DE4126707A1 - Wirbelstromsensor - Google Patents

Wirbelstromsensor

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DE4126707A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Wirbelstromsensor zum Detektieren von Defekten oder Anomalien in einem Rohr aus einem ferromagnetischen Material. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf einen Wirbelstromsensor mit exzentrischer magnetischer Sättigung, mit dem örtliche Defekte von konzentrischen Anomalien in einem relativ klein ausgebildeten ferromagnetischen Rohr unterschieden werden können.
Bei Wirbelstrom-Prüfverfahren werden Änderungen eines Wirbelstroms detektiert, der in einem Prüfling erzeugt wird. Dabei spricht das Prüfverfahren auf Materialeigenschaften des Prüflings an, welche einen Einfluß auf dessen elektrischen Widerstand und dessen magnetische Permeabilität haben. Der Wirbelstrom wird dabei indirekt durch eine Sensorspule gemessen, die nahe der Oberfläche des Prüflings angeordnet ist und die den magnetischen Fluß anzeigt, der durch den Wirbelstrom erzeugt wird. Wenn jedoch ein Wirbelstromsensor verwendet wird, um ferromagnetische Rohre zu prüfen, dann beeinflußt die magnetische Permeabilität des ferromagnetischen Materials die Induktivität der Sensorspule sowie die Tiefe, mit der der Wirbelstrom in das Material eindringt. Die magnetische Permeabilität hängt unter anderem stark von den folgenden Faktoren ab:
  • - Vorausgegangene thermische Behandlung;
  • - vorausgegangene mechanische Behandlung;
  • - chemische Zusammensetzung;
  • - interne Spannungen und
  • - Temperatur (falls diese dicht bei der Curie-Temperatur liegt).
Die großen Schwankungen der Permeabilität machen die Fehlerprüfung in magnetischen Materialien unter Verwendung konventioneller Wirbelstromsensoren sehr schwierig. Es ist allerdings nicht so, daß ein Wirbelstromsensor einem ferromagnetischen Material gegenüber unempfindlich wäre, jedoch erzeugt der Sensor sowohl Signale, die auf Materialfehlern beruhen, als auch Signale, die auf Schwankungen der Permeabilität des Materials zurückzuführen sind. Es ist sehr schwierig, Sensorsignale zu analysieren und solche Signale, die von Materialfehlern herrühren, von solchen zu unterscheiden, die auf Änderungen der Permeabilität (Permeabilitätsrauschen) zurückzuführen sind.
Eine Möglichkeit, das Permeabilitätsrauschen zu unterdrücken besteht darin, das magnetische bzw. magnetisierbare Material in einen Zustand zu bringen, in dem gilt µr = 1,0. Dabei ist die relative inkrementelle oder auch Gegen-Permeabilität µr wie folgt definiert µr = ΔB/ΔH, wobei ΔB die Änderung der magnetischen Flußdichte ist, welche mit einer Änderung der Stärke der Magnetisierung ΔH, einhergeht, welche beispielsweise durch den Wechselstrom in einer Wirbelstromspule erzeugt wird.
Einige schwach magnetische Materialien können über ihre Curie-Temperatur hinaus erwärmt werden, um sie zu entmagnetisieren. Die unter dem Warenzeichen Monel 400 bekannte Legierung wurde auf Temperaturen zwischen 50 und 70°C gebracht und auf vorstehend beschriebene Weise geprüft. Die meisten Materialien haben jedoch eine zu hohe Curie-Temperatur, um auf diese Weise untersucht werden zu können. Als einzige andere Möglichkeit, µr auf 1 zu senken, bleibt, das betrachtete Material magnetisch zu sättigen.
Es sollte auch erwähnt werden, daß die in-situ-Inspektion eines Rohres eines Dampferzeugers oder anderer Arten von Wärmetauschern oder dergleichen typischerweise vom Inneren des Rohres her durchgeführt werden muß, da Halteteile, wie Halteplatten, Rohrplatten oder -Scheiben, Anschläge und dergleichen, die Prüfung des Rohres von außerhalb nicht zulassen. Diese Halteteile bringen zusätzlich verschiedene Arten von Rauschen in die Wirbelstromsignale ein, indem sie die Verteilung des magnetischen Flusses modifizieren und dadurch die Wirbelstromerzeugung beeinflussen. Darüberhinaus erzeugen diese Halteteile während des Herstellungsprozesses recht oft gewisse Rohranomalien, wie z. B. eine Äufblähung oder eine Ausbauchung des Rohres in oder an der Rohrwandung, konzentrische Defekte etc.
