DE4443464C2 - Spulenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung zum elektrischen Anschluß an eine Wechselspannungsquelle, insbesondere zur De­ tektion von Impedanzänderungen.

Impedanzänderungen in mit Wechselstrom betriebenen Einrich­ tungen können zu Meß- oder Prüfzwecken ausgenutzt werden. Typische Anwendungen sind beispielsweise induktive Wegaufneh­ mer (Differentialtransformatoren) oder Wirbelstromsonden, wie sie beispielsweise als Durchlaufspulen, Segmentspulen oder Tastspulen in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung Verwen­ dung finden. Als Spulen in diesem Sinne sind sowohl langge­ streckte Spulen mit wendelförmig verlaufendem elektrischen Leiter, als auch im wesentlichen ebene Spulen zu verstehen; die Spulen können beispielsweise durch Wicklung oder in Schichttechnik hergestellt sein.

Eine mit einer oder mehreren Spulen ausgestattete Wirbel­ stromsonde kann in einem geringen Prüfabstand zu der zu prü­ fenden Oberfläche eines mindestens teilweise elektrisch lei­ tenden Materials angeordnet und relativ zu diesem bewegt wer­ den. Das von einer Feldspule erzeugte hochfrequente elektro­ magnetische Wechselfeld dringt dabei in das Prüfmaterial ein und erzeugt im wesentlichen in einer oberflächennahen Schicht des Prüfmaterials Wirbelströme, die durch Gegeninduktion auf eine oder mehrere Meßspulen der Wirbelstromsonde zurückwir­ ken. Ein Defekt im geprüften Bereich verändert die Wirbel­ stromintensität und bewirkt dadurch Impedanzänderungen in den Spulen der Wirbelstromsonde.

Klassische Wirbelstromsonden können, wie beispielsweise in der DIN-Norm 54 140, Teil 3 angegeben, in drei Gruppen einge­ teilt werden, nämlich in parametrische Sonden, Brückensonden und transformatorische Sonden. Eine parametrische Sonde weist nur eine Spule auf, die vorzugsweise einen langgestreckten, feldstärkenden Sondenkern aus magnetisierbarem Material um­ schließt. Die Spule dient sowohl zur Felderzeugung, als auch zur Erzeugung des Meßsignals. Es sind somit Feld- und Meß­ spule identisch. Parametrische Sonden erlauben einfache Bau­ formen und kleine Baugrößen. Nachteilig ist vor allem die geringe Auflösung, die nur mit aufwendiger Meßelektronik ver­ bessert werden kann.

Eine typische Brückensonde weist zwei parallel zueinander an­ geordnete, identische Spulen auf, die in zwei parallelen Stromzweigen jeweils mit identischen Widerständen in Reihe geschaltet und mit einer Wechselspannungsquelle verbunden sind. Wie bei der parametrischen Sonde dienen die Spulen so­ wohl der Felderzeugung, als auch der Messung. Bei Auftreten eines Defektes, der die Impedanzen der Spulen unterschiedlich beeinflußt, ergibt sich ein Meßsignal aus einer zwischen den Stromzweigen auftretenden Potentialdifferenz, die auf unter­ schiedlichen Spannungsabfällen über die identischen Wider­ stände beruht. Brückensonden zeichnen sich, wie parametrische Sonden, durch kleine Bauform, effektive Raumausnutzung und einfache Fertigung aus. Durch die Reihenschaltung von ohm­ schen Widerständen und Induktivitäten in den Stromzweigen entstehen jedoch Verluste, und nur in einem engen Frequenzbe­ reich können hinreichend große Meßeffekte erzeugt werden. Bei Änderung der Wechselspannungsfrequenz ist zur Erreichung eines optimalen Meßeffektes eine Abstimmung der Stromzweige, etwa durch Veränderung der ohmschen Widerstände, notwendig. Weiterhin nachteilig ist die galvanische Verbindung der Aus­ werteeinheit mit den Stromzweigen der Sondenanordnung, wo­ durch hohe Gleichtaktspannungen am Meßeingang der Auswerte­ einheit entstehen können.

