse auf die Eigenschaften des Materials zu ziehen. Das technische Handeln zur Ausführung dieses Verfahrens wird an der Fig. 2 erläutert. In contrast to these simple considerations, however, show your own Try that the relationship between the frequency and the resistance 4 or the The feedback factor depends on the material in the coil and therefore depends on it the measurement of this dependency gained additional information about the material can be. The embodiment of the method according to the invention thus consists in the frequency as a function of the resistance 4 and / or the feedback factor measure and draw conclusions about the properties of the material. The technical one Actions to carry out this method are explained with reference to FIG. 2.

Als Ausgestaltung der Schaltung wird die Achse des als Spannungsteiler 5 dienenden Drehpotentiometers mit der Achse des Drehpotentiometers 13 verbunden, so daß die Schleifer beider Potentiometer synchron laufen. An den Enden des Potentiometers 13 liegt die Spannungsquelle 14, die zweckmäßig an ihrem Mittelahgriff geerdet ist. Die Spannung am Schleifer des Drehpotentiometers 13 ist somit ein Maß für die Stellung des Drehpotentiometers 5 und damit für den Rückkopplungsfaktor; diese Spannung wird der Horizontalablenkung des Oszillographen 10 zugeführt. Der Frequenz-Spannungs-Wandler 9 wird vom Ausgang des Verstärkers 2 angesteuert und liefert eine frequenzproportionale Spannung an die Vertikalablenkung des Oszillographen 10. Der Oszillograph 10 stellt also die Frequenz als Funktion des Rückkopplungsfaktors dar. In der Skizze ist die Frequenz nach oben steigend, der Rückkopplungsfaktor nach rechts abnehmend dargestellt. Der Widersttlnci 4 beträgt 8000 Ohm. As an embodiment of the circuit, the axis of the is used as a voltage divider 5 serving rotary potentiometer connected to the axis of the rotary potentiometer 13, so that the wipers of both potentiometers run synchronously. At the ends of the potentiometer 13th is the voltage source 14, which is expedient at its center handle is grounded. The voltage at the wiper of the rotary potentiometer 13 is thus a measure for the position of the rotary potentiometer 5 and thus for the feedback factor; this voltage is fed to the horizontal deflection of the oscilloscope 10. Of the Frequency-to-voltage converter 9 is controlled by the output of amplifier 2 and supplies a frequency proportional voltage to the vertical deflection of the oscilloscope 10. The oscilloscope 10 thus represents the frequency as a function of the feedback factor In the sketch, the frequency is increasing, the feedback factor shown decreasing to the right. The resistance 4 is 8000 ohms.

Wird die Spule auf Kupferblech mit einer Dicke von 0,5 um aufgesetzt, so zeigt der Oszillograph 10 beim Durchdrehen des Drehpotentiometers 5 die skizzierte Funktion. Wird der Rückkopplungsfaktor vom Wert Eins an stetig vermindert, so findet zunächst keine Schwingung statt (Teil a der Skizze). Bei einem bestimmten Wert des Rückkopplungsfaktors setzt die Schwingung i und die Frequenz steigt bei weiterer Verminderung des Rückko)plungsfaktors stetig weiter an (Teil b). Bei einem bestimmten Wert des Rückkopplungsfaktors springt die Frequenz schlagartig aur einen wesentlich höheren Wert (Teil c). Bei weiterer Vermindetj0q des Rückkopplungsfaktors steigt die Frequenz steig vseiLer an (Teil d). Wird danach der Rückkopplungsfaktor wieder uriloht, wird die Kurve im umgekehrten Sinn durchlaufen, dabei kann der Sl)rux bei einem anderen Wert des Rückkopplungsfaktors auftreten, so daß die Funktion ein Hystereseverhalten zeigt. Der Zusammenhang zwischen der Frequenz und dem Rückkopplungsfaktor ist also materialabhängig, nicht einfach, nicht eindeutig und nicht stetig. If the coil is placed on copper sheet with a thickness of 0.5 µm, so the oscilloscope 10 shows the sketched one when turning the rotary potentiometer 5 Function. If the feedback factor is continuously reduced from the value one onwards, then finds initially no oscillation takes place (part a of the sketch). At a certain value of the Feedback factor sets the oscillation i and the frequency increases with further Reduction of the feedback factor steadily increases (part b). With a certain one Value of the feedback factor, the frequency suddenly jumps to one significantly higher value (part c). With a further decrease, the feedback factor increases the frequency rises faster (part d). Then the feedback factor becomes again uriloht, the curve is traversed in the opposite direction, the Sl) rux can be at a different value of the feedback factor occur, so that the function has a hysteresis behavior shows. So the relationship between the frequency and the feedback factor is material-dependent, not simple, not unambiguous and not continuous.

Eigene Versuche ergaben, daß diese durch die Teile a,b,c,d dargestellte Funktion sehr empfindlich auf die Eigenschaften des Materials in der Spule reagiert, insbesondere der Sprung zur niedrigeren Frequenz (Übergang von d nach c) sowie das Aussetzen der Schwingung (Übergang von b nach a). Es können - insbesondere bei der Untersuchung von Mehrfachschichtsystemen - auch mehrere Sprungstellen auftreten, die für das betreffende Schichtsystem charakteristisch sind. Die Funktion wird daher zweckmäßig mit einem Speicheroszillographen oder einem Transienten-Speicher aufgenommen, um mit der Funktion eines Meisterstücks verglichen zu werden. Our own experiments showed that this represented by parts a, b, c, d Function is very sensitive to the properties of the material in the coil, especially the jump to the lower frequency (transition from d to c) and that Suspension of oscillation (transition from b to a). It can - especially with the Investigation of multi-layer systems - several cracks also occur, which are characteristic of the shift system in question. The function is therefore expediently recorded with a storage oscilloscope or a transient memory, to be compared to the function of a masterpiece to become.

Um den Informationsgehalt dieser Funktion voll auszuschöpfen, ist es - insbesondere bei der Untersuchung nichtferromagnetischer Werkstoffe - erforderlich und wesentlich, daß die Veränderung des Rückopplungsfaktors sehr genau, sehr feinstufig, in einem sehr kleinen Bereich und gut reproduzierbar erfolgt. Hierzu wird als Drehpotentiometer 5 ein Zehngangpotentiometer von 25 Ohm verwendet, das miteinem Trimmer 15 von 100 Ohm und einem Festwiderstand 16 von 5000 Ohm in Reihe geschaltet ist. Zweckmäßig wird zunächst das Drehpotentiometer 5 in Mittelstellung gebracht und mit dem Trimmer 15 der interessierende Frequenzbereich, insbesondere der Sprung c aufgesucht. Danach erfolgt die genaue Aufnahme der gesamten Funktion durch Variation des Drehpotentiometers 5. Bei den angegebenen Widerstandswerten wird also der Rückicopplungsfaktor um nur ca. 0,5 % variiert, wobei die Auflösung besser als 0,005 % ist. Diese Auflösung ist erforderlich, um die Funktion genau auszuwerten. In order to fully exploit the information content of this function, it is necessary - especially when examining non-ferromagnetic materials and it is essential that the change in the feedback factor is very precise, very finely graded, takes place in a very small area and is easily reproducible. This is done as a rotary potentiometer 5 uses a ten turn potentiometer of 25 ohms with a trimmer 15 of 100 Ohm and a fixed resistor 16 of 5000 Ohm is connected in series. Appropriate the rotary potentiometer 5 is first brought to the middle position and with the trimmer 15 the frequency range of interest, in particular the jump c, is visited. Thereafter the exact recording of the entire function is carried out by varying the rotary potentiometer 5. With the specified resistance values, the feedback factor is only varies approx. 0.5%, the resolution being better than 0.005%. This resolution is required to evaluate the function precisely.

