DE3839469C2 - Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten - Google Patents

Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten

Info

Publication number
DE3839469C2
DE3839469C2 DE3839469A DE3839469A DE3839469C2 DE 3839469 C2 DE3839469 C2 DE 3839469C2 DE 3839469 A DE3839469 A DE 3839469A DE 3839469 A DE3839469 A DE 3839469A DE 3839469 C2 DE3839469 C2 DE 3839469C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transducers
magnetic field
axial
axially
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE3839469A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3839469A1 (de
Inventor
Nicolaas Tjaart Van Der Walt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anglo American Corp of South Africa Ltd
Original Assignee
Anglo American Corp of South Africa Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anglo American Corp of South Africa Ltd filed Critical Anglo American Corp of South Africa Ltd
Publication of DE3839469A1 publication Critical patent/DE3839469A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3839469C2 publication Critical patent/DE3839469C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/28—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B7/281—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures for measuring contour or curvature along an axis, e.g. axial curvature of a pipeline or along a series of feeder rollers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/12—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters
    • G01B7/125—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters of objects while moving
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/32—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring areas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten, wie Drahtseilen.
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 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.
Die axialen Magnetflußänderungen können durch Messung von Änderungen im von dem Objekt herrührenden oder zu ihm fließenden radialen Magnetflußänderungen festgestellt werden.
Aus der EP-A2-239 537 ist bereits eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Testen von Drahtseilen bekannt. Diese Vorrichtung besitzt einen Magnetisierungskopf, mit dessen Hilfe ein erstes und ein zweites magnetisches Feld auf das Drahtseil aufgebracht werden kann. Die beiden Magnetfelder grenzen aneinander an, und das zweite magnetische Feld ist gegenüber dem ersten magnetischen Feld in entgegengesetzter Richtung gerichtet. Die bei dem Magnetisierungskopf verwendeten Spulen besitzen Wicklungen über den gesamten Umfang. Gemäß EP-A2-239 537 wird während des Testes an definierten Stellen der axiale Fluß im Drahtseil gemessen.
In der EP-A2-121 084 ist eine Prüfvorrichtung beschrieben, die einen Magnetisierungskopf zur Prüfung eines langgestreckten Objektes besitzt. Aus der DE-AS 10 32 556 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung des Querschnittes von ferromagnetischen Prüflingen bekannt, bei der in einer Meßeinheit mindestens zwei magnetische Kreise gleichsinnig erregt werden. Die US-Patentschrift 3 378 761 beschreibt den Aufbau einer Suchspule.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der langgestreckte Objekte einem zuverlässigen und störungsfreien elektromagnetischen Test unterworfen werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.
Die axialen Magnetflußänderungen können durch Messung von Änderungen im von dem Objekt herrührenden oder zu ihm fließenden radialen Magnetflußänderungen festgestellt werden.
Es wird eine Mehrzahl von Wandlern verwendet, 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.
Die Wandler können 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.
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.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. 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.
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.
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 Δl herum angeordnet.
Es sei angenommen, daß das Drahtseil axial magnetisiert sei und daß die axiale Magnetflußdichte Ba ist. Der axiale Fluß an der linken Seite des Elementes sei Φa, während an der rechten Seite des Elementes der Fluß Φa +ΔΦa beträgt.
Über die Länge Δl des Elementes ist die radiale Flußdichte Br und der radiale Fluß ist Φr.
Die Beziehung zwischen dem axialen Fluß und der axialen Flußdichte kann wie folgt ausgedrückt werden:
Φa = BaA (1)
Der gesamte axiale Fluß, der in der Spule 12 enthalten ist, ist Φt und durch folgenden Ausdruck wiedergegeben:
Φt = Φa + Φs (2)
wobei Φs der innere oder wirkliche Fluß in der Gesamtfläche der Spule ist.
Gleichung (2) kann wie folgt geschrieben werden:
Φt = BaA + BsπR² (3)
wobei Bs 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 Ba.
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 ΔA in der Querschnittsfläche des betrachteten Drahtseilelementes vorliegt, eine sich daraus ergebende Änderung im axialen Fluß in dem Element ΔΦa vorliegt, die gleich ist wie die Änderung im Fluß durch die Spule 12, die ΔΦt beträgt und die durch den folgenden Ausdruck beschrieben ist:
ΔΦt = BaΔA (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 ΔΦa über eine Länge Δl 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 Φr über die Länge Δl begleitet sein.
Es sei angenommen, daß Δl klein genug ist, damit die radiale Flußdichte Br über den Radius R der Spule 12 als konstant betrachtet werden kann. Dann kann man die resultierenden Verhältnisse wie folgt ausdrücken:
ΔΦa = AcBr (8)
wobei Ac im Bereich der Wandung bzw. eines Mantels eines Zylinders vom Radius R und mit einer Länge Δl liegt und durch folgenden Ausdruck wiedergegeben werden kann:
Ac = 2 πRΔl (9)
Durch die Benutzung der Gleichung (9) kann die Gleichung (8) geschrieben werden als:
ΔΦa = Δ(AcBr) = 2 πRΔl Br (10)
Wenn der Bereich bzw. die Fläche, über die der Flußunterschied ΔΦa stattfindet, konstant ist, dann ergibt sich
ΔΦa = Δ(BaA) = ΔBaA.
Gleichung (10) kann dann wie folgt ausgedrückt werden:
Wenn Δl 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 Br 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:
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 πR (Fläche unter Kurve abc)
= - 2πR (Fläche unter Kurve abc)
= 2 πR (Fläche unter Kurve abc)
Die Gleichung (18) ist beispielsweise ein Ausdruck des resultierenden oder Netto-Radialflusses, der 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 Φm = K Bm l w, (20)
wobei Φm der Fluß in dem aktiven Oberflächenbereich S und Bm die durchschnittliche Flußdichte ist, wobei S klein genug ist, daß Bm 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 Br (l) l w, (21)
wobei Br (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 Bm 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 ΔA 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 ΔA 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 πR) 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 Br = 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 (7)

1. Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen in einem langgestreckten Objekt (28), mit einem Magnetisierungskopf (14) zum Erzeugen eines ersten magnetischen Feldes und eines zweiten, dem ersten magnetischen Feld benachbarten magnetischen Feldes, wobei das erste und das zweite magnetische Feld in einander entgegengerichtetem Sinn ausgerichtet sind, einem Mittel (26) zur Bildung eines Pfades für das Objekt (28), der es dem Objekt (28) gestattet, sich in axialer Richtung durch das erste und zweite magnetische Feld zu bewegen, das von dem Magnetisierungskopf (14) erzeugt wird, so daß das Objekt (28) in einander entgegengesetzten axialen Richtungen magnetisiert wird, Abtastmitteln (T₁-T₆) zur Feststellung von Änderungen im radialen magnetischen Fluß von oder zu dem Objekt (28), wobei die Abtastmittel (T₁-T₆) miteinander verbunden sind, um ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen, und einem Mittel (40) zum Vergleich des zusammengesetzten Signals mit einem Referenzsignal, wobei als Abtastmittel (T₁-T₆) eine Vielzahl von nicht-induktiven Wandlern (T₁-T₆) vorgesehen sind und wobei wenigstens zwei der Wandler auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten des langgestreckten Objekts (28) angeordnet sind und sich axial von ersten zu zweiten Stellen (l₁, l₂ oder l₂, l₃ oder l₃, l₄) erstrecken, an denen die Änderung des Flußdichte-Gradienten in dem Objekt (28), bezogen auf die axiale Position innerhalb des Kopfes (14), Null ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler sich axial von ersten zu zweiten Positionen (l₂, l₃) erstrecken, an denen das magnetische Feld in dem Objekt (28) sich auf einem Maximum, jedoch jeweils ineinander entgegengerichteten Richtungen befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wandler axial von einer ersten Position (l₂ oder l₃) innerhalb des Magnetisierkopfes (14), an der das magnetische Feld in dem Objekt (28) ein Maximum hat, zu einer zweiten Position (l₁ oder l₄) außerhalb des Magnetisierkopfes (14) erstrecken, an der das magnetische Feld in dem Objekt (28) Null ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Wandlern in einer Brückenschaltung zur Kompensation von Temperatureffekten geschaltet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung zwei axial ausgerichtete Wandlerbereiche (T₁, T₄), die jeweils auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten des langgestreckten Objekts (28) angeordnet sind, und vier halbkreisförmige Wandlerbereiche (T₂, T₅, T₃, T₆) enthält, die in einem ersten jeweils einander gegenüberliegenden Paar an ersten Enden (l₂) des axialen Wandlerbereiches (T₁, T₄) und in einem zweiten jeweils einander gegenüberliegenden Paar an zweiten Enden (l₃) des axialen Wandlerbereiches (T₁, T₄) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wandler als Hall-Effekt-Einrichtung ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wandler als Feldplatte ausgebildet ist.
DE3839469A 1987-11-23 1988-11-23 Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten Expired - Lifetime DE3839469C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA878754 1987-11-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3839469A1 DE3839469A1 (de) 1989-06-01
DE3839469C2 true DE3839469C2 (de) 1994-02-10

Family

ID=25579070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3839469A Expired - Lifetime DE3839469C2 (de) 1987-11-23 1988-11-23 Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5036277A (de)
AU (1) AU607552B2 (de)
BR (1) BR8806234A (de)
CA (1) CA1321412C (de)
CH (1) CH677274A5 (de)
DE (1) DE3839469C2 (de)
FR (1) FR2623613B1 (de)
GB (1) GB2212617B (de)
IT (1) IT1224584B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015101747U1 (de) 2015-04-10 2015-04-28 Duräumat-Agrotec Agrartechnik GmbH Handmessgerät zur Bestimmung des Durchmessers zylindrischer Objekte, insbesondere Seilverschleißmessgerät

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4929897A (en) * 1987-11-23 1990-05-29 Crucible Societe Anonyme Method and apparatus for detecting cross sectional area variations in a elongate object by measuring radial magnetic flux variations using spaced-apart coils
CA2054797A1 (en) * 1990-11-07 1992-05-08 Nicolaas T. Van Der Walt Electro-magnetic testing of wire ropes
US5570017A (en) * 1992-09-30 1996-10-29 Canada Conveyor Belt Co., Inc. Apparatus and method of damage detection for magnetically permeable members using an alternating magnetic field and hall effect sensors
US5414353A (en) * 1993-05-14 1995-05-09 Ndt Technologies, Inc. Method and device for nondestructively inspecting elongated objects for structural defects using longitudinally arranged magnet means and sensor means disposed immediately downstream therefrom
US5565771A (en) * 1995-01-18 1996-10-15 Noranda, Inc. Apparatus for increasing linear resolution of electromagnetic wire rope testing
ATE224531T1 (de) 1996-06-28 2002-10-15 Tokyo Rope Mfg Co Vorrichtung und verfahren zum messen des korrosionsgrades von kabeln
US5751144A (en) * 1996-07-23 1998-05-12 Ndt Technologies, Incorporated Method and device including primary and auxiliary magnetic poles for nondestructive detection of structural faults
US6150809A (en) * 1996-09-20 2000-11-21 Tpl, Inc. Giant magnetorestive sensors and sensor arrays for detection and imaging of anomalies in conductive materials
US5804964A (en) * 1996-11-29 1998-09-08 Noranda Inc. Wire rope damage index monitoring device
US6633159B1 (en) 1999-03-29 2003-10-14 Otis Elevator Company Method and apparatus for magnetic detection of degradation of jacketed elevator rope
US6265870B1 (en) 1999-09-02 2001-07-24 Ndt Technologies, Inc. Eddy current sensor assembly for detecting structural faults in magnetically permeable objects
DE10352325B4 (de) * 2003-11-06 2013-11-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung u. Kontaktteil mit einer derart hergestellten elektrischen Verbindung
EP1914186B1 (de) * 2006-10-18 2010-08-25 ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Tragmittelprüfung von Hebezeugen
US8657105B2 (en) 2008-09-19 2014-02-25 Fenner Dunlop Americas, Inc. System and method for controlling a conveyor belt condition monitoring system
CN101509895B (zh) * 2009-03-31 2011-09-28 洛阳逖悉开钢丝绳检测技术有限公司 一种钢丝绳载荷性能无损测评方法
RU2460995C2 (ru) * 2010-12-07 2012-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный канатный центр" Способ неразрушающего контроля площади поперечного сечения по металлу, обнаружения локальных дефектов, измерения шага свивки прядей, координаты вдоль оси канатов из стальной ферромагнитной проволоки и устройство для его осуществления
US9810520B2 (en) 2015-10-05 2017-11-07 General Electric Company Measuring relative concentricity deviations in a confined space between two circumferential elements
US10030961B2 (en) 2015-11-27 2018-07-24 General Electric Company Gap measuring device
RU2645830C1 (ru) * 2016-12-20 2018-02-28 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" Измеритель магнитного дефектоскопа протяженного изделия сложной формы
WO2023183915A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 Andrea Pappas Conduit thermal shields and methods of use

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3378761A (en) * 1968-04-16 Unisearch Ltd Nondestructive testing device for testing wire ropes and similarly shaped objects
GB127443A (en) * 1918-07-11 1919-06-05 Samuel Walkington Improvements in Devices for Stopping the Flies or Swifts or Reeling Machines.
US1992100A (en) * 1931-06-20 1935-02-19 Stein Wilhelm Testing flaws and the like in working materials
US2065119A (en) * 1933-06-30 1936-12-22 Steel And Tubes Inc Flaw detection
US2049924A (en) * 1934-06-09 1936-08-04 Western Electric Co Testing apparatus
US2124579A (en) * 1937-01-30 1938-07-26 Steel And Tubes Inc Method of and apparatus for testing metallic articles
US2389513A (en) * 1942-11-10 1945-11-20 Texas Co Lubricating composition
DE1032556B (de) * 1954-02-27 1958-06-19 Villamosipari Koezponti Kutato Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung des Querschnitts von ferromagnetischen Prueflingen
US2895103A (en) * 1955-03-12 1959-07-14 Stin Magnetic testing apparatus
GB936033A (en) * 1960-01-18 1963-09-04 Accles & Pollock Ltd Method of, and means for detecting defects in elongated metallic objects
US3242425A (en) * 1961-02-24 1966-03-22 William C Harmon Flaw detector for wire rope using an inspection coil energized by an oscillator having time delay feedback means
GB1056765A (en) * 1962-09-15 1967-01-25 Akademia Gorniczo Hutnicza Dzi A magnetic crack detection device for examining elongated objects such as ropes, rodsand steel pipes
US3273055A (en) * 1965-10-18 1966-09-13 Api Instr Company Constant impedance dual circuits for sample material flaw detection
BE755698A (fr) * 1969-09-03 1971-02-15 Anglo Amer Corp South Africa Essai par courant continu de cables et cordages
SE347356B (de) * 1970-03-20 1972-07-31 Essem Metotest Ab
US3881151A (en) * 1974-01-07 1975-04-29 Kennecott Copper Corp Eddy current flaw detector comprising passing the test piece through an invarient magnetic field gradient and positioning sensor in the gradient
US3887865A (en) * 1974-02-15 1975-06-03 Magnetic Analysis Corp Eddy current testing apparatus using segmented monoturn conductive members
DE2521552A1 (de) * 1975-05-15 1976-12-02 Westfaelische Berggewerkschaft Geraet fuer die betriebliche pruefung von drahtseilen, insbesondere des untertagebergbaus, z.b. von foerderseilen
US4002967A (en) * 1975-08-01 1977-01-11 Aluminum Company Of America Annular eddy current test coil with magnetic laminations adjacent a limited circumferential extent
CA1038037A (en) * 1976-05-06 1978-09-05 Noranda Mines Limited Magnetic testing device for detecting defects in elongated objects
GB2012966A (en) * 1977-10-06 1979-08-01 Health & Safety Executive Apparatus for non-destructive testing of elongate objects
DE2758994A1 (de) * 1977-12-30 1979-07-05 Kernforschungsz Karlsruhe Messfuehler zum bestimmen von waermestroemen durch ein festes medium
GB2071331B (en) * 1979-07-31 1984-02-01 Dalcy Hall T J Non-destructive testing of ferromagnetic articles
AU6069680A (en) * 1979-07-31 1981-02-05 Simpson, R.S. Non-destructive testing of ferromagnetic articles
JPS56148052A (en) * 1980-04-21 1981-11-17 Hitachi Elevator Eng & Serv Co Ltd Electromagnetic flaw detector for continuous magnetic material
US4439731A (en) * 1980-10-08 1984-03-27 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Monitoring of elongate magnetically permeable members
GB2100440B (en) * 1981-06-11 1986-04-09 G Makeevsky Ni Magnetic flaw detector for steel wire ropes
US4641093A (en) * 1981-07-28 1987-02-03 Institut Prikladnoi Fiziki Akademii Nauk Belorusskoi Ssr Method and device for magnetic testing of moving elongated ferromagnetic test piece for mechanical properties by utilizing the magnitude of remanent magnetic flux and a pulsed magnetic field
US4399422A (en) * 1981-08-31 1983-08-16 Wang Laboratories, Inc. Magnetizing apparatus
US4495465A (en) * 1982-05-03 1985-01-22 Rotesco Inc. Method and apparatus for non-destructive testing of magnetically permeable bodies using a first flux to saturate the body and a second flux opposing the first flux to produce a measurable flux
US4659991A (en) * 1983-03-31 1987-04-21 Ndt Technologies, Inc. Method and apparatus for magnetically inspecting elongated objects for structural defects
ZA871964B (de) * 1986-03-25 1987-09-07
GB8714877D0 (en) * 1987-06-25 1987-07-29 Coal Industry Patents Ltd Non-destructive testing device
US4929897A (en) * 1987-11-23 1990-05-29 Crucible Societe Anonyme Method and apparatus for detecting cross sectional area variations in a elongate object by measuring radial magnetic flux variations using spaced-apart coils

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015101747U1 (de) 2015-04-10 2015-04-28 Duräumat-Agrotec Agrartechnik GmbH Handmessgerät zur Bestimmung des Durchmessers zylindrischer Objekte, insbesondere Seilverschleißmessgerät

Also Published As

Publication number Publication date
AU607552B2 (en) 1991-03-07
IT1224584B (it) 1990-10-04
FR2623613B1 (fr) 1993-02-05
BR8806234A (pt) 1989-08-15
IT8848584A0 (it) 1988-11-23
CH677274A5 (de) 1991-04-30
DE3839469A1 (de) 1989-06-01
FR2623613A1 (fr) 1989-05-26
AU2582988A (en) 1989-05-25
CA1321412C (en) 1993-08-17
GB8827230D0 (en) 1988-12-29
GB2212617A (en) 1989-07-26
GB2212617B (en) 1992-04-08
US5036277A (en) 1991-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3839469C2 (de) Vorrichtung zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten
DE102015202240B3 (de) Anordnung zur Messung einer Kraft oder eines Momentes mit mindestens drei Magnetfeldsensoren
DE102015202239B3 (de) Anordnung zur Messung einer Kraft oder eines Momentes mit mindestens vier Magnetfeldsensoren
DE102014219336B3 (de) Verfahren und Anordnung zur Messung einer Kraft oder eines Momentes mit mehreren Magnetfeldsensoren
DE3839481C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Feststellen von Querschnittsflächen-Änderungen von langgestreckten Objekten
DE102015200268B3 (de) Anordnung zur Messung einer Kraft oder eines Momentes mit einem Magnetfeldsensor und mit einem Magnetfeldleitelement
DE102005018637A1 (de) Ringförmiger Stromsensor
EP0039019B1 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen, berührungslosen Überwachung des Gefügezustandes von Kaltband
DE2843570A1 (de) Vorrichtung zur zerstoerungsfreien pruefung von langgestreckten ferromagnetischen gegenstaenden
EP0814321B1 (de) Induktiver Wegsensor
DE10026313A1 (de) Magnetisches zerstörungsfreies Verfahren und Prüfvorrichtung zum Erfassen eines Metallflächenverlustes sowie lokalen Defekten in länglichen ferromagnetischen Gegenständen
DE4126707A1 (de) Wirbelstromsensor
CH406666A (de) Anordnung zum Messen von Zug- oder Druckspannungen in einem Messobjekt aus magnetostriktivem Material
DE4136527A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur untersuchung eines drahtseils
DE102018116798A1 (de) Magnetfeldsensor und Anordnung mit diesem
DE102017103814A1 (de) Anordnung zur Messung einer Kraft oder eines Momentes mit mindestens einem Magnetfeldsensor
DE3821070A1 (de) Vorrichtung fuer die nicht-zerstoerende untersuchung von langgestreckten, magnetisch leitenden elementen
DE3152919C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur magnetischen Pr}fungmechanischer Eigenschaften
DE102016200144B3 (de) Verfahren und Anordnung zum Messen einer Kraft oder eines Momentes an einem eine Öffnung aufweisenden Maschinenelement
EP0465624B1 (de) Induktiver durchflussmesser
DE2606504A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen, kontaktlosen pruefung eines langgestreckten, wenigstens teilweise aus supraleitermaterial bestehenden leiters
CH448560A (de) Geber zur Bestimmung von mechanischen Beanspruchungen in magnetostriktivem Material
DE2830314C2 (de) Vorrichtung zum Prüfen von magnetischen Sicherheitsfäden in Wertdrucken
DE1549044A1 (de) Vorrichtung zum Anzeigen von Markierungen auf einem magnetisch markierten Gegenstand,beispielsweise einem Stahldrahtseil
DE102022129926A1 (de) Sensorkopf für Belastungsmessvorrichtung mit Magnetspulen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition