DE3438658C1

DE3438658C1 - Arrangement of Hall generators

Info

Publication number: DE3438658C1
Application number: DE3438658A
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing.(grad.) 6455 Erlensee Diehl; Gerhard Dr.-Ing. 8752 Laufach Hüschelrath
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1984-10-22
Filing date: 1984-10-22
Publication date: 1986-03-20
Also published as: FR2572186B1; FR2572186A1; GB2166245A; GB8525969D0; JPS61101086A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von vorzugsweise sternförmig um ein Werkstück gruppierte Hallgeneratoren zur Bestimmung von magnetischem Streufluß.The invention relates to an arrangement of preferably grouped in a star shape around a workpiece Hall generators for the determination of magnetic leakage flux.

Wird ein magnetischer Körper von magnetischen Kraftlinien durchsetzt, so ändert sich der magnetische Widerstand im Bereich von Störstellen. Dadurch bedingt wird ein Teil der Kraftlinien aus der ursprünglichen Richtung abgelenkt und tritt in der Umgebung der Störstelle aus der Werkstückoberfläche in den Luftraum aus. Diese als magnetischer Streufluß bezeichnete Erscheinung ermöglicht die Bestimmung von Fehlstellen im Oberflächenbereich. Das magnetische Feld, das zur Bildung des Streufeldes an Materialinhomogenitäten erforderlich ist, kann zum Beispiel dadurch gewonnen werden, daß das zu überprüfende vorzugsweise rohrförmige Werkstück von einem Magneten wie Elektromagneten transversal durch zwei an gegenüberliegenden Stellen angeordneten Polschuhen magnetisiert wird. Der Nachweis des magnetischen Streuflusses selbst kann zum Beispiel durch Hallgeneratoren und mit einer Vorrichtung erfolgen, wie sie der EP 0 073 017 zu entnehmen ist.If a magnetic body is penetrated by magnetic lines of force, the magnetic one changes Resistance in the area of imperfections. As a result, some of the lines of force are removed from the original one Direction deflected and occurs in the vicinity of the defect from the workpiece surface into the air space the end. This phenomenon, known as magnetic leakage flux, enables defects to be determined in the surface area. The magnetic field that creates the stray field at material inhomogeneities is required, can be obtained, for example, that the to be checked preferably tubular workpiece from a magnet like electromagnet transversely through two at opposite one another Places arranged pole pieces is magnetized. Evidence of the magnetic leakage flux itself can be done, for example, by means of Hall generators and with a device such as that described in EP 0 073 017 can be found.

Um eine genaue Auskunft über Lage, Größe und Form des Fehlers zu erzielen, muß das Streufeld möglichst punktförmig und im geringen Abstand von derIn order to obtain precise information about the position, size and shape of the defect, the stray field must be as large as possible punctiform and at a short distance from the

Werkstückoberfläche abgetastet werden.Workpiece surface are scanned.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung von Hallgeneratoren zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, eine genaue Streufeldmessung durchzuführen, wobei auch schmale Fehler sicher zu erfassen und zu bewerten sein sollen.The object of the present invention is to provide an arrangement of Hall generators, which makes it possible to carry out a precise stray field measurement, with even narrow defects being reliably detected and should be evaluated.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Hallgenerator in einer Aussparung eines blattförmigen Trägers angeordnet ist, dessen Längsachse radial zum Rotationsmittelpunkt und deren Querachse parallel zur Längsachse des Werkstückes verlaufen, wobei die für die Hallgeneratoren bestimmten Aussparungen zweier aufeinanderfolgender Träger versetzt zueinander angeordnet sind und der minimale Abstand zwischen diesen durch die Dicke des Hallgenerators vorgegeben ist. Dabei ist vorzugsweise der Träger eine Isolierstoffplatte wie eine von gedruckten Schaltungen her bekannte Platine, die weitere zum Beispiel für ein Potentiometer oder einen Stecker oder ähnliches angepaßte Aussparungen aufweist, die in bezug auf nebeneinanderliegende Halterungen ebenfalls zueinander versetzt angeordnet sind.The object is achieved according to the invention in that each Hall generator is in a recess leaf-shaped carrier is arranged, whose longitudinal axis is radial to the center of rotation and whose transverse axis run parallel to the longitudinal axis of the workpiece, the cutouts intended for the Hall generators two successive carriers are arranged offset from one another and the minimum distance between these is predetermined by the thickness of the Hall generator. The carrier is preferably one Isolierstoffplatte like a circuit board known from printed circuits, the other for example for a Has potentiometer or a plug or the like adapted recesses with respect to adjacent Brackets are also arranged offset from one another.

