DE3839469A1 - Verfahren und vorrichtung zum feststellen von querschnittsflaechen-aenderungen von langgestreckten objekten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum feststellen von querschnittsflaechen-aenderungen von langgestreckten objekten

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Description

Die Erfindung betrifft allgemein das elektromagnetische Testen von langgestreckten Objekten, wie Drahtseilen, und befaßt sich insbesondere mit dem Feststellen von Querschnittsflächen- Änderungen in einem Drahtseil.
Stahlförderseile werden zu vielen Zwecken zum Befördern von Personen und Material verwendet. Solche Seile müssen regelmäßig geprüft werden, um sicherzustellen, daß ihr Betriebsstandard ständig aufrechterhalten ist und um Schäden in den Seilen festzustellen, bevor Sicherheitsprobleme auftreten können. Defekte in Drahtseilen können in drei Kategorien eingeteilt werden, nämlich Querschnittsflächen-Änderungen, Änderungen im Drahtkontaktmuster des Seiles, das aus Drahtsträngen oder Kardelen hergestellt ist, die in einem bestimmten Muster geschlagen oder gewunden sind, und es können gebrochene Drähte vorliegen.
Die Erfindung befaßt sich hauptsächlich mit der zuerst genannten Kategorie, nämlich den Querschnittsflächen-Änderungen in einem Seil. Die Festigkeit eines Drahtseiles hängt von der Stahl-Querschnittsfläche ab und kann beispielsweise durch normale Abnutzung und Verschleiß, Korrosion und Dehnungseinschnürung eines schwachen Teils reduziert werden.
Kurze Erläuterung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen in einem langgestreckten Objekt und enthält die Schritte einer axialen Magnetisierung des Objekts und des Feststellens von Änderungen in dem Magnetfluß in dem Objekt, die Querschnittsflächen-Änderungen zuzuschreiben sind.
Die axialen Magnetflußänderungen können durch Messung von Änderungen im von dem Objekt herrührenden oder zu ihm fließenden radialen Magnetflußänderungen festgestellt werden.
Es wird später gezeigt, daß die radiale magnetische Flußdichte dem axialen magnetischen Flußdichten-Gradienten proportional ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen in einem langgestreckten Objekt, die einen Magnetisierungskopf oder Magnetkopf zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes und wenigstens eines zweiten, an das erste Magnetfeld angrenzenden Magnetfeldes enthält, wobei die beiden magnetischen Felder jeweils in einander entgegengesetztem Sinn gerichtet sind. Es ist ferner ein Pfad für das Objekt gebildet, der es dem Objekt erlaubt, in einer axialen Richtung durch das erste und zweite Magnetfeld sich zu bewegen, wodurch das Objekt durch die ersten und zweiten Magnetfelder in einander entgegengesetzten axialen Richtungen magnetisiert wird.
Die Vorrichtung enthält ferner wenigstens einen nichtinduktiven Wandler zum Ermitteln von Änderungen im radialen Fluß vom oder zum Objekt, der den Querschnittsflächenänderungen in dem Objekt zuzuordnen ist.
Der Magnetisierungs- oder Magnet-Kopf kann verwendet werden, um den Teil des Objekts, der sich auf dem Pfad befindet, axial in einander entgegengesetzten Richtungen zu magnetisieren.
Es kann eine Mehrzahl von Wandlern verwendet werden, und von den Wandlern erzeugte Ausgangssignale können auf jede beliebige Weise verarbeitet werden, beispielsweise, indem sie summiert werden, um dadurch ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen. Das zusammengesetzte Signal kann mit einem Vergleichs- oder Referenzen-Signal verglichen werden.
Jeder Wandler kann eine Hall-Multipliziereinrichtung, eine Feldplatte (Magneto-Resistor) oder eine ähnliche Einrichtung enthalten.
Im Falle, daß eine Mehrzahl von Wandlern verwendet werden, können diese so angeordnet sein, daß sie sich wenigstens in der axialen Richtung des Objekts erstrecken. Die Wandler können sich auch in Umfangsrichtung um das Objekt herum erstrecken.