Physikalisch ist der komplizierte, stark materialabhängige Funktionsverlauf nach Art der Kurvenstücke a bis d dadurch zu erklären, daß die Spule 1 unter dem Einfluß des Kernmaterials keine rein frequenzunabhängige Induktivität annimmt, - wie es näherungsweise unter dem Einfluß von Ferrit der Fall ist -sondern eine komplexe Induktivität mit Schein- und Wirkwiderstand erhält. Bei elektrisch leitfähigem Material sind diese beiden Größen Funktionen der Frequenz. Die Frequenz der LR-Kippschwingung ist somit eine Funktion von Größen, die ihrerseits von der Frequenz abhängen. Daher kommt es zur Ausbildung von Schwingungszuständen mit unterschiedlichen Stat litätseigenschaften. Es existieren Gebiete mit stabilem Schwingungsverhalten und hoher Frequenzkonstanz (Teil d), Gebiete mit labilem Schwingungsverhalten, in denen die Frequenz ständig um einen Mittelwert schwankt (Teil b) und Frequenzbereiche, für die gar keine Schwingung möglich ist (Teil c). Das System verhält sich wie ein mechanischer, selbsterregter Oszillator, dessen Masse, Dämpfung und rticktreibende Kraft von der Frequenz abhängen. From a physical point of view, the complex, highly material-dependent functional course is to explain the type of curve pieces a to d by the fact that the coil 1 under the Influence of the core material does not assume a purely frequency-independent inductance, as it is approximately the case under the influence of ferrite - but a complex one Receives inductance with apparent and effective resistance. With electrically conductive material these two quantities are functions of the frequency. The frequency of the LR breakover oscillation is therefore a function of quantities which in turn depend on the frequency. Therefore it comes to the formation of oscillation states with different stat ity properties. There are areas with stable vibration behavior and high frequency constancy (Part d), areas with unstable vibration behavior in which the frequency is constant around a mean value fluctuates (part b) and frequency ranges for which no oscillation at all is possible (part c). The system behaves like a mechanical, self-excited one Oscillator whose mass, damping and driving force depend on the frequency.

In der Skizze 10a zeigt derselbe Oszillograph die Frequenz als Funktion des Rückkopplungsfaktors bei der Untersuchung eines Kupfervollstabes von 13 mm (Kurve e) bzw. eines Kupferrohres mit einem Außendurchmesser von 13 mm und einem Innendurchmesser von 10 mm (Kurve f). Bei tiefen Frequenzen (1 kHz, linker Teil der Skizze) ist die Wirbelstromabschirmung des Kupfers wenig wirksam; es spielt keine Rolle, ob der Kupferstab voll oder hohl ist, also zeigen beide Proben dieselbe Frequenz. Bei hoher Frequenz (8 kz, rechter Teil der Skizze) ist die Wirkung der Wirbelströme hoch, so daß der Strom nur in einer dünnen Oberflächenschicht fließt und die Bohrung ebenfalls keine Rolle spielt. In einem mittleren Frequenzbereich jedoch, in dem die Eindringtiefe in der Größenordnung der Wanddicke liegt, ist die Frequenz beim Kupferrohr mit 3 kItz gegenüber 4,5 kHz beim Kupfervollstab wesentlich tiefer, so daß die Kurve f tiefer liegt als die Kurve e. Das Verfahren ermöglicht also die berührungslose Prüfung des Innendurchmessers von Rohren von außen, kann also beispielsweise zur Überwachung von Korrosionsschäden an Innenwänden eingesetzt werden. Ist durch Aufnahme dieser Kurvenzüge einmal festgestellt, bei welchem Rückkopplungsfaktor die maximale Abhängigkeit der Frequenz vom Rohrinnendurchmesser auftritt, braucht für weitere Serienmessungen bei fest eingestelltem Rückkopplungsfaktor nur die Frequenz gemessen zu werden. In sketch 10a the same oscilloscope shows the frequency as a function the feedback factor when examining a solid copper rod of 13 mm (curve e) or a copper pipe with an outer diameter of 13 mm and an inner diameter of 10 mm (curve f). At low frequencies (1 kHz, left Part of the sketch) the eddy current shielding of the copper is not very effective; it's playing it doesn't matter whether the copper rod is full or hollow, so both samples show the same Frequency. At high frequency (8 kz, right part of the sketch) the effect is the Eddy currents are high, so that the current only flows in a thin surface layer and the hole also does not matter. In a medium frequency range however, in which the penetration depth is of the order of the wall thickness, is the Frequency with copper pipe with 3 kItz compared to 4.5 kHz with solid copper rod is significant deeper, so that curve f is lower than curve e. The procedure enables so the non-contact inspection of the inside diameter of pipes from the outside, can thus used, for example, to monitor corrosion damage on interior walls will. Once these curves have been recorded, it has been established at which feedback factor the maximum dependence of the frequency on the inside diameter of the pipe occurs for further series measurements with a fixed feedback factor only the frequency to be measured.

Das Verfahren arbeitet in gleicher Weise, wenn die Spule auf ein Blech aufgesetzt wird, dessen nicht zugängliche Unterseite auf Korrosionsschäden geprüft werden soll.The process works in the same way when the coil is on a sheet metal is placed, the inaccessible underside of which is checked for corrosion damage shall be.

Die bisher beschriebenen Erscheinungen treten auf, wenn der Rückkopplungsfaktor nahe bei Eins liegt und die Frequenzen daher sehr niedrig (bei leerer Spule typisch 5 bis 15 kHz) sind. Daneben gibt es einen weiteren Frequenzbereich mit nützlicher Charakteristik. Wird - bei sonst gleichen Werten - durch Variation des Rückkopplungsfaktors die Frequenz bei leerer Spule auf 25 kEIz eingestellt, so ergibt sich folgendes Verhalten: Unter dem Einfluß von ferromagnetischem Material sinkt die Frequenz, bei nichtferromagnetischem steigt sie. Dieses Verhalten ist unabhängig von der Größc und Form des Materials und unabhängig davon, ob das Material in die Spule eingebracht oder - beispielsweise in Form von Blechen -an sie herangebracht wird. Diese Tatsache macht das Verfahren qeeignet zur Einzelsortierung von Erzbrocken, Schrottsortierung und Münzprüfung. Wird die Frequenzmessung durch eine Messung der Periodendauer, also der Zeit zwischen zwei Nulldurchgängen der Ausgangsspannung des Verstärkers 2 ersetzt, so kann in Zeiten von der Größenordnung Millisekunden eine Entscheidung über die magnetischen Eigenschaften des Materials im Einflußbereich der Spule 1 getroffen und eine Sortierweiche betätigt werden. Das gleiche gilt, wenn elektrisch leitfähige Erzbrocken von elektrisch nicht leitfähigem tauben Gestein getrennt werden sollen. Hier ist die Sortiereinrichtung auf einen bestimmten Wert der Frequenzerhöhung einzustellen, die erforderlichenfalls in Relation zu einer parallel vorgenommenen Massenbestimmung mittels einer Waage zu bewerten ist. The phenomena described so far occur when the feedback factor is close to one and the frequencies are therefore very low (typical with an empty coil 5 to 15 kHz). There is also another frequency range with more useful ones Characteristic. Is - with otherwise the same values - by varying the feedback factor If the frequency is set to 25 kEIz when the coil is empty, the following results Behavior: Under the influence of ferromagnetic material the frequency decreases, in the case of non-ferromagnetic it increases. This behavior is independent of the size and shape of the material and regardless of whether the material is placed in the coil or - for example in the form of sheets - is brought to them. this fact makes the process suitable for the individual sorting of ore chunks, scrap sorting and coin checking. If the frequency measurement is carried out by measuring the period, i.e. the time between two zero crossings of the output voltage of the amplifier 2, a decision can be made in times of the order of milliseconds about the magnetic Properties of the material in the area of influence the coil 1 hit and a sorting gate operated. The same goes for, when electrically conductive ore chunks of electrically non-conductive deaf rock should be separated. Here the sorting device is set to a certain value to adjust the frequency increase, if necessary in relation to a The mass determination carried out in parallel is to be assessed using a scale.

In gleicher Weise wie hier mit der mechanischen Kopplung zweier Potentiometer ist vorzugehen, wenn die Variation des Rückkopplungsfaktors dadurch vorgenommen wird, daß an Stelle der Widerstände 5, 15 und 16 licht- oder magnetfeldempfindliche Bauelemente verwendet werden. Die Horizontalsteuerung des Oszillographen 10 ist dann proportional zum Lichtstrom bzw. zum Magnetfeld vorzunehmen. In the same way as here with the mechanical coupling of two potentiometers action is to be taken if the feedback factor is varied as a result is that in place of the resistors 5, 15 and 16 light or magnetic field sensitive Components are used. The horizontal control of the oscilloscope 10 is then to be proportional to the luminous flux or the magnetic field.