Eine typische transformatorische Sonde weist zwei identische Meßspulen auf, die parallel zueinander dicht nebeneinander angeordnet und gemeinsam von einer Feldspule umschlossen sind, die an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist. Die Meßspulen sind bezüglich des Anzeigeinstrumentes in Dif­ ferenz zueinander geschaltet. Hier sind die Meßspulen passiv, dienen also nicht der Felderzeugung, die allein durch die Feldspule erfolgt.

Wie bei der Brückensonde führen Änderungen der Intensität des zur Prüfung benutzten Magnetfeldes, die sich auf beiden Meß­ spulen gleichermaßen auswirken, durch die Differenzschaltung zu keinem Meßsignal. Die Meßspulen müssen symmetrisch in Be­ zug auf das Feld der Feldspule angeordnet sein, denn dann he­ ben sich auch die durch die Feldspule direkt in den Meßspulen induzierten Spannungen auf. Transformatorische Sonden errei­ chen hohe Auflösungen und es treten wegen der galvanischen Trennung von Meß- und Auswertekreis keine Gleichtaktspannun­ gen auf. Weiterhin sind Feld- und Meßimpedanzen getrennt op­ timierbar. Die hohen Anforderungen an die Symmetrie der Meß­ spulen bezüglich der Feldspule erfordern aber zur Erreichung kleiner Restspannungen eine aufwendige Fertigung. Transforma­ torische Sonden haben auch eine schlechte Raumausnutzung. Diese Nachteile werden insbesondere dann bedeutend, wenn eine Verkleinerung der Anordnung angestrebt wird.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Spulenanordnung, insbesondere zur Detektion von Impedanzänderungen, zu schaf­ fen, durch die bei Wirbelstromsonden die Vorteile von Brückensonden mit denen von tranformatorischen Sonden kom­ biniert werden können und gleichzeitig die Nachteile beider Anordnungen weitgehend vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spulenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Eine Spulenanordnung kann aus zwei Spulen eines Meßelementes und einem Übertrager mit mindestens zwei Wicklungen bestehen. Jede Wicklung des Übertragers besteht aus mindestens einer Windung. Die Wicklungen sind möglichst gut transformatorisch miteinander verkoppelt. Die erste Spule des Meßelementes und die erste Wicklung des Übertragers sind in Reihe geschaltet. Ebenso ist die zweite Spule des Meßelementes mit der zweiten Wicklung in Reihe geschaltet, jedoch so, daß die transfor­ matorischen Verkoppelungen der Wicklungen des Übertragers gegeneinander gerichtet sind. Die beiden Stromzweige aus Spule und Übertragerwicklung werden so an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle angeschlossen, daß die Magnetfelder der Spulen des Meßelementes gleiche Richtung aufweisen.

Der Übertrager, bei dem entweder der Wicklungssinn oder die Stromrichtung der ersten und der zweiten Wicklung gegensinnig verlaufen, kann mit Vorteil dadurch realisiert werden, daß die erste und die zweite Wicklung, bezogen auf das sie kop­ pelnde Magnetfeld, gleichsinnig gewickelt sind und die Strom­ einspeisung in einander entgegengesetzten Richtungen erfolgt. Letzteres kann dadurch erreicht werden, daß der Wicklungsbe­ ginn der ersten Wicklung jederzeit auf gleichem Potential liegt wie das Wicklungsende der zweiten Wicklung bzw. umge­ kehrt. Die Kopplung kann auch dadurch erreicht werden, daß die erste und die zweite Wicklung gegensinnig gewickelt sind und die Stromeinspeisung in beide Wicklungen in gleicher Richtung erfolgt.