Der Wandler oder die Wandler können in dem Magnetkopf angeordnet sein, beispielsweise angrenzend an eine Hülse oder einen Spulenkern, der zum Objekt ausgerichtet ist bzw. mit diesem fluchtet und der sich durch den Magnetkopf erstreckt.
Die Wandler können sich wenigstens axial innerhalb des Kopfes zwischen ersten und zweiten Positionen erstrecken, an denen das magnetische Feld in dem Objekt ein Maximum ist, jedoch jeweils in entgegengerichtetem Sinne. Alternativ können die Wandler sich wenigstens axial vom Inneren des Kopfes an einer ersten Position, bei der das magnetische Feld in dem Objekt ein Maximum beträgt, zu einer zweiten Position außerhalb des Kopfes erstrecken, an der das magnetische Feld in dem Objekt Null beträgt.
Der Magnetkopf kann einen inneren Pol mit einer ersten Polarität enthalten, zwei äußere Pole von einer zweiten Polarität, die der ersten Polarität entgegengerichtet ist, und Permanentmagnetstapel zwischen dem inneren Pol und in jedem äußeren Pol enthalten.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine Mehrzahl von Wandlern in einer Brückenschaltung so verbunden, daß sie Temperatureffekte ausschalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Teil eines zylindrischen Stahlkörpers, der z. B. aus einem Abschnitt eines Drahtseiles besteht und der magnetisiert ist,
Fig. 2 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Magnetisierungskopfes, der zur Magnetisierung eines Drahtseiles verwendet ist und, angrenzend an den Magnetkopf diesem zugeordnet, Diagramme, die die Änderungen der magnetischen Flußdichte und den Änderungsbetrag (Gradienten) der magnetischen Flußdichte über die Länge des Magnetisierungskopfes zeigen.
Fig. 3 zeigt, leicht schematisch, eine Anordnung von Wandlern entsprechend einer Ausführung der Erfindung, und
Fig. 4 zeigt eine Meßanordnung, die bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet wird.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die Grundlagen der Erfindung werden im folgenden zuerst durch Untersuchung der theoretischen Basis der Erfindung beschrieben und danach durch die Beschreibung eines Beispiels einer praktischen Verwirklichung der theoretischen Grundlagen.
Theoretische Grundlagen
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Stahlzylinders 10, der beispielsweise aus einem Stück eines Drahtseils vom Radius r und mit einer Querschnittsfläche A besteht. Eine Spule 12 mit dem Radius R ist um das Element des Drahtseils der Länge Δ l herum angeordnet.
Es sei angenommen, daß das Drahtseil axial magnetisiert sei und daß die axiale Magnetflußdichte B a ist. Der axiale Fluß an der linken Seite des Elementes sei Φ a , während an der rechten Seite des Elementes der Fluß Φ a +ΔΦ a beträgt.
Über die Länge Δ l des Elementes ist die radiale Flußdichte B r und der radiale Fluß ist Φ r .
Die Beziehung zwischen dem axialen Fluß und der axialen Flußdichte kann wie folgt ausgedrückt werden:
Φ a = B a A (1)
Der gesamte axiale Fluß, der in der Spule 12 enthalten ist, ist Φ t und durch folgenden Ausdruck wiedergegeben:
Φ t = Φ a + Φ s (2)
wobei Φ s der innere oder wirkliche Fluß in der Gesamtfläche der Spule ist.
Gleichung (2) kann wie folgt geschrieben werden:
Φ t = B a A + B s π R² (3)
wobei B s die Flußdichte im Raum ist und durch folgenden Ausdruck wiedergegeben wird:
μ₀ ist die innere oder Eigen-Permeabilität des freien Raumes, und μ ist die innere oder Eigen-Permeabilität des Drahtseilelementes bei der Flußdichte B a .