Im Abschnitt d der Hauptanmeldung wurde die Anwendung zur Wegmessung beschrieben und auf die Möglichkeit der Linearisierung durch geeignete Formgebung eines Kupferkerns hingewiesen. Als Ausgestaltung wird eine vereinfachte Ausführung angegeben: Der Gegenstand, dessen Bewegung gemessen werden soll, beispielsweise ein Schwimmer, wird mit einem Stab aus isolierendem Material verbunden, der in die Spule 1 hineinragt . Auf diesen Stab werden eine oder mehrere Folien aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise Aluminiumfolien mit einer Dicke von 30 Zm gewickelt. Durch die Stärke der Bewicklung bzw. durch Zuschneiden der Folie mit einer Schere läßt sich auch mit einfachen Mitteln auf einer Baustelle oder in einem Bergwerk jede gewünschte Weg-Frequenz-Charakteristik einstellen, ohne daß es aufwendiger Werkstattarbeit bedürfte. Die Weg-Frequenz-Charakteristik läßt sich auch durch Wahl des Widerstandes 4 beeinflussen. Ein niedriger Wert (z. B. 3000 Ohm) führt zu einer stetigen Kennlinie, während ein hoher Wert (10 000 Ohm) Frequenzsprünge hervorruft, die für eine Zweipunktregelung geeignet sein können. In section d of the main application, the application for distance measurement and the possibility of linearization through suitable shaping of a copper core. A simplified version is used as a refinement specified: The object whose movement is to be measured, for example a float, is connected to a rod of insulating material that goes into the Coil 1 protrudes. One or more sheets of electrical material are placed on this rod conductive material, for example aluminum foils with a thickness of 30 cm. By the thickness of the wrapping or by cutting the film with scissors can also be used with simple means on a construction site or in a mine Set any desired path-frequency characteristic without it being more complex Workshop work would be required. The path-frequency characteristic can also be selected by choosing of resistance 4 affect. A low value (e.g. 3000 ohms) results in a steady characteristic curve, while a high value (10,000 ohms) causes frequency jumps, which can be suitable for two-point control.

Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der Schaltung zur Erzeugung von LR-Kippschwingungen ohne bewegte Teile. Fig. 3 shows an embodiment of the circuit for generating LR breakover oscillations without moving parts.

Zur Vermeidung bewegter Teile und zur Verbesserung der Automatisierbarkeit wird eine weitere Ausgestaltung angegeben. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung geht von der Überlegung aus, daß die Realisierung des Rückkopplungsfaktors durch den Spannungsteiler 5 gleichbedeutend ist mit einer Multiplikation der Ausgangs spannung des Verstärkers 2 mit einem Faktor kleiner als Eins. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht daher darin, die Wirkung des als Spannungsteiler dienenden Drehpotentiometers durch die eines Multiplikators zu ersetzen. An die Stelle der mechanischen Bewegung des Drehpotentiometers 5 tritt die Maßnahme, die Ausgangsspannung des Verstärkers 2 als einen Faktor dem Multiplizierer 17 zuzuführen, der die Spannung des Sägezahngenerators 18 als zweiten Faktor erhält, während das Produkt an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 2 gegeben wird. Es kann allerdings technisch ungünstig sein, ausschließlich einen Multiplizierer zur Rückkopplung zu verwenden Wie in der Beschreibung zu Fig. 2 ausgeführt, wird - insbesondere zur Untersuchung nichtferromagnetischer Werkstoffe - der Rückkopplungsfaktor nur um einen sehr geringen Wert variiert. WUrde diese Variation nur mit einem Multiplizierer vorgenommen, so wurde dieser nur in einem sehr geringen Bereich ausgesteuert, so daß geringe technisch unvermeidbare Störungen des Multiplizierers 17 und des Sägezahngenerators 18 sich störend auswirken würden. To avoid moving parts and to improve automation a further embodiment is specified. The embodiment according to the invention works from the consideration that the realization of the feedback factor by the Voltage divider 5 is equivalent to a multiplication of the output voltage of Amplifier 2 with a factor less than one. The embodiment according to the invention is therefore the effect of the rotary potentiometer serving as a voltage divider to be replaced by that of a multiplier. In place of mechanical movement of the rotary potentiometer 5 occurs the measure, the output voltage of the amplifier 2 to be fed as a factor to the multiplier 17, the voltage of the sawtooth generator 18 is received as the second factor while the product is sent to the non-inverting input of the amplifier 2 is given. However, it can be technically inconvenient, exclusively to use a multiplier for feedback As in the description of Fig. 2 is carried out - especially for the investigation of non-ferromagnetic materials - the feedback factor varies only by a very small amount. Would this Variation was only made with one multiplier, so this was only done in one very small range, so that small technically unavoidable interference of the multiplier 17 and the sawtooth generator 18 would have a disruptive effect.

Daher wird zweckmäßig der größte Teil der Rückkopplungsspannung durch das Drehpotentiometer 5 (erforderlichenfalls in Reihenschaltung mit dem Trimmer 15 und dem Widerstand 16) gewonnen. Zu dieser Spannung wird die Ausgangsspannung des Multiplizierers 17 addiert. Zur Addition wird eine bekannte Additionsschaltung, bestehend aus dem Operationsverstärker 19 und den Widerständen 20 und 21 (beide 10000 Ohm) verwendet. Das Verhältnis der Eingangswiderstände 22 und 23 bestimmt das Gewicht, mit dem die Ausgangsspannung des Multiplizierers 17 zur Spannung am Schleifer des Spannungsteilers 5 addiert wird. Beträgt der Widerstand 23 1000 Ohm, der Widerstand 22 50000 Ohm, so geht die Ausgangsspannung des Multiplizierers nur mit 1/50 in die gewichtete Addition ein. Somit können der Multiplizierer 17 und der Sägezahngenerator 18 voll ausgenutzt werden, so daß ihre Fehler keine Rolle spielen. Der Sägezahngenerator 18 wird auf beispielsweise 0,1 Hz eingestellt. Therefore, most of the feedback voltage is expediently through the rotary potentiometer 5 (if necessary in series with the trimmer 15 and resistance 16). The output voltage becomes this voltage of the multiplier 17 is added. A known addition circuit is used for addition, consisting of the operational amplifier 19 and the resistors 20 and 21 (both 10000 Ohm) is used. The ratio of the input resistances 22 and 23 is determined the weight with which the output voltage of the multiplier 17 to the voltage am The wiper of the voltage divider 5 is added. If the resistance is 23 1000 Ohm, the resistor 22 50000 ohms, the output voltage of the multiplier only goes with 1/50 in the weighted addition. Thus, the multiplier 17 and the sawtooth generator 18 can be fully utilized, so that their errors do not matter to play. The sawtooth generator 18 is set to 0.1 Hz, for example.

Die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 18 wird der Horizontalablenkung des Oszillographen 10 zugeführt, dessen Vertikalablenkung über den Frequenz-Spannungs-Wandler 9 proportional zur Frequenz ist. Der Oszillograph 10 schreibt also die Frequenz als Funktion des Rückkopplungsfaktors. Die Skizze auf dem Oszillographen 10 zeigt die Einstellung auf den besonders empfindlichen Teil oberhalb des Frequenzsprunges (entsprechend dem Übergang d nach c in Fig. 2). Der Einsatzpunkt dieses Sprunges reagiert äußerst empfindlich auf Änderungen der Materialeigenschaften, z. B. nach einer Glühbehandlung sowie auf die Eigenschaften von Schichten bzw. Mehrfachschichtsystemen. The output voltage of the sawtooth generator 18 becomes the horizontal deflection of the oscilloscope 10 supplied, its vertical deflection via the frequency-voltage converter 9 is proportional to the frequency. The oscilloscope 10 thus writes the frequency as a function of the feedback factor. The sketch on the oscilloscope 10 shows the setting for the particularly sensitive part above the Frequency jump (corresponding to the transition d to c in Fig. 2). The starting point this jump reacts extremely sensitively to changes in the material properties, z. B. after an annealing treatment and on the properties of layers or multilayer systems.