Die Auslegung der ersten und der zweiten Spule sowie der er­ sten und der zweiten Wicklung ist erfindungsgemäß so, daß das Produkt aus Anzahl der Windungen und Strom durch die Win­ dungen für die erste Wicklung und für die zweite Wicklung im wesentlichen gleich ist. Dies führt zusammen mit der Kopplung der Wicklungen dazu, daß der Strom durch den ersten Strom­ zweig, der die erste Spule und die erste Wicklung aufweist, und der Strom durch den zweiten Stromzweig, der die zweite Spule und die zweite Wicklung aufweist, ein im wesentlichen konstantes Verhältnis zueinander aufweisen. Dies gilt insbe­ sondere unabhängig davon, wie sich die Impedanzen der ersten und/oder der zweiten Spule der Spulenanordnung während einer Messung verändern. Es sind somit Steuermittel vorgesehen, die wie ein praktisch verlustfreier "Stromspiegel" wirken. Sie sind, der Verwendung von unter Umständen hochfrequentem Wech­ selstrom angepaßt, in Form eines transformatorisch arbeiten­ den Übertragers ausgebildet. Dieser kann mit Vorteil allein passive Komponenten, wie die erste und die zweite Wicklung, aufweisen. Er kann mit geringen Fertigungstoleranzen herge­ stellt werden.

Mit dem Begriff "Wicklung" sollen im übrigen neben der Wick­ lung mit Draht auch andere zur Herstellung von Spulen geeig­ neten Verfahren umfaßt sein, etwa Verfahren, in denen elek­ trisch nicht leitende Substrate mit Leiterbahnen beschichtet oder mit leitfähigem Material beschichtet und anschließend strukturiert werden.

Mit Vorteil kann der Übertrager durch einen Abstand räumlich getrennt von der ersten Spule und der zweiten Spule angeord­ net sein. Durch die Verlagerung von den Spulen zugeordneten Windungen in einen räumlich von den Spulen getrennten Über­ trager können Einrichtungen mit wirkungsvolleren, kleineren Spulen, etwa kleinere Wirbelstromsonden oder kleinere induk­ tive Wegaufnehmer, gefertigt werden. Die zur eigentlichen Messung genutzten Spulen des Meßelementes können auf engerem Raum angeordnet werden bzw. ein zur Verfügung stehender Raum kann effektiver genutzt werden. Dadurch können beispielsweise Wirbelstromsonden mit geringeren Wirk- und/oder Spurbreiten gebaut werden, also mit höherer Auflösung.

Die Verlagerung von Funktionswicklungen in einen Übertrager, der von den eigentlichen Meßspulen räumlich getrennt ist, kann auch Bauformen von Meßelementen ermöglichen, die ohne Verlagerung funktionswichtiger Windungen praktisch nicht re­ alisierbar sind. Bei Wirbelstromsonden wie oben beschrieben, bei denen zur Erzeugung eines Magnetfeldes eine Feldspule notwendig war, kann diese bei Nutzung des beschriebenen Über­ tragers entfallen. Jede Meßspule kann einen Teil des zur Felderzeugung notwendigen Stroms tragen. Da die Feldspule entfallen kann, kann dieser Raum für die Meßspulen besser ge­ nutzt oder verringert werden. Durch Wegfall der Feldspule entfällt auch die Anforderung bezüglich ihrer Symmetrie zu den Meßspulen. Restspannungen aufgrund von Wickelasymmetrien entfallen. Spulenanordnungen mit geringeren Restspannungen können mit geringerem Fertigungs- und damit Kostenaufwand hergestellt werden. Geringere Restspannungen bringen günsti­ gere Signal/Rausch-Verhältnisse mit sich.

Der räumlich getrennt von der ersten und der zweiten Spule angeordnete Übertrager ist in seinen Dimensionen prinzipiell nicht beschränkt. Er kann durch einfache Wickeltechniken mit hoher Präzision herstellbar sein.

