DE3217256C2 - Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Untersuchung eines Elementes aus magnetischem Material - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Untersuchung eines Ele­ mentes aus magnetischem Material gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 12.

Die zerstörungsfreie Untersuchung von ferromagnetischen Objekten durch Feststellung eines magnetischen Streuflus­ ses ist bekannt. Dabei wird heute ein stetiges, in einer Richtung wirkendes magnetisches Feld in der Wand beispiels­ weise eines zu untersuchenden Rohres erzeugt. Sind keine Anomalien in der Rohrwand vorhanden, so verläuft der Fluß größten­ teils in der Rohrwand zwischen dem Eintritts- und dem Aus­ trittsbereich. Ein kleinerer Teil des Flusses ist außer­ halb der Rohrwand vorhanden. Ist in dem Teil der Rohrwand, in dem der Fluß erzeugt wird, eine physikalische oder me­ tallurgische Anomalie vorhanden, so werden die Flußlinien in Abhängigkeit von der Natur der Anomalie um diese herum­ geführt oder in sie hineingezogen. In jedem Fall nehmen die Flußlinien außerhalb der Rohrwand und benachbart zur Ano­ malie in ihrer Dichte und/oder in ihrer Ausdehnung ab. Wenn ein auf den magnetischen Fluß ansprechender Detektor längs der Rohrwand geführt wird, so erfaßt er die Änderung im äußeren Flußfeld aufgrund der Anomalie und erzeugt ein ent­ sprechendes elektrisches Signal. Ein derartiger auf den Fluß ansprechender Detektor kann beispielsweise eine Drahtspule, eine Magnetdiode oder ein Hall-Element bzw. ein Hall-Gene­ rator sein.

Das vorstehend beschriebene Streufluß-Untersuchungsver­ fahren besitzt von Hause aus Beschränkungen, die seit langem zu Problemen geführt und die Feststellung von Ano­ malien nachteilig beeinflußt haben, was insbesondere für langgestreckte und schmale Anomalien gilt. Verläuft eine lange schmale Anomalie, wie beispielsweise ein Riß, paral­ lel zu den magnetischen Flußlinien, so verlaufen die Linien in der Probe lediglich zu den Seiten des Risses und werden lediglich minimal gestört. Entsprechend wird auch das äußere Flußfeld minimal gestört, so daß ein über die Ober­ fläche geführter auf den Fluß ansprechender Detektor, wenn überhaupt nur eine minimale Signaländerung erzeugt. Verläuft andererseits der lange schmale Riß senkrecht zur Richtung der Magnetflußlinien, so stört er den magneti­ schen Fluß optimal und bewirkt daher eine optimale äußere Beeinflussung der Flußlinien. Unter diesen Bedingungen erzeugt ein über die Oberfläche und den Riß geführter Flußdetektor eine optimale Änderung des Signals.

In "Magnetische und magnetinduktive Werkstoffprüfung", H. Heptner, H. Stroppe, VEB Deutscher Verlag für Grund­ stoffindustrie, Leipzig 1965, werden derartige Untersu­ chungsverfahren und Vorrichtungen beschrieben, wobei zum Nachweis von Längsfehlern und Querfehlern in einem lang­ gestreckten Prüfkörper jeweils unterschiedliche Untersu­ chungsverfahren und Vorrichtungen verwendet werden.

In der US-36 12 987 ist eine magnetische Untersuchungs­ vorrichtung für die zerstörungsfreie Untersuchung von Rohren oder dergleichen offenbart, welche in der Rohrwan­ dung senkrecht zur Rohrachse verlaufende Magnetfelder erzeugt und deshalb nur zur Erfassung von Längsfehlern ausgebildet ist.

Durch die in der US-29 58 818 beschriebene Vorrichtung zur zerstörungsfreien magnetischen Untersuchung von Ei­ senbahnschienen wird mittels unterschiedlich orientierter Detektorspulen bei quer zur Schienenlängsrichtung verlau­ fendem Magnetfeld versucht, zwischen Fehlern an der Schienenoberfläche und Fehlern im Inneren der Schiene zu unterscheiden.

Die DE-PS 6 82 418 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, bei dem mit Hilfe von Wechselstrom gleichzeitig eine Längs- und eine Quermagnetisierung in einem Prüfkörper erzeugt wer­ den.

Die US-37 53 085 beschreibt eine Untersuchungsvorrichtung für entweder Längsfehler oder Querfehler, bei der das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis durch eine bidirektionale Ma­ gnetisierung des Untersuchungsbereichs vergrößert wird.

Aufgrund der oben beschriebenen Nachteile des Streufluß- Inspektionsverfahrens ist es gebräuchlich geworden, ein Rohrstück zwei gleichzeitigen jedoch unabhängigen Streu­ flußuntersuchungen zu unterwerfen. Erstens wird dabei ein longitudinal gerichtetes stetiges Magnetfeld im gesamten Umfang eines Abschnittes des Rohres erzeugt, wobei Fluß­ detektoren im Bereich des longitudinalen Feldes am Umfang des Rohres angeordnet werden. Zwischen dem Rohr und den Detektoren wird eine relative Longitudinalbewegung erzeugt. Jede Anomalie in der Rohrwand, welche eine ins Gewicht fallende Umfangsausdehnung besitzt, stört den Fluß der longitudinal gerichteten Flußlinien und führt zu einem sog. Streufluß außerhalb der Rohrwand. Laufen die Detek­ toren durch oder über den Streufluß, so erzeugen sie ein Signal.

Eine zweite Untersuchungseinheit ist axial in Abstand längs des Rohres von der ersten Untersuchungseinheit angeordnet, wobei ein stetiges Magnetfeld quer durch das Rohr geführt wird. Der magnetische Fluß verläuft in Umfangsrichtung in zwei Wegen längs gegensinniger 180°-Segmente der Rohr­ wand oder primär durch ein einziges Winkelsegment des Um­ fanges, was von den Positionen der Magnetpolstücke der mag­ netisierenden Quelle abhängt. Benachbart zur Rohrwand sind im Bereich des Querfeldes Streufluß-Detektoren angeordnet, wobei zwischen Rohr und den Detektoren eine relative Um­ fangsbewegung erzeugt wird. In Umfangsrichtung verlaufende Risse haben einen minimalen Effekt auf die in Umfangsrichtung laufenden Flußlinien, so daß die Detektoren kein Signal oder lediglich ein kleines Signal erzeugen. Ein in Längs­ richtung verlaufender Riß schneidet die Flußlinien in einem optimalen Ausmaß und führt zu einem ins Gewicht fallenden Streufluß, der durch einen vorbeilaufenden De­ tektor erfaßt wird. Eine Vorrichtung für ein derartiges Verfahren ist z. B. in der US 3 287 632 beschrieben.

In den beiden vorbeschriebenen Inspektionseinheiten werden Mehrfach-Streuflußdetektoren verwendet. In beiden Einheiten sind die Mehrfachdetektoren so angeordnet und die Relativ­ bewegung zwischen dem Rohr und den Detektoren so gewählt, daß die Untersuchungs-Abdeckbereiche der Rohroberfläche durch die Detektoren mit lediglich einer solchen Überlap­ pung der Untersuchungsabdeckungen von benachbarten Detek­ toren miteinander verschachtelt sind, daß eine Abdeckung von 100% der Rohroberfläche gewährleistet ist. Soweit bekannt, erfolgte bisher niemals eine Untersuchung exakt des gleichen Oberflächenbereiches der Rohrwand durch benach­ barte Prüfschuhe. In allen bekannten Systemen deckt jeder Prüfschuh einen entsprechenden Teil der Rohroberfläche wäh­ rend seiner Relativbewegung ab, wobei es erforderlich ist, daß die Abdeckung aller Prüfschuhe kombiniert oder mitein­ ander verschachtelt wird, um einen Untersuchungsbereich des Rohres von 100% zu erreichen.

Untersuchungsvorrichtungen, welche die beiden Arten von Untersuchungen durchführen, sind in der US 3 906 357 beschrieben.

Da die beiden oben beschriebenen Untersuchungsoperationen unabhängig voneinander ausgeführt werden, ist es für eine Bedienungsperson der Anlage nicht immer einfach, die ge­ trennten Untersuchungsergebnisse zu interpretieren oder die Untersuchungsergebnisse miteinander in Beziehung zu setzen. Die Untersuchungsergebnisse werden gewöhnlich auf einem Streifenschreiber aufgezeichnet, wobei die Ano­ malien als Spitzen oder Impulse auf einem Schreibstreifen erscheinen. Es ist dabei oft schwierig und manchmal un­ möglich, die Art, die Orientierung, die Größe oder die Tiefe eines Risses festzustellen, der die Spitze bzw. den Impuls hervorgerufen hat. Es ist dabei durchaus mög­ lich, daß eine, schwerwiegende Anomalie, die nicht genau senkrecht zu einem speziellen stetigen Magnetfeld ver­ läuft, auf dem Streifenschreiber als kleine oder noch zu­ lässige Anomalie erscheint. Weiterhin kann auch eine zu­ lässige flache Vertiefung größerer Ausdehnung als großer und fragwürdiger Riß erscheinen.

Im Falle einer fragwürdigen Anomalie ist die Praxis die, daß das Rohrstück beiseite genommen wird und mit einem Ultraschall-Handuntersuchungsgerät und/oder durch eine magnetische Partikeluntersuchung genau untersucht wird. Dies erfordert natürlich eine zusätzliche Behandlung des fraglichen Rohrstücks, wodurch wertvolle Arbeitszeit ver­ braucht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun­ de, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungs­ freien magnetischen Untersuchung anzugeben, wobei zusätz­ liche Information zur Verfügung gestellt wird, welche die Art, die Orientierung und das Ausmaß einer Anomalie in einem untersuchten Objekt sicher definiert.

Die vorstehend definierte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merk­ male des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 12 gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung werden wesentlich verbesserte Untersuchungs­ ergebnisse durch Untersuchung eines inkrementellen Be­ reiches beispielsweise einer Rohrwandung mit einer ersten stetigen oder in einer Richtung wirkenden Magnetfeldkompo­ nente und einem entsprechenden Magnetfeld-Detektor erreicht, wonach die inkrementellen Bereiche mit einer zweiten ste­ tigen Magnetfeldkomponente, welche zur ersten Komponente senkrecht verläuft, und einem zweiten entsprechenden Mag­ netfeld-Detektor untersucht werden. In der Praxis werden diese beiden Signale in einer einzigen Untersuchungs­ stellung durch eine einzige relativ rotierende Einrichtung erhalten. Jeder inkrementelle Bereich der Rohrwand wird auf diese Weise untersucht. Die beiden von jedem inkremen­ tellen Bereich so erhaltenen Inspektionssignale werden zueinander addiert. Diese Maßnahme stellt sicher, daß die beiden Magnetfelder alle Anomalien in der Rohrwand "sehen". Es ist eine Schaltung zur Erzeugung einer Adresse für je­ den untersuchten inkrementellen Bereich vorgesehen, wo­ bei die von jedem inkrementellen Bereich ausgehenden ad­ dierten Inspektionssignale in der entsprechenden Adresse gespeichert werden. Die gespeicherten addierten Inspek­ tionssignale werden dann mittels einer Farbcode-Tabelle in entsprechende Farbsignale überführt, welche Farbfern­ sehsignale erzeugen, die ein Maß für die Größen der ge­ speicherten Signale, d. h., für den Grad der festgestell­ ten Anomalien sind. Die Farbsignale werden auf einem Farb­ fernsehmonitor in der Weise angezeigt, daß die Lagen der Anomalien auf der Rohrwand dargestellt werden. Die Farb­ fernsehdarstellung simuliert die Bewegung eines Rohres in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung durch die Untersuchungs­ einrichtung. In der DE-OS 24 17 946 und der EP 00 01 933 A2 werden zerstörungsfreie Untersuchungs­ verfahren mit Hilfe von Ultraschall beschrieben, bei welchen die Meßdaten ortsabhängig abgespeichert und dargestellt werden.

Ausgestaltungen sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in ent­ sprechenden Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 bis 3 in vereinfachter Form Einrichtungen zur Erzeugung der gewünschten Magnetfeldkompo­ nenten in einer Rohrwand gemäß der Erfindung;

Fig. 4 bis 6 weitere Einzelheiten der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Einrichtung;

Fig. 7 und 8 jeweils eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäß verwendbaren Prüfschuhs;

Fig. 9 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer er­ findungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung;

Fig. 10 eine bildliche Darstellung eines Speicher­ platzes in einer Speichereinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 9;

Fig. 11 und 12 vereinfachte Darstellungen einer in der Vorrichtung nach Fig. 9 erzeugten Fernseh­ darstellung;

Fig. 13 eine vereinfachte Darstellung einer abge­ wandelten Ausführungsform eines Mehrfach- Quermagnetfeld-Generators;

Fig. 14 und 15 jeweils eine vereinfachte Ausführungsform weiterer Magnetfeldgeneratoren; und

Fig. 16 bis 21 detailliertere Schaltbilder von Komponenten der Vorrichtung gemäß Fig. 9.

Das erste der wesentlichen Merkmale der Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 6 beschrieben, welche zur Erläute­ rung des Sachverhaltes dienen, wie durch lange schmale Risse unabhängig von deren Winkelorientierung in einer Rohrwandung eine Flußsteuerung erzeugbar ist. Gemäß Fig. 1 besitzt ein Stahlrohrstück 10 vier lange, schmale Ris­ se a bis d in seiner Wand. Betrachtet man zum Zwecke der Erläuterung die Projektion jedes dieser Risse auf die Längsachse des Rohrs, so kann festgestellt werden, daß der Riß a um 45° im Gegenuhrzeigersinn zur Achse, der Riß b senkrecht zur Achse, der Riß c um 45° im Uhrzeiger­ sinn zur Achse und der Riß d parallel zur Achse orientiert ist.

Am Umfang des Rohrs 10 angeordnete Drahtwicklungs-Elektro­ magnete 14 und 15 werden durch elektrische Gleichspannungs­ quellen 16 und 16′ erregt. Diese Magnete 14 und 15 er­ zeugen ein longitudinal gerichtetes stetiges oder in einer Richtung wirkendes Magnetfeld gleichförmig über den ge­ samten Umfang der Rohrwand. In einem gegebenen inkrementel­ len Bereich x in der Rohrwand kann dieses longitudinale Magnetfeld durch einen longitudinalen Magnetfeldvektor H_L dargestellt werden. Wie oben bereits erläutert, er­ zeugt der senkrecht ausgerichtete Riß b unter der Annah­ me, daß alle Risse gleich schwerwiegend sind, einen opti­ malen Streueffekt des Magnetfeldes H_L. Die unter 45° ver­ laufenden Risse a und c erzeugen jeweils ein externes Streufeld mit etwa der halben Größe des durch den Riß b erzeugten Feldes. Der parallele Riß d erzeugt ein minimales Streufeld.