Mit Hilfe des Schalters 24 am invertierenden Eingang des Verstärkers 2 können an Stelle des Widerstandes 4 andere Widerstände, beispielsweise die Widerstände 25 und 26 gewählt werden. Hierdurch ergeben sich die skizzierten unterschiedlichen Funktionsverläufe auf dem Oszillographen 10. Diese Maßnahme ist nützlich, um den Widerstand und damit den Frequenzbereich zu finden, in dem die gemessene Funktion die stärkste Materialabhängigkeit zeigt. Der Einsatz des Multiplizierers 17 und die Variation des Widerstandes zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers 2 und Erde können einzeln oder kombiniert angewendet werden. Wird anstelle des Sägezahngenerators 18 ein Stufengenerator verwendet, der beispielsweise nacheinander 10 verschiedene, jeweils konstante Spannungswerte abgibt, so entstehen 10 Paare von Frequenz- und Spannungswerten, die sich besonders leicht durch einen Rechner auswerten lassen. With the help of switch 24 at the inverting input of the amplifier 2, instead of the resistor 4, other resistances, for example the resistors 25 and 26 can be chosen. This results in the different ones outlined Function curves on the oscilloscope 10. This measure is useful for the Find resistance and thus the frequency range in which the measured function shows the strongest material dependency. The use of the multiplier 17 and the variation in resistance between the inverting input of the amplifier 2 and soil can be used individually or in combination. Used instead of the sawtooth generator 18 a step generator is used, for example, successively 10 different, emits constant voltage values, 10 pairs of frequency and Voltage values that can be easily evaluated using a computer.

An Stelle des Multiplizierers 17 kann beispielsweise auch ein Operationsverstärker mit extern programmierbarer Verstärkung verwendet werden.Instead of the multiplier 17, an operational amplifier can also be used, for example with externally programmable gain.

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung der Schaltung zur Erzeugung von LR-Kippschwingungen zur Messung der Übergangsfunktion. 4 shows an embodiment of the circuit for generating LR breakover oscillations for measuring the transition function.

Eine weitere Ausgestaltung der Schaltung zur Erzeugung von LR-Kippschwingungen ergibt sich durch Messung des Spannungsverlaufs am invertierenden Eingang des Verstärkers 2. Fig. 4 zeigt zunächst den Oszillator, bestehend aus Spule , Verstärker 2, Widerstand 4 und Spannungsteiler 5. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 2 wird dem ersten Vertikaleingang eines Zweistrahloszillographen 27 zugeführt und bewirkt gleichzeitig die Triggerung seiner Zeitablenkung, so daß die gestrichelt eingezeichnete Rechteckspannung dargestellt wird. Another embodiment of the circuit for generating LR breakover oscillations results from measuring the voltage curve at the inverting input of the amplifier 2. Fig. 4 initially shows the oscillator, consisting of coil, amplifier 2, resistor 4 and voltage divider 5. The output voltage of amplifier 2 becomes the first Vertical input of a two-beam oscilloscope 27 is supplied and causes at the same time the triggering of its time deflection, so that the square-wave voltage drawn in dashed lines is pictured.

Um die Spannung am invertierenden Eingang des Verstärkers möglichst wenig verfälscht zu beobachten und die Schwingung selbst möglichst wenig zu beeinflussen, wird sie zweckmäßig über eine hochohmige und kapazitätsarme Verbindung 28 abgegriffen. Dies kann beispielsweise ein 10 Megaohm Tastkopf oder eine bekannte Folger- Schaltung sein. Hierüber wird die Spannung dem zweiten Vertikaleingang des Oszillographen 27 zugeführt. Die Rechteckspannung am ersten Kanal zeigt das Umspringen der Ausgangs spannung des Verstärkers 2 zwischen seinen Sättigungswerten in Form einer Rechteckspannung. Die Spannung am zweiten Kanal, die proportional zur Spannung am Widerstand 4, also proportional zum Strom durch diesen Widerstand ist, zeigt, wie der durch die Spule und den Widerstand fließende Strom von einem dieser Zustände zum anderen übergeht. Der Spannungsverlauf am invertierenden Eingang des Verstärkers 2 als Funktion der Zeit werde daher im folgenden als Übergangsfunktion bezeichnet. Die Ubergangsfunktion ist näherungsweise eine Exponentialfunktion, wie es beim Schalten einer LR-Reihenschaltung zu erwarten ist. Sie nähert sich im Lauf der Zeit der Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 2, d.h. dem Bruchteil seiner Ausgangsspannung, die durch den Spannungsteiler 5 gegeben ist. To the voltage at the inverting input of the amplifier as possible to observe little falsified and to influence the oscillation itself as little as possible, it is expediently tapped via a high-resistance and low-capacitance connection 28. This can be, for example, a 10 megaohm probe head or a known follower circuit be. Via this the voltage is sent to the second vertical input of the oscilloscope 27 supplied. The square wave voltage on the first channel shows the output jump voltage of the amplifier 2 between its saturation values in the form of a square wave voltage. The voltage on the second channel, which is proportional to the voltage on resistor 4, that is proportional to the current through this resistor, shows how that through the coil and the current flowing through the resistor passes from one of these states to the other. The voltage curve at the inverting input of the amplifier 2 as a function of In the following, time will therefore be referred to as the transition function. The transition function is approximately an exponential function, as it is when switching an LR series connection is to be expected. It approaches the voltage at the non-inverting over time Input of amplifier 2, i.e. the fraction of its output voltage that is passed through the voltage divider 5 is given.

Wenn die Übergangsspannung diese Spannung erreicht, schaltet der Verstärker um.When the transition voltage reaches this voltage, the amplifier switches around.

Es folgt nun die gleiche Überlegung wie in der Beschreibun<i der Fig. 2. Hätte die Spule 1 unter Materialeinfluß eine reine, frequenzunabhängige Induktivität, so wäre die Übergangsfunktion durch eine einzige Zeitkonstante charakterisiert. Damit wäre der Zeitpunkt, in dem sie die Rechteckspannung am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 2 erreicht und damit das Schalten auslöst, eindeutig bestimmt. Die Zeitkonstante würde somit eindeutig die Frequenz bestimmen. Es hätte keinen Zweck, die Ubergangsfunktion oder Teile von ihr als Funktion der Frequenz darzustellen, da sich aus dieser Abhängigkeit keine zusätzliche Information gewinnen ließe. The same consideration now follows as in the description Fig. 2. Had the coil 1 under the influence of material a pure, frequency-independent Inductance, the transition function would be characterized by a single time constant. This would be the point in time at which they would apply the square wave voltage to the non-inverting Reached input of amplifier 2 and thus triggers switching, clearly determined. The time constant would thus clearly determine the frequency. It wouldn't have Purpose of representing the transition function or parts of it as a function of the frequency, since no additional information could be obtained from this dependency.

Tatsächlich ergaben jedoch eigene Versuche, daß dieses genannte einfache Verhalten nicht zutrifft. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, die Übergangsfunktion als Funktion der Zeit zu messen und/oder Teile von ihr als Funktion der Frequenz auszuwerten. Zur technischen Realisierung dieses Verfahrens wird die Ubergangsfunktion als Funktion der Zeit auf dem Oszillographen 27, der vorzugsweise ein Speicheroszillograph ist, oder mit einem Transienten-Speicher aufgezeichnet und mit der Übergangsfunktion eines Meisterstücks verglichen. In fact, however, our own experiments have shown that this is called simple Behavior does not apply. The embodiment of the method according to the invention exists in measuring the transition function as a function of time and / or parts of evaluate it as a function of frequency. For the technical implementation of this process the transition function as a function of time on the oscilloscope 27, the is preferably a storage oscilloscope, or recorded with a transient memory and compared to the transition function of a masterpiece.

Zur Auswertung von Teilen der übergangsfunktion als Funktion der Frequenz wird folgendermaßen vorgegangen: Der Ausgang des Verstärlcers 2 wird mit dem Triggereingang des Pulsgenerators 29 verbunden, der nach der einstellbaren Verzögerungszeit t t einen Rechteckimpuls abgibt. Dieser wird der Helligkeitsmodulation des Oszillographen 27 zugeführt. Nach Kontrolle des Oszillographenbildes wird die Verzögerungszeit so eingestellt, daß ein charakteristischer, besonders materialempfindlicher Wert der übergangsfunktion durch Helltasten markiert wird, beispielsweise der Zeitpunkt, in dem sie zum ersten Mal durch Null geht (Punkt A). Wird als magnetisierbares, nicht elektrisch leitendes Material Ferrit in die Spule gebracht, so nimmt erwartungsgemäß die Zeitkonstante der Ubergangsfunktion zu. Zum Zeitpunkt ß t hat die Übergangsfunktion noch nicht den Wert Null erreicht, der hellgetastete Punkt verschiebt sich also nach unten, während wegen des flacheren Verlaufs der Übergangsfunktion der Schaltzeitpunkt später erreicht wird, die Frequenz also abnimmt. To evaluate parts of the transition function as a function of the Frequency is proceeded as follows: The output of the amplifier 2 is with connected to the trigger input of the pulse generator 29 after the adjustable delay time t t emits a square pulse. This becomes the brightness modulation of the oscilloscope 27 supplied. After checking the oscilloscope image, the delay time becomes adjusted so that a characteristic, particularly material-sensitive value the transition function is marked by light buttons, for example the point in time by going through zero for the first time (point A). Is used as a magnetizable, Non-electrically conductive material ferrite brought into the coil, so increases as expected the time constant of the transition function. At time ß t has the transition function has not yet reached the value zero, so the light-scanned point is shifted downwards, while because of the flatter course of the transition function the switching time is reached later, so the frequency decreases.