Die transformatorische Kopplung der ersten und zweiten Wick­ lung im Übertrager wird durch magnetische Wechselfelder ver­ mittelt. Ein Trägermedium für das magnetische Wechselfeld ist prinzipiell nicht notwendig. Die Funktion des Übertra­ gers als "Stromspiegel" wird durch eine möglichst strenge transformatorische Kopplung zwischen erster Wicklung und zweiter Wicklung gefördert, wobei der Kopplungsfaktor mög­ lichst gleich eins sein sollte. Es ist daher vorteilhaft, wenn der Übertrager mindestens einen Übertragerkern aus ma­ gnetisch leitendem Material aufweist, um den die erste Wick­ lung und die zweite Wicklung gewickelt sind. Mit Vorteil weist das Material des Übertragerkerns hohe Permeabilität und geringe Verluste auf. Der Übertragerkern kann aus ferromagne­ tischem Material bestehen. Insbesondere bei hohen Frequenzen der Wechselspannung, wie sie typischerweise bei Wirbelstrom­ sonden für hohe Auflösung auftreten, kann das Material des Übertragerkerns mit Vorteil Ferrit sein. Ferrit ist elek­ trisch praktisch nicht leitend und es treten in Ferrit prak­ tisch keine durch induzierte Wirbelströme verursachten Ver­ luste auf.

Der Übertragerkern kann als an sich bekannter Transformator­ kern ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Übertragerkern als Ringkern ausgebildet ist. Durch diesen können Streufelder minimiert werden.

Für die möglichst strenge transformatorische Kopplung zwi­ schen der ersten und der zweiten Wicklung des Übertragers ist es vorteilhaft, wenn die erste Wicklung und die zweite Wicklung mindestens abschnittsweise parallel zueinander ge­ wickelt sind, was hier als bifilar bezeichnet wird. Sie kön­ nen insbesondere mindestens abschnittsweise aneinander an­ grenzen und/oder übereinander liegen. Mit Vorteil verlaufen sie auf diese Weise um den Übertragerkern. Die bifilare Wick­ lung hat den Vorteil, daß örtlich eng benachbarte Wicklungen prinzipiell das gleiche übertragende Magnetfeld "sehen".

Der Übertrager kann in der beschriebenen Weise als praktisch verlustfreier Stromspiegel wirken, das heißt, er soll das Verhältnis der Ströme durch den ersten bzw. den zweiten Stromzweig konstant halten. Besonders einfach kann dies er­ reicht werden, wenn die erste und die zweite Spule im wesent­ lichen den gleichen Wechselstromwiderstand aufweisen, insbe­ sondere wenn die erste und die zweite Spule im wesentlichen gleich aufgebaut sind und gleichen Wicklungssinn aufweisen. Dann können mit Vorteil auch die erste Wicklung und die zweite Wicklung im wesentlichen gleiche Windungszahl auf­ weisen, sie können insbesondere im wesentlichen gleich auf­ gebaut sein. In diesem Fall sind die Ströme in beiden Strom­ zweigen praktisch identisch. Diese Anordnung mit identischen Stromzweigen kann aus fertigungs- und meßtechnischen Gründen bevorzugt sein.

Es können auch Gründe vorliegen, die erste und die zweite Spule mit verschiedenem Wechselstromwiderstand auszubilden. Die Stromzweige können dann durch Anpassung der Wicklungen, insbesondere der Windungszahlen der Wicklungen am Übertrager so abgestimmt werden, daß die beschriebenen Verhältnisse am Übertrager vorliegen. Bei nicht identischen ersten und zwei­ ten Stromzweigen ist die leichte Abstimmbarkeit der Strom­ zweige durch entsprechende Ausbildung des Übertragers ein weiterer großer Vorteil. Dies insbesondere im Hinblick dar­ auf, daß die induktiven und kapazitiven Widerstände in Wech­ selstromkreisen von der Frequenz der Wechselspannung abhän­ gen.