Durch Zusammenfassung der Gleichung (3) mit der Gleichung (4) kann die Gleichung (3) wie folgt umgeschrieben werden:
Wenn die Gleichung (5) nach A differenziert wird, um das Verhältnis zwischen dem Gesamtfluß durch die Spule 12 und der Änderung der Querschnittsfläche des Seils 10 zu ermitteln, kommt man zur folgenden Gleichung:
Gleichung (6) bedeutet, daß, wenn eine Änderung Δ A in der Querschnittsfläche des betrachteten Drahtseilelementes vorliegt, eine sich daraus ergebende Änderung im axialen Fluß in dem Element ΔΦ a vorliegt, die gleich ist wie die Änderung im Fluß durch die Spule 12, die ΔΦ t beträgt und die durch den folgenden Ausdruck beschrieben ist:
ΔΦ t = B a Δ A (7)
Von der Gleichung (7) kann man ableiten, daß für ein Drahtseilelement, das axial magnetisiert ist und bei jeder Flußdichte die Änderungen in der Querschnittsfläche des Drahtseilelementes durch Messung der Änderungen in dem axialen Gesamtmagnetfluß im Drahtseilelement gemessen werden können.
Fig. 1 zeigt die Situation, bei der der axiale Fluß in dem Drahtseilelement 10 um einen Betrag ΔΦ a über eine Länge Δ l sich ändert. Das Gaussche Gesetz des Magnetflusses sagt aus, daß die Flußlinien kontinuierlich und quellenfrei sind. Dementsprechend muß eine Änderung des axialen Flusses, wie in Fig. 1 gezeigt, von einer Änderung des radialen Flusses Φ r über die Länge Δ l begleitet sein.
Es sei angenommen, daß Δ l klein genug ist, damit die radiale Flußdichte B r über den Radius R der Spule 12 als konstant betrachtet werden kann. Dann kann man die resultierenden Verhältnisse wie folgt ausdrücken:
ΔΦ a = A c B r (8)
wobei A c im Bereich der Wandung bzw. eines Mantels eines Zylinders vom Radius R und mit einer Länge Δ l liegt und durch folgenden Ausdruck wiedergegeben werden kann:
A c = 2 πR Δ l (9)
Durch die Benutzung der Gleichung (9) kann die Gleichung (8) geschrieben werden als:
ΔΦ a = Δ (A c B r ) = 2 π R Δ l B r (10)
Wenn der Bereich bzw. die Fläche, über die der Flußunterschied ΔΦ a stattfindet, konstant ist, dann ergibt sich
ΔΦ a = Δ (B a A) = Δ B a A.
Gleichung (10) kann dann wie folgt ausgedrückt werden:
Wenn Δ l gegen Null geht, dann kann die Gleichung (11) in der folgenden Form ausgedrückt werden:
Die Gleichung (12) ergibt die Beziehung zwischen der axialen Flußdichte und der radialen Flußdichte als eine Funktion der Länge l des Drahtseilelementes 10.
Die Integration der Gleichung (12) über eine Länge des Drahtseilelementes zwischen den Stellen l₁ und l₂ gibt die folgende Beziehung
was wie folgt ausgedrückt werden kann:
Die Gleichung (14) kann so interpretiert werden, daß eine Änderung im Axialfluß zwischen zwei beliebigen Punkten längs der Länge des magnetisierten Zylinders gleich der Veränderung im radialen Fluß ist, der den Zylinder zwischen diesen beiden Punkten durchdringt. Diese Beziehung ist nicht nur für eine radiale Fläche gültig, die einen konstanten Radius R hat, sondern für jede Fläche, wie immer auch ihre Umfangsform sein mag, vorausgesetzt, daß B r über ihre gesamte Umfangslänge eine Normale zur Umfangsfläche ist.