Uberraschendes Verhalten zeigt sich jedoch, wenn ein Kupferstab von 13 mm in die Spule gebracht wird. Hier nimmt die Frequenz ebenfalls ab, der hellgetastete Punkt verschiebt sich jedoch nach oben. Das Ansteigen des Punktes ist mit der Frequenzabnahme nur deshalb zu vereinbaren, weil die Ubergangsfunktion nicht mehr durch eine Exponentialfunktion mit einer einzigen Zeitkonstante bestimmt wird. Vielmehr verwandelt sie sich in einen zunächst sehr steil ansteigenden Teil, dem ein flach verlaufender Teil folgt, der erst nach langer Zeit das Schalten bewirkt. Aus der Exponentialkurve werden näherungsweise zwei Geraden mit stark unterschiedlichen Steigungen. Ein ähnliches Verhalten ergibt sich, wenn als magnetisierbares, aber elektrisch leitendes Material Stahl in die Spule gebracht wird: Auch hier weicht die übergangsfunktion deutlich von der Exponentialfunktion ab, die sie unter dem Einfluß von elektrisch nichtleitendem Ferrit annimmt. Hieraus folgt, daß der Zusammenhang zwischen der Frequenz und Teilen der Übergangsfunktion materialabhängig ist und daher zusätzliche Aussagen über die Materialeigenschaften liefern kann. Surprising behavior is shown, however, when a copper rod from 13 mm is brought into the coil. Here the frequency also decreases, the light keyed However, point moves up. The rise of the point is with the decrease in frequency only to be agreed because the transition function is no longer replaced by an exponential function is determined with a single time constant. Rather, it turns into an initially very steeply rising part, which is followed by a flat part, which only causes switching after a long time. From the exponential curve become approximately two straight lines with very different slopes. A similar Behavior results when used as a magnetizable, but electrically conductive material Steel is brought into the coil: Here, too, the transition function clearly gives way depends on the exponential function which it is under the influence of electrically non-conductive Ferrite accepts. From this it follows that the relationship between frequency and parts the transition function is material-dependent and therefore additional statements about the Can deliver material properties.

Zur Auswertung dieser Materialabhängigkeit kann gemäß Fig. 4 folgendermaßen vorgegangen werden: Die Übergangsfunktion wird der Vertikalablenkung des Oszillographen 27a zugeführt, dessen Horizontalablenkung über den Frequenz-Spannungs-Wandler 9 proportional zur Frequenz ist. Die Helligkeitsmodulation durch den Pulsgenerator 29 wird so eingestellt, daß nur der herausgegriffene Teil der Übergangsfunktion zum Zeitpunkt a t sichtbar ist. Beim Einbringen von Material in die Spule verschiebt sich der Punkt entlang dem Kurvenstück a bei Kupfer, b bei Messing, c bei Stahl und d bei Ferrit. To evaluate this material dependency, the following can be used according to FIG. 4 The procedure to be followed: The transition function becomes the vertical deflection of the oscilloscope 27a supplied, its horizontal deflection via the frequency-to-voltage converter 9 is proportional to the frequency. The brightness modulation by the pulse generator 29 is set so that only the singled out part of the transition function is visible at time a t. Moves when introducing material into the coil the point is along the curve piece a for copper, b for brass, c for steel and d for ferrite.

Es ist auch möglich, den Frequenz-Spannungs-Wandler 9 zu sparen. Hierzu wird der Punkt B auf dem Oszillographen 27 beobachtet. It is also possible to save the frequency-voltage converter 9. For this purpose, point B is observed on oscilloscope 27.

Seine Vertikalkoordinate ist der Wert der Übergangsfunktion zum Zeitpunkt At. Seine Horizontalkoordinate ist - abgesehen von dem fest eingestellten Wert At - durch den Abstand der Punkte A und 13 gegeben, der gleich der Periodendauer der Schwingungen, also dem Reziprokwert der Frequenz ist. Die Bewegung des Punktes B auf dem Oszillographen 27 enthält somit die gleiche Information wie die auf dem Oszillographen 27a, wobei lediglich die Horizontalkoordinate durch ihren Reziprokwert ersetzt ist. Wird die Zeitablenkung des Oszillographen 27 zehnfach gedehnt, so verzehnfacht sich die Hor:izontalbewegung des Punktes B. Genau das gleiche Verfahren kann audi beim Oszillographen 10 der Fig. 1 angewendet werden, indem seine Zeitablenkung eingeschaltet und seine Intensität im Takt der Frequenz hellgetastet wird. Die Wahl der Frequenz- oder Periodendaner-Darstellung wird beispielsweise davon abhängen, ob die höheren Kosten des Pulsgenerators 29 durch den Vorteil aufgewogen werden, daß die Anzeige über der Periodendauer trägheitsfrei erfolgt.Its vertical coordinate is the value of the transition function at the point in time At. Its horizontal coordinate is - apart from the fixed value At - Given by the distance between points A and 13, which is equal to the period of the Vibrations, i.e. the reciprocal of the frequency. The movement of point B on the oscilloscope 27 thus contains the same information as that on the Oscilloscope 27a, with only the horizontal coordinate by its reciprocal is replaced. If the time deflection of the oscilloscope 27 is stretched tenfold, then tenfold the horizontal movement of point B. Exactly the same procedure can audi can be applied to the oscilloscope 10 of FIG. 1 by turning its time base on and its intensity is scanned in time with the frequency. The choice of frequency or Periodendaner representation will depend, for example, on whether the higher Cost of the pulse generator 29 can be outweighed by the advantage that the display takes place without inertia over the period.

Der erste Vorteil dieser Messung von Teilen der Ubergangsfunktion als Funktion der Frequenz auf den Oszillographen 27 bzw. 27a der Fig. 4 liegt darin, daß zusätzlich zur Frequenz eine Größe bereitgestellt wird, die sich unabhängig von der Frequenz ändert und dabei materialempfindlich ist. Damit ist ebenso wie bei der Ausgestaltung der nichtresonanten LC-Schwingung eine zweite unabhängige Variable geschaffen, die eine abstandsunabhängige Materialprüfung erlaubt. Ist beispielsweise eine Metallplatte wegen ihrer Lackierung nicht direkt zugänglich, so nähert man die Spule der Metallplatte. The first advantage of this measurement of parts of the transition function as a function of the frequency on the oscilloscope 27 or 27a of FIG. 4 is that, in addition to the frequency, a variable is provided which is independent changes in frequency and is sensitive to the material. So is just like in the design of the non-resonant LC oscillation, a second independent oscillation Variable created that allows a distance-independent material test. Is for example a metal plate is not directly accessible because of its paintwork, so one approaches the coil of the metal plate.

Je nachdem, ob die Platte aus Kupfer oder Messing ist, läuft dann der Punkt auf dem Oszillographen 27a entlang der Kurve a oder b, ermöglicht also die Entscheidung über das Material, ohne daß die Lackschicht entfernt zu werden braucht oder ihre Dicke bekannt sein müßte. Die Messung mit Hilfe des Oszillographen 27a bzw. 27 stellt somit eine vollkommene Aufhebung des "Abhebeeffektes" dar, der mit anderen Verfahren nur näherungsweise kompensiert werden konnte.Depending on whether the plate is made of copper or brass, then it runs the point on the oscilloscope 27a along the curve a or b, thus enables the decision about the material without removing the paint layer needs to be known or its thickness would have to. The measurement with the help of the oscilloscope 27a or 27 thus completely eliminates the "lift-off effect" which could only be approximately compensated with other methods.