Durch die erfindungsgemäße Lehre besteht die Möglichkeit, die Träger mit den Hallgeneratoren und gegebenenfalls anderen aktiven oder passiven Bauelementen dicht nebeneinander anzuordnen, so daß sich ein Prüfsegment ergibt, dessen Form einem Zylinderscheibenabschnitt entspricht, mit Hilfe dessen schmale Fehler sicher erfaßt und bewertbar sind. Der Abstand zwischen den Hallgeneratoren selbst wird demzufolge im wesentlichen nur durch ihre Dicke bzw. durch die Dicke des Gehäuses bestimmt, das den Hallgenerator aufnimmt.The teaching according to the invention makes it possible to use the carrier with the Hall generators and optionally other active or passive components to be arranged close to one another, so that a test segment results, the shape of which corresponds to a cylinder disk section, with the help of its narrow flaws are reliably recorded and assessable. The distance between the Hall generators themselves is therefore substantially only determined by their thickness or by the thickness of the housing that houses the Hall generator.

Dabei kann der Träger zusätzlich eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der ohmschen Nullspannung des Hallgenerators mit einem Spannungsteiler, dessen Abgriff mit einer der Hallelektroden verbunden ist, aufweisen, wobei der Spannungsteiler von der gleichbleibenden Spannung einer Spannungsstabilisierungsschaltung beaufschlagt ist. Da von diesen Bauelementen der Spannungsteiler die größten Abmessungen einnimmt, ist dieser gleichfalls in einer Aussparung des Trägers aufgenommen und erstreckt sich zu beiden Seitenflächen des Trägers. Um die entsprechende Schaltung mit dem Hallgenerator mit einer Auswerteelektronik zu verbinden, muß der Träger einen Stecker aufweisen, der aufgrund seiner Abmessungen und in einer Aussparung des Trägers angeordnet sind. Dabei sind erwähntermaßen die entsprechenden in Ausnehmungen vorhandenen Elemente in bezug auf nebeneinanderliegende Träger versetzt zu einander angeordnet, so daß eine gegenseitige Behinderung nicht erfolgen kann, wodurch andernfalls eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den Trägern erforderlich wäre.
Dabei sind aufeinanderfolgende Träger derart ausgebildet, daß diese parallel zueinander verschoben und in einer Ebene ausgebreitet entlang einer gemeinsamen Kante spiegelsymmetrisch sind.The carrier can also have a circuit arrangement for compensating the ohmic zero voltage of the Hall generator with a voltage divider whose tap is connected to one of the Hall electrodes, the voltage divider being acted upon by the constant voltage of a voltage stabilization circuit. Since the voltage divider has the largest dimensions of these components, it is also received in a recess in the carrier and extends to both side surfaces of the carrier. In order to connect the corresponding circuit with the Hall generator with evaluation electronics, the carrier must have a plug which, due to its dimensions, is arranged in a recess in the carrier. As mentioned, the corresponding elements present in recesses are arranged offset to one another with respect to carriers lying next to one another, so that mutual interference cannot occur, which would otherwise require an increase in the distance between the carriers.
Successive carriers are designed in such a way that they are displaced parallel to one another and, spread out in a plane, are mirror-symmetrical along a common edge.