Hinsichtlich weiterer Elektromagnete 18 und 22, welche jeweils durch eine elektrische Gleichspannungsquelle 20 bzw. 24 erregt werden, ist aus den Figuren ersichtlich, daß das obere Polstück einen magnetischen Nordpol und das untere Polstück einen magnetischen Südpol bildet. Gemäß Fig. 2 erzeugt die durch die Elektromagnete 18 und 22 gebildete Quermagnetfeld-Quelle ein stetiges oder in einer Richtung wirkendes Flußfeld, das in gleichen Feldern in sich gegenüberliegenden Seiten der Rohrwand fließt. In einem gegebenen inkrementellen Bereich x in der Rohrwand kann eine Querfeldkomponente durch einen magnetischen Feldvektor H_T1 dargestellt werden. Diese magnetische Querfeldkomponente H_T1 erzeugt ein optimales Streufeld am Riß d, etwa das halbe Streufeld an den Rissen a und c (statistische Ergebnisse aufgrund von Tests) und ein klei­ nes Streufeld bzw. kein Streufeld am Riß b).

Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß die longitudinale Feldkomponente H_L und die Querfeldkomponente H_T1 wenigstens an einem der Risse a bis d keinen brauchbaren Streufluß erzeugen.

Die Vektoraddition dieser beiden orthogonalen, gleichzei­ tig auftretenden Komponenten H_L und H_T1 (deren Größe als gleich angenommen ist) ergibt ein resultierendes stetiges Flußfeld H_R1 dessen Projektion unter 45° im Uhrzeigersinn zur Längsachse des Rohrs liegt. Dieses resultierende Feld H_R1 erzeugt ein minimales Streuflußfeld am Riß c, da in diesem Falle Feld und Riß parallel verlaufen. Am Riß a wird eine maximale Flußstreuung erzeugt, welche senkrecht zur maximalen Streuung an den Rissen b und d liegt und etwa gleich der Hälfte dieser maximalen Steuerung ist, wobei die Risse b und d unter 45° zum resultierenden Feld H_R1 orientiert sind.

Wird die durch die Elektromagneten 18 und 22 gebildete Quermagnetfeld-Quelle so gedreht, daß der magnetische Südpol oberhalb des Rohres und der magnetische Nordpol unterhalb des Rohres liegt, wie dies in Fig. 3 darge­ stellt ist, so wird die Richtung des in diesem Falle mit H_{T 2} bezeichneten Quer-Magnetfeldvektors um 180° ge­ dreht. Der magnetische Quervektor H_{T 2} überlagert sich in dem magnetischen Längsvektor H_L, wobei die Projektion des resultierenden stetigen Magnetfeldvektors H_{R 2} unter 45° im Gegenuhrzeigersinn zur Längsachse des Rohres liegt und wobei wiederum angenommen ist, daß die Feldkomponenten H_L und H_{T 2} gleiche Größe besitzen. Dieses resultierende Feld H_R2 erzeugt ein maximales Streufeld am senkrechten Riß c etwa die Hälfte des maximalen Feldes an den Rissen b und d sowie ein minimales Streufeld am parallelen Riß a.

Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß die verschieden orientierten Risse a bis d bei Drehung der durch die Elektromagneten 18 und 22 gebildeten Quermagnet­ feld-Quelle um 180° die folgenden Prozentsätze des opti­ malen Streuflusses erzeugen, wobei wiederum angenommen ist, daß alle Risse, abgesehen von ihrer Winkelorientierung identisch sind und daß die beiden resultierenden Felder H_{R 1} und H_{R 2} gleiche Größe besitzen und bei einer Neigung um 45° gegen die Rohrachse senkrecht aufeinander stehen.

Die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Magnetfeldvektor- Zusammenhänge sind in einem größeren Querschnittsbereich der Rohrwand vorhanden, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Auf den Streufluß ansprechende Detektoren, welche über die Risse a bis d laufen, erzeugen unter dem Einfluß der ent­ sprechenden resultierenden Felder H_R1 und H_{R 2} elektrische Spannungen, welche in ihren relativen Größen den oben angegebenen Werten entsprechen. Wenn die Spannungsgrößen der Detektoren, welche den Streufluß entsprechend den resultierenden Feldern H_R1 und H_R2 an den entsprechenden Rissen abtasten, addiert werden können, so ist die Gesamt­ größe für jeden Riß unabhängig von der Winkelorientierung des Risses 100% der optimalen Größe.

Der Aufbau und die Anordnung der Einrichtungen zur Erzeu­ gung der resultierenden Magnetflußfelder H_{R 1} und H_{R 2} sowie der Detektoreinrichtungen zur Erfassung der Streuflußfelder an den Rohrwandanomalitäten (die oben angegebenen Risse a bis d sind lediglich ein Beispiel einer derartigen Ano­ malität) sind in vereinfachter Form in den Fig. 4 bis 8 dargestellt. Ein kreisförmiges Stahl- oder Eisenjoch 30, das einen guten Magnetflußleiter darstellt, ist drehbar und symmetrisch mittels nicht dargestellter Einrichtungen um das Rohr 10 angeordnet. Die Elektromagnete 18 und 22 sind in einem Abstand von 180° am Joch 30 befestigt und stehen mit diesem in einem innigen magnetischen Kontakt. Die Elektromagnete 18 und 22 erzeugen die Querfeld­ komponente H_R gemäß den Fig. 1 und 3. Wie aus Fig. 6 er­ sichtlich ist, sind auf gegenüberliegenden Seiten der Elektromagnete 18 und 22 zwei feste und nicht drehbare kreisförmige Drahtspulen-Elektromagnete 14 und 15 um das Rohr 10 angeordnet. Diese Elektromagnete 14 und 15 wer­ den so erregt, daß sie Magnetfelder in der gleichen Rich­ tung, d. h., sich unterstützende Felder in der Wand des Rohrs 10 erzeugen. Diese sich unterstützenden Felder bilden die longitudinale Feldkomponente H_L gemäß den Fig. 1 und 3.

Am drehbaren Stahljoch 30 sind an sich gegenüberliegenden Stellen zwischen den Querfeld-Elektromagneten 18 und 22 zwei Prüfschuhe 32 und 34 befestigt, welche ein Gehäuse für Streuflußfeld-Detektoren bilden. Diese Detektoren befinden sich eng benachbart an der Innenfläche der Schuhe, so daß sie sich so nahe wie möglich an der Rohroberfläche befinden, wenn die Schuhe um diese Rohroberfläche rotieren. Ersichtlich sind die Schuhe 32 und 34 auf Bereichen des Rohres angeordnet, wo sowohl das Querfeld H_T als auch das Längsfeld H_L mit den in den Fig. 1 und 3 dargestellten Zusammenhängen vorhanden sind.

Ein Treibriemen bzw. eine Treibkette 38 wird von einem Umfangsschlitz 40 im Stahljoch 30 aufgenommen und läuft um eine Leitrolle 42 auf einem Motor 44. Dieser Motor kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Bei rotieren­ dem Motor versetzt der Riemen 38 das drehbar gelagerte Joch 30 in kontinuierliche Rotation um das nicht rotierende Rohr 10, so daß ein vorgegebener inkrementeller Bereich innerhalb der Magnetfelder zuerst ein resultierendes Magnet­ flußfeld H_{R 1} sieht, das in einer ersten Richtung im ersten Bereich liegt. Nach einer Weiterdrehung um 180° läuft das resultierende Magnetflußfeld H_R2 durch den vorgegebenen inkrementellen Bereich in einer Richtung, welche senkrecht auf der ersten Richtung steht, wobei wiederum angenommen ist, daß die Longitudinal- und die Querkomponente H_L und H_T gleiche Größen besitzen. Diese Annahme gilt auch für die weiteren Ausführungen, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes gesagt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Komponenten H_{R 1} und H_{R 2} in der Praxis nicht exakt um 90° zueinander orientiert sind, obwohl dieser Zusammenhang be­ vorzugt ist. Jeder ins Gewicht fallende Querzusammenhang führt zu dem vorgenannten Ergebnis, obwohl das kombinierte Ergebnis der Komponenten H_{R 1} und H_{R 2} nicht zu dem Wert von 100% des optimalen Streuflusses führen kann.

Das Rohr 10 ist mittels Rollen 48 zentral im Joch 30 ge­ haltert, wobei es durch die Rollen im wesentlichen ohne Drehung linear transportiert werden kann. Konventionelle Einrichtungen, wie beispielsweise nicht dargestellte An­ triebsrollen können für den Vorschub des Rohres 10 benutzt werden. Aus den Fig. 1 und 3 ist ersichtlich, daß zwischen dem Rohr 10 und der durch die Elektromagnete 18 und 22 ge­ bildeten Quermagnetfeld-Quelle eine relative Rotation er­ forderlich ist. Natürlich könnte auch das Rohr 10 relativ zum stationären Joch 30 in Drehung versetzt werden. Aus praktischen Gründen ist jedoch die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung bevorzugt. Die Beträge der Längsbewegung und der Drehbewegung sind so gewählt, daß die magnetischen Fel­ der alle angrenzenden inkrementellen Bereiche des Rohres durchdringen, d. h., es ergibt sich eine Abdeckung von 100%.

Die Darstellungen gemäß Fig. 4 bis 6 sind zur Erleichterung der Beschreibung und Vereinfachung der Zeichnungen sowie zur Herausstellung der erfindungswesentlichen Gesichts­ punkte vereinfacht. In der US-PS 3 582 771 ist eine rotie­ rende Quermagnetfeld-Vorrichtung der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Art im einzelnen beschrieben. Eine Abände­ rung dieser Vorrichtung im Hinblick auf die stationären kreisförmigen Drahtwicklungen 14 und 15 gemäß Fig. 6 ist für sich selbstverständlich. Es ist darauf hinzuweisen, daß in der vorgenannten US-PS eine Abdeckung der Rohrober­ fläche um 100% durch die Prüfschuhe nicht in Betracht ge­ zogen wird.

Die Magnetfluß-Detektoren in den Prüfschuhen 32 und 34 kön­ nen durch geeignete Elemente, wie beispielsweise Halleffekt­ sonden oder -generatoren, Magnetdioden oder Drahtspulen, ge­ bildet werden. Da bevorzugt Halleffekt-Elemente verwendet werden, basieren die folgenden Ausführungen auf der Ver­ wendung derartiger Elemente. Dabei handelt es sich um Miniatur-Festkörper-Magnetfeld­ sensoren mit vier elektrischen Anschlüssen. Zwei Anschlüs­ se führen dabei den Steuerstrom, während zwei weitere An­ schlüsse die Hall-Ausgangsspannung abgeben. Die Hall-Aus­ gangsspannung ist direkt proportional zum Produkt des Steuerstroms und der senkrecht zur aktiven Hall-Fläche ver­ laufenden Magnetfeldkomponente. Die Abmessungen eines ein­ zigen Elementes betragen 0,3175 × 0,254 cm bei einer Dicke von 0,0508 cm.

Im Rahmen der Erfindung muß der aktive Bereich des Hall- Elementes senkrecht zum resultierenden Magnetfeld H_R lie­ gen. Der aktive Bereich liegt parallel zur Fläche von 0,3175 × 0,254 cm des Elementes. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung verläuft das resultierende Magnetfeld H_R un­ ter einem Winkel von 45° zur Längsachse des Rohres. Die Hall-Elemente müssen daher senkrecht zu dieser Richtung orientiert sein. Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, sind zwei Prüfschuhe 32 und 34 am rotierenden Joch 30 befestigt. Die Längsabmessung jedes Schuhs verläuft parallel zur Rohr­ längsachse. Die Fig. 7 und 8 zeigen in vereinfachter Form die Anordnung der Hall-Elemente in den Prüfschuhen 32 und 34.

Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Prüf­ schuhs, welcher einen metallischen Rahmen 50 aus nicht magnetischem Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, besitzt. Der Schuh besitzt nach oben geneigte Vorder- und Hinterkanten 51 und 52, wobei seine Bodenfläche 53 zur Anpassung an die Außenfläche des Rohres 10 gekrümmt ist. Der Schuh ist mittels Befestigungselementen, welche durch langgestreckte Montagelöcher 54 in Seitenklammern 56 ver­ laufen, an einem geeigneten (nicht dargestellten) Halte­ rungsmechanismus befestigt. Im zentralen Bereich des Schuhs zwischen den Seitenwänden, welche die Seitenklammern 56 bilden, befindet sich eine Ausnehmung 55. In dieser Aus­ nehmung 55 ist eine Hallsonden-Montageeinrichtung 58 ange­ ordnet, welche in der Ausnehmung durch geeignete Befesti­ gungselemente fest gehaltert werden kann. Im mittleren Be­ reich der Montageeinrichtung 58 befindet sich ein abge­ setzter Teile 60, welcher zur Aufnahme von 32 im Schuh mon­ tierten Hall-Elementen dient. Fig. 8 zeigt eine Unteran­ sicht der Montageeinrichtung 58, woraus ersichtlich ist, daß in der Bodenfläche der Montageeinrichtung 32 Säge­ schnitte vorgesehen sind. Diese Sägeschnitte verlaufen unter einem Winkel von 45° zur Längsachse der Montageeinrichtung und erstrecken sich um etwa 0,1524 cm in deren Körper hin­ ein. Die Hall-Elemente sind in diesen Sägeschnitten in einer linearen Anordnung montiert, welche parallel zur Längsach­ se der Montageeinrichtung liegt. In der Praxis ist die axiale Länge des abgesetzten Teils 60 im Boden der Montage­ einrichtung 58 etwa gleich 8,128 cm. Die 32 Hall-Elemente besitzen daher einen Längsabstand von etwa 0,254 cm vonein­ ander. Wie im folgenden noch erläutert wird, werden die Ausgangsspannungen der Hall-Elemente sequentiell abge­ tastet und schließlich für eine visuelle Darstellung an­ gezeigt. Im Effekt "betrachtet" jeder Prüfschuh eine Linie von 8,128 cm parallel zur Rohrachse und "wirft dabei längs dieser Linie einen Blick" auf jeweils 0,254 cm.