Für die Funktion des Übertragers als möglichst verlustfreier Stromspiegel ist es zweckmäßig, wenn die erste Wicklung und die zweite Wicklung eine Haupt-(Koppel-)Induktivität aufwei­ sen, die groß gegen die Induktivität der ersten Spule und der zweiten Spule ist.

Die Abnahme von Meßsignalen an einer Spulenanordnung kann direkt über elektrisch leitende Kontakte von den Stromzweigen erfolgen. Die Impedanzänderungen in den Stromzweigen führen zwar gemäß der Erfindung nicht zu Änderungen des Verhältnis­ ses der Ströme in den Stromzweigen zueinander, wohl aber zu unterschiedlichen Potentialänderungen an den Abgriffstellen, so daß ein Meßsignal in Form einer Differenzspannung ent­ steht, die in üblicher Weise weiterverarbeitet werden kann.

Die Anordnung mit Übertrager ermöglicht mit Vorteil eine gal­ vanische Trennung zwischen dem Wechselstromkreis mit dem Meß­ element und ein oder mehreren an eine Auswerteeinheit an­ schließbaren, Meßsignale tragenden Auswertekreisen. Die gal­ vanische Trennung kann dadurch erreicht werden, daß der Über­ trager mindestens eine mit einer Auswerteeinheit verbindbaren Abnehmerwicklung aufweist, die transformatorisch mit der er­ sten Wicklung und der zweiten Wicklung gekoppelt ist. Die Meßsignale erfindungsgemäßer Anordnungen können auch Steuer­ einheiten zugeführt werden, die an die Stelle von oder zu­ sätzlich zu Auswerteeinheiten vorgesehen sein können.

Die Abnehmerwicklung kann, wenn ein Übertragerkern vorhanden ist, um diesen herumgewickelt sein. Die Abnehmerwicklung braucht nicht streng transformatorisch mit den Wicklungen gekoppelt sein. Für eindeutige, gut auswertbare Meßsignale reicht eine gute transformatorische Kopplung zu den Wicklun­ gen des Übertragers bei gleichzeitig möglichst kleiner kapa­ zitiver Kopplung zwischen den Wicklungen des Übertragers und der Abnehmerwicklung. Diese Forderung kann, insbesondere bei niedrigen Frequenzen, dadurch erfüllt sein, daß die Abnehmer­ wicklung zumindest abschnittsweise parallel mit der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung des Übertragers gewickelt ist. Es kann eine dreifädige Wicklung vorliegen. Diese för­ dert die gute Kopplung zwischen dem sich verstimmenden Meß­ kreis und dem Auswertekreis.

Insbesondere bei Spulenanordnungen, die mit hohen Wechsel­ spannungsfrequenzen betrieben werden, und bei denen dement­ sprechend hohe Spannungen in spulen induziert werden, kann es vorteilhaft sein, daß die Abnehmerwicklung räumlich getrennt von der ersten und der zweiten Wicklung angeordnet ist. Die räumliche Trennung kann die Ausbildung parasitärer kapaziti­ ver Ströme, die sich zwischen benachbarten elektrischen Lei­ tern stark unterschiedlichen Potentials ausbilden können, wirksam vermindern. Die räumliche Trennung kann beispiels­ weise dadurch erreicht werden, daß die erste und die zweite Wicklung auf einer Hälfte des Übertragerkerns gemeinsam auf­ gewickelt sind und die Abnehmerwicklung auf der gegenüber­ liegenden Hälfte, ohne daß Windungen der Abnehmerwicklung direkt an Windungen der Wicklungen angrenzen.