In der US-PS 21 24 579 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen metallischer Gegenstände, insbesondere rohrförmiger Gegenstände, beschrieben.
Es wird ein Wirbelstromsensor offenbart, der zwischen zwei Elektromagneten angeordnet ist. Bei einem Ausführungsbeispiel sind der Sensor und die Elektromagnete so ausgebildet, daß sie in das Innere des zu untersuchenden Rohres eingeführt werden können.
Aus der US-PS 29 92 390 geht ein Prüfverfahren für eisenhaltige Rohrleitungen hervor, mit dem auf Rohrdicke, Abnutzung, Anfraß oder Korrosion untersucht werden kann. Dabei wird ein Magnetisierungsmittel verwendet, um die Rohrleitung magnetisch zu sättigen, sowie eine Kombination aus einer Sende- und Empfangsspule um Änderungen der magnetischen Permeabilität zu messen, die wiederum in Verbindung mit den gesuchten physikalischen Eigenschaften der Rohrleitung steht.
Eine Vorrichtung zum Detektieren von Blasen oder Fehlstellen bei langgestreckten magnetischen oder magnetisierbaren Gegenständen wird in der US-PS 30 91 733 beschrieben. Der Gegenstand wird durch Magnetisierungsmittel magnetisiert und anschließend wird eine Magnetfeldsonde vorbeigeführt, um einen aus dem Material austretenden magnetischen Fluß, der im Bereich einer Blase oder einer Fehlstelle existiert, zu messen.
Bei all diesen bekannten Verfahren wird das magnetische Feld im wesentlichen koaxial zur Achse des zu untersuchenden Rohres erzeugt. Dabei ist es wesentlich, daß das magnetische Feld gleichmäßig bezüglich der Umfangslinie des Rohres verläuft, um diesbezüglich gleichmäßige Empfindlichkeiten zu gewährleisten. Dabei ist der Wirbelstromsensor durch die gleichmäßige Magnetisierung in der Lage, örtliche Defekte im Bereich einer betrachteten Umfangslinie aufzuspüren, ungeachtet der relativen Lage des Defekts und des Sensors, so lange das zu untersuchende Rohr einen nur hinreichend kleinen Durchmesser aufweist.
Bei der US-PS 39 40 689 wird eine Kombination aus Wirbelstrommessung und Detektieren von austretendem magnetischem Fluß verwendet, um Bohrlochrohre zu prüfen. Dabei wird eine Vielzahl von Wirbelstromsensoren verwendet, welche entlang einer Umfangslinie des Rohres angeordnet sind, um örtliche Blasen oder Fehlstellen in der Rohrwand aufzuspüren, welche hierfür einen ziemlich großen Durchmesser aufweisen müssen. Das Magnetisierungsmittel ist gleichfalls koaxial zur Rohrleitung angeordnet, um ein gleichmäßiges konzentrisches Magnetfeld zu gewährleisten. Es ist jedoch zweifelhaft, ob ein derartiges, in der Patentschrift beschriebenes Mittel zum Magnetisieren stark genug ist, um die Bohrlochrohre hinreichend zu magnetisieren.
Bisher existieren jedoch noch keine geeigneten Wirbelstromsensoren, mit denen zwischen örtlichen Defekten und konzentrischen Änomalien in einem relativ klein ausgebildeten ferromagnetischen Rohr unterschieden werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, einen Wirbelstromsensor zu schaffen, mit dem, wie vorstehend beschrieben, zwischen konzentrischen Änomalien und örtlichen Defekten in einem ferromagnetischen Rohr unterschieden werden kann.