Fig. 8 zeigt die unter einem Winkel von 45° orientierten Sä­ geschnitte 62. Wie oben bereits ausgeführt wurde, muß die aktive Fläche eines Hall-Elementes senkrecht auf der Rich­ tung des stetigen resultierenden Magnetfeldes H_R stehen. Sind die Sägeschnitte unter einem Winkel von 45° im Uhr­ zeigersinn in einem Schuh orientiert, so müssen sie daher im anderen Schuh im Gegenuhrzeigersinn orientiert sein, um die geforderte Orientierung zwischen dem resultierenden Magnetfeld H_R und der aktiven Fläche des Hall-Elementes auf der anderen Seite des Rohres zu gewährleisten.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß jeder Prüf­ schuh eines Paars von Prüfschuhen den gleichen Flächenbe­ reich eines Rohres wie der andere Prüfschuh untersucht, wenn diese um das Rohr rotieren.

Dies wird dadurch erreicht, daß das magnetische Joch 30 gemäß Fig. 5 mit einer relativ großen Drehzahl rotiert, so daß in einer Vorrichtung mit lediglich einem Paar von Prüfschuhen in der Praxis jede von einem Prüfschuh über­ laufene spiralförmige Bahn unabhängig von der Geschwindig­ keit der longitudinalen Bewegung des Rohres 10 die letzte durch den gleichen Prüfschuh überlaufene spiralförmige Bahn überlappt. Darüber hinaus ist eine ins Gewicht fal­ lende Überlappung des Abdeckbereichs des Schuhs 32 (Schuh 1) durch den Schuh 34 (Schuh 2) während einer vollständi­ gen Umdrehung des rotierenden Jochs 30 vorhanden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird beispielsweise das durch Hall-Elemente 1 bis 16 (vordere Hälfte der Hall- Sonden) im Schuh 1 abgetastete Streuflußfeld durch die Hall-Elemente 17 bis 32 (hintere Hälfte der Hall-Sonden) im Schuh 2 eine halbe Umdrehung später abgetastet. Dies gilt ebenfalls umgekehrt.

Die Prüfschuhe 32 und 34 sind axial zur Rohroberfläche aus­ gerichtet. Aufgrund der hohen Drehzahl relativ zur Längs­ bewegung des Rohres 10 ist eine ins Gewicht fallende Über­ lappung des Abdeckungsbereiches des Schuhs 1 durch den Schuh 2 dich erreichbar. Das bedeutet, daß Änderungen in der Drehzahl des Joches 30 und/oder in der Linearbewegung des Rohres 10 für unterschiedliche Rohrgrößen nicht erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil der axialen Ausrichtung der Prüf­ schuhe 32 und 34 ist darin zu sehen, daß das Quer-Magnetfeld H_T gegenüber dem Fall, in dem der Schuh 34 axial hinter dem Schuh 32 liegt und auf diesen auf dem gleichen spiralförmi­ gen Weg um das Rohr folgt, schmaler ausgebildet sein kann. Dies bedeutet, daß die zur Erzeugung einer gewünschten Stärke des Quer-Magnetfeldes H_T erforderlichen Elektro­ magnete 18 und 22 nicht so groß sein müssen und daher nicht so viel Leistung verbrauchen.

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß die lang­ gestreckten Risse a bis d nach den Fig. 1 und 3 unabhängig von ihrer Winkelorientierung durch die Streufluß-Detektoren in einem oder in den beiden Prüfschuhen 32 und 34 unter­ sucht werden. Die Möglichkeit der Feststellung des Vor­ handenseins einer Anomalität in jeder Winkelorientierung in der Rohrwand ist tatsächlich notwendig, um eine brauch­ bare Aussage über den Zustand des Rohres zu machen. Es kann jedoch für eine Bedienungsperson schwierig sein, die exakte Natur und den Grad der Anomalität festzustellen, oder aber es kann für die Bedienungsperson vollständig un­ möglich sein, eine derartige Bestimmung ohne eine weitere umfangreiche Untersuchung durchzuführen. Die oben beschrie­ bene Technik der Führung der beiden orthogonal zueinander ausgerichteten resultierenden Flußfelder H_{R 1} und H_R2 durch jeden inkrementellen Bereich der Rohrwand sowie der Fest­ stellung der entsprechenden Streuflußfelder in jedem in­ krementellen Bereich führt von Hause aus zu neuen Techniken zur Gewinnung von beträchtlich mehr Information aus den fest­ gestellten Streuflußsignalen, als dies früher möglich war. Wie im folgenden erläutert wird, ist es möglich, eine visuel­ le Anzeige der Anomalität zu gewinnen, die zusätzliche In­ formation hinsichtlich der Art der Anomalität und deren Grad liefert. In den meisten Fällen ist es möglich, eine Darstellung der Anomalität auf dem Schirm einer Kathoden­ strahlröhre zu gewinnen. Mittels einer Farbcodierung I ist es darüber hinaus möglich, den Grad der Anomalität oder den Grad von verschiedenen Teilen einer großen, nicht gleichförmigen Anomalität anzuzeigen.

Anhand des vereinfachten Blockschaltbildes nach Fig. 9 wird im folgenden eine generelle Übersichtsdarstellung des Inspektionssignalverarbeitungs- und Anzeigeteils der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegeben. Eine detailliertere Beschreibung des speziellen Aufbaus und der Wirkungsweise der Blöcke in diesem System erfolgt später. Die 32 Hall- Sonden, welche, die Streufluß-Detektoren des Schuhs 1 bil­ den sowie die 32 Detektoren des Schuhs 2 sind einzeln über entsprechende Vorverstärker 70 und geeignete (nicht dar­ gestellte) Rauschfilter an einen Multiplexer 72 mit 64 Kanälen angekoppelt. Dieser Multiplexer 72 bildet eine konventionelle Analogsignal-Schaltanordnung mit entspre­ chenden Schaltelementen für jede Eingangsleitung. Die Schalter werden einzeln durch ein über eine Adressleitung 74 eingekoppeltes codiertes Adressignal betätigt. Eine Folge von codierten Adressignalen bewirkt ein sequentiel­ les Schließen der 64 Schalter des Multiplexer 72 und sodann ein Öffnen mit einer Folgefrequenz von 0,5 MHz, so daß die Eingangs-Inspektionssignale von den 64 Detek­ toren sequentiell getastet und auf eine einzige Ausgangs­ leitung 73 ausgekoppelt werden.

Es ist absolut notwendig, daß das System nach Fig. 9 exakt mit den inkrementellen Bereichen auf dem Rohr 10 gleich­ läuft, von denen die Inspektionssignale kommen. Dies wird durch inkrementelle Wellendecoder 76 und 78 im oberen linken Teil von Fig. 9 sowie einen Null-Grad-Ro­ tationsdetektor 80 im oberen rechten Teil von Fig. 6 ge­ währleistet. Die letztgenannte Komponente kann durch einen kleinen Permanentmagnete 82 gebildet werden, der am ro­ tierenden Joch 30 befestigt ist. Ein relativ zum rotierenden Joch 30 fester stationärer Magnetdetektor 84, wie beispiels­ weise der dargestellte Reed-Schalter bzw. eine Draht­ spule oder ein Hall-Element erzeugt jedesmal dann ein impulsförmiges Signal, wenn der rotierende Magnet 82 am festen Detektor 84 vorbeiläuft. Dieser Ausgangsimpuls vom Detektor 84 ist der 0°-Referenzimpuls der zusammen mit der Folge von Ausgangsimpulsen vom Umfangscodierer 76 gemäß Fig. 9 ein Mittel zur Gewinnung von Winkel-Referenz­ daten zur Korrelierung mit den Winkelstellungen der die Rohroberfläche abtastenden Hall-Elemente in den Prüfschuhen 32 und 34 darstellt.

Das Magnetjoch 30 gemäß den Fig. 4 bis 6 kann beispiels­ weise mit eine Drehzahl von 320 Umdrehungen pro Minute rotieren und der Umfangs-Wellencodierer 76 eine Folge von Impulsen mit einer Folgefrequenz von 240 Impulsen pro Umdrehung, d. h., 1280 Impulsen pro Sekunde erzeugen. Jeder Impuls repräsentiert dabei eine Winkelverschiebung von 1,5° des Jochs 30 und damit der Prüfschuhe 32 und 34. Diese Impulse werden als ein Eingangssignal in eine Ver­ tikal-Schreibadresschaltung 90 eingespeist, welche einen 8-Bit-Aufwärtszähler enthält, der die Winkelimpulse zählt. Jedes Mal, wenn der Permanentmagnet 82 nach Fig. 6 am Reed-Schalter 84 vorbeiläuft, wird ein 0°-Rücksetzimpuls in die Vertikal-Schreibadresschaltung zur Rücksetzung des Zählers eingespeist. Der Zähler beginnt dann erneut aufwärts zu zählen, bis eine weitere Umdrehung des Joches 30 abgeschlossen ist. In diesem Zeitpunkt wird ein weiterer 0°-Rücksetzimpuls erzeugt und der Zähler erneut rückgesetzt.

Das System muß ebenfalls mit dem Prüfschuh gleichlaufen, von dem die getasteten Signale kommen. Zu diesem Zweck wird ein codiertes Signal (ein 0- oder ein 1-Bit-Signal) von einem Multiplexer-Steuerzähler 92 auf eine Tabellierschaltung 91 für die Schuhe 1 und 2 gekoppelt, um die Adresse von der Vertikal-Schreibadresschaltung 90 dahingehend zu codieren, ob das getastete Signal von einer Hall-Sonde im Schuh 1 oder im Schuh 2 kommt. Die codierte Umfangsstelle einer gleichzeitig getasteten Hall-Sonde wird dann auf eine Aus­ gangsleitung 94 gekoppelt.

Da der zweite Prüfschuh 34 dem ersten Prüfschuh 32 um 180° nacheilt (eine Zählung von 120 Impulsen vom inkremen­ tellen Umfangscodierer 76) wird die Adresse, welche in der Vertikal-Schreibadresschaltung 90 erzeugt wird, für alle Adressen entsprechend den getasteten Signalen vom Prüfschuh 2 durch die Tabellierschaltung 91 für die Schuhe 1 und 2 um eine Zählung von 120 inkrementiert. Dieser Zu­ sammenhang ist in der folgenden Tabelle dargestellt:

Die Horizontalstelle längs des Rohres 10, von der ein Inspektionssignal kommt, wird durch den Horizontal-Wellen­ codierer 78 in codierter Form erzeugt, wobei der Codierer 78 für eine Linearbewegung des Rohres 10 von jeweils 0,254 cm einen Ausgangsimpuls erzeugt. Bei einer Linear­ bewegungsgeschwindigkeit von 24,384 m/min liefert der Codierer 78 beispielweise Impulse mit einer Folgefrequenz von 160 Impulsen pro Sekunde. Der Codierer 78 erzeugt weiterhin ein codiertes Signal, das anzeigt, ob sich das Rohr 10 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bewegt. Diese beiden Ausgangssignale werden auf entsprechende Eingänge einer Horizontal-Schreibadresschaltung 98 gekoppelt. Diese Schaltung enthält einen Aufwärts/Abwärts-Zähler, welcher bis zu aufeinanderfolgenden Überläufen zählt und rücksetzt, wenn sich das Rohr in Vorwärtsrichtung bewegt, bzw. abwärts zählt, wenn sich das Rohr in Rückwärtsrichtung bewegt. Die Zählimpulse vom linearen Codierer 78 geben die lineare Stelle des ersten der Hall-Elemente in jedem der Prüfschuhe auf dem Rohr 10 an. Die exakte Stelle jedes der verbleibenden Hall-Elemente in einem Schuh, welche durch den Multiplexer 72 in einem speziellen Zeitpunkt getastet werden, wird jedoch nicht angegeben. Es wird daher eine zwei­ te Folge von sequentiell auftretenden Adressignalen mit einer Folgefrequenz von 2,04 MHz, welche auf der Leitung 74 vom Multiplexer-Steuerzähler 92 auftreten, auf die Horizontal-Schreibadresschaltung 98 gekoppelt und einer entsprechenden Adresse hinzuaddiert, welche im Aufwärts/ Abwärts-Zähler, als Funktion des Ausgangssignals des linearen Codierers 78 akkumuliert wird. Die 8-Bit-Umfangs- Schreibadresse auf der Leitung 94 und die 8-Bit-Horizontal­ schreibadresse auf einer Leitung 100 werden zu einem 16-Bit- Wort kombiniert und auf eine Lese/Schreib-Busauswahlschal­ tung 96 gekoppelt.

Inkrementelle Wellencodierer, welche als Umfangs- und Linear­ codierer 76 und 78 im System nach Fig. 9 verwendbar sind, sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich.

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß jede Hall-Son­ de einen inkrementellen Bereich des Rohres untersucht, welcher 0,254 cm lang ist und eine Umfangsausdehnung von 1,5° besitzt. Aufgrund der relativen Drehzahl und der Abdeckung von 100% zum Zwecke der Untersuchung durch beide Magnetfelder und die Pulsschuhe werden alle inkremen­ tellen Bereiche eines Rohres untersucht.

Die Abtastung der 64 Hall-Sonden in den beiden Prüfschuhen sowie die Bildung und das Schreiben der Adressen entsprechend den Umfangs- und Longitudinalpositionen der getasteten Hall-Sonden erfolgt unter Steuerung durch Zeittaktsignale, die von einer Systemtaktschaltung 106 und einer Fernsehkamera- Synchrongeneratorschaltung 108 geliefert werden. Bei der letztgenannten Schaltung handelt es sich um eine kommerziell erhältliche integrierte Schaltung des Typs MM 5320, wel­ che die grundlegenden Synchronfunktionssignale für eine konventionelle Farbfernsehkamera liefern. Speziell wird ein Taktsignal mit einer Frequenz von 2,04 MHz von der Systemtaktschaltung 106 über eine Leitung 110 auf den Multiplexer-Steuerzähler 92 und die Schreibsteuerschaltung 93 gekoppelt. Weiterhin wird ein zusammengesetztes Aus­ tastsignal (Horizontal- und Vertikalaustastsignale) von der Fernsehkamera-Synchrongeneratorschaltung 108 über eine Leitung 111 auf den Multiplexer-Steuerzähler 92 und die Schreibsteuerschaltung 93 gekoppelt.