Die Spulenanordnung kann in Wirbelstromsonden verwirklicht sein, indem die erste Spule und die zweite Spule als Meßspu­ len eine Wirbelstrom-Differenzsonde ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise eine Durchlaufspule oder eine Tastspule sein. Es kann auch die erste Spule als Meßspule und die zweite Spule als Kompensationsspule einer kompensierten Wir­ belstrom-Absolutsonde ausgebildet sein. Es ist auch möglich, daß die erste Spule und die zweite Spule als Spulen eines induktiven Wegaufnehmers ausgebildet sind. Die erste Spule und die zweite Spule können, wo zweckmäßig, also beispiels­ weise bei Wirbelstrom-Tastspulen oder induktiven Wegaufneh­ mern, einen von der Spule mindestens teilweise umschlossenen Spulenkern aus magnetisierbarem Material aufweisen, der der Verstärkung und der Führung des magnetischen Feldes dienen kann. Je nach Anwendung kann dies ein gemeinsamer Spulenkern für beide Spulen, oder es können zwei getrennte Spulenkerne sein.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu meh­ reren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungs­ form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine der Anordnung in Fig. 3 entsprechende Spulenanordnung mit einem Übertrager;

Fig. 2 eine Spulenanordnung einer transformatorischen Wirbelstrom-Differenzsonde des Standes der Technik;

Fig. 3 eine Spulenanordnung in Brückenschaltung einer Wirbelstrom-Differenzssonde des Standes der Technik;

Fig. 4 eine der Anordnung in Fig. 1 entsprechende Spulenanordnung mit Übertrager und galvanisch getrenntem Auswertekreis;

Fig. 5 eine Spulenanordnung in Brückenschaltung einer kompensierten Absolutanordnung einer Wirbel­ stromsonde mit einem Übertrager;

Fig. 6 eine kombinierte Differenz-/Absolutschaltung von Wirbelstromspulen mit Übertragern und galvanisch getrennten Auswertekreisen;

Fig. 7 eine andere Ausführungsform einer kombinierten Differenz-/Absolutschaltung von Wirbelstrom­ sonden mit Übertragern und galvanisch getrenn­ ten Auswertekreisen; und

Fig. 8 einen induktiven Wegaufnehmer mit Übertrager und galvanisch getrenntem Auswertekreis.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise einer Brückensonde zeigt Fig. 3 als Beispiel eine Wirbelstrom-Differenzsonde des Stan­ des der Technik. Die Anordnung weist eine Wechselspannungs­ quelle 1 auf, an die in einem ersten Stromzweig 2 ein erster Widerstand 3 und eine erste Spule 4 angeschlossen sind. In einem parallel zum ersten Stromzweig 2 geschalteten zweiten Stromzweig 5 sind ein zweiter Widerstand 6 und eine zweite Spule 7 hintereinander geschaltet. Die Windungen der ersten und der zweiten Spule verlaufen gleichsinnig. In der einen Spannungsmesser aufweisenden Auswerteeinheit 8 wird die Po­ tentialdifferenz angezeigt, die zwischen dem ersten Meßpunkt 9 im ersten Stromzweig 2 und dem zweiten Meßpunkt 10 im zwei­ ten Stromzweig 5 auftritt. Die erste Spule 4 und die zweite Spule 7 bilden die Meßspulen eines durch ein gestrichelt ge­ zeichnetes Rechteck symbolisierten Meßelementes, der Wirbel­ stromsonde 11.

Die Widerstände 3 und 6 sind gleich. Ebenso sind die erste Spule 4 und die zweite Spule 7 gleich. Dadurch sind die Po­ tentiale an den Meßpunkten 9, 10 identisch. Die Potentialdif­ ferenz Null wird an der Auswerteeinheit 8 angezeigt. Wegen der Identität der Stromzweige 2, 5 im ungestörten Zustand ist die Anzeige an der Auswerteeinheit 8 unabhängig von Span­ nungsschwankungen der Wechselspannungsquelle 1, da sich diese Spannungsschwankungen in gleicher Weise auf beide Stromzweige 2, 5 auswirken und sich durch Differenzbildung eliminieren.