Der erfindungsgemäße Wirbelstromsensor zum Detektieren von Anomalien in einem Rohr aus einem ferromagnetischen Material umfaßt ein Sensorgehäuse aus einem nicht-ferromagnetischen Material, welches so ausgebildet ist, daß es zu Prüfzwecken in das Rohr eingeführt werden kann, und mindestens zwei Wirbelstrommeßanordnungen. Das Sensorgehäuse weist eine Gehäuseachse auf, die beim Gebrauch des Sensors im wesentlichen mit der Achse des zu prüfenden Rohres zusammenfällt. Jede der Wirbelstrommeßanordnungen umfaßt Magnetisierungsmittel zur Erzeugung eines magnetischen Feldes in dem zu untersuchenden Rohr. Dabei soll das Rohr entlang einer Umfangslinie in einer Ebene senkrecht zur Gehäuseachse unterschiedlich magnetisiert werden, und zwar von einer maximalen Magnetisierung in einem Bereich zu einer minimalen Magnetisierung in einem dazu gegenüberliegenden Bereich der Umfangslinie.
Des weiteren verfügt jede Wirbelstrommeßanordnung über mindestens eine Wirbelstrommeßvorrichtung, vorzugsweise eine Wirbelstrommeßspule, zur Messung von in dem Rohr erzeugten Wirbelströmen, wobei die Empfindlichkeit der Meßvorrichtung oder Spule für Anomalien im Bereich maximaler Magnetisierung am größten ist. Wenigstens zwei Wirbelstrommeßanordnungen sind in axialer Richtung in einem Abstand und um diese Achse um einen bestimmten Winkel zueinander verdreht angeordnet, so daß jede Wirbelstrommeßanordnung für Anomalien entsprechend ihrer Position bezüglich der Umfangslinie unterschiedlich empfindlich ist.
Der Wirbelstromsensor kann exzentrisch angeordnete Magnetfelder aufweisen.
Es können auch mehrere Permanentmagnete vorhanden sein, die in einer bestimmten Weise angeordnet sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Wirbelstromsensors. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Wirbelstromsensors, bei dem fünf zylindrische Permanentmagnete sowie Induktionsspulen mit Spulenkernen vorgesehen sind;
Fig. 2 eine bildliche Darstellung des magnetischen Feldes, welches durch einen exzentrisch bezüglich der Achse eines ferromagnetischen Rohres angeordneten Magneten erzeugt wird;
Fig. 3 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen relativer magnetischer Permeabilität und magnetischer Flußdichte;
Fig. 4 eine Abbildung einer typischen Darstellung von Wirbelstromsignalen;
Fig. 5, 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele mit jeweils unterschiedlichen Spulenanordnungen;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem 4 Permanentmagnete vorgesehen sind, um ein bestimmtes Magnetfeld zu erzeugen und
Fig. 9 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem vier Wirbelstrommeßspulen vorgesehen sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind fünf zylindrische Permanentmagnete 2, 4, 6, 8 und 10, wie dort ersichtlich hintereinander angeordnet, und zwar im wesentlichen entlang einer Achse 12 eines Sensorgehäuses.
Das Sensorgehäuse ist in der Zeichnung nicht abgebildet und wie beim Stand der Technik aus einem nicht-ferromagnetischen Material hergestellt. Es umgibt die vorgenannten Elemente und ist so ausgebildet, daß es in ein zu untersuchendes ferromagnetisches Rohr eingeführt werden kann. Beim Gebrauch des Sensors fällt die Gehäuseachse 12 im wesentlichen mit derjenigen des zu prüfenden Rohres zusammen. Die Permanentmagnete 4 und 8 sind im wesentlichen identisch, weisen jedoch einen kleineren Durchmesser als die übrigen, im wesentlichen identischen Permanentmagnete 2, 6 und 10 auf. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beträgt der Durchmesser der Permanentmagnete 4 und 8 ungefähr 80% des Durchmessers der übrigen Permanentmagnete. Hinsichtlich ihrer Polarität sind die Permanentmagnete wie abgebildet angeordnet, wobei die kleineren Permanentmagnete 4 und 8 geringfügig von der Achse des Sensorgehäuses weg versetzt sind. Sie bilden bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine axial verlaufende Oberflächenlinie, indem sie auf gegenüberliegenden Seiten des Umfangs mit den jeweils benachbarten Magneten fluchten. Für bestimmte Anwendungen könnten die kleineren Permanentmagnete 4 und 8 über die fluchtende Anordnung hinaus versetzt zu den benachbarten Permanentmagneten angeordnet sein. Um die kleineren Permanentmagnete 4 und 8 sind Induktionsspulen mit Spulenkern 14 bzw. 16 vorgesehen, von denen jede als absoluter Impedanzsensor mit einer entsprechenden Referenzspule 18 oder 20 zusammenwirkt.