Nach der Abtastung jeder der 64 Hall-Sondendetektoren, der Erzeugung der entsprechenden Inspektionssignale sowie der Erzeugung entsprechender Umfangs- und Longitudinaladressen für jeden der getasteten Detektoren muß nunmehr Information in einen Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 eingegeben werden. Diese Operation erfolgt unter der primären Steuerung durch den Multiplexer-Steuerzähler 92 und die Schreibsteuerschal­ tung 93. Die 64 Hall-Detektoren werden aufeinanderfolgend mit einer Folgefrequenz von 0,5 MHz getastet. Die getasteten Signale vom Multiplexer 72 werden mit der gleichen Folge­ frequenz in einen Analog-Digitalwandler 118 eingekoppelt, in dem sie gleichzeitig in entsprechende Digitalsignale überführt werden. Diese Digitalsignale werden mit der Folgefrequenz von 0,5 MHz in einen Zwischen-Schreib-Lese­ speicher 120 eingegeben. Die Multiplexer-Adressignale auf der Leitung 74 adressieren die Inspektionssignale im Zwischen-Schreib-Lesespeicher 120. Diese Tastung der Hall- Sonden, die Überführung der getasteten Signale in eine Digitalform sowie deren Speicherung im Zwischen-Schreib- Lesespeicher 120 wird durch einen 1,5°-Ausgangsimpuls vom inkrementellen Umfangs-Wellencodierer 76 ausgelöst. Jeder 1,5°-Impuls triggert einen monostabilen Multivibrator 122 dessen Ausgangssignal einen Rücksetzimpuls bildet, wel­ cher den Multiplexer-Steuerzähler 92 rücksetzt. Der Multi­ plexer-Steuerzähler 92 beginnt dann die 64 sukzessive auftretenden Adressen zu erzeugen, welche auf den Multi­ plexer 92 gekoppelt werden. Dabei handelt es sich um die erste von zwei derartigen Folgen von Adressen, welche der Multiplexer-Steuerzähler 92 erzeugt.

Die digital codierten Inspektionssignale im Zwischen- Schreib-Lesespeicher 120 können lediglich während des Auftretens eines Horizontal- oder Vertikalaustastsignals von der Fernsehkamera-Synchrongeneratorschaltung 108 in den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 eingelesen werden. Die Austastsignale werden über die Leitung 111 in den Multiplexer-Steuerzähler 92 und die Schreibsteuerschaltung 93 eingekoppelt. Während des Auftretens eines dieser Aus­ tastsignale und nach dem letzten der ersten Folge von 64 Multiplexer-Adressignalen mit der Tastfolgefrequenz von 0,5 MHz liefert der Multiplexer-Steuerzähler 92 eine zweite Folge von 64 Multiplexer-Adressignalen mit einer Folgefrequenz von 2,04 MHz für den Zwischen-Schreib-Lese­ speicher 120 und die Horizontal-Schreibadresschaltung 98. Der Inhalt des Zwischen-Schreib-Lesespeichers 120 wird mit einer Folgefrequenz von 2,04 MHz ausgelesen und in den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 übertragen. Gleichzeitig mit der Übertragung von Daten vom Zwischen-Schreib-Lese­ speicher zum Haupt-Schreib-Lesespeicher wird von der Schreib­ steuerschaltung 93 ein Schreibsignal auf die Lese/Schreib- Busauswahlschaltung 96 gekoppelt, um die dann auftretende Schreibadresse von der Horizontal-Schreibadresschaltung 98 auf den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 zu koppeln, so daß Daten mit einer Folgefrequenz von 2,04 MHz bei einer Adresse entsprechend der Position auf dem Rohr, von der das Signal ausgeht, gespeichert werden können.

In der Praxis ändern sich die über die Lese/Schreib-Bus­ auswahlschaltung 96 gekoppelten Schreibadressen während der Tastung und Speicherung von Daten von einer speziellen Hall-Sonde nicht. Aus Zeittaktgründen wird auch lediglich 1/16 des Zwischen-Schreib-Lesespeichers 120 während des Auftretens eines Horizontal-Austastsignals gelesen. Es müssen daher wenigstens 4 Horizontal-Austastsignale auf­ treten, um den gesamten Inhalt des Zwischen-Schreib-Lese­ speichers 120 in den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 zu übertragen. Andererseits ist die Dauer eines Vertikal- Austastsignals lang genug, so daß der gesamte Inhalt des Zwischen-Schreib-Lesespeichers 120 während des Auftretens eines Vertikal-Austastsignals in den Haupt-Schreib-Lese­ speicher 116 übertragen werden kann. In jedem Fall wird der Inhalt des Zwischen-Schreib-Lesespeichers 120 voll­ ständig in den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 übertragen, bevor die Hall-Sonden erneut getastet werden.

Eine andere Betriebsweise für die Tastung der Hall-Sonden in den Schuhen 1 und 2 sowie zur Übertragung der getasteten Inspektionssignale in den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 ist die folgende:

Die Multiplexer-Steuerschaltung 92 kann zwei Zähler enthalten. Einer dieser Zähler, nämlich der Tastzähler, steuert die sequentielle Tastung der Hall-Sonden. Der zweite Zähler, nämlich der Übertragungszähler, steuert die Übertragung der Digitaldaten vom Zwischen-Schreib-Lesespeicher 120 in den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116. Der Tastzähler wird durch jedes zusammengesetzte Austastsignal auf der Leitung 111 unterbrochen und führt sodann seine Tastung nach der Beendigung des Austastsignals weiter. Der Übertragungs­ zähler arbeitet während des Auftretens jedes Austast­ signals, um Daten vom Zwischen-Schreib-Lesespeicher in den Haupt-Schreib-Lesespeicher zu übertragen. Jeder Zähler setzt seine Zählung nach der Beendigung seiner Unterbrechungs­ periode fort. Dabei ist eine Vergleichsschaltung vorge­ sehen, um den Übertragungszähler zu stoppen, wenn seine Zählung gleich der Zählung im Tastzähler ist. Diese Be­ dingung zeigt an, daß der Inhalt des Zwischen-Schreib- Lesespeichers 120 vollständig übertragen ist. Der Tast­ zähler kann immer dann zählen, wenn der Übertragungs­ zähler nicht zählt. Dieser abgewandelte Tast- und über­ tragungsbetrieb ist gewöhnlich etwas schneller als der oben beschriebene Betrieb.

Der Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 ist ein 256 × 256 × 8- Speicher, in dem jedes gespeicherte 8-Bit-Wort durch zwei 4-Bit-Teilwörter gebildet wird, welche den durch die Detek­ toren in den Schuhen 1 und 2, erzeugten Inspektionssignalen entsprechen, wenn die erste stetige resultierende Magnet­ feldkomponente H_{R 1} und sodann die senkrecht oder orthogonal orientierte stetige Magnetfeldkomponente H_{R 2} den exakt gleichen inkrementellen Bereich auf dem Rohr 10 durchlaufen. Es wurde oben bereits ausgeführt, daß die Tabellierschaltung 91 für die Schuhe 1 und 2 dem Ausgangssignal des Vertikal- (Umfangs-)Schreibadresszähler 90 jedes Mal dann, wenn der Multiplexer 92 eine Hall-Sonde im Schuh 2 tastet, einen Zählwert von 120 (180°) hinzuaddiert. Es wurde weiterhin ausgeführt, daß die Horizontaladresse durch Addition der Linearposition eines Schuhs und der exakten Stelle der Hall-Sonde, die in diesem Schuh in einem gegebenen Zeit­ punkt abgetastet wird, gebildet wird. Die exakte Stelle des inkrementellen Bereiches, in dem jedes Inspektionssig­ nal festgestellt wird, wird daher durch die Adresschaltun­ gen in Gleichlauf gehalten. Durch automatische Aufrecht­ erhaltung der räumlichen Trennung von 180° zwischen den Schuhen bei der Bildung der Vertikaladresscodes speichert der Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 automatisch die codier­ ten Inspektionssignale zu einem 8-Bit-Wort, welche durch die Hall-Sonden in den Schuhen 1 und 2 an der gleichen inkrementellen Stelle auf dem Rohr 10 festgestellt werden.

Fig. 10 zeigt eine 8-Bit-Speicherstelle im Haupt-Schreib- Lesespeicher 116, woraus der vorstehend diskutierte Sach­ verhalt hervorgeht. Das 4-Bit-Teilwort auf der linken Sei­ te der Speicherstelle ist das binär codierte Signal, das die Größe des Streuflußsignals repräsentiert, das dann festgestellt wird, wenn die erste resultierende Magnet­ feldkomponente H_{R 1} in den speziellen inkrementellen Be­ reich fällt und durch den Schuh 1 festgestellt wird. Das binär codierte 4-Bit-Signal auf der rechten Seite der Speicherstelle repräsentiert die Größe des Streuflußsig­ nals, das festgestellt wird, wenn die senkrecht orientierte resultierende Magnetfeldkomponente H_{R 2} in den speziellen inkrementellen Bereich des Rohres fällt und durch den Schuh 2 festgestellt wird.

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß eine wesent­ lich verbesserte Untersuchung der Rohrwand möglich ist, wenn jeder inkrementelle Bereich des Rohres mit einem stetigen Magnetfeld untersucht wird, das in einer ersten Richtung verläuft, jeder inkrementelle Bereich sodann mit einem zweiten stetigen Magnetfeld untersucht wird, das in einer Querrichtung, vorzugsweise in senkrechter Rich­ tung verläuft und die beiden erhaltenen Inspektionssignale sodann für jeden inkrementellen Bereich kombiniert werden. Die Einrichtungen zur Erzeugung der senkrecht orientierten Felder ermöglichen die Durchführung der vor stehend erläuter­ ten Operation an einer einzigen Inspektionsstelle mit einer relativ einfachen Einrichtung zur Durchführung einer Um­ fangsbewegung relativ zum Rohr.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es wünschens­ wert, die Größe der kombinierten Inspektionssignale ent­ sprechend jedem inkrementellen Bereich auf einer Kathoden­ strahlröhre mit einem Farbcode anzuzeigen, in dem unter­ schiedliche Farben unterschiedliche Grade von festgestell­ ten Anomalien anzeigen. Die Art und Weise, in der die Farbcodierung mit der Größe der festgestellten Anomalien in Zusammenhang steht ist in der folgenden Farbcode-Tabelle angegeben:

Farbcode-Tabelle

Da die Größen der durch die entsprechenden Schuhe festge­ stellten Inspektionssignale durch binäre 4-Bit-Teilwörter repräsentiert sind, ist die maximale Größe, die durch ein Teilwort repräsentiert werden kann, gleich der Dezimalzahl 15. Die hexadezimale Darstellung von 0 bis F wird in der Farbcode-Tabelle zur Darstellung der Größen 0 bis 15 in dezimaler Schreibweise verwendet. Die Farbcode-Tabelle wird durch eine Vielzahl von Zahlen und/oder Buchstaben mit 2 Ziffernpaaren gebildet, die insgesamt in einem rhombischen Muster angeordnet sind. An der oberen Spitze dieses rhombischen Musters ist das Paar von Ziffern gleich 00. Die erste 0 repräsentiert die Größe des durch den Schuh 1 festgestellten Inspektionssignals, wenn sich das erste der Magnetfelder H_{R 1} in einem vorgegebenen inkremen­ tellen Bereich befindet. Die zweite 0 repräsentiert die Größe des durch den Schuh 2 festgestellten Inspektions­ signals, wenn sich das senkrecht orientierte Magnetfeld H_{R 2} im gleichen vorgegebenen inkrementellen Bereich auf dem Rohr befindet. Die Paare von Ziffern und/oder Buchstaben repräsentieren daher verschiedene Kombinationen der Größen von in einem inkrementellen Bereich durch die beiden Schuhe festgestellten Signalen. Bei Verwendung der Farbcode-Tabel­ le werden Paare von Ziffern und/oder Buchstaben, welche die Größen von festgestellten Inspektionssignalen repräsen­ tieren, zur Gewinnung von deren Summe addiert. Es ist darauf hinzuweisen, daß alle Paare von Ziffern und/oder Buchstaben längs einer horizontalen Linie sich zu dem gleichen Gesamtwert addieren. Diese summierten Werte sind diejenigen Werte, welche farblich zu codieren sind.

Am rechten Rand der Farbcode-Tabelle befinden sich die an­ zuzeigenden Farben, welche den summierten Größen der co­ dierten Inspektionssignale entsprechen. Beispielsweise sind alle summierten Paare von Ziffern, deren Gesamtwert 3 oder kleiner ist, durch die Farbe Blau repräsentiert, wodurch Anomalien geringster Bedeutung angezeigt werden.

Alle summierten Paare von Ziffern, deren Gesamtwert zwi­ schen 4 und 6 liegt, werden durch die Farbe Grün codiert. Die Paare, welche einen Gesamtwert von 7 und 8 ergeben, werden durch die Farbe Cyan repräsentiert. Diese Zuammen­ hänge setzen sich durch die Farbcode-Tabelle fort. Er­ sichtlich werden alle Paare, deren Summation 15 bis 30 (FF) ergibt, durch die Farbe Rot repräsentiert, wodurch die schwerwiegendsten Anomalien angezeigt werden.

Auf der rechten Seite der Farbcode-Tabelle sind weiterhin Video-Steuercodesignale angegeben, welche die Aus­ gangssignale repräsentieren, die auf den Ausgangsleitungen eines Farbcode-Tabellierfestwertspeichers 130 gemäß den Fig. 9 und 10 erscheinen. Ersichtlich enthält der Steuercode mit 4-Bit ein mit "Aufleuchten" bezeichnetes Bit. Eine Eins in dieser Bit-Position bewirkt, daß das Rot-Signal kontinuierlich intermittierend aufleuchtet, so daß eine Bedienungsperson auf mögliche schwerwiegende Anomalien aufmerksam wird.

Die Farbcodesignale erscheinen in der richtigen Synchroni­ sation mit den Steuersignalen für den Farbfernsehmonitor 65, um ein farbcodiertes Bild des untersuchten Teils einer Rohrwand darzustellen. Beispielsweise repräsentieren in Fig. 11 die vertikalen Teilungen auf der Skala die Umfangs­ inkremente von 1,5° am Umfang eines Rohres und die Horizon­ talteilungen Inkremente von 0,127 cm in Längsrichtung des Rohres, wobei die Inkremente durch die inkrementellen Umfangs- und Horizontal-Wellencodierer 76 und 78 nach Fig. 9 erzeugt werden. Nimmt man an, daß mit 132, 134 und 136 bezeichnete Darstellungen tatsächliche Anomalien in der Wand des Rohres sind, so werden sie auf dem Schirm des Farbfernsehmonitors in der in Fig. 12 dargestellten Weise angezeigt, wobei die Färbung in der Darstellung der ent­ sprechenden Anomalien gemäß den Größen der in den ent­ sprechend liegenden Gitterquadraten nach Fig. 11 festge­ stellten Inspektionssignalen codiert werden. Mit den oben angegebenen Speicherkapazitäten kann die Fernsehdarstel­ lung tatsächlich 65,024 cm eines Rohres anzeigen.

Gemäß Fig. 9 werden die synchronisierten farbcodierten Ausgangssignale des Farbcode-Tabellierfestwertspeichers 130 auch auf einen konventionell erhältlichen Videocodierer 140 gekoppelt, welcher die Farbsignale und die Fernseh- Synchronsignale zur Aufzeichnung auf einem Videorecorder 144 richtig kombiniert. Die farbcodierten Inspektions­ signale können daher für eine spätere Untersuchung und/oder für eine detaillierte Analyse permanent gespeichert werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Er­ findung wird ein Paar von durch die Elektromagneten 18 und 22 gebildeten Magnetpolstücken zur Erzeugung der Quer- Magnetfeldkomponente H_T verwendet. Entsprechend wird zur Abtastung der Rohroberfläche ein Paar von Prüfschuhen 32 und 34 verwendet. Diese Anordnung genügt zur Untersuchung von Rohren mit kleinerem Durchmesser. Für die Untersuchung von Rohren mit größerem Durchmesser kann jedoch ein größerer magnetischer Weg zwischen den magnetischen Polen zur Not­ wendigkeit von größeren Elektromagneten 18 und 22 führen. Da jeder Schuh weiterhin 100% der sehr großen Rohrober­ fläche abdecken muß, kann der Betrag der Axialbewegung des Rohres in gewissem Maße begrenzt sein, wodurch die Wirksamkeit der Vorrichtung begrenzt wird.

Diese Beschränkungen hinsichtlich einer zweipoligen Magnet­ feldquelle zur Erzeugung der Quer-Magnetfeldkomponente können durch Verwendung von vier, sechs, acht oder mehr geradzahligen Magnetpolen vermieden werden, welche winkel­ mäßig beabstandet um das Joch 30 angeordnet sind und in ihrer magnetischen Polarität abwechseln. Bei der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 13 sind beispielsweise vier Elektro­ magneten 162, 164, 166 und 168 in gleichen Winkelabstän­ den um das Joch 30 vorgesehen, wobei deren entsprechende Polflächen benachbart zur Außenfläche des Rohres 10 ange­ ordnet sind. Die Elektromagneten 162 und 164 bilden ebenso wie die entsprechenden Elektromagneten 166 und 168 magne­ tische Nord- bzw. Südpole. Das erste Paar 162, 164 erzeugt eine Quer-Magnetfeldkomponente, welche in einem Quadranten 172 der Rohrwand verläuft, wobei die Flußlinien vom Nord­ pol 162 zum Südpol 164 verlaufen. Eine zweite Quer-Magnet­ feldkomponente wird in einem Quadranten 174 der Rohrwand erzeugt, wobei die Flußlinien vom Nordpol 166 zum Südpol 164 verlaufen. Diese beiden Quer-Magnetfeldkomponenten verlaufen in entgegengesetzten Richtungen in bezug zu­ einander, so daß bei Überlagerung mit der longitudinal ausgerichteten stetigen Magnetfeldkomponente H_L, welche beispielsweise durch die Drahtwicklungs-Elektromagneten 14 und 15 nach Fig. 6 erzeugt wird, erste und zweite wechselseitig senkrechte bzw. orthogonale resultierende Magnetfeldkomponenten in den entsprechenden Quadranten 172 und 174 erzeugt werden. Mit diesen senkrecht ausge­ richteten Feldern in benachbarten Quadranten der Rohrwand ist zwischen den Polstücken 162, 164 und, 166 und dem Rohr lediglich eine relative Rotation von 90° erforderlich, um sicherzustellen, daß die erste resultierende Magnet­ feldkomponente und sodann die senkrecht ausgerichtete Komponente sukzessive durch jeden vorgegebenen inkrementel­ len Bereich der Rohrwand verlaufen. Wie anhand der Fig. 1 und 3 beschrieben wurde, stellen diese senkrechten re­ sultierenden Felder sicher, daß das eine oder das andere oder beide Felder alle in Fig. 1 und 3 dargestellten lang­ gestreckten Anomalien a bis d "sehen".

Die gleichen Überlegungen gelten für Quadranten 176 und 178 der Rohrwand. Zwischen dem magnetischen Nordpol 166 und dem magnetischen Südpol 168 wird eine dritte Quer- Magnetfeldkomponente erzeugt, während zwischen dem mag­ netischen Nordpol 162 und dem magnetischen Südpol 168 eine vierte Quer-Magnetfeldkomponente erzeugt wird. Diese drit­ te und vierte Quer-Magnetfeldkomponente überlagern sich mit der longitudinal gerichteten Magnetfeldkomponente H_L und erzeugen in den Quadranten 176 und 178 des Rohrs entsprechende resultierende Magnetfeldkomponenten, welche senkrecht aufeinander stehen. Diese dritten und vierten senkrecht orientierten resultierenden Magnetfelder sehen ebenfalls alle langgestreckten Anomalien a bis d nach den Fig. 1 und, 3 nach einer Relativdrehung um 90° zwi­ schen den Elektromagneten und der Rohrwand, wie dies oben erläutert wurde.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen braucht jedes Paar von Schuhen, wobei ein Paar in der Ausführungsform nach Fig. 13 als zwei benachbarte Schuhe definiert ist, lediglich 50% der Rohroberfläche zu unter­ suchen, da das andere Paar die restlichen 50% untersuchen kann. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schuhe in einem Paar unabhängig von der Anzahl der Paare von Schuhen den gleichen Bereich des Rohres untersuchen. In der Praxis sind die Überdeckungen der Untersuchung durch die beiden Paare so miteinander verschachtelt, daß durch die beiden Paare eine Abdeckung von 100% sichergestellt ist. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich das Rohr 10 von rechts nach links bewegt und das Joch 30 in Fig. 13 im Gegenuhr­ zeigersinn rotiert, so daß Schuhe 182, 184, 186 und 188 sukzessive durch die 0°-Referenzlage laufen. Es sei wie­ derum angenommen, daß jeder Schuh 32 axial zueinander ausgerichtete Hall-Sonden besitzt, wie dies anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben wurde, wobei dann die Abdeckung durch die entsprechenden Schuhe in der 0°-Lage auf dem Rohr 10 folgendermaßen erfolgt. Der Schuh 182 untersucht 32 inkrementelle Bereiche unmittelbar unter seinen 32 Hall-Sonden. Nach einer Relativdrehung von 90° untersuchen Hall-Sonden 1 bis 16 des zweiten Schuhs 184 die gleichen inkrementellen Bereiche des Rohres, wie dies die Hall- Sonden 17 bis 32 des ersten Schuhs 172 taten. Die Hall- Sonden 17 bis 32 des zweiten Schuhs untersuchen die 16 inkrementellen Bereiche hinter den durch dessen Hall- Sonden 1 bis 16 untersuchten 16 Bereichen. Nach einer wei­ teren Relativdrehung von 90° untersuchen die Hall-Sonden 1 bis 16 des dritten Schuhs 186 die gleichen inkrementellen Bereiche des Rohres, die durch die Hall-Sonden 17 bis 32 des zweiten Schuhs untersucht wurden. Die Hall-Sonden 17 bis 32 des dritten Schuhs untersuchen 16 inkrementelle Bereiche folgend, auf diejenigen Bereiche, die durch dessen erste 16 Hall-Sonden untersucht wurden. Erreicht der vierte Schuh 188 die 0°-Referenzlage, so untersuchen seine Hall- Sonden 1 bis 16 entsprechend die gleichen 16 inkrementellen Bereiche, die durch die Hall-Sonden 17 bis 32 des dritten Schuhs 186 untersucht wurden.

Bei der nächsten Umdrehung des ersten Schuhs 182 in die 0°-Lage untersuchen dessen Hall-Sonden 1 bis 16 die gleichen inkrementellen Bereiche, die durch die Hall-Sonden 17 bis 32 des vierten Schuhs 188 untersucht wurden. Dieser Vor­ gang setzt sich fort, wenn sich das Joch 30 weiter dreht und das Rohr 10 axial weiter bewegt.

Während aller oben erläuterten Operationen erzeugen der inkrementelle Umfangs- und Axialcodierer 76 bzw. 78 nach Fig. 9 weiterhin die inkrementellen Impulse, welche kontinuier­ lich Adressen erzeugen, die mit den Positionen der vier Schuhe und den untersuchten inkrementellen Bereichen gleich­ laufen. Aufgrund der Verwendung von vier Prüfschuhen tasten der Multiplexer 72, der Multiplexer-Steuerzähler 92 und die Schreibsteuerschaltung 93 anstelle der Hall-Sonden der zwei Schuhe gemäß Fig. 9 32 Hall-Sonden in jeden der vier Schuhe. Weiterhin muß der Multiplexer-Steuerzähler 92 mit demjenigen der vier Schuhe gleichlaufen, der in einem vorgegebenen Zeitpunkt getastet wird. Codierte Sig­ nale entsprechend dem getasteten Schuh werden in die Ta­ bellierschaltung 91 eingespeist, um das Ausgangssignal der Vertikal-Schreibadresschaltung 90 geeignet zu codieren, wodurch die Lage des Schuhs festgelegt wird, wenn dieser getastet wird.

Fig. 6 zeigt eine mögliche Ausführungsform zur Erzeugung resultierender Magnetfeldkomponenten, die in einem vor­ gegebenen inkrementellen Bereich senkrecht aufeinander stehen, wobei der senkrechte Zusammenhang nach einer vorgegebenen relativen Drehung zwischen dem Rohr und der Quelle für das Quer-Magnetfeld auftritt. Eine weitere mögliche Ausführungsform zur Erzeugung von senkrecht orientierten Magnetfeldkomponenten in einem inkrementellen Bereich ist in vereinfachter Form in den Fig. 14 und 15 dargestellt. Bei dieser Anordnung ist ein Elektromagnet 202 mittels einer magnetischen Struktur, die durch einen zentralen Bereich 202 und entsprechende Schenkel 212 und 214 gebildet wird, an entsprechende Polstücke 206 und 208 angekoppelt, wobei die Schenkel 212 und 214 mit den Polstücken 208 und 206 in Kontakt stehen. Die Polstücke 206 und 208 sind axial zueinander und an der Oberfläche der Rohrwand durch einen Winkel von 180° winkelmäßig ver­ setzt. Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform tritt das magnetische Flußfeld vom magnetischen Nordpol 206 in die Rohrwand ein, teilt sich auf und verläuft um beide Seiten des Rohres zum magnetischen Südpol 208 in Wegen, deren Projektionen schräg zur Achse des Rohres ver­ laufen. Wird die magnetische Struktur 180° relativ zu der in Fig. 15 dargestellten Stellung gedreht, so ver­ laufen die magnetischen Flußwege vom Nordpol 206 durch die Rohrwand zum Südpol 208 quer zu den Wegen, die vor der Drehung der magnetischen Struktur vorhanden waren. Die Querrichtung der Kreuzung der Flußwege kann durch ge­ eignete Wahl der Abmessung der magnetischen Struktur re­ lativ zur Größe des Rohres rechtwinklig gemacht werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß als Quelle für ein stetiges Magnetfeld bzw. für stetige Magnetfelder anstelle von Elek­ tromagneten auch Dauermagnete verwendet werden können. Darüber hinaus kann das gleiche oben erläuterte Prinzip auch zur zerstörungsfreien Untersuchung von unterirdischen Rohrleitungen verwendet werden, wobei die Vorrichtung in einer Einrichtung angeordnet wird, die durch das durch die Rohrleitung transportierte Produkt durch die Rohrleitung getrieben wird. In einem derartigen Falle werden Mehrfach­ paare von Magnetpolen und Schuhen benachbart zur Rohrlei­ tungswand verwendet. Die Untersuchungseinrichtung kann beispielsweise mittels abgeschrägter Rollen oder Scheiben, welche mit der Rohrwand in Eingriff treten, auf einem schraubenförmigen oder spiralförmigen Weg durch die Rohr­ leitung bewegt werden. Bei einer derartigen Vorrichtung wird eine Farbfernseh-Anzeigeeinrichtung nicht verwendet. Statt dessen werden die Untersuchungssignale auf einem geeigneten Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einem Magnetband oder einer Magnetscheibe, die auf der Unter­ suchungseinrichtung vorgesehen ist, aufgezeichnet. Nach der Entnahme der Untersuchungseinrichtung aus der Rohrleitung wird die Aufzeichnung entnommen und in Verbindung mit einer geeigneten Farbanzeigeeinrichtung verwendet, um die oben beschriebene visuelle Anzeige zu gewinnen.

Ersichtlich verbessert die mehr farbige detaillierte Video­ darstellung der Untersuchungssignale die für eine Bedienungs­ person zur Verfügung stehende Information wesentlich, wo­ bei es sich darüber hinaus um eine bisher nicht zur Ver­ fügung stehende Untersuchungsinformation handelt. Diese Art der Darstellung ist nicht auf eine mit einem magneti­ schen Streufluß arbeitende Untersuchungsvorrichtung be­ schränkt; sie kann vielmehr auch in Verbindung mit anderen Arten von Untersuchungsvorrichtungen, wie beispielsweise Ultraschall, Wirbelstrom-, Magnetometer-, Röntgenstrahl- oder Gammastrahl-Vorrichtungen verwendet werden.