Die erste Spule 4 weist einen ersten Spulenkern 12 und die zweite Spule 7 einen zweiten Spulenkern 13 auf, wobei die Spulenkerne 12, 13 jeweils von den Spulen teilweise umschlos­ sen sind, parallel zueinander verlaufen, und mit ihren unte­ ren Enden in einem Prüfabstand 20 zur Oberfläche 14 eines Prüfgegenstandes 15 angeordnet sind. Das durch die Spulen 4, 7 erzeugte magnetische Wechselfeld induziert im oberflächen­ nahen Bereich des Prüfgegenstandes 15 Wirbelströme 16, die durch Gegeninduktion über die Spulenkerne 12, 13 auf die Spu­ len 4, 7 zurückwirken. Bei Auftritt eines oberflächennahen Fehlers im Prüfgegenstand, beispielsweise des Risses 17, wird die Wirbelstromaktivität durch den Fehler gestört. Im gezeig­ ten Beispiel ist die Wirbelstromaktivität gegenüber dem er­ sten Spulenkern 12 der ersten Spule 4 gestört, so daß die erste Spule 4 durch die Gegeninduktion der Wirbelströme eine andere Impedanzänderung erfährt als die zweite Spule 7. Die ungleiche Impedanzänderung in den beiden Spulen führt dazu, daß die Meßpunkte 9, 10 bei Auftritt eines Fehlers auf unter­ schiedlichem Potential liegen. Dies führt zu einer Anzeige einer Spannung in der Auswerteeinheit 8. Die zur Anzeige kommende Spannung ist proportional zur Wechselspannung der Wechselspannungsquelle 1 und zum Verhältnis der Impedanz­ änderung der Spulen der Wirbelstromsonde bezogen auf die Ge­ samtimpedanz des ersten Stromzweiges 2 bzw. des zweiten Stromzweiges 5.

Bei der transformatorischen Wirbelstrom-Differenzsonde des Standes der Technik in Fig. 2 sind Elemente, die bereits be­ schriebenen Elementen in Fig. 3 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Spulen 4, 7 sind in Reihe ge­ schaltet und direkt an die Auswerteeinheit 8 angeschlossen. Die Reihenschaltung erfolgt so, daß sich die in den Spulen 4 und 7 induzierten Spannungen im ungestörten Zustand weit­ gehend aufheben. Dieses wird erreicht, indem bei gleichem Wicklungssinn die Wicklungsenden zusammengeschaltet werden, oder der Wickelsinn einer Spule gegensinnig ist und das Ende einer Wicklung mit dem Anfang der anderen Wicklung verbunden ist. Die Spulen weisen jedoch keine elektrische Verbindung zur Wechselspannungsquelle 1 auf, sind von dieser also galva­ nisch getrennt. Die Wechselspannungsquelle 1 erregt eine Feldspule 19. Die Feldspule 19 umschließt die beiden Spulen­ kerne 12, 13 und die darauf gewickelten Spulen 4 bzw. 7 und ist von den Spulen elektrisch isoliert. Die Spulen 4, 7 sind an symmetrisch einander entsprechenden Orten des durch die Feldspule 19 erzeugten Feldes angeordnet. Wegen der symme­ trischen Anordnung der Spulenwicklungen tritt zwischen den Meßpunkten 9, 10 im Idealfall keine Potentialdifferenz auf, denn die durch die Feldspule in den Spulen 4, 7 induzierten Spannungen kompensieren einander durch Differenzbildung. Ab­ weichungen von der beschriebenen Symmetrie und andere Ferti­ gungstoleranzen führen zu Restspannungen zwischen den Meß­ punkten 9, 10.

Bei einer Messung erzeugt allein die Feldspule 19 das Wir­ belströme induzierende Feld, die Spulen 4, 7 sind reine Meß­ spulen und passiv. Ungleiche Impedanzänderungen unterhalb der Spulen 4, 7 führen bei einer im Zusammenhang mit Fig. 1 be­ reits beschriebenen Prüfung eines Prüfgegenstandes zu un­ gleich verteilter Gegeninduktion und damit zu unterschiedli­ chen induzierten Spannungen in den Spulen 4 und 7, diese zu Potentialänderungen an den Meßpunkten 9, 10 und damit zu einer Anzeige an der Auswerteeinheit 8.