An die Stelle des Helltastens und der visuellen Beobachtuncj kann die Anwendung eines Sample- and Hold Verstärkers, Einlesen in einen Speicher und anschließende mathematische Verarbeitung treten.In place of the light key and the visual observation can the use of a sample and hold amplifier, reading into a memory and subsequent mathematical processing occur.

Der zweite Vorteil der Messung beruht auf der physikalischen Art des Zustandekommmens der Übergangsfunktion. Sie stellt den zeitlichen Verlauf des Stromes in der Spule dar, vermittelt also ein Bild von der zeitlichen Entwicklung ihrer Induktivität. Unmittelbar nach dem Schaltsprung ändert sich der Strom durch die Spule 1 sehr schnell, was einer hohen Frequenz entspricht. Daher ist die Eindringtiefe des Stromes in das leitfähige Material (beispielsweise Kupfer) sehr gering. Das Magnetfeld kann nur einen geringen Teil des Spulenquerschnitts erfassen, die Induktivität ist aLso gering. Wegen der geringen Induktivität steigt der Strom wei-Lerhin sehr schnell an. Dieses Verhalten erklärt, weshalb nach dem einbringen elektrisch leitfähigen Materials in die Spule die Übergangsfunktion zunächst einen höheren Wert annimmt als ohne dieses Material, weshalb also der Punkt A auf dem Oszillographen 27 in Fig. 4 steigt. Mit zunehmender Zeit klingen die Wirbelströme ab, das Magnetfeld erfüllt einen immer größeren Teil des Spulenquer-" schnitts, so daß die Induktivität zunimmt und die Übergangsfunktion flacher verläuft. The second advantage of the measurement is based on the physical nature the creation of the transition function. It represents the course of the Current in the coil, thus conveys a picture of the development over time their inductance. Immediately after the switching step, the current changes through the coil 1 very quickly, which corresponds to a high frequency. Hence the depth of penetration of the current in the conductive material (e.g. copper) is very low. That Magnetic field can only cover a small part of the coil cross-section, the inductance is so low. Because of the low inductance, the current increases a lot quickly. This behavior explains why it is electrically conductive after it has been introduced Material in the coil, the transition function initially assumes a higher value than without this material, which is why point A on oscilloscope 27 in Fig. 4 increases. With increasing time, the eddy currents subside, the magnetic field fulfills an increasing part of the coil cross-section, so that the inductance increases and the transition function is flatter.

In mathematischer Ausdrucksweise bedeutet dies, daß die über gangsfunktion die Antwort des Systems auf eine sprunghafte Änderung der Eingangsgröße darstellt. Ein Sprung enthält nach dem Fourier-Theorem einen großen Frequenzwereich. Es ist daher naheliegend, die mittels der Anordnung gemäß Fig. 4 gemessene und gespeicherte Übergangs funktion einer Fourier-Rücktransformation zu unterwerfen. In mathematical terms, this means that the transition function represents the response of the system to a sudden change in the input variable. According to Fourier's theorem, a jump contains a large frequency range. It is therefore, the ones measured and stored by means of the arrangement according to FIG. 4 are obvious To subject the transition function to an inverse Fourier transform.

In physikalischer Ausdrucksweise bedeutet derselbe Sachverhalt, daß die Ubergangsfunktion anzeigt, wie das Magnetfeld und der mit ihm verbundene Strom in das Material eindringen. Diese Tatsache ermöglicht einen wesentlich höheren Informationsgehalt als die bisher üblichen Wirbelstromverfahren. Bei den Wirbelstromverfahren wird die Spule von einem Generator mit sinusförmigem Wechselstrom gespeist und die komplexe Induktivität der Spule gemessen. In physical terms, the same state of affairs means that the transition function indicates how the magnetic field and the current associated with it penetrate the material. This fact enables a much higher information content than the eddy current processes that have been customary up to now. In the eddy current process, the coil fed by a generator with sinusoidal alternating current and the complex Inductance of the coil measured.

Die Tatsache, daß ein sinusförmiger Strom benutzt wird, der sich während der Messung nicht ändert, bedeutet, daß - im Falle einer zylindrischen Probe in einer zylindrischen Spule - die Strombahnen konzentrische Kreise um die Spulenachse sind; es fließt kein Strom in radialer Richtung. Analog fließen - wenn die Spule auf ein Blech aufgesetzt wird - die Ströme nur in Bahnen parallel zur Oberfläche, es fließt kein Strom senkrecht zur Oberfläche, so daß beispielsweise Doppelungen nicht erkannt werden.The fact that a sinusoidal current is used that is while of the measurement does not change, means that - in the case of a cylindrical sample in a cylindrical coil - the current paths are concentric circles around the coil axis are; no current flows in the radial direction. Analog flow - if the coil is placed on a sheet - the currents only in paths parallel to the surface, no current flows perpendicular to the surface, so that, for example, duplications cannot be recognized.

Im Gegensatz dazu gibt die hier gemessene Übergangsfunktion ein direktes Bild des Eindringens des Stromes in das Material, weil während des Schaltvorgangs der Strom in radialer iiichtun(J i die zylindrische Probe bzw. senkrecht zur Oberfläche in das Blecii hineinfließt. Dieses Eindringen des Stromes in radialer bzw. norrnaler Richtung reagiert empfindlich auf Eigenschaftsänderungen des Materials in dieser Richtung, wie Doppelungen, inhomogene Materialverbindungen, Aushärtungsvorgänge, Härtungsvorgänge und Oberfl.-ichenbehandlungen sowie Risse, die unterhalb der Oberfläche iniierhalb des Materials verlaufen. Hierbei zeigt sich ein besonderer Vorteil der LR-Kippschwingungen vor den bisher bekannten Wirbelstromverfahren und Resonanzkreisen: Die Frequenz der LR-KiluL)-schwinguny kann durch einfache Einstellung des Spannungstellers 5 bzw. der Widerstände 15 und 16 in einem sehr weiten Bereich variiert werden, ohne daß das Gerät im übrigen angepaßt oder verändert werden müßte. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Untersuchung von Schichtdicken oder Tiefenfehlern, weil hierzu wegen der benötigten Eindringtiefe niedrige Frequenzen angewendet werden müssen, bei denen resonante Oszillatoren wegen der zu geringen Schwingkreisgüte nicht mehr anwendbar sind. In contrast, the transition function measured here gives a direct one Image of the penetration of the current into the material because during the switching process the current in radial direction (J i the cylindrical sample or perpendicular to the surface into which Blecii flows. This penetration of the current in a radial or normal direction Direction is sensitive to changes in the properties of the material in this direction Direction, such as duplication, inhomogeneous material connections, hardening processes, Hardening processes and surface treatments as well as cracks below the surface run within the material. This shows a particular advantage of the LR breakdown vibrations before the previously known eddy current methods and resonance circuits: The frequency of the LR-KiluL) -schwinguny can be adjusted by simply setting the voltage regulator 5 or the resistors 15 and 16 can be varied in a very wide range without that the device would otherwise have to be adapted or changed. This is special advantageous when examining layer thicknesses or depth defects, because this is the case low frequencies have to be used because of the required penetration depth, where resonant oscillators are no longer due to the inadequate quality of the oscillating circuit are applicable.

Aus diesen Gründen ist die Darstellung auf den Oszillographen 27 bzw. 27a der Fig. 4 auch zur abstandsunabhängigen Schichtdickenmessung geeignet. Wird beispielsweise eine 20 pm dicke Aluminiumschicht an die Spule gebracht, so verschiebt sich der hellgetastete Punkte entlang einer Kurve der Art a. Werden zwei aufeinandergelegte Schichten, entsprechend einer Dicke von 40 um an die Spule gebracht, so verschiebt sich der Punkt längs einer Kurve der Art b. Es kann also auf die Schichtdicke geschlossen werden, ohne daß der Abstand der Spule von der Schicht genau bekannt zu sein braucht. Dabei hat man es in der Hand, durch geeignete Einstellung des Spannungsteilers 5 den Frequenzbereich so zu wählen, daß ein möglichst unterschiedlicher Verlauf dieser Kurven gerade für den zu prüfenden Schichtdickenbereich eintritt. Je nach Einstellung des Spannungsteilers 5 können so wenige jim dicke Aufdampfschichten ebensogut untersucht werden wie mehrere mm dicke Platten, ohne daß die Apparatur in anderen Teilen verändert zu werden braucht. Die maximale Schichtdickentrennung tritt ein, wenn die indrintlefe der Wirbelströme bei der gewählten Frequenz annähernd gleich der Schichtdicke ist. For these reasons, the display on the oscilloscope is 27 or 27a of FIG. 4 is also suitable for distance-independent layer thickness measurement. If, for example, a 20 .mu.m thick aluminum layer is applied to the coil, so the light-scanned point moves along a curve of type a. Become two stacked layers, corresponding to a thickness of 40 µm, attached to the coil, so the point moves along a curve of type b. So it can affect the layer thickness can be closed without precisely knowing the distance between the coil and the layer needs to be. You have it in your hand by setting the voltage divider appropriately 5 select the frequency range so that that as different as possible The course of these curves occurs precisely for the layer thickness range to be tested. Depending on the setting of the voltage divider 5, so few layers of vapor deposition can be very thick can be examined just as well as plates several mm thick without disrupting the apparatus needs to be changed in other parts. The maximum separation of the layer thickness occurs when the indrintlefe of the eddy currents approximates the selected frequency is equal to the layer thickness.