Im folgenden werden die einzelnen funktionellen Merkmale des in Fig. 9 in vereinfachter Form dargestellten Systems näher beschrieben:

Die Fig. 16 bis 21 entsprechen den Schaltungen und den Komponenten entsprechender gedruckter Schaltungen. Beispielsweise entspricht Fig. 16 einer gedruckten Schal­ tung A; Fig. 17 einer gedruckten Schaltung B; usw. bis zu einer gedruckten Schaltung M. In den Zeichnungen sind bestimmte Leitungen lediglich durch Ziffern und weitere Leitungen durch einen Buchstaben und eine Ziffer oder durch Zahlen identifiziert. Die lediglich durch eine Zif­ fer bezeichneten Leitungen sind der entsprechenden ge­ druckten Schaltung zugeordnet, während mit einem Buch­ staben und einer Ziffer bezeichnete Leitungen den gleich­ artig bezifferten Leitungen auf der gedruckten, Schaltung mit dem entsprechenden Buchstaben entsprechen. Beispiels­ weise in der unteren rechten Ecke der gedruckten Schaltung A nach Fig. 16 sind Leitungen 49, 50, 51 und 52 dieser gedruckten Schaltung A auch mit E-56, E-57, E-58 und E-59 bezeichnet. Aus der Darstellung der gedruckten Schaltung E nach Fig. 20 ist ersichtlich, daß Eingangsleitungen A-49, A-50, A-51 und A-52 auf der linken unteren Seite Verbindungen zu Leitungen 56, 57, 58 und 59 auf der ge­ druckten Schaltung E herstellen. Diese Leitungs- und Schaltungsbezeichnung wird zur Beschreibung der Fig. 16 bis 21 verwendet.

In der Schaltung nach Fig. 16 werden die 1,5°-Winkelim­ pulse vom Umfangscodierer 76 auf die Vertikal-Schreib­ adresschaltung 90 gekoppelt, welche zwei 4-Bit-Zähler enthält, die zur Bildung eines 8-Bit-Zählers in Kaskade geschaltet sind. Die Zähler werden jedesmal dann rückge­ setzt, wenn ein 0°-Rücksetzimpuls auftritt, der die 0°-Referenzlage des rotierenden magnetischen Jochs nach den Fig. 5 und 6 anzeigt. Die Zähler zählen bis zu einem Maximum von 240, bevor sie rückgesetzt werden.

Die parallelen Ausgangsleitungen der Vertikal-Schreibadress­ zähler 90 sind an die Tabellierschaltung 91 für die Schuhe 1 und 2 angekoppelt, bei der es sich um einen programmier­ baren 512 × 8-Bit-Festwertspeicher handelt, der die sequen­ tiell auftretenden Adressen von den Zählern speichert. Das codierte Eingangssignal der Schuhe 1 und 2 auf der Leitung 13 addiert oder programmiert eine Zählung von 120 zum Eingangssignal von den Zählern, wenn die Unter­ suchungssignale vom Schuh 2 getastet werden, wie dies oben beschrieben wurde. Das Ausgangssignal der Tabellierschaltung 91 wird auf einem Schreibadressbus 94 zur gedruckten Schal­ tung E ausgekoppelt.

Gemäß Fig. 16 wird die Horizontal-Schreibadresschaltung 98 durch einen 8-Bit-Aufwärts/Abwärts-Zähler 98a, Daten­ puffer 98b sowie einen auf der gedruckten Schaltung E ge­ mäß Fig. 20 befindlichen Addierer 98c gebildet. Ein Eingangs­ anschluß 4 eines monostabilen Impulsgenerators 122 nimmt die Winkelimpulse vom Umfangscodierer 96 auf. Sein Aus­ gangssignal auf einer Leitung 132 wird in Takteingangs­ anschlüsse 9 der Datenpuffer 98b eingekoppelt.

Die inkrementellen Impulse vom Linearcodierer 78 werden in den Aufwärts/Abwärts-Zähler 98a eingekoppelt, bei denen es sich um zwei programmierbare 4-Bit-Zähler des Typs 74LS 191 handelt, welche in Kaskade geschaltet sind. Der Signal­ pegel des Eingangssignals für den Aufwärts/Abwärts-Zähler 98 legt fest, ob der Zähler aufwärts oder abwärts zählt. Der Zähler zählt aufwärts, wenn das Rohr 10 gemäß Fig. 6 in Vorwärtsrichtung durch die Untersuchungsvorrichtung vor­ verschoben wird; er zählt abwärts, wenn die Laufrichtung des Rohres 10 umgekehrt wird, um das Rohr zurückzuführen, was wünschenswert sein kann, wenn die Bedienungsperson einen Abschnitt des Rohres ein zweitesmal genauer untersuchen will.

Das Ausgangssignal des Zählers 98a wird über einen Bus 124 (Leitungen 29 bis 36) in den Leseadressgenerator 114 (siehe auch Fig. 9) eingekoppelt. Die Ausgangsleitungen des Zählers 98a sind weiterhin an die Eingänge der Datenpuffer 98b angekoppelt. Das Ausgangssignal des Zählers 98a wird durch jeden 1,5°-Winkelimpuls, welcher auf der Ausgangsleitung 123 des monostabilen Kreises 122 auftritt, in die Puffer 98b geladen.

Die Ausgangsleitungen 49 bis 56 der Datenpuffer 98b sind mit den Leitungen E-56 bis E-63 in Fig. 20 verbunden, wo­ bei es sich um die Eingangsleitungen des Addierers 98c der Horizontal-Schreibadresschaltung 98 handelt.

Wie auf der linken unteren Seite in Fig. 9 dargestellt ist, sind die 64 Hall-Elemente bzw. Hall-Detektoren jeweils an einen entsprechenden Vorverstärker 70 angekoppelt, deren Ausgänge als entsprechende Eingänge an den Multiplexer 72 mit 64 Kanälen angekoppelt sind. Einzelheiten des Multiple­ xers 72 sind in der gedruckten Schaltung B nach Fig. 17 dar­ gestellt. Der Multiplexer 72 wird durch vier Multiplexer 72a bis 72d mit jeweils 16 Kanälen gebildet. Die Multiple­ xer 72a und 72b nehmen die 32 Ausgangssignale von den ent­ sprechenden Hall-Elementen im Schuh 1 auf, während die Mul­ tiplexer 72c und 72d die Ausgangssignale der 32 Hall-Ele­ mente im Schuh 2 aufnehmen. Jeder der Multiplexer enthält im Effekt 16 adressierbare Schalter, welche durch ein codiertes 4-Bit-Signal an entsprechenden Eingangsanschlüs­ sen A₀, A₁, A₂ und A₃ adressiert werden. Ein Eingangs-Un­ tersuchungssignal auf einer adressierten Eingangsleitung wird auf die einzige Ausgangsleitung 73 gekoppelt. Die codierten 4-Bit-Adressignale werden zum Multiplexer 72 auf dem Bus 74 gekoppelt, wobei es sich um das Ausgangsssignal vom Multiplexer-Steuerzähler 92 und der Schreibsteuerschal­ tung 93 handelt, welche sich auf der gedruckten Schaltung C nach Fig. 18 befinden.

Ein Multiplexer-Freigabesignal auf dem Bus 74 vom Multiple­ xer-Steuerzähler 92 wird in einen 2 : 4-Decoder 79 eingespeist, um einen der Multiplexer 72a, 72b, 72c oder 72d auszuwählen. Ist einer dieser Multiplexer ausgewählt, so werden seine 16 Eingangsleitungen sequentiell getastet und die getasteten Signale auf die Ausgangsleitung 73 gekoppelt. Auf diese Weise werden alle 64 Hall-Elemente der Schuhe 1 und 2 sequentiell getastet. Der Multiplexer 72 wird durch kon­ ventielle Schaltungen gebildet, wobei es sich beispiels­ weise um eine analoge Multiplexer-Schaltung mit 16 Kanälen handeln kann. Der Decoder 79 kann durch einen 1 aus 8-Binär-Codie­ rer gebildet werden.

Die einem Multiplex-Vorgang unterworfenen Analogsignale auf der Ausgangsleitung 73 des Multiplexers 72 gemäß Fig. 17 werden in den Analog-Digital-Wandler 118 eingespeist, bei dem es sich um einen konventionellen mit einer sukzes­ siven Approximation arbeitenden Typ handelt, der ein analoges Eingangssignal in ein digitales 4-Bit-Signal auf dem Ausgangsbus 119 überführt. Der Analog-Digital-Wandler 118 wird durch ein auf der Leitung 15 aufgenommenes Start- Wandlersignal gesteuert. Wenn der Wandlungsprozeß abge­ schlossen ist, wird ein End-Wandlersignal erzeugt. Dieses End-Wandlersignal auf der Leitung 18 wird in einen Eingang C-18 der gedruckten Schaltung C gemäß Fig. 18 eingespeist.

Der Multiplexer-Steuerzähler 92 und die Schreibsteuer­ schaltung 93 auf der gedruckten Schaltung C gemäß Fig. 18 werden durch einen 8-Bit-Zähler 92a und verschiedene wei­ tere Gatter-Logikschaltungen gebildet. Der Zähler 92a zählt auf einer Leitung D-48 eingekoppelte Taktimpulse und erzeugt auf seinem Ausgangsbus 74 Schreibadressignale mit einer Folgefrequenz von 0,5 MHz, welche die Sensoroperation des Multiplexers 72 mit 64 Kanälen und die Speicherung der erfaßten Signale im Zwischenspeicher 120 steuern. Adress­ signale auf dem Bus 74 mit einer höheren Folgefrequenz von etwa 2,0 MHz steuern die Übertragung von Daten vom Zwischenspeicher 120 zum Haupt-Schreib-Lesespeicher 116. Der Adressbus 74 ist weiterhin an die Eingänge E-64 bis E-68 des Addierers 98c auf der gedruckten Schaltung E gemäß Fig. 20, angekoppelt.

Ein D-Flip-Flop 301 nimmt einen Winkel-Tastimpuls auf der Eingangsleitung 123 auf und erzeugt an seinem Q-Ausgang einen Voreinstellimpuls, welcher sowohl den Zähler 92a als auch ein Flip-Flop 300 voreinstellt, wenn das Signal am Q-Ausgang eine 1 ist.

Unter der Annahme, daß der Multiplex-Vorgang gerade be­ ginnt, nachdem ein Winkelimpuls auf der Eingangsleitung 123 empfangen wurde, liegt das Ausgangssignal an Anschlüs­ sen 11 und 12 des zweiten Kreises des Zählers 92a auf einem tiefen Pegel und das Ausgangssignal eines NOR-Gatters 325 auf hohem Pegel. Dieser hohe Pegel wird auf ein NAND- Gatter 326 im oberen mittleren Teil von Fig. 18 gekoppelt und ermöglicht den Durchgang von Lesetaktsignalen mit etwa 2 MHz durch das Gatter. Diese Signale werden auf die Lei­ tung B-15 nach Fig. 17 am Eingang des Analog-Digital-Wand­ lers 118 gekoppelt. Die Impulse werden durch vier geteilt und bewirken die Erzeugung von umgewandelten Digitaldaten­ signalen auf dem Ausgangsbus 119. Am Ende der Umwandlung der 4-Bit-Teilwörter vom Analog-Digital-Wandler 118 wird das End-Wandlersignal auf der Leitung 18 erzeugt. Dieses Signal mit einer Folgefrequenz von 0,5 MHz wird auf die Leitung C-18 gemäß Fig. 18 und den Dateneingang des D-Flip- Flops 300 gekoppelt. Der nächstfolgende Takteingangsimpuls, ein durch zwei geteilter Lesetaktimpuls wird durch das Flip-Flop 300 getaktet und bewirkt, daß der Q-Ausgang einen hohen Pegel annimmt,. Dieser hohe Pegel wird auf einen Ein­ gang des NAND-Gatters 302 gekoppelt, während ein auf einen hohen Pegel invertierter tiefer Pegel vom Anschluß 12 des zweiten Zählers auf den Eingang des NAND-Gatters ge­ koppelt wird. Dessen Ausgang nimmt einen tiefen Pegel an und bewirkt die Erzeugung eines hohen Pegels am Ausgang des NAND-Gatters 303. Dieser hohe Pegel wird auf den Anschluß 10 des ersten Zählers gekoppelt und schaltet diesen damit wirksam. Der nächste Taktimpuls am Anschluß 2 des Zählers addiert einen Zählwert von eins in den Zähler. Wenn der End-Wandlerimpuls endet, nimmt der Q-Ausgang des Flip- Flops einen tiefen Pegel an, so daß über die NAND-Gatter 302 bis 304 am Anschluß 10 des ersten Zählers ein Signal mit tiefem Pegel erzeugt wird. Der Zähler zählt daher keine Taktimpulse mehr, welche mit einer Folgefrequenz von 2,0 MHz auftreten.

Der vorstehend erläuterte Vorgang wird wiederholt, wenn das nächste End-Wandlersignal in den D-Eingang des Flip-Flops 300 eingekoppelt wird. Aufgrund dessen zählt der Zähler 92a während des Multiplexvorgangs, in dem die 64 Hall- Elemente getastet werden, mit einer Folgefrequenz von 0,5 MHz.

Das Ausgangssignal des Zählers 92a wird über den Adress­ bus 74 in den Zwischen-Schreib-Lesespeicher 130 angekop­ pelt, um die Digitaldaten auf dem Datenbus 119 in den adressierten Speicherplätzen zu speichern.

Nachdem 64 Multiplex-Tastungen erfolgt sind, nimmt das Ausgangssignal am Anschluß 12 des zweiten Kreises des Zählers 92a einen hohen Pegel an. Dieser hohe Pegel wird über das NOR-Gatter 325 gekoppelt und erscheint als tiefer Pegel am Eingang eines NAND-Gatters 326 im oberen Teil von Fig. 18, wodurch der Durchgang des durch zwei geteilten Taktimpulses durch dieses Gatter abgeschaltet wird.

Der hohe Pegel am Anschluß 12 des zweiten Zählerkreises wird weiterhin auf das NAND-Gatter 304 im oberen linken Teil dieser Figur gekoppelt, um zusammengesetzte Austast­ signale durchzulassen. Dieses Signal mit hohem Pegel wird invertiert und in das NAND-Gatter 302 eingekoppelt. Das weitere Eingangssignal des NAND-Gatters 302 hat ebenfalls einen tiefen Pegel, da der Q-Ausgang des Flip-Flops 300 auf tiefem Pegel liegt. Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 302 hat daher einen hohen Pegel, so daß das NAND-Gatter 303 zusammengesetzte Signale vom NAND-Gatter 304 durchläßt. Dies sind Impulse relativ langer Dauer mit einer Folge­ frequenz von etwa 15,75 kHz, welche bei Einspeisung in den Anschluß 10 des ersten Kreises des Zählers 92a be­ wirken, daß der Zähler Takteingangsimpulse am Anschluß 2 zählt, welche mit einer Folgefrequenz von 2,0 MHz auf­ treten. Die unteren Stufen des Zählers 92a beginnen daher wieder aufwärts zu zählen.