Das magnetische Feld, das im Bereich jeder Induktionsspule gebildet wird, hat in dem Bereich, wo drei benachbarte Permanentmagnete, wie vorstehend beschrieben, miteinander fluchten, seine größte Stärke. Es ist am schwächsten in dem diesem Bereich diametral gegenüberliegenden Bereich des Umfangs, und zwar aufgrund des entgegengesetzten magnetischen Feldes, das durch die überstehenden Bereiche der benachbarten Magnetenden, z. B. der Permanentmagnete 2 und 6, herrührt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel existieren daher zwei Bereiche, in denen die magnetische Feldstärke am größten ist. Diese beiden Bereiche sind bezüglich der Achse 12 des Sensorgehäuses um 180° verdreht und in axialer Richtung in einem vorgegebenen Abstand angeordnet. Die Bereiche minimaler Feldstärke befinden sich bezüglich der Bereiche maximaler Feldstärke auf der jeweils diametral gegenüberliegenden Seite der Umfangslinie.
In einer Parallelanmeldung der Anmelderin, US 07/5 35 521 werden Wirbelstromsensoren für ferromagnetische Rohre beschrieben, welche Wirbelstrommessungen verwenden, die mit Hilfe von getrennten Spulen durchgeführt werden, die an Positionen unterschiedlicher partieller magnetischer Sättigung angeordnet sind. Die Sättigungsgrade werden dabei so gewählt, daß nur die Spule, die im Bereich höchster magnetischer Sättigung angeordnet ist, eine Veränderung der relativen magnetischen Permeabilität detektiert, was eine Verminderung der Stärke der Rohrwandung bedeutet, und daß andere Anomalien, die als Rauschen zu bezeichnen sind, hingegen von beiden Spulen detektiert werden. Durch einen Vergleich der Signale der Spulen ist es möglich, Defekte (Wandstärkeverminderung, Leitbleche etc.) von Rauschen zu unterscheiden.
Die vorliegende Erfindung greift dieses Konzept auf, indem sie mehrere und verschiedene Grade der partiellen magnetischen Sättigung entlang einer Umfangslinie eines zu untersuchenden Rohres verwendet.
In Fig. 2 ist die typische Magnetisierung in einem ferromagnetischen Rohr durch einen Magnet 23 gezeigt, welcher innerhalb und bezüglich der Achse des Rohres exzentrisch angeordnet ist. Die angegebenen Werte der relativen magnetischen Permeabilität µr sind zwar von typischer Größenordnung, jedoch nur beispielhaft aufgeführt. Wenn der Sensor entlang des Rohres bewegt wird und dabei Defekte passiert, wie z. B. eine innen ausgebildete Wandstärkenverringerung 27, eine externe Wandstärkenverringerung, Leit- oder Haltebleche 29 etc., dann verändert sich die relative magnetische Permeabilität µr in der Rohrwandung in der Nähe einer Wirbelstrommeßspule 25 (einer Induktionsspule mit Spulenkörper im vorliegenden Ausführungsbeispiel) und die Veränderungen werden von der Wirbelstrommeßspule 25 erfaßt.