Die Erfindung wird nachstehend durch das der Zeichnung zu entnehmende Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below by means of the exemplary embodiment shown in the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung von Prüfsegmenten zur Streuflußmessung undF i g. 1 a schematic representation of test segments for measuring leakage flux and

F i g. 2 zwei aufeinanderfolgende Träger von Hallgeneratoren, jedoch in einer Ebene ausgebreitet.F i g. 2 two successive carriers of Hall generators, but spread out in one plane.

Um zum Beispiel Oberflächenfehler eines rohrförmigen Werkstücks wie Stange, Rohr oder Knüppel durch Streuflußmessung genau erfassen und bewerten zu können, ist es erforderlich, die Werkstückoberfläche mög-For example, to cause surface defects on a tubular workpiece such as a rod, tube or billet To be able to accurately record and evaluate leakage flux measurements, it is necessary to

liehst Punkt für Punkt abzutasten. Erfolgt dabei das Abtasten mittels Hallgeneratoren, so sind eine Vielzahl dieser zu einem Prüfsegment zusammenzuschalten, wobei jene einen möglichst geringen Abstand zueinander aufweisen sollen. In F i g. 1 sind nun beispielhaft drei Prüf-Segmente 10, 12 bzw. 14 schematisch dargestellt, die rohrförmigen Werkstücken 16,18 bzw. 20 unterschiedlicher Durchmesser zuzuordnen sind. Dabei besteht jedes nur im Ausschnitt dargestellte Prüfsegment 10,12 bzw. 14 aus nebeneinander angeordneten Trägern, von denen einige beispielhaft mit den Bezugszeichen 22,24,26,28 oder 30,32 bezeichnet sind. Die Träger bestehen jeweils aus einer Isolierstoffplatte, wie sie bei gedruckten Schaltungen in Form von Platinen bekannt sind. Dabei sind die langgestreckten blattförmigen Träger 22,24,26,28, 30, 32 bezüglich ihrer Längsachse radial zu dem Rotationsmittelpunkt des um das jeweilige Werkstück 16,18 bzw. 20 rotierenden Prüfsegments 10,12 bzw. 14 ausgerichtet, der mit der Längsachse des Werkstückes zusammenfallen sollte. Die Querachse des jeweiligen Trägers verläuft parallel zu der Längsachse 34 des Werkstückes, so daß die zu Prüfsegmenten geordneten Träger 22,24 bzw. 26,28 bzw. 30,32 zu einem Hohlzylinderscheibenausschnitt zusammengesetzt sind, dessen Achse mit der Längsachse 34 zusammenfällt bzw. zusammenfallen sollte.can be scanned point by point. The scanning takes place by means of Hall generators, a large number of these are to be interconnected to form a test segment, with those should be as close as possible to one another. In Fig. 1 are three test segments by way of example 10, 12 and 14 shown schematically, the tubular workpieces 16, 18 and 20 different Diameter are to be assigned. Each test segment 10, 12 or 14 from supports arranged next to one another, some of which are exemplified by the reference numerals 22,24,26,28 or 30,32. The carriers each consist of a sheet of insulating material, as is the case with printed circuits in the form of circuit boards are known. The elongated sheet-shaped supports 22,24,26,28, 30, 32 with respect to their longitudinal axis radially to the center of rotation around the respective workpiece 16, 18 or 20 rotating test segment 10, 12 or 14 aligned, which coincide with the longitudinal axis of the workpiece should. The transverse axis of the respective carrier runs parallel to the longitudinal axis 34 of the workpiece, so that the carriers 22, 24, 26, 28 and 30, 32, which are arranged as test segments, form a hollow cylindrical disk cutout are composed, the axis of which coincides with the longitudinal axis 34 or coincide should.

