DE4126707A1 - Wirbelstromsensor - Google Patents
WirbelstromsensorInfo
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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.
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