Das Ausgangssignal mit hohem Pegel des NAND-Gatters 304 wird weiterhin auf die Ausgangsleitung 95 gekoppelt und dient als Leseimpuls, um im Zwischen-Schreib-Lesespeicher 120 gespeicherte Signale über den Bus 121 in den Haupt- Speicher 116 auszulesen.

Während dieser Leseoperation läßt das NAND-Gatter 326 Takt­ impulse mit einer Folgefrequenz von 2 MHz durch, um die Auslesung des Zwischen-Speichers 120 mit einer Folgefrequenz von 2,0 MHz wirksam zu schalten.

Während dieser Ausleseoperation dienen die Ausgangssignale des Flip-Flops 300, welche auf die Leitungen B-16 und B-44 der gedruckten Schaltung B gemäß Fig. 17 gekoppelt werden, als Abschaltsignale zur Abschaltung des Decoders 79 bzw. des Analog-Digital-Wandlers 118.

Am Ende des zusammengesetzten Austastsignals wird der Zähler 92a durch einen tiefen Pegel an seinem Anschluß 10 abge­ schaltet. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 300 führt einen tiefen Pegel, da ein Löschsignal vom NOR-Gatter 325 in seinen Löscheingang eingespeist wird. Beim nächsten Auf­ treten eines zusammengesetzten Austastimpulses wird der Zähler 92a erneut am Anschluß 10 wirksam geschaltet und zählt weiter. Wenn schließlich (nach vier Horizontal- Austastimpulsen oder einem Vertikal-Austastimpuls) ein Zählwert von 64 erreicht wird, nimmt der Anschluß 12 des zweiten Zählerkreises einen tiefen Pegel und der An­ schluß 11 einen hohen Pegel an. Die logische Schaltung im oberen linken Teil von Fig. 18 kehrt den Zustand um und hält den Zähler 92a abgeschaltet. Da der Anschluß 11 nun einen hohen Pegel führt, liegt der Ausgang des NOR- Gatters 325 weiterhin auf einem tiefen Pegel, um das Flip- Flop 300 in seinem gelöschten Zustand zu halten, in 13277 00070 552 001000280000000200012000285911316600040 0002003217256 00004 13158dem der Q-Ausgang auf tiefem Pegel liegt. Der Zähler verbleibt in seinem Zustand, bis der nächste 1,5°-Winkelimpuls auf seiner Eingangsleitung 123 auftritt und das Flip-Flop 301 aktiviert, das seinerseits den Zähler 92a und das Flip- Flop 300 rücksetzt. Die Schaltung ist nun in einem Schreib­ zustand, wobei die Multiplexoperation beginnt, wie dies oben beschrieben wurde.

Der im linken Teil von Fig. 19B dargestellte Leseadress­ generator 114 wird durch zwei vorsetzbare Horizontal- Adresszähler 320 sowie zwei vorsetzbare Vertikal-Adress­ zähler 322 gebildet. Die Eingangssignale auf Leitungen 29 bis 36 der Horizontal-Adresszähler 320 sind über den Daten­ bus 124 mit dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 98a des Horizontal- Schreibadresszählers 98 gemäß Fig. 16 verbunden. Die Adres­ se der Hall-Sonde mit der Nr. 1 des entsprechenden Schuhs wird jedesmal dann in den Horizontal-Adresszähler 320 ge­ laden, wenn ein zusammengesetztes Austastsignal in die Anschlüsse 9 der beiden Zählerkreise eingekoppelt wird. Der Horizontal-Adresszähler 320 beginnt sodann Haupt-Takt­ impulse mit einer Folgefrequenz von 4,09 MHz zu zählen. Dies bedeutet hinsichtlich der Auslesung von Daten aus dem Haupt-Schreib-Lesespeicher 116, daß vom Zeitpunkt des Auftretens jedes zusammengesetzten Austastsignals an die der Hall-Sonde 1 des Schuhs 1 entsprechenden Da­ ten aus dem Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 ausgelesen wer­ den und sodann die Horizontal-Adresse jedes aufeinander­ folgenden benachbarten linear ausgerichteten inkrementel­ len Bereiches aus dem Haupt-Speicher ausgelesen wird, bis der Zähler nach dem Zählen eines Wertes von 220 rück­ gesetzt wird. Auf diese Weise beginnt die Fernsehanzeige immer mit der laufenden Lage der ersten Hall-Sonde im Schuh 1, wobei sukzessive bis zu 220 benachbarte inkremen­ telle Bereiche angezeigt werden, welche horizontal zueinan­ der ausgerichtet sind. Der Zählwert von 220 stellt die­ jenige Zählung im Horizontal-Adresszähler 320 dar, bevor dieser durch ein zusammengesetztes Austastsignal rückge­ setzt wird.

Wird die Bewegungsrichtung des Rohres durch die Untersuchungs­ vorrichtung umgekehrt, so zählt der Aufwärts/Abwärts-Zäh­ ler 98a in der Horizontal-Schreibadresschaltung 98 ab­ wärts, so daß die linearen Adressen zurückgewonnen werden, wenn sich das Rohr weiter in Rückwärtsrichtung bewegt. Diese zurückgewonnenen Adressen sind die Adressen, die an­ fänglich in die Horizontal-Adresszähler 320 gemäß Fig. 19B jedesmal dann geladen wurden, wenn ein zusammengesetztes Austastsignal im Fernsehkamera-Synchrongenerator 108 ge­ mäß Fig. 19A auftritt. Aufgrund dieser Funktion folgt die Fernsehanzeige immer der Bewegung des Rohres relativ zur Untersuchungsvorrichtung.

Der Vertikal-Adresszähler 322 im Lese-Adressgenerator 114 zählt als Funktion der Horizontaltreiberimpulse vom Fern­ sehkamera-Synchrongenerator 108 aufwärts und wird als Funktion jedes Vertikaltreiberimpulses vom Synchrongenerator 108 rückgesetzt.

Die Ausgangssignale des Horizontal-Adresszählers 320 und des Vertikal-Adresszählers 322 werden über einen Lese­ adressbus 330 in die Lese/Schreib-Busauswahlschaltung 96 gemäß Fig. 20 eingekoppelt. Die Zähler im Lese­ adressgenerator 140 können beispielsweise Zähler des Typs 74LS161 sein.

Die Lese/Schreib-Busauswahlschaltung 96 befindet sich auf der gedruckten Schaltung E gemäß Fig. 20 und enthält vier von zwei Leitungen auf eine Leitung schaltende Multi­ plexer 331, 332, 333 und 334 sowie einen 1 aus 8-Decoder 336. Die Eingänge für die Lese/Schreib-Busauswahlschal­ tung 96 kommen von der linken Seite dieser Figur und werden durch die Leseadresscodes auf dem Bus 330, die Vertikal- Schreibadresscodes auf dem Bus 94 und die Horizontal- Schreibadresscodes auf dem Bus 100 gebildet. Wie oben ausgeführt, bildet der Bus 100 den Ausgang des Addierers 98c, welcher Teil der Horizontal-Schreibadresschaltung 98 gemäß Fig. 9 ist. Die Multiplexer 331 bis 334 arbeiten als Funktion eines Tast-Lese/Schreibsignales auf der Leitung 95, um entweder eine Lese-Eingangsadresse oder eine Schreib- Eingangsadresse auszuwählen, welche auf den Eingang ge­ koppelt wird. Die ausgewählte Eingangsadresse wird auf die entsprechenden vier Ausgangsleitungen jedes Multiple­ xers 331 bis 334 gekoppelt.

Der Decoder 336 empfängt ein codiertes Eingangssignal vom Multiplexer 331 und wählt als Funktion dessen eine seiner acht Ausgangsleitungen aus. Die ausgewählten Ausgangslei­ tungen sind im Effekt Auswahlleitungen zur Auswahl einer der acht integrierten Schaltungen F bis M, welche den Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 bilden. Die Ausgänge der Multiplexer 332, 3,33, 334 sind an entsprechende Leitungen angekoppelt, welche durch die Zahlen für jede der acht Speicherschaltungen F bis M bezeichnet sind. Der Ausgang des Decoders 336 wählt daher die Speicherschaltung aus, wobei die Ausgangsleitungen 36 bis 47 der Multiplexer 332 bis 334 die entsprechenden Eingangsleitungen der aus­ gewählten Speicherschaltung erregen.

Der Decoder 336 kann von einem Binär-Decoder gebildet werden.

Der Haupt-Schreib-Lesespeicher 116 wird durch acht gedruck­ te Schaltungen F bis M gemäß den Fig. 21A und 21B gebildet. Die acht Speicherschaltungen F bis M bilden einen Speicher mit 64 K × 4 Bit für jeden Prüfschuh. Wie die Fig. 21A und 21B zeigen, besitzt jede Speicherschaltung acht Schreib- Lesespeicher 351 mit 1024 × 4 Bit für den Prüfschuh 1 und acht Schreib-Lesespeicher 352 mit 1024 × 4 Bit für den Prüfschuh 2. Jede Speicherschaltung enthält weiterhin einen 1 aus 8-Binär-Decoder 354, Pufferschaltungen 362, 364, 366 und 368 sowie eine zugehörige Gatter-Logik. Da die acht Speicherschaltungen identisch sind, ist zur Erläu­ terung lediglich eine Speicherschaltung dargestellt. Wie oben ausgeführt wurde, wird die auszuwählende Speicher­ schaltung F bis M durch den Decoder 336 der Lese/Schreib- Busauswahlschaltung 96 gemäß Fig. 20 adressiert. Die co­ dierten Schaltungsauswahlsignale werden über den Bus 64 auf der linken Seite der Fig. 21A und 21B eingekoppelt.

Der 1 aus 8-Decoder 354 empfängt über den Bus 64 ein co­ diertes Signal mit 3 Bit von der Lese/Schreib-Busauswahl­ schaltung 96 gemäß Fig. 20. Dieses codierte Eingangssignal wird decodiert, um eine der acht Ausgangsleitungen des Decoders 354 auszuwählen. Die ausgewählte Ausgangslei­ tung des Decoders 354 wählt ihrerseits ein entsprechendes Paar der acht Paare von Schreib/Lese-Speichern 351 und 352 für den Schuh 1 und den Schuh 2 aus. Beispielsweise wird gemäß Fig. 21A ein Paar von in einem gestrichelten Rechteck eingefaßten Schreib-Lesespeicher 370 durch das Ausgangs­ signal am Anschluß 15 des Decoders 354 ausgewählt.

Der Adreßplatz in jedem Schreib-Lesespeicher 351 und 352 wird durch codierte Adreßsignale auf dem Adreßbus 64 ausgewählt, welcher den Ausgang der Schreib/Lese-Busaus­ wahlsschaltung 96 gemäß Fig. 20 darstellt.

Die Eingangsdaten für die Paare von Schreib-Lesespeichern 351 und 352 werden auf dem Schreibdatenbus 121 vom Zwischen­ speicher 120 gemäß Fig. 18 in den Haupt-Schreib-Lesespei­ cher 116 eingekoppelt. Der Bus 121 (oberer linker Teil von Fig. 21A) ist an Puffern 362 und 364 angekoppelt, welche in Abhängigkeit davon angesteuert werden, ob Daten vom Schuh 1 oder vom Schuh 2 auf dem Schreibdatenbus 121 empfangen werden. Das bedeutet, daß der Puffer 362 oder der Puffer 364 durch eine entsprechende Gatterschaltung 374 oder 376 ausgewählt wird, welche ihrerseits als Funk­ tion von Schreibfreigabesignalen WE1 oder WE2 betätigt werden, die in der gedruckten Schaltung C nach Fig. 18 erzeugt und im linken Teil von Fig. 24A in die Speicher­ schaltung eingekoppelt werden. Die Schreib-Lesespeicher 351 und 352 speichern eine Vielzahl von 4-Bit-Teilwörtern, welche den durch die Hall-Elemente im Schuh 1 und im Schuh 2 festgestellten Untersuchungssignalen entsprechen, wenn zwei Hall-Elemente den gleichen inkrementellen Bereich von Rohroberflächen untersuchen.

Die aus den Paaren von Schreib-Lesespeichern 351 und 352 ausgelesenen Daten werden auf den Bus 308 ausgekoppelt und in den Farbcode-Tabellierfestwertspeicher 130 gemäß Fig. 19B eingespeist.

Der Farbcode-Tabellierfestwertspeicher 130 befindet sich auf der gedruckten Schaltung D gemäß Fig. 19B. Im Haupt- Schreib-Lesespeicher gespeicherte Daten werden über den Bus 308 in Puffer 306 mit der Lese-Taktfolgefrequenz von 4,09 MHz übertragen. Die Daten auf dem Bus 308 sind die beiden 4-Bit-Teilwörter der anhand von Fig. 10 beschrie­ benen Art, wobei diese Teilwörter den Größen der beiden Untersuchungssignale entsprechen, welche durch die Schu­ he 1 und 2 im gleichen inkrementellen Bereich des Rohres 10 festgestellt wurden. Diese beiden Teilwörter kom­ men von einem adressierten Paar von Schreib-Lese-Speichern 351 und 352 in Fig. 21A. Das Ausgangssignal der Puffer 306 wird in einen programmierbaren Festwertspeicher 305 einge­ koppelt und in eine Stelle mit dem identischen Code adres­ siert. Gemäß der in der Farbcode-Tabelle dargestellten Zusammenhänge wird mindestens eine der Blau/Grün- und/oder Rot-Ausgangsleitungen erregt, um eine entsprechende Kanone bzw. Kanonen im Farbfernsehmonitor 65 gemäß Fig. 9 zu er­ regen.