Die einzelnen Träger 22,24,26,28,30,32 weisen nun eine Gestalt auf, wie sie anhand der F i g. 2 beispielhaft an den Trägern 22 und 24 verdeutlicht werden soll. Die Träger 22 und 24 werden dabei parallel zueinander verschoben und in einer Ebene angeordnet. Die Kanten 36 und 38 verlaufen im Prüfsegment 10 radial zum Rotationsmittelpunkt. Die Schmalseiten 40 und 42, die der Werkstückfläche 20 zugewandt sind, sind parallel zur Längsachse 34 ausgerichtet. In den unteren Kanten, also im Bereich der Schmalseiten 40 und 42 der Träger 22 und 24 sind nun Aussparungen 44 bzw. 46 vorgesehen, in die nicht dargestellte Hallgeneratoren zusammen mit diese umgebenden Gehäusen angeordnet werden. Das bedeutet, daß die Hallgeneratoren bzw. deren Gehäuse sich zu beiden Seiten eines jeden Trägers 22 bzw. 24 räumlich erstrecken, so daß der Abstand zwischen den das jeweilige Prüfsegment bildenden Trägern im wesentlichen nur durch die Dicke der nicht dargestellten Hallgeneratoren bzw. deren Gehäuse bestimmt wird, also durch die Höhe, die zu jeder Seite des Trägers 22, 24 über deren Oberfläche hervorsteht. Dadurch ist eine überaus dichte Packung der Träger 22,24,26,28 bzw. 30 und 32 möglich. Ferner weist der Träger 22 bzw. 24 im oberen Bereich Aussparungen 48 bzw. 50 und 52 und 54 auf, in die ebenfalls Bauelemente wie Stecker (in die Aussparung 48 und 50) oder aktive und passive Bauelemente angeordnet werden können, um so den Abstand zwischen den Trägern 22, 24 nicht zu stark zu vergrößern. The individual carriers 22,24,26,28,30,32 now point a figure as shown in FIG. 2 is to be illustrated by way of example on the supports 22 and 24. the Carriers 22 and 24 are displaced parallel to one another and arranged in one plane. The edges 36 and 38 extend in the test segment 10 radially to the center of rotation. The narrow sides 40 and 42, which the Workpiece surface 20 are facing, are aligned parallel to the longitudinal axis 34. In the lower edges, so in the area of the narrow sides 40 and 42 of the supports 22 and 24, recesses 44 and 46 are provided, in FIG the Hall generators, not shown, are arranged together with the housings surrounding them. That means that the Hall generators or their housings are located on both sides of each carrier 22 and 24, respectively spatially extend, so that the distance between the carriers forming the respective test segment is substantially is only determined by the thickness of the Hall generators (not shown) or their housing, that is, by the height which protrudes on each side of the carrier 22, 24 above the surface thereof. This is a Very close packing of the beams 22, 24, 26, 28 and 30, respectively and 32 possible. Furthermore, the carrier 22 or 24 has recesses 48 or 50 and 52 and 54 in the upper region in which also components such as plugs (in the recess 48 and 50) or active and passive components can be arranged so as not to increase the distance between the carriers 22, 24 too much.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Arrangement of Hall generators, preferably grouped in a star shape around a workpiece in Form of a test segment for measuring leakage flux, characterized in that each Hall generator is in a recess (44, 46) of a leaf-shaped Carrier (22,24,26,28,30,32) arranged is, whose longitudinal axis is radial to the center of rotation of the test segment (10, 12, 14) and its The transverse axis runs parallel to the longitudinal axis (34) of the workpiece, the one for the Hall generators certain recesses of two successive carriers are arranged offset to one another and the minimum distance between them through the thickness of the Hall generator or of the surrounding area Housing is specified.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the carrier (22,24,26,28,30,32) a Insulating plate is the other, for example, adapted recesses for a potentiometer or a plug has, which in relation to directly successive carriers (22, 24; 26, 28; 30, 32) are arranged offset to one another.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the from the carrier (22,24,26,28,30, 32) held components, the height of which protruding from the carrier plane is approximately the thickness of the carrier corresponds, are arranged in recesses (44, 46, 48, 50, 52, 54), the recesses of adjacent carriers are arranged offset from one another.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that two successive carriers (22, 24; 26.28; 30,32) after moving them parallel to each other are formed mirror-symmetrically to one another, spread out in one plane.