DE3050487C1 - Electrodynamic converter head - Google Patents
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Description
Um ein möglichst starkes Magnetfeld parallel zum Werkstück und mittig zum Luftspalt zu erzeugen, wird ferner vorgeschlagen, daß die Stirnflächen des inneren und des äußeren Polschuhs zueinander oder in etwa zueinander fluchtend angeordnet sind und gleich oder in etwa die gleiche Größe aufweisen. In order to have the strongest possible magnetic field parallel to the workpiece and to produce centrally to the air gap, it is also proposed that the end faces of the inner and outer pole pieces or approximately in alignment with one another are arranged and have the same or approximately the same size.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Polschuhkonfiguration herausgestellt, bei der bei konisch ausgebildetem freien Ende des inneren Polschuhs die Innenfläche der geneigten Enden der Schenkel des äußeren Polschuhs jeweils vorzugsweise aus drei Abschnitten zusammengesetzt ist, von denen der äußere Abschnitt einen Neigungswinkel gegenüber seiner Stirnfläche aufweist, der der Neigung der konischen Verjüngung des inneren Polschuhs gegenüber seiner Stirnfläche entspricht. A pole shoe configuration has proven to be particularly advantageous, in the case of the conical free end of the inner pole piece, the inner surface of the inclined ends of the legs of the outer pole piece each preferably from is composed of three sections, of which the outer section has an angle of inclination has opposite its end face that of the inclination of the conical taper corresponds to the inner pole piece with respect to its end face.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen elektrodynamischen Wandlerkopfes, F i g. 2 einen Ausschnitt des elektrodynamischen Wandlerkopfes nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung und F i g. 3 vom elektrodynamischen Wandlerkopf ausgehende Magnetfeldlinien. Further details, advantages and features of the invention result from the embodiment shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section of an electrodynamic transducer head according to the invention, F i g. 2 shows a section of the electrodynamic transducer head according to FIG. 1 in enlarged Representation and fig. 3 magnetic field lines emanating from the electrodynamic transducer head.
In F i g. list im Längsschnitt ein elektrodynamischer Wandler 1 dargestellt, der im wesentlichen aus einem Elektromagneten mit Erregerwicklung 22, einer Wirbelstromerregerspule 5 und einer Wirbelstromempfangsspule 3 besteht. Der Elektromagnet weist im Ausführungsbeispiel im Schnitt ein M-förmig ausgebildetes Magnetjoch auf, das aus einem äußeren Polschuh 11 sowie einem inneren Polschuh 8 zusammengesetzt ist. In Fig. list shows an electrodynamic converter 1 in longitudinal section, which essentially consists of an electromagnet with excitation winding 22, an eddy current excitation coil 5 and an eddy current receiving coil 3 consists. The electromagnet has in the exemplary embodiment in section an M-shaped magnetic yoke, which consists of an outer pole piece 11 and an inner pole piece 8 is composed.
Der äußere Polschuh 11 umgibt den inneren Polschuh 8 konzentrisch und weist einen in dessen Richtung abgewinkelten Randbereich auf, der in der Darstellung durch zwei Schenkel verdeutlicht wird. Ferner verjüngt sich der innere Polschuh 8 zu seinem freien Ende hin.The outer pole piece 11 surrounds the inner pole piece 8 concentrically and has an edge region angled in the direction thereof, which is shown in the illustration is illustrated by two legs. Furthermore, the inner pole piece tapers 8 towards its free end.
Die Erreger- und Empfangsspule 5 bzw. 3 sind konzentrisch im Luftspalt zwischen innerem und äußerem Polschuh 8, 11 angeordnet. Dabei sind die Spulen gegenüber einem Prüfling 2 wärmegeschützt angeordnet, da nur dieser Temperaturen von mehr als 1000"C und mehr aufweisen kann. Zu diesem Zweck befindet sich prüflingsseitig an den Wicklungen der Erreger- und Empfangsspule eine wärmedämmende Schutzkeramik 6 von beispielsweise ca. 0,5 mm Dicke.The excitation and receiving coils 5 and 3 are concentric in the air gap arranged between the inner and outer pole pieces 8, 11. The coils are opposite a test object 2 arranged in a heat-protected manner, since only this temperature is higher than 1000 "C and more. For this purpose, the device under test is located a heat-insulating protective ceramic on the windings of the exciter and receiver coils 6 of, for example, about 0.5 mm thick.