Die Aufnahme der Übergangsfunktion bzw. die Darstellung von Teilen der Übergangsfunktion als Funktion der Frequenz eignet sich gut zur Untersuchung fertiger elektromagnetischer Bauelemente wie Transformator- und Motorwicklungen, Drosseln, Zündspulen und Tonköpfen. Die Übergangsfunktion weicht hier besonders stark von einer einfachen Exponentialfunktion ab und besteht aus mehreren deutlich zu unterscheidenden Stücken. Der Vergleich einer mit einem Transientenspeicher aufgenommenen Funktion mit der eines Meisterstücks läßt Wicklungsfehler bzw. Fehler im Aufbau der ferromagnetischen Kerne wie Isolationsfehler zwischen den Blechen erkennen. Es können auch mehrere Punkte der Übergangsfunktion herausgegriffen werden, indem am Pulsgenerator 29 nacheinander verschiedene Werte für die Zeitverzögerung dt t eingestellt oder mehrere Pulsgeneratoren mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten parallel verwendet werden. The inclusion of the transition function or the representation of parts the transition function as a function of frequency is well suited for investigation finished electromagnetic components such as transformer and motor windings, Chokes, ignition coils and tape heads. The transition function gives way here in particular strongly depends on a simple exponential function and clearly consists of several pieces to be distinguished. The comparison of a recorded with a transient memory Function with that of a masterpiece leaves winding errors or errors in the structure the ferromagnetic cores such as insulation faults between the sheets. Several points of the transition function can also be picked out by different values for the time delay dt t successively on the pulse generator 29 set or several pulse generators with different delay times can be used in parallel.

Dieses Vorgehen ist anzuwenden, wenn Materialeigenschaften in unterschiedlichen Tiefen bzw. verschiedenartige Fehler in Bauelementen geprüft werden sollen.This procedure is to be used when material properties differ Depth or various types of defects in components are to be checked.

Der dritte Vorteil der Messung der Übergangsfunktion besteht in der hohen Prüfgeschwindigkeit. Der Prüfling braucht nur während einer Schwingungsperiode untersucht za werden und kann danach gleich weiterverarbeitet werden, weil die gespeicherte Übergangsfunkt Ion zusammen mit der gemessenen Periodendauer zeitlich und räumlich von der Prüfapparatur getrennt in einem Rechner ausgewertet werden kann. Da die Übergangsfunktion bei leerer Spule 1 eine Exponentialfunktion ist, wird diese in einem Rechner zweckmäßig logarithmiert, um eine Gerade zu ergeben, weil dann die Abweichungen unter Materialeinfluß besonders deutlich hervortreten. The third benefit of measuring the transition function is that high test speed. The test item only needs during one period of oscillation can be examined and then immediately processed further because the saved Transition function ion together with the measured period duration in terms of time and space can be evaluated separately from the test apparatus in a computer. Since the Transition function with empty coil 1 is an exponential function, this is shown in suitably logarithmized in a computer to give a straight line, because then the Deviations under the influence of material become particularly clear.

Für die Übergangsfunktion gilt das gleiche, was am Ende der Beschreibung der Fig. 2 ausgeführt wurde: Wird der Spannungsteiler 5 so eingestellt, daß die Frequenz bei leerer Spule 25 kHz beträgt, so bewegt sich der Punkt A auf dem Oszillographen 27 unter dem Einfluß ferromagnetischen Materials im Einflußbereich der Spule 1 nach unten, bei nichtferromagnetischem Material nach oben, so daß nach Maßgabe dieser leicht und schnell zu treffenden Ja-Nein-Entscheidung eine Sortierweiche betätigt werden kann. The same applies to the transition function as at the end of the description 2 was carried out: If the voltage divider 5 is set so that the Frequency with empty coil 25 kHz the point moves A on the oscilloscope 27 under the influence of ferromagnetic material in the area of influence the coil 1 downwards, in the case of non-ferromagnetic material upwards, so that after According to this easy and quick to make yes-no decision a sorting gate can be operated.

Für die technische Realisierung der LR-Kippschwingungen spelen auch die Eigenschaften des Verstärkers eine Rolle, insbesondere das Sättigungsverhalten und die Eingangswiderstände. Bei den verfügbaren integrierten Schaltungen sind diese Werte oft für die positiven und negativen Sättigungszustände sowie für den invertlerenden und den nichtinvertierenden Eingang verschieden. Um eine optimale Anpassung an die Eigenschaften der jeweils zur Verfügung stehenden Verstärker zu ermöglichen, wird die Schaltung genl.iß Fig. 5 angegeben. Also play for the technical realization of the LR breakover oscillations the properties of the amplifier play a role, especially the saturation behavior and the input resistances. With the available integrated circuits, these are Values often for the positive and negative saturation states as well as for the inverting end and the non-inverting input different. In order to optimally adapt to the To enable properties of the amplifiers available in each case the circuit shown in Fig. 5 is given.

Fig. 5 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung von LR-Xippschwingungen mit der LR-Kombination am nichtinvertierenden Einganj. 5 shows a circuit for generating LR ripple oscillations with the LR combination at the non-inverting input.

Die Schaltung nach Fig. 5 geht aus der nach Fig. 2 durch Vertauschen der Eingänge des Verstärkers 2 sowie der Reihenfolge in der Reihenschaltung der Spule 1 und des Widerstandes 4 hervor. Der Spannungsteiler 5 führt einen Bruchteil der Ausgangsspannung (ìes Verstärkers 2 jetzt dem invertierenden Eingang des VersLärkers 2 zu, während die Reihenfolge von Spule 1 und Widerstand 4 umjekelrL ist und die Spannung an ihrem Verbindungspunkt jetzt daii nichlinvertierenden Eingang des Verstärkers 2 zugeführt wird. Das System schaltet, wenn die Übergangsfunktion, also die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 2 die Spannung an seinem invertierenden Eingang erreicht. Während sich bei der Schaltung nach Fig. 2 die informativen Kurven (vgl. a,b,c,d auf dem Oszillographen 10) der Frequenz als Funktion des Rückkopplungsfaktors crgeben, wenn der Rückkopplungsfaktor nahe bei Eins liegt, entstehen sie in der Schaltung nach Fig. 5 auf dem Oszillographen 10, wenn der Rückkopplungsfaktor nahe bei Null liegt. Sofern die Auflösung unter Verwendung eines einzelnen Spannungsteilers 5 nici't: ausreicht, können ebenso wie in Fig. 2 Trimmer 15 und Festwiderstnd 16 in Reihe geschaltet werden, wobei lediglich ihre Reihenfolge zu vertauschen ist, damit der Rückkopplungsfaktor nahe bei Null liegt. Auch die Ausgestaltung mit einem Multiplizierer 17 und einem Sägezahngenerator 18 kann in genau derselben Weise erfolgen wic in der Fig. 3. Ebenso kann die Ubergangsfunktion, die üher di Verbindung 28 auf dem Oszillographen 27 als Funktion der Zeit geschrieben wird, genau wie in der Beschreibung zur Fig 4 angegeal)ell mittels des Pulsgenerators 29 und des Frequenz-Spannungs-Wlncll(rs ') ausgewertet werden. The circuit of FIG. 5 is based on that of FIG. 2 by interchanging the inputs of the amplifier 2 and the order in the series connection of the Coil 1 and resistor 4. The voltage divider 5 carries a fraction the output voltage (ìof amplifier 2 now the inverting input of the amplifier 2 to, while the order of coil 1 and resistor 4 is umjekelrL and the Voltage at its junction is now the non-inverting input of the amplifier 2 is fed. The system switches when the transition function, i.e. the voltage at the non-inverting input of the amplifier 2, the voltage at its inverting Entrance reached. While in the circuit according to FIG. 2, the informative curves (cf. a, b, c, d on the oscilloscope 10) the frequency as a function of the feedback factor If the feedback factor is close to unity, they arise in the The circuit of Fig. 5 on the oscilloscope 10 when the feedback factor is close is zero. Provided the resolution using a single voltage divider 5 nici't: sufficient, as in Fig. 2 trimmer 15 and fixed resistor 16 be connected in series, where only their order has to be reversed, so that the feedback factor is close to zero. Even the design with a Multiplier 17 and a sawtooth generator 18 can be done in exactly the same way wic in Fig. 3. Likewise, the transition function, which above di connection 28 on is written to the oscilloscope 27 as a function of time, exactly as in the description 4 angegeal) ell by means of the pulse generator 29 and the frequency-voltage-WIncll (rs ') be evaluated.