Die Gleichung (7) zeigt, daß die Änderung des Flusses durch die Spule 12 von jeder Flächenänderung des Drahtseilelementes 10 abhängig ist, und die Gleichung (14) zeigt, daß die Flußänderung durch ein Verfahren gemessen werden kann, das eine Integration der radialen Flußdichte beinhaltet. Diese beiden Gleichungen können kombiniert werden, um die folgende Beziehung zu ergeben:
Ausführungsbeispiel der Erfindung, basierend auf den theoretischen Überlegungen
Fig. 2 zeigt in einem seitlichen Teilschnitt einen Magnetisierungs- oder Magnet-Kopf 14 der Art, wie er in der ZA-PS 87/1964 beschrieben ist. Dieser Kopf enthält einen zentralen Nordpol 16 und zwei äußere Südpole 18 und 20. Permanentmagnetstapel 22 und 24 sind auf Wickelschablonen bzw. zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Polpaare angebracht.
Wandler 29 sind angrenzend an die Hülse bzw. den Spulenkern angeordnet, die sich in axialer Richtung des Seils erstrecken.
Die Magnetstapel und die Polstücke oder -schuhe sind in Umfangsrichtung um eine Wickelschablone bzw. um eine Hülse 26 herum angeordnet, die einen axialen Durchlaß oder Pfad für ein zu testendes Seil 28 durch den Magnetkopf hindurch bildet.
Oberhalb der Zeichnung des Magnetkopfes 14 ist eine Kurve 30 gezeigt, die die Änderung der Flußdichte B in dem Drahtseil 28 zeigt, und eine Kurve 32, die die Änderung des Flußdichte- Gradienten in dem Seil wiedergibt, beide als eine Funktion der axialen Position innerhalb des Kopfes. An Stellen l₁, l₂, l₃ und l₄ hat die Kurve 32 Nullpunkte. Die Kurve 30 hat Nullpunkte an einer Stelle l₅, die ungefähr der zentralen Position des Nordpols entspricht, und an den Stellen L₁ und l₄. Maximale Flußdichte-Werte liegen, im negativen Sinne, bei l₂ vor, und im positiven Sinne, bei l₃.
Verschiedene bedeutende Punkte der Kurven 30 und 32 sind mit den Bezugs-Buchstaben a bis g bezeichnet.
Die Benutzung der Gleichung (14) und eine Integration jeweils zwischen den Stellen l₁ und l₂, l₂ und l₃ und l₃ und l₄ führt zu den folgenden Ausdrücken:
= - 2 π R (Fläche unter Kurve abc)
= - 2π R (Fläche unter Kurve abc)
= 2 π R (Fläche unter Kurve abc)
Die Gleichung (18) ist beispielsweise ein Ausdruck des resultierenden oder Netto-Radialflusses, des in die Umfangsfläche des Seils zwischen den Stellen l₃ und l₄ eintritt.
Nicht-induktive Flußmeßeinrichtungen, wie Hall-Multipliziereinrichtungen, Feldplatten (Magneto-Resistor) u. dgl., haben einen aktiven Bereich S, der, wenn die Einrichtung rechteckig ist, durch den Ausdruck S = l w wiedergegeben ist, wobei l die Länge des aktiven Bereichs ist und w deren Breite.
Wenn die Einrichtung ausreichend klein ist, ist ihre Empfindlichkeit konstant, und ihr Ausgangssignal f ist direkt proportional zu dem Fluß über den aktiven Bereich.
f kann ausgedrückt werden als:
f = K Φ m = K B m l w, (20)
wobei Φ m der Fluß in dem aktiven Oberflächenbereich S und B m die durchschnittliche Flußdichte ist, wobei S klein genug ist, daß B m als konstant über den Bereich S betrachtet werden kann. K ist eine Konstante, die der Einrichtung zugeordnet ist.
Wenn ein Wandlerelement von der betrachteten Art beispielsweise an irgendeinem Punkt in dem Testkopf nach Fig. 2 zwischen den Stellen l₃ und l₄ angeordnet wird, und zwar in einer radialen Distanz r von der Längsachse des Seils, wobei der aktive Bereich S des Elementes sich normal zu einem von der Achse sich hinweg erstreckenden Radius befindet, dann ergibt sich aus der Gleichung (20):
f (l) = K B r (l) l w, (21)
wobei B r (l) die radiale Flußdichte als eine Funktion der axialen Seillänge ist.