Diese Beschreibungen des Standes der Technik können zur Er­ läuterung der eingangs erwähnten Vor- und Nachteile der Brückensonde im Vergleich zur transformatorischen Sonde her­ angezogen werden.

Fig. 1 zeigt zur Erläuterung der Erfindung wie Fig. 3 zwei bezüglich der Auswerteeinheit 8 in Differenz geschaltete Spu­ len, nämlich im ersten Stromzweig 2 die erste Spule 4 und im zweiten Stromzweig 5 die zweite Spule 7. Im ersten Strom­ zweig 2 ist zur ersten Spule 4 eine erste Wicklung 21 in Reihe geschaltet, bei der Punkt 22 den Wicklungsanfang andeu­ tet. Im zweiten Stromzweig 5 ist in Reihe zur zweiten Spule 7 eine zweite Wicklung 23 in Reihe geschaltet, bei der wiederum der Punkt 22 den Wicklungsanfang markiert. Die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 23 sind gleichsinnig derart bifi­ lar um einen (nicht gezeigten) Ringkern aus Ferrit gewickelt, daß benachbarte Windungen der ersten und der zweiten Wicklung praktisch das gleiche, durch den Ringkern geführte und ver­ stärkte Magnetfeld "sehen". Sie weisen dieselbe Windungszahl auf. Die erste Spule 4 und die zweite Spule 7 haben dieselbe Impedanz. Die Stromeinspeisung erfolgt bei der ersten Wick­ lung 21 in entgegengesetzter Richtung zur Stromeinspeisung bei der zweiten Wicklung 23. Dies ist dadurch leicht zu er­ kennen, daß das Potential, was zu einem beliebigen Zeitpunkt am Punkt 24 vorliegt, zum gleichen Zeitpunkt bei der ersten Wicklung 21 am Wicklungsanfang (bei Punkt 22) anliegt, bei der zweiten Wicklung 23 dagegen am gegenüber dem Punkt 22 liegenden Wicklungsende.

Die erste und die zweite Wicklung sind praktisch verlustfrei stark transformatorisch gekoppelt. Durch die gegenläufigen Ströme in den Wicklungen 21, 23 und damit in der Hauptinduk­ tivität fällt an dem durch das große gestrichelte Rechteck angedeuteten Übertrager 25 praktisch keine Spannung ab. Damit liegt an den Spulen 4, 7 praktisch die gesamte Spannung der Wechselspannungsquelle 1 an. (Vgl. dazu die Brückensonde ge­ mäß Fig. 3, bei der an den Widerständen 3, 6 eine Spannung abfällt und so bei gleicher Spannung des Generators 1 an den Spulen 4, 7 niedrigere Spannungen anliegen.)

Bei ungestörten Spulen 4, 7 sind die Meßpunkte 9, 10 auf gleichem Potential, so daß die Differenzspannung Null an der Auswerteeinheit 8 angezeigt wird. Bei ungleicher Impedanz­ änderung der beiden Spulen 4, 7, wie sie durch Auftreten eines Defektes nahe den Spulen entstehen kann, fließt wegen der Stromspiegelfunktion des Übertragers nach wie vor in bei­ den Stromzweigen 2, 5 Strom gleicher Stärke. Zwischen den Meßpunkten 9 und 10 entsteht jedoch eine Potentialdifferenz, die proportional zur Generatorspannung und zu dem Verhältnis zwischen der Impedanzänderung und der Impedanz ist. Die Po­ tentialdifferenz kann an der Anzeigeeinheit 8 angezeigt wer­ den.

Die Grundfunktionen des Übertragers können wie folgt zusam­ mengefaßt werden. Wie bereits beschrieben wirkt der Übertra­ ger wie ein Stromspiegel, so daß das Verhältnis der Ströme durch die Stromzweige 2