In Fig. 3 ist der Zusammenhang zwischen relativer magnetischer Permeabilität µr und magnetischer Flußdichte B für in einem Magnetfeld befindlichen Kohlenstoffstahl graphisch dargestellt. Die angegebenen Werte sind von üblicher Größenordnung und variieren aber stark mit den betrachteten Kohlenstoffstahl-Proben. Der charakteristische Verlauf der Abhängigkeit ist jedoch stets gleich. Daher sind im Bereich der partiellen Sättigung oberhalb von 0,5 Tesla (also B<0,5 T) typische Signale des Wirbelstromsensors dem in Fig. 4 gezeigten Verhalten vergleichbar. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, führt eine steigende magnetische Flußdichte B zu einer Verringerung der relativen magnetischen Permeabilität µr. Diese Veränderungen der magnetischen Permeabilität werden durch den Wirbelstromsensor angezeigt, was in Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist: Ein übliches oder ungestörtes zu untersuchendes Rohr habe dabei eine magnetische Permeabilität µr von 150, während ein um das Rohr herum verlaufendes Halteblech die magnetische Flußdichte verringert und zu einem Ansteigen der magnetischen Permeabilität µr auf z. B. 190 führt, was ein Signal wie abgebildet erzeugt. Eine Verringerung der Wandstärke im Bereich der äußeren Wand (OD-Wandstärkenverringerung) würde ein Signal liefern, das eine Verringerung der magnetischen Permeabilität µr entlang der µr-Kurve anzeigt, während eine Verringerung im Bereich der inneren Wandung (ID-Wandstärkenverringerung) zusätzlich zur Permeabilitätsverringerung eine Phasenvariation zeigen würde, aufgrund des veränderten Füllfaktors. Im Bereich kleinerer magnetischer Flußdichte, also B<0,5 T, ist die magnetische Permeabilität µr konstant, und es werden keine Signale als Reaktion auf Änderungen der magnetischen Flußdichte erzeugt.
Auf Fig. 2 zurückverweisend sei angemerkt, daß der Wirbelstromsensor aufgrund der Exzentrizität des ringförmigen magnetischen Feldes, das durch den Magnet 23 erzeugt wird, dann ein Permeabilitätssignal erzeugt, wenn Defekte (z. B. Wandstärkenverringerungen, Haltebleche etc.) in einem Bereich vorhanden sind, wo die Magnetisierung über dem Schwellenwert von z. B. B<0,5 Tesla liegt.
Ein örtlicher Defekt in dem zu untersuchenden Rohr erzeugt deshalb ein stärkeres Wirbelstromsignal in der Spule, wenn es sich in einem Bereich eines stärkeren magnetischen Feldes befindet. Mit anderen Worten ist die Empfindlichkeit der Wirbelstrommeßspule im Bereich maximaler magnetischer Feldstärke am größten.
Der vorliegenden Erfindung liegt also die Idee zugrunde, die Bereiche maximaler und minimaler magnetischer Feldstärke in einer bestimmten Weise oder Konfiguration anzuordnen. Da wie in Fig. 1 gezeigt die Gebiete maximaler magnetischer Feldstärke um 180° zueinander um die Gehäuseachse 12 gedreht sind, erzeugt ein bezüglich der Gehäuseachse 12 konzentrischer Defekt oder eine konzentrische Anomalie in beiden Induktionsspulen 14 und 16 Signale gleicher Stärke, wenn die jeweilige Spule über den Defekt hinwegbewegt wird, während ein örtlicher Defekt in den beiden Spulen unterschiedliche Signale hervorruft. Deshalb ist es beim Aufzeichnen beider Signale möglich, zwischen konzentrischen und nicht konzentrischen Anomalien zu unterscheiden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden scheibenförmige oder auch Flachspulen 32 und 34 als Wirbelstrommeßvorrichtungen verwendet, wobei jede der Flachspulen im betreffenden Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist. Die Anordnung der Permanentmagnete ist dabei die gleiche wie in Fig. 1 gezeigt. Die Spulen werden in der absoluten Impedanzbetriebsart in Verbindung mit jeweiligen Referenzspulen 36 und 38 betrieben.
Es ist gleichfalls möglich, Wirbelstromsensoren in der differenziellen Betriebsart zu verwenden anstelle der absoluten Impedanzsensoren zuvor beschriebener Ausführungsformen. Deshalb sind, wie in Fig. 6 gezeigt, jeweils zwei Paare von Induktionsspulen 42, 44 und 46, 48 um die kleineren Permanentmagnete der gleichen Magnetanordnung nach Fig. 1 herum vorgesehen. Da die Sensoren in der differenziellen Betriebsart arbeiten, werden keine Referenzspulen benötigt.