Fig. 6 zeigt die Ausgestaltung des LR-Brückenoszillators. 6 shows the configuration of the LR bridge oscillator.

Der in Fig. 3 der Hauptanmeldung dargestellte LR-Bruckenoszillator kann in gleicher Weise wie die Schaltung zur Erzeugung von LR-Kippschwinqungen zur Materialprüfung herangezogen werden. Fig. 6 zeigt die Ausgestaltung zur Messung der Frequenz als Funktion des Rückkopplungsfaktors, indem der Oszillograph 10 mittels des Frequenz-Spannungs-Wandlers 9 die Frequenz als Funktion der Spannung am Schleifer des Potentiometers 13, an dessen Enden die (,leichspannungsquelle 14 liegt, darstellt, während der Schleifer des Potentiometers 13 mit dem Schleifer des Potentiometers 5 synchron laufend verbunden ist. Ebenso kann die Übergangsfunktion am nichtinvcrtierenden Eingang des Verstärkers 2 mittels der hochohmiqen und kapazitätsarmen Verbindung 28 abgegriffen, auf dem Oszillographen 27 dargestellt und/oder rechnerisch ausgewertet und mit der Übergangsfunktion eines Meisterstücks verglichen werden.The LR bridge oscillator shown in Fig. 3 of the main application can be used in the same way as the circuit for generating LR Kippschwinqungen Material testing can be used. Fig. 6 shows the configuration for measurement the frequency as a function of the feedback factor by the oscilloscope 10 by means of of the frequency-voltage converter 9, the frequency as a function of the voltage on the grinder of the potentiometer 13, at the ends of which the (, light voltage source 14 is, represents, while the wiper of the potentiometer 13 with the wiper of the potentiometer 5 is continuously connected synchronously. Likewise, the transition function can be applied to the non-invincing Input of amplifier 2 by means of the high-resistance and low-capacitance connection 28 tapped, displayed on the oscilloscope 27 and / or evaluated by calculation and compared to the transition function of a masterpiece.

Alle übrigen Ausgestaltungen, wie die Ersetzung der Funktion des Potentiometers 5 durch einen Multiplizierer, die Darstellung von Teilen der übergangsfunktion als Funktion der Frequenz bzw. Periodendauer sowie die Variation der Widerstände 6 und 8 durch Schalter verlaufen ebenso wie in den Beschreibungen der Fig. 2,3 und 4 angegeben. Der LR-Brückenoszillator zeigt gegenüber der Schaltung zur Erzeugung der LR-Kippschwingungen eine noch stärker sprunghafte linderung der Frequenz entsprechend dem Stück c auf dem Oszillographen 10.All other refinements, such as the replacement of the function of the potentiometer 5 by a multiplier, the representation of parts of the transition function as Function of the frequency or period and the variation of the resistors 6 and 8 run through switches as indicated in the descriptions of FIGS. 2, 3 and 4. The LR bridge oscillator shows opposite the circuit for generating the LR breakover oscillations an even more sudden decrease in frequency corresponding to piece c the oscilloscope 10.

Claims

Claims 1. Device for electromagnetic material testing by self-excited electromagnetic oscillations according to claim 1, 2 and 3 of Main application P 28 34 763.9, characterized in that when introducing a Test object in the effective range of the coil (1) the rms value of the voltage on Capacitor (3) using the rectifier and integrator (11) on the oscilloscope (10) shown as a function of frequency by means of the frequency-voltage converter (9) and this function visually on the oscilloscope (10) and / or arithmetically is compared with the function that when introducing a test body (12) with known electrical, magnetic and geometric properties arise.

2. The method according to claim 1 and 4 of the main application, characterized in that that the frequency of the self-excited oscillation as a function of the feedback factor (Ratio of the applied to the non-inverting input of the amplifier (2) Voltage to the output voltage of the amplifier (2)) and / or as a function of the resistance (4) is measured between the inverting input of amplifier (2) and ground.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim 2, characterized characterized in that on the oscilloscope (10) by means of the frequency-voltage converter (9) the frequency as a function of the voltage on the wiper of the rotary potentiometer (13), at the ends of which the DC voltage source (14) is shown, which with the rotary potentiometer (5) is continuously connected with the resistors (15) and (16) is connected in series.

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 2, characterized characterized in that the feedback factor by means of the multiplier (17) and of the sawtooth generator (18) is varied by the output voltage of the multiplier (17), the output voltage of the amplifier (2) and the output voltage of the Sawtooth generator (18) obtained as factors, by means of the known per se the amplifier (19) and the resistors (20) and (21-) existing addition circuit in the ratio of resistors (22) and (23) to the voltage on the wiper of the rotary potentiometer (5) added weighted and fed to the non-inverting input of the amplifier (2) while the oscilloscope (10) by means of the frequency-voltage converter (9) the frequency as a function of the output voltage of the sawtooth generator (18) and by means of the switch (24) the resistors (4), (25) or (26) connected between the non-inverting input of the amplifier (2) and earth can be.

5. Apparatus according to claim 1 and 4 of the main application, characterized characterized in that the voltage at the inverting input of the amplifier (2) (transition function) tapped and displayed on the oscilloscope (27) and / or evaluated by calculation and compared to the transition function of a masterpiece.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the transition function is tapped via a high-resistance and low-capacitance connection (28).

7. Apparatus according to claim 5, characterized in that one or several values of the transition function by means of the pulse generator (29) from the output of the amplifier (2) is triggered after an adjustable time delay and on the oscilloscope (27a) by means of the frequency-voltage converter (9) as Function of the frequency and / or on the oscilloscope (27) as a function of the reciprocal value the frequency can be displayed.

8. Device according to claim 1 of the main application, characterized in that that LR breakover vibrations are generated in that the resistor (4) between the output of the amplifier (2) and its non-inverting input, the is connected to earth via the coil (1), while part of the output voltage of the amplifier (2) via the voltage divider (5) to the inverting input of the amplifier (2) is conducted.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that on the Oscilloscope (10) by means of the frequency-voltage converter (9) the frequency as Function of the voltage at the wiper of the rotary potentiometer (13), at its ends the DC voltage source (14) is shown, which is shown with the rotary potentiometer (5) is continuously connected synchronously.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that the Voltage at the non-inverting input of the amplifier (2.) (transition function) tapped via the high-resistance and low-capacitance connection (28) and transferred to the oscilloscope (27) shown and / or computationally evaluated and with the transition function of a masterpiece is compared.

11. The device according to claim 1 and 5 of the main application, characterized characterized in that on the oscilloscope (10) by means of the frequency-voltage converter (9) the frequency as a function of the voltage on the wiper of the rotary potentiometer (13), at the ends of which the DC voltage source (14) is shown, which is continuously connected to the rotary potentiometer (5).

12. The device according to claim 1 and 5 of the main application, characterized characterized in that the voltage at the non-inverting input of the amplifier (2) (transition function) tapped via the high-resistance and low-capacitance connection (28) and displayed on the oscilloscope (27) and / or computationally evaluated and is compared to the transition function of a masterpiece.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that instead of the coil (1) an electromagnetic to be tested Component is used and the measured values of the frequency and / or the transition function can be compared with those of a masterpiece.