Aus der oben erläuterten Farbcode-Tabelle ist ersichtlich, daß ein aufleuchtendes Signal angezeigt wird, wenn die Farbe Rot anzuzeigen ist. Die Rot-Anzeige dient zur Kenn­ zeichnung der schwerwiegendsten Anomalien, wobei diese Farbe Rot intermitierend aufleuchtet, um genauer sicher­ zustellen, daß eine Bedienungsperson das Vorhandensein von schwerwiegenden Anomalien wahrnimmt. In Fig. 19B lie­ fert ein niederfrequenter Oszillator 67 ein oszillierendes Signal zum NOR-Gatter 314. Die andere Eingangsleitung 316 des NOR-Gatters führt ein Freigabesignal, aufgrund dessen das NOR-Gatter 314 das oszillierende Signal durchläßt, wo­ durch das NAND-Gatter 320 ein- und ausgeschaltet und das Rot-Signal moduliert wird, das über die Leitung 318 in das NOR-Gatter 314 eingekoppelt wird.

Der Videomonitor 65 gemäß Fig. 9 ist an die Rot-, Grün- und Blau-Ausgangsleitungen des Farbcode-Tabellierfestwert­ speichers 130 angekoppelt. Der Farbmonitor 65 nimmt wei­ terhin die konventionellen Zeittakt- und Synchronsignale vom Fernseh-Synchrongenerator 108 auf.

In der dargestellten Weise ergeben sich verbesserte Un­ tersuchungsergebnisse durch Untersuchung jedes inkrementel­ len Bereiches des Rohrs mit senkrecht zueinander ausge­ richteten Magnetfeldern durch Kombination der Größen der beiden von jedem inkrementellen Bereich aufgenommenen Inspektionssignale. Diese kombinierten Signale werden so­ dann als Funktion der Größe farbcodiert und zur Darstellung der Farbe jedes inkrementellen Bereiches angezeigt. Es wird nicht nur eine größere Genauigkeit bei der tatsäch­ lichen Feststellung von Anomalien in einer Rohrwand er­ reicht; diese festgestellten Anomalien werden darüber hinaus auch mit größerer Genauigkeit und einem größeren Bedeutungsinhalt angezeigt, als dies bisher möglich war.

In den Fig. 16 bis 21 sind die integrierten Schaltkreise durch ihre Bezeichnungsziffern bzw. Zahlen direkt in den Zeichnungen identifiziert.

Claims (17)

1. Verfahren zur zerstörungsfreien Untersuchung eines Ele­ mentes (10) aus magnetischem Material, insbesondere eines langgestreckten rohrförmigen Elementes aus magnetischem Material, bei dem
in einem vorgegebenen inkrementellen Bereich (x) des Elementes (10) in einer Richtung eine erste und in einer dazu quer verlaufenden Richtung eine zweite stetige Magnetfeldkomponente (H_T, H_L) erzeugt werden,
die Größe der Magnetfeldkomponenten (H_T, H_L) an der Oberfläche im inkrementellen Bereich (x) festgestellt und als Funktion dessen ein erstes und zweites Signal er­ zeugt werden, und
aus den Signalen eine Darstellung von deren Größe erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste stetige Magnetfeldkomponente (H_T1) zunächst in einer ersten Zeitperiode in einer ersten Richtung im inkrementellen Bereich (x) des Elementes (10) erzeugt und über die Feststellung von deren Größe ein erstes In­ spektionssignal erzeugt wird,
die erste stetige Magnetfeldkomponente (H_{T 2}) sodann in einer zweiten Zeitperiode im inkrementellen Bereich (x) des Elementes (10) bei gleichbleibender Richtung der zweiten stetigen Magnetfeldkomponente (H_L) in einer zweiten zur ersten entgegengesetzten Richtung erzeugt und über die Feststellung von deren Größe ein zweites Inspek­ tionssignal erzeugt wird, und
die Inspektionssignale kombiniert und aus ihnen eine An­ zeige und/oder Aufzeichnung erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination der Größen des ersten und zweiten Inspek­ tionssignals folgende Schritte umfaßt:
Speicherung des ersten Inspektionssignals während der er­ sten Zeitperiode,
Speicherung des zweiten Inspektionssignals während der zweiten Zeitperiode
und Verarbeitung der gespeicherten Inspektionssignale zur Erzeugung einer Anzeige und/oder Aufzeichnung dieser Sig­ nale, welche die Größe der kombinierten Inspektionssig­ nale repräsentiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Magnetfeldkomponente (H_T1) in der ersten Zeit­ periode im Element (10) mittels eines Magnetfeldgenerators (18, 20, 22, 24) mit wenigstens zwei Magnetpolen (18, 22) erzeugt wird, deren Positionen relativ zum inkrementellen Bereich (x) veränderbar sind, und die Positionen der beiden Magnetpole (18, 22) relativ zum inkrementellen Bereich (x) zwecks Erzeugung der ersten stetigen Magnetfeldkomponente (H_{T 2}) in der zweiten Zeitperiode geändert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während der ersten und zweiten Zeitpe­ riode Adreßsignale erzeugt werden, welche die Lage des inkrementellen Bereiches (x) des Elementes (10) reprä­ sentieren und daß die Adreßsignale mit den kombinierten Inspektionssignalen angezeigt und/oder aufgezeichnet werden, um eine Anzeige der Lage des inkrementellen Be­ reiches (x) auf dem Element (10) sowie eine Anzeige der Größe der im inkrementellen Bereich (x) festgestellten kombinierten Inspektionssignale zu erzeugen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzeige folgende Schritte umfaßt:
Erzeugung von Farbsignalen als Funktion der kombinierten Inspektionssignale, wobei wenigstens drei unterschiedli­ che Bereiche von Größen der Inspektionssignale drei un­ terschiedlichen Farbsignalen entsprechen
und Ankopplung der Farbsignale und der Adreßsignale an eine Farbanzeigeeinrichtung (65) mit wenigstens drei unterschiedlichen Farbanzeigemöglichkeiten, wodurch die kombinierten Inspektionssignale in ihren Größen entspre­ chenden Farben angezeigt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzeige folgende Schritte umfaßt:
Erzeugung von Farbsignalen als Funktion der zusammenge­ setzten Signale, wobei wenigstens drei unterschiedliche Bereiche von Größen der zusammengesetzten Signale drei unterschiedlichen Farbsignalen entsprechen und Ankopplung der Farbsignale und der Adreßsignale an die Farbanzeige­ einrichtung (65) mit wenigstens drei Farbanzeigemöglich­ keiten, wodurch die zusammengesetzten Signale in Farben entsprechend ihren relativen Größen angezeigt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Größen des ersten und zweiten Signals zur Erzeugung eines resultierenden Signals, dessen Größe gleich der Summe der kombinierten Signale ist, kombiniert werden und daß als Funktion des resul­ tierenden Signals eine Darstellung der Lage des inkremen­ teilen Bereiches (x) auf dem Element (10) und der Größe des resultierenden Signals erzeugt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Funktion der die Stelle des inkre­ menteilen Bereiches (x) auf dem rohrförmigen Element (10) repräsentierenden Adreßsignale und der kombinierten In­ spektionssignale eine Anzeige und/oder Aufzeichnung er­ zeugt wird, welche die Lage des inkrementellen Bereiches (x) auf dem rohrförmigen Element (10) angibt und eine Darstellung der kombinierten Größen der Inspektionssig­ nale an der aufgezeichneten Stelle des inkrementellen Bereiches (x) liefert.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste stetige Magnetfeldkomponente (H_T1 bzw. H_{T 2}) in der Wand des rohrförmigen Elementes (10) durch einen rotierenden Magnetfeldgenerator (18, 20, 22, 24) erzeugt wird, welcher in der ersten Zeitperiode in einer ersten Umfangsstellung relativ zum rohrförmigen Element (10) steht und während der zweiten Zeitperiode aus der ersten Umfangsstellung in eine zweite Umfangs­ stellung gedreht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite stetige Magnetfeldkomponente (H_L) in Achsrichtung im Bereich der Wand des rohrförmigen Elementes (10) erzeugt wird, in dem die erste stetige quergerichtete Magnetfeldkomponente (H_T1 bzw. H_{T 2}) vorhanden ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
zwischen dem zu untersuchenden Element (10) und einer Einrichtung (32, 34) zur Untersuchung von Anomalitäten eine Relativbewegung erzeugt wird, wobei die Untersu­ chungseinrichtung (32, 34) benachbart zur Oberfläche des Elementes (10) angeordnet ist und eine Folge von elektri­ schen Inspektionssignalen erzeugt wird, deren Größe ein Maß für eine Charakteristik einer entsprechenden Folge von zusammenhängenden inkrementellen Bereichen (x) des Elementes (10) ist,
gleichzeitig Adreßsignale entsprechend den Positionen der Folge von inkrementellen Bereichen (x) erzeugt werden, wenn die Untersuchungseinrichtung (32, 34) sich im Be­ reich der Folge von inkrementellen Bereichen (x) befin­ det,
die Folge von Inspektionssignalen in entsprechenden Spei­ cherplätzen gespeichert wird, welche in einem Speicher (116) durch entsprechende Speichersignale definiert sind, die den entsprechenden inkrementellen Bereichen (x) auf dem Element (10) entsprechen, von denen die Folge von In­ spektionssignalen ausgeht, die im Speicher (116) gespei­ cherten Inspektionssignale ausgelesen und die Größen der gelesenen Inspektionssignale in farbcodierte Signale überführt werden, in denen vorgegebene unterschiedliche Codes der farbcodierten Signale entsprechende unter­ schiedliche Bereiche von Größen der Inspektionssignale repräsentieren
und den farbcodierten Signalen entsprechende Signale auf der Farbanzeigeeinrichtung (65) an Stellen angezeigt werden, die den Stellen der Folge von inkrementellen Bereichen (x) entsprechen, wodurch eine farbcodierte bildliche Darstellung der Lage und der Größe der Cha­ rakteristik von inkrementellen (Bereichen (x) auf dem Element (10) gewonnen wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit
einer ersten Einrichtung (18, 20, 22, 24) zur Erzeugung der ersten stetigen Magnetfeldkomponente (H_T1 bzw. H_{T 2}) in dem inkrementellen Bereich (x),
einer zweiten Einrichtung (14, 15, 16, 16′) zur Erzeugung der zweiten stetigen Magnetfeldkomponente (H_L) in dem inkremen­ tellen Bereich (x),
einer ersten und zweiten Einrichtung (32, 34) zur Feststel­ lung des ersten und zweiten Inspektionssignals, und einer Anordnung zur Darstellung der Größe der Inspektions­ signale,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Einrichtung (18, 20, 22, 24) relativ zum Element (10) derart drehbar angeordnet ist, daß die erste stetige Magnet­ feldkomponente (H_T1 bzw. H_T2) in den beiden Zeitperioden in den entgegengesetzten Richtungen erzeugbar ist,
die zweite Einrichtung (14, 15, 16, 16′) relativ zum Element (10) stationär angeordnet ist, so daß die zweite Magnetfeldkomponente (H_L) in beiden Zeitperioden in gleichbleibender Richtung erzeug­ bar ist, und
eine Kombinationsschaltung (72) zur Kombination der Inspektions­ signale sowie eine Anordnung (65, 144) zur Anzeige und/oder Auf­ zeichnung von Signalen entsprechend den kombinierten Inspektions­ signalen zwecks Anzeige von deren Größe vorgesehen sind.

13. Vorrichtung-nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Schaltung (in Fig. 9) zur Erzeugung von die Lage des inkrementellen Bereichs (x) auf dem Element (10) während der Feststellung der ersten und zweiten Magnetfeldkompo­ nente (H_T1 bzw. H_{T 2}, H_L) repräsentierenden Adreßsignalen und durch eine Schaltung (in Fig. 9) zur Erzeugung einer Darstellung der Lage des inkrementellen Bereiches (x) auf dem Element (10) und der Größe der in diesem Bereich (x) festgestellten kombinierten Signale als Funktion der kom­ binierten Signale und der Adreßsignale.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und/oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltung (72) zur Kombination der Größen des ersten und zweiten Inspektionssignals folgen­ de Komponenten enthält:
einen Speicher zur Speicherung des ersten Inspektionssig­ nals während der ersten Zeitperiode,
einen Speicher zur Speicherung des zweiten Inspektions­ signals während der zweiten Zeitperiode
und eine Schaltung zur Verarbeitung der gespeicherten Inspektionssignale zwecks Erzeugung der kombinierten In­ spektionssignale zur Anzeige und/oder Aufzeichnung, wel­ che die Größe der kombinierten Signale repräsentieren.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 für die Untersuchung eines langgestreckten rohrförmigen Ele­ mentes, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30, 38, 42, 44, 48) zur Erzeugung einer relativen Longitudinal- und Umfangsbewegung zwischen dem rohrförmigen Element (10) und den beiden Einrichtungen (32, 34) zur Feststellung der entsprechenden Magnetfeld­ komponenten (H_T1 bzw. H_{T 2}, H_L) und den Einrichtungen (14, 15, 16; 18, 20, 22, 24) zur Erzeugung der beiden Magnet­ feldkomponenten (H_T1 bzw. H_{T 2}, H_L), wobei die die Rela­ tivbewegung erzeugende Einrichtung und die die Magnet­ feldkomponenten feststellende Einrichtung so ausgebildet und betrieben sind, daß jede der die Magnetfeldkompo­ nenten feststellenden Einrichtungen die gleichen zusam­ menhängenden inkrementellen Bereiche (x) des rohrför­ migen Elementes (10) abdecken.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (32, 34) zur Fest­ stellung einer Magnetfeldkomponente eine Vielzahl von eng benachbarten Magnetflußsensoren enthält, welche parallel zur Achse des rohrförmigen Elementes (10) ausgerichtet sind, daß eine Schaltung (in Fig. 9) zur sequentiellen Abtastung des Ausgangssignals jedes der Sensoren zur Feststellung der Magnetflußkomponenten vorgesehen ist, daß die Schaltung (Fig. 9) zur Erzeugung der Adreßsig­ nale synchron mit der Tastung der Sensoren arbeitet, um ein entsprechendes Adreßsignal zu erzeugen, das der Lage jedes der Sensoren auf dem Element (10) entspricht, wenn das Sensorelement abgetastet wird, und daß die Schaltung (in Fig. 9) zur Erzeugung der Adreßsignaie derart auf die Speicher (in Fig. 9) zur Speicherung der Inspektionssig­ nale wirkt, daß die Inspektionssignale in Adreßplätzen entsprechend den inkrementellen Bereichen (x) auf dem Element (10), von denen die Signale ausgehen, gespeichert werden.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die inkrementellen Bereiche Abmes­ sungen besitzen, die in der Größenordnung von 0,254 cm in Richtung der Länge des rohrförmigen Elementes (10) und 1,5° am Umfang des Elementes liegen.