Vorzugsweise kann die Schutzkeramik Aluminiumoxid sein. Dadurch ist sichergestellt, daß die Temperatur wandlerseitig nicht über 150"C steigt, wenngleich im Extremfall die Prüflingstemperatur auf 1300"C steigen kann. Der für die Spulen 3 und 5 benutzte isolierte Draht kann zum Beispiel Kupferdraht sein, der bis ca. 200"C dauerbelastbar ist.The protective ceramic can preferably be aluminum oxide. This is ensures that the temperature on the transducer side does not rise above 150 "C, albeit in extreme cases, the test object temperature can rise to 1300 "C. That for the coils 3 and 5 used insulated wire can be, for example, copper wire, which is up to approx. 200 "C can be permanently loaded.
Wandlerseitig sind die Spulen mit einer wärmeleitenden Keramikschicht 7 versehen, um über diese eine Wärmeableitung also Kühlung herbeizuführen. Gegebenenfalls kann die wandlerseitige Fläche der Wicklungen auch von einer Kühlflüssigkeit umspült werden. On the transducer side, the coils have a thermally conductive ceramic layer 7 provided in order to dissipate heat via this so to bring about cooling. Possibly the transducer-side surface of the windings can also be washed by a coolant will.
Um eine optimale Materialfehler- und Maßhaltigkeitüberprüfung vornehmen zu können, ist es erforderlich, daß im Prüfling 2 Longitudinalwellen angeregt werden. In order to carry out an optimal inspection of material defects and dimensional accuracy To be able to do this, it is necessary that 2 longitudinal waves are excited in the test object.
Zu diesem Zweck ist ein möglichst starkes Magnetfeld 25 parallel zur Prüflingsoberfläche zu erzeugen. Im Bereich der Wirbelströme sind lediglich horizontale Komponenten erwünscht. Vertikale Komponenten regen Transversalwellen an, die aber in heißen Prüflingen keine Ausbreitungsbedingungen vorfinden und bei kalten para- und diamagnetischen Werkstoffen zu störenden Echos führen. Um daher ein magnetisches Feld zu erzeugen, das in etwa der Darstellung von F i g. 3 entspricht, ist es besonders vorteilhaft, wenn der innere Polschuh die konische Form aufweist, wobei die Breite von den Gegebenheiten, die zum Beispiel durch die Erreger- und Empfangsspule und den Keramikschichten aufgezeigt werden, abhängig ist. Um ein vom Abstand des Prüflings unabhängiges, symmetrisches Magnetfeld zu bekommen, ist es besonders günstig, wenn die Größe der parallel zum Prüfstück 2 befindliche Fläche 9 des inneren Polschuhs 8 in etwa gleich der Größe der entsprechenden Fläche 10 des äußeren von dem abgewinkelten Randbereich bestimmten Polschuhs 11 ist. Vorteilhaft ist es ferner, wenn das freie Ende des abgewinkelten Randbereichs des äußeren Polschuhs 11 gegenüber der Stirnfläche des inneren Polschuhs um mindestens einen Winkel von a = 25° geneigt ist.For this purpose, the strongest possible magnetic field 25 is parallel to To generate test object surface. In the area of the eddy currents there are only horizontal ones Components desired. Vertical components excite transverse waves, but they do there are no propagation conditions in hot test objects and in cold para- and diamagnetic materials lead to disruptive echoes. To be a magnetic one Generate field that is roughly the representation of FIG. 3, it is special advantageous if the inner pole piece has the conical shape, the width of the circumstances caused, for example, by the excitation and receiving coil and the ceramic layers are shown, is dependent. To one from the distance of the test object To get an independent, symmetrical magnetic field, it is especially beneficial when the size of the surface 9 of the inner pole piece located parallel to the test piece 2 8 approximately equal to the size of the corresponding surface 10 of the outer of the angled Edge area certain pole piece 11 is. It is also advantageous if the free End of the angled edge region of the outer pole piece 11 opposite the end face of the inner pole piece is inclined by at least an angle of a = 25 °.
Positiv auf die Ausbildung des Magnetfeldes wirkt sich auch folgende Geometrie des äußeren Polschuhs 8 aus. So setzt sich die Innenfläche des abgewinkelten Randbereichs vorzugsweise aus drei Abschnitten 3, 34, 12 zusammen, von denen der äußere Abschnitt 12 eine Neigung gegenüber seiner Stirnfläche 10 aufweist, die der Neigung der konischen Verjüngung 35 des inneren Polschuhs 8 gegenüber seiner Stirnfläche 9 entspricht. The following also has a positive effect on the formation of the magnetic field Geometry of the outer pole piece 8. So the inner surface of the angled continues Edge area preferably composed of three sections 3, 34, 12, of which the outer portion 12 has an inclination with respect to its end face 10, which the Inclination of the conical taper 35 of the inner pole piece 8 with respect to its end face 9 corresponds.
Auch dadurch, daß zwischen den einzelnen Abschnitten keine scharfen Kanten ausgebildet sind, werden Feldstärkenverluste vermieden.Also because there are no sharp points between the individual sections Edges are formed, field strength losses are avoided.
Um weitgehend auszuschließen, daß in den Polschuhen 8 und 11 aufgrund des Zusammenwirkens von Magnetfeld und den in den Spulen 3 und 5 fließenden Strömen Wirbelströme erzeugt werden, die zu Ultraschallimpulsen in den Polschuhen führen, und durch Mehrfachreflexion als Störrauschen auftreten und damit zu einer Verringerung der Meßempfindlichkeit führen würden, ist erfindungsgemäß der innere Polschuh 8 aus gegeneinander isolierten Blechen aufgebaut. In order to largely rule out that in the pole pieces 8 and 11 due the interaction of the magnetic field and the currents flowing in the coils 3 and 5 Eddy currents are generated, which lead to ultrasonic pulses in the pole pieces, and occur as interference noise due to multiple reflections and thus lead to a reduction would lead to the measurement sensitivity, is the inner pole piece 8 according to the invention made of mutually insulated metal sheets.
Damit die Polschuhe auch bei Überprüfung von Materialien hoher Temperatur stets eine Temperatur unterhalb des Curie-Punktes aufweisen, erfolgt eine Kühlung. So kann zum Beispiel der Polschuh 11 einen von einem Kühlmittel durchflossenen Kühler 14 aus nicht ferritischem Material aufweisen. Der Polschuh 8 kann einen Kühlkanal 26 umfassen, durch den ein Kühlmittel geführt wird, welches an der wärmeleitenden Keramikschicht 7 und der Magnetfelderregerwicklung 22 zu deren Kühlung vorbeigeführt ist Das Kühlmittel selbst kann in einem geschlossenen oder offenen Kreislauf 27 durch den elektrodynamischen Wandlerkopf 1 geführt werden. So that the pole shoes are also used when checking materials with high temperatures always have a temperature below the Curie point, cooling takes place. For example, the pole piece 11 can be a cooler through which a coolant flows 14 made of non-ferritic material. The pole piece 8 can have a cooling channel 26 include, through which a coolant is passed, which at the heat conductive Ceramic layer 7 and the magnetic field exciter winding 22 passed for their cooling The coolant itself can be in a closed or open circuit 27 be passed through the electrodynamic transducer head 1.
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Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19803050487 DE3050487C1 (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Electrodynamic converter head |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19803029036 DE3029036A1 (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | DEVICE FOR TESTING MATERIALS |
DE19803050487 DE3050487C1 (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Electrodynamic converter head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3050487C1 true DE3050487C1 (en) | 1983-09-15 |
Family
ID=25786967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803050487 Expired DE3050487C1 (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Electrodynamic converter head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3050487C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1251349A1 (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | V & M Deutschland GmbH | Electromagnetic acoustic transducer for nondestructive examination of materials fabricated at elevated temperatures |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2006433A (en) * | 1977-10-20 | 1979-05-02 | Ti Group Services Ltd | Ultrasonic Testing |
-
1980
- 1980-07-31 DE DE19803050487 patent/DE3050487C1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2006433A (en) * | 1977-10-20 | 1979-05-02 | Ti Group Services Ltd | Ultrasonic Testing |
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EP1251349A1 (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | V & M Deutschland GmbH | Electromagnetic acoustic transducer for nondestructive examination of materials fabricated at elevated temperatures |
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