Wirbelstromsensoren in Form einer Sende- und Empfangskonfiguration können nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, gleichfalls benutzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Paar Sendespulen und Empfangsspulen vorgesehen, von denen jeweils eine an dem betreffenden Bereich maximaler magnetischer Feldstärke angeordnet ist. Die Sendespulen sind mit T und die Empfangsspulen mit R bezeichnet. Die Distanz to zwischen den Sende- und den Empfangsspulen ist dabei typischerweise gleich oder größer als die Dicke der Rohrwand.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vier im wesentlichen identische, zylindrische Permanentmagnete hintereinander und im wesentlichen entlang der Achse 12 des Sensorgehäuses angeordnet. Jeder der benachbarten Magnete ist jedoch senkrecht zur Achse 12 des Sensorgehäuses und in entgegengesetzter Richtung zum jeweils benachbarten Magnet von der Gehäuseachse weg versetzt, und zwar um ein bestimmtes Maß, welches bei diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 5% des Durchmessers der Magnete beträgt. Die beiden Wirbelstrommeßspulen sind, wie abgebildet, auf den mittleren Magneten angeordnet. Es ist auch möglich, vier Wirbelstrommeßanordnungen vorzusehen, deren Punkte höchster Empfindlichkeit jeweils einen Winkel von 90° zueinander bildend um die Gehäuseachse herum positioniert sind. Eine derartige Konfiguration ist in Fig. 9 gezeigt.

Claims (10)

1. Wirbelstromsensor zum Detektieren von Anomalien in einem Rohr aus einem ferromagnetischen Material, umfassend
  • - ein Sensorgehäuse, welches aus einem nicht-ferromagnetischen Material hergestellt und so ausgebildet ist, daß es zu Prüfzwecken in das Rohr eingeführt werden kann, wobei eine Gehäuseachse (12) des Sensorgehäuses beim Gebrauch des Sensors im wesentlichen mit der Achse des zu prüfenden Rohres zusammenfällt,
  • - mindestens zwei Wirbelstrommeßanordnungen, die jeweils Magnetisierungsmittel zur Erzeugung eines magnetischen Feldes in dem zu untersuchenden Rohr umfassen, um das Rohr in einer Ebene senkrecht zu seiner Achse entlang einer Umfangslinie unterschiedlich zu magnetisieren, von einer maximalen Magnetisierung in einem Bereich dieser Umfangslinie bis zu einer minimalen Magnetisierung in einem diesem gegenüberliegenden Bereich der Umfangslinie, und
  • - mindestens eine Wirbelstrommeßvorrichtung (14, 16) zur Messung eines in dem Rohr erzeugten Wirbelstroms, wobei die Empfindlichkeit der Wirbelstrommeßvorrichtung (14, 16) für Anomalien im Bereich maximaler Magnetisierung am größten ist,
  • - und wobei die mindestens zwei Wirbelstrommeßanordnungen in axialer Richtung beabstandet und um die Gehäuseachse (12) um einen vorgegebenen Winkel gedreht zueinander angeordnet sind, so daß jede Wirbelstrommeßanordnung für Anomalien entsprechend ihrer Position bezüglich der Umfangslinie unterschiedlich empfindlich ist.
2. Wirbelstromsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zwei Wirbelstrommeßanordnungen vorgesehen sind,
  • - daß die Magnetisierungsmittel fünf zylindrische Permanentmagnete (2, 4, 6, 8, 10) umfassen, die hintereinander entlang der Gehäuseachse (12) angeordnet sind, wobei der zweite (4) und vierte (8) Permanentmagnet einen kleineren Durchmesser aufweisen als die übrigen Magnete und in entgegengesetzten Richtungen um ein bestimmtes Maß von der Gehäuseachse (12) weg versetzt sind, und
  • - daß die Wirbelstrommeßvorrichtungen (14, 16) auf dem zweiten und vierten Permanentmagnet (4, 8) angeordnet sind.
3. Wirbelstromsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zwei Wirbelstrommeßanordnungen vorgesehen sind,
  • - daß die Magnetisierungsmittel vier im wesentlichen identische zylindrische Permanentmagnete umfassen, die hintereinander und im wesentlichen entlang der Gehäuseachse (12) angeordnet sind und wobei jeder der benachbarten Permanentmagnete in entgegengesetzter Richtung um ein bestimmtes Maß von der Achse (12) weg versetzt ist, und
  • - daß die Wirbelstrommeßvorrichtung auf den mittleren Permanentmagneten angeordnet sind.
4. Wirbelstromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Wirbelstrommeßanordnungen zur Impedanzmessung geeignet sind und als Wirbelstrommeßvorrichtungen Induktionsspulen umfassen, die die betreffenden Magnete umgreifen.
5. Wirbelstromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Wirbelstrommeßanordnungen zur Impedanzmessung geeignet sind und als Wirbelstrommeßvorrichtungen Scheiben- oder Flachspulen umfassen, die in Bereichen maximaler Magnetisierung angeordnet sind.
6. Wirbelstromsensor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zwei Induktionsspulen in jeder Wirbelstrommeßanordnung vorgesehen sind und für eine differentielle Betriebsart miteinander verbunden sind.
7. Wirbelstromsensor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Wirbelstrommeßanordnungen als Sende-/Empfangs-Sensoren ausgebildet sind und Flachspulen umfassen, die an den Bereichen maximaler Magnetisierung positioniert sind.
8. Wirbelstromsensor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Durchmesser des zweiten und vierten Permanentmagneten (4, 8) ungefähr 80% des Durchmessers der übrigen Magnete beträgt.
9. Wirbelstromsensor nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das bestimmte Maß, um welches die Permanentmagnete von der Gehäuseachse (12) weg versetzt sind, ungefähr 5% des Magnetdurchmessers beträgt.
10. Wirbelstromsensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - vier Wirbelstrommeßanordnungen vorgesehen sind, die so hintereinander entlang der Gehäuseachse (12) angeordnet sind, daß jede der Anordnungen einen Bereich am Umfang des Sensorgehäuses aufweist, bei dem Empfindlichkeit am höchsten ist und daß diese Bereiche höchster Empfindlichkeit bezüglich der Gehäuseachse um einen Winkel von 90° zueinander beabstandet sind.
DE4126707A 1990-10-11 1991-08-13 Wirbelstromsensor Withdrawn DE4126707A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/596,080 US5237270A (en) 1990-10-11 1990-10-11 Ferromagnetic eddy current probe having eccentric magnetization for detecting anomalies in a tube

Publications (1)

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DE4126707A1 true DE4126707A1 (de) 1992-04-16

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4126707A Withdrawn DE4126707A1 (de) 1990-10-11 1991-08-13 Wirbelstromsensor

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US (1) US5237270A (de)
JP (1) JPH04233452A (de)
BR (1) BR9104395A (de)
CA (1) CA2043496A1 (de)
DE (1) DE4126707A1 (de)
FR (1) FR2667942B1 (de)
GB (1) GB2248693B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012017871A1 (de) * 2012-09-06 2014-03-06 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Differentieller Sensor und Verfahren zur Detektion von Anomalien in elektrisch leitfähigen Materialien

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129153A1 (de) * 1991-09-02 1992-06-04 Gemeinschaftskernkraftwerk Nec Verfahren zur ueberpruefung der waermetauscherrohre in einem waermetauscher
DE69715531D1 (de) 1996-06-28 2002-10-24 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
US6265870B1 (en) 1999-09-02 2001-07-24 Ndt Technologies, Inc. Eddy current sensor assembly for detecting structural faults in magnetically permeable objects
US6369566B1 (en) * 1999-09-27 2002-04-09 Framatone Anp Inc. Method for measuring crud thickness on nuclear fuel rods
CA2395156A1 (en) 1999-12-20 2001-06-28 Henry Moncrieff O'connor Method for generating and displaying complex data utilizing color-coded signals
US6281678B1 (en) 2000-02-29 2001-08-28 Gene R Auville Tri-tip probe
US7528599B2 (en) * 2004-05-21 2009-05-05 Matrix Enterprises, Llc Eddy current probe
KR100696991B1 (ko) * 2006-01-25 2007-03-20 한국원자력연구소 투자율 측정법을 이용하여 증기발생기 전열관의 와전류를탐상하는 장치 및 방법
GB2475315B (en) * 2009-11-16 2014-07-16 Innospection Group Ltd Inspection apparatus and method
GB2475314B8 (en) 2009-11-16 2013-09-25 Innospection Group Ltd Remote environment inspection apparatus and method
US9310338B2 (en) * 2010-10-14 2016-04-12 Halliburton Energy Services, Inc. Method for measuring remote field eddy current thickness in multiple tubular configuration