Wenn ein Strang von ähnlichen Wandlerelementen über die Länge von l₃ nach l₄ mit dem aktiven Bereich jedes Elementes angrenzend an den seiner Nachbarn angeordnet wird, und wenn diese Elemente so verbunden sind, daß ihre entsprechenden Ausgangssignale sich summieren, dann ist der resultierende Signalausgang F der Wandler wie folgt:
und wenn l gegen Null geht, dann ist:
Durch Verwendung der Gleichung (18) für r = R, kann die Gleichung (23) umgeschrieben werden:
Da K, w, R und B m konstant sind, ergibt sich, daß das Ausgangssignal F eines Stranges von miteinander verbundenen Wandlern, der sich von l₃ nach l₄ erstreckt, direkt proportional zur Querschnittsfläche A des Seils ist.
Änderungen Δ A in der Querschnittsfläche des Seils können durch die Formel ausgedrückt werden:
Ähnliche Ausdrücke ergeben sich für Wandlerstränge, die sich zwischen den Stellen l₁ und l₂ sowie zwischen l₂ und l₃ erstrecken, wenn man die Gleichungen (16) und (17) in jedem Fall anwendet.
Die in der Gleichung (25) angegebene Beziehung ist unabhängig von der Geschwindigkeit des Seils. Eine Grenzgeschwindigkeit ist jedoch gegeben durch die Ansprechgeschwindigkeit der Wandlerelemente auf Flußänderungen. Wenn die Wandlerelemente ideale Eigenschaften haben, dann können die Änderungen in den Querschnittsflächen eines Drahtseils direkt bei "Null"-Geschwindigkeit des Seils gemessen werden. Es ist ersichtlich, daß die in Strängen oder Reihen angeordneten Wandlerelemente in den Testkopf wie in Fig. 2, dort bezeichnet mit dem Bezugszeichen 29, einbezogen sein können, wo sie sich zwischen den Stellen l₁ und l₂ oder zwischen l₂ und l₃ oder zwischen l₃ und l₄ erstrecken. Es können zwei von diesen Wandlersträngen oder, wenn gewünscht, alle drei möglichen Wandleranordnungen verwendet werden.
Es ist bekannt, daß ein übliches Drahtseil der in Untertage- Gruben-Fördereinrichtungen verwendeten Art eine magnetische Sättigung bei ungefähr 1,7 Tesla hat. Ein Testkopf nach Fig. 2 ist so ausgebildet, daß das durch ihn laufende Seil mit ungefähr 2,2 Tesla magnetisiert wird, was ausreichend im Sättigungsbereich liegt.
Während das Seil durch den Testkopf hindurchläuft, werden alle seine Teile bei l₂ in den negativen Sättigungsbereich magnetisiert und danach bei l₃ in positive Sättigung. Unabhängig von dem permanenten Magnetismus in dem Seil vor seinem Eintreten in den Testkopf ist der Teil der Kurve 30 zwischen l₂ und l₃ wiederholbar, wenn ein bestimmtes Seil durch einen bestimmten Testkopf hindurchläuft.
Es ist daher bevorzugt, daß der Wandlerstrang, der in der Vorrichtung verwendet wird, sich zwischen den Stellen l₂ und l₃ erstreckt.
Durch Kombination der Gleichungen (17) und (23) sind für die Ausführung, in denen die Wandlerstränge sich zwischen l₂ und l₃ erstrecken, die Querschnittsflächenänderungen Δ A durch die Gleichung wiedergegeben:
Vom praktischen Gesichtspunkt ist es nur nötig, die resultierende Spannung anzuzeigen, die durch den Wandlerstrang erzeugt wird und die Änderungen dieser Spannung aufzuzeigen, um Unregelmäßigkeiten in der Querschnittsfläche des getesteten Seils zu lokalisieren.
Um die Empfindlichkeit des Testverfahrens zu erhöhen, können zusätzliche Wandlerstränge verwendet werden, so daß ein Feld von Wandlersträngen entsteht, das sich im wesentlichen über die gesamte Umfangsfläche vom Radius R zwischen l₂ und l₃ erstreckt. In diesem Falle wird im wesentlichen der ganze radiale Fluß zwischen l₂ und l₃ gemessen. Wenn es möglich wäre, solch eine Einrichtung herzustellen, würde dasselbe Ergebnis mit einem einzelnen Wandler mit einer konstanten Empfindlichkeit über den gesamten aktiven Bereich, der sich um das Seil erstreckt und der eine aktive Länge von (l₃-l₂) und mit einer aktiven Breite von (2 π R) hat, erreicht.
Fig. 3 zeigt das Seil 28 beim Test mit sechs Wandlersträngen T₁ bis T₆, die entsprechend um das Seil herum angeordnet sind. Der Testkopf selbst ist zum Zwecke der Klarheit der Darstellung nicht gezeigt.
Bei dem dargestellten Beispiel sind die Wandlerstränge T₁ und T₄ jeweils diametral entgegengesetzt angeordnet und erstrecken sich in Nuten bzw. Ausnehmungen des Spulenkerns bzw. der Hülse 26 in Längsrichtung zwischen den Stellen l₂ und l₃. Identische Wandlerstränge T₂ und T₅ erstrecken sich halbkreisförmig an den Stellen l₂ und l₃ entsprechend, während gegenüberliegende Wandlerstränge T₅ und T₆ sich halbkreisförmig an den gleichen Stellen erstrecken.
Die Wandlerstränge sind aus Feldplatten (Magneto-Resistoren) gebildet. Diese Einrichtungen haben Temperaturkoeffizienten, die die Flächenmessung beeinträchtigen könnten. An den Stellen l₂ und l₃ ist B r = 0. Dementsprechend sind die halbkreisförmigen Wandlerstränge T₂ und T₃ sowie T₅ und T₆ magnetisch inaktiv.
Wenn nun die sechs Wandlerstränge nach Fig. 3 in einer Wheatstoneschen Brücke nach Fig. 4 geschaltet sind, kompensieren die inaktiven Stränge T₂ und T₃ sowie T₅ und T₆ die Temperatureffekte in den aktiven Strängen T₁ und T₄ unter der Voraussetzung, daß diese Elemente zueinander passend ausgebildet sind und daß bei einer Flußdichte von "Null" die Widerstandswerte in der Brücke ausbalanciert sind.
In der Anordnung nach Fig. 4 ist der Ausgangswert eines Verstärkers 40, der die Änderungen im Ausgangssignal der Brückenanordnung angibt, proportional zu den Änderungen in der Querschnittsfläche des getesteten Seils 28.
Ähnliche Anordnungen können beispielsweise mit Hall-Effekt- Einrichtungen oder anderen nicht-induktiven Wandlern verwendet werden.
Die Erfindung findet primär Anwendung beim Testen von Drahtseilen, und diese Anwendung ist vorstehend beschrieben worden. Der Anwendungsbereich ist jedoch auf diese spezielle Anwendung nicht beschränkt, weil die Erfindung auch brauchbar ist, um andere langgestreckte Objekte, wie Rohre, Kabel, Stangen od. dgl., zu testen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen in einem langgestreckten Objekt, bei dem das Objekt axial magnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein nichtinduktiver Wandler verwendet wird, um die Änderungen in dem axialen magnetischen Fluß in dem Objekt zu ermitteln, die den Querschnittsflächen- Änderungen zuzuschreiben sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß axiale magnetische Flußänderungen durch Messung von Änderungen in dem radialen magnetischen Fluß ermittelt werden, der von dem Objekt kommt oder zu diesem übertritt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von nichtinduktiven Wandlern parallel zu dem Objekt, angrenzend an wenigstens einen Bereich in dem Objekt, an dem der axiale magnetische Fluß von einem maximalen Wert sich auf Null ändert, angeordnet sind, wobei ein zusammengesetztes Signal angezeigt wird, das von den Wandlern erzeugt wird, um Änderungen in dem radialen magnetischen Fluß von oder zum Objekt festzustellen.
4. Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen in einem langgestreckten Objekt (28) mit einem Magnetisierungs- oder Magnet-Kopf (14) zum Erzeugen eines ersten magnetischen Feldes und wenigstens eines zweiten, dem ersten magnetischen Feld benachbarten magnetischen Feldes, wobei die beiden magnetischen Felder ineinander entgegengerichtetem Sinn ausgerichtet sind, mit einem Pfad (26) für das Objekt, der es dem Objekt gestattet, in axialer Richtung durch das erste magnetische Feld und durch das zweite magnetische Feld sich zu bewegen, wobei das Objekt (28) durch die ersten und zweiten magnetischen Felder entsprechend ineinander entgegengesetzten axialen Richtungen magnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein nichtinduktiver Wandler (T₁ bis T₆) benutzt wird, um Änderungen im radialen Fluß von oder zu dem Objekt (28) festzustellen, die den Querschnittsflächenänderungen in dem Objekt zuzuschreiben sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf (14) zur Magnetisierung des Abschnitts des Objekts (28) eingerichtet ist, der sich auf dem Pfad (26) befindet, und zwar in axial einander gegenüberliegenden Richtungen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Wandlern (T₁ bis T₆) miteinander verbunden sind, um ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen, und daß Einrichtungen (40) zum Vergleich des zusammengesetzten Signals mit einem Referenz- oder Vergleichssignal vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (T₁ bis T₆) so angeordnet sind, daß sie sich in wenigstens einem Feld in der axialen Richtung des Objekts (28) erstrecken.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei der axial gerichteten Felder von Wandlern enthält, die je auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten des langgestreckten Objekts (28) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler axial zwischen ersten und zweiten Positionen sich erstrecken, an denen das magnetische Feld in dem Objekt (28) sich auf einem Maximum befindet, jedoch ineinander entgegengerichteten Richtungen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler sich axial von innerhalb des Magnetkopfes (14) bei einer ersten Position, bei der das magnetische Feld in dem Objekt (28) ein Maximum hat, zu einer zweiten Position außerhalb des Magnetkopfes (14) erstrecken, an der das magnetische Feld in dem Objekt (28) Null ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Wandlern enthält, die in einer Brückenschaltung zur Kompensation von Temperatureffekten geschaltet sind (Fig. 4).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung zwei axial gerichtete Bereiche oder Fehler (T₁ bis T₄) von Wandlern enthält, die auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten des langgestreckten Objekts (28) angeordnet sind, und vier halbkreisförmige Felder (T₂, T₅, T₃, T₆) von Wandlern, die in einem ersten jeweils einander gegenüberliegenden Paar angrenzend an erste Enden des axialen Feldes angeordnet sind und in einem zweiten jeweils einander gegenüberliegenden Paar angrenzend an zweite Enden des axialen Feldes.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Wandler eine Hall- Multipliziereinrichtung oder eine Feldplatte (Magneto- Resistor) ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf (14) einen inneren Pol (16) von erster Polarität, zwei äußere Pole (18, 20) von der ersten Polarität entgegengesetzter zweiter Polarität und Permanentmagnete bzw. Stapel oder Schichten davon (22, 24) zwischen dem inneren Pol und jedem äußeren Pol enthält.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfad für das Objekt (28) durch eine Hülse oder einen Spulenkern (26) gebildet ist, der sich durch den Magnetkopf (14) erstreckt und daß der oder die Wandler darauf angebracht sind.
DE3839469A 1987-11-23 1988-11-23 Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten Expired - Lifetime DE3839469C2 (de)

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