JP6126813B2 (ja) * 2012-09-20 2017-05-10 三菱重工業株式会社 渦電流探傷検査装置、渦電流探傷検査方法及び信号処理器
GB2537124B (en) 2015-04-07 2018-09-05 Innospection Group Ltd In-line inspection tool
RU2634544C2 (ru) * 2015-08-05 2017-10-31 Общество с ограниченной ответственностью "Интрон Плюс" Устройство для вихретоковой дефектоскопии ферромагнитных труб со стороны их внутренней поверхности

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB948046A (de) *
US2124579A (en) * 1937-01-30 1938-07-26 Steel And Tubes Inc Method of and apparatus for testing metallic articles
US2992390A (en) * 1956-06-18 1961-07-11 Continental Oil Co Method and apparatus for electrical testing of pipe
US3091733A (en) * 1957-03-05 1963-05-28 Electro Chemical Lab Corp Apparatus for detecting flaws in elongated magnetic structures
US3110860A (en) * 1961-11-06 1963-11-12 Budd Co Electromagnetic testing apparatus using an eccentrically mounted annular test coil whose axis is rotated about the workpiece axis
US3273055A (en) * 1965-10-18 1966-09-13 Api Instr Company Constant impedance dual circuits for sample material flaw detection
US3500181A (en) * 1967-04-21 1970-03-10 Armco Steel Corp Eddy current flow detection apparatus utilizing a plurality of circumferential sensors
US3535624A (en) * 1967-06-13 1970-10-20 American Mach & Foundry Apparatus for inspecting the inside and outside of a tubular member continuously moving in one direction
US3483466A (en) * 1967-11-03 1969-12-09 American Mach & Foundry Pipeline inspection apparatus for detection of longitudinal defects
US3693075A (en) * 1969-11-15 1972-09-19 Forster F M O Eddy current system for testing tubes for defects,eccentricity,and wall thickness
US3940689A (en) * 1974-05-14 1976-02-24 Schlumberger Technology Corporation Combined eddy current and leakage field detector for well bore piping using a unique magnetizer core structure
US3940690A (en) * 1974-08-13 1976-02-24 Magnetic Analysis Corporation Multi-probe flux leakage testing apparatus using skewed probes
US4412177A (en) * 1980-10-29 1983-10-25 Petrini Richard R Eddy current inspection tool which is selectively operable in a discontinuity detection mode and a discontinuity magnitude mode
DE3132808C2 (de) * 1981-08-19 1984-01-26 Nukem Gmbh, 6450 Hanau "Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung ferromagnetischer Körper"
US4477776A (en) * 1981-11-02 1984-10-16 Magnetic Analysis Corporation Apparatus and process for flux leakage testing using transverse and vectored magnetization
US4649343A (en) * 1983-12-27 1987-03-10 The Babcock & Wilcox Company Electromagnetic flux leakage inspection system for ferromagnetic tubes
KR890001536B1 (ko) * 1984-11-23 1989-05-06 더 뱁콕 앤드 윌콕스 컴퍼니 내부의 결함상태를 검출하기 위한 와류 탐침
JPH073408B2 (ja) * 1985-03-29 1995-01-18 日本鋼管株式会社 パイプラインの孔食検出装置
JPS62130350A (ja) * 1985-12-03 1987-06-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd 渦流探傷用プロ−ブ
US4808927A (en) * 1987-02-19 1989-02-28 Atomic Energy Of Canada Limited Circumferentially compensating eddy current probe with alternately polarized receiver coil
US4855676A (en) * 1987-05-06 1989-08-08 Atomic Energy Of Canada Limited Ferromagnetic eddy current probe having transmit and receive coil assemblies
GB2218522A (en) * 1988-05-09 1989-11-15 Magnetic Analysis Corp Transducer for magnetic testing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012017871A1 (de) * 2012-09-06 2014-03-06 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Differentieller Sensor und Verfahren zur Detektion von Anomalien in elektrisch leitfähigen Materialien

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04233452A (ja) 1992-08-21
GB9114165D0 (en) 1991-08-21
FR2667942A1 (fr) 1992-04-17
CA2043496A1 (en) 1992-04-12
FR2667942B1 (fr) 1994-11-04
GB2248693B (en) 1994-09-14
GB2248693A (en) 1992-04-15
BR9104395A (pt) 1992-06-09
US5237270A (en) 1993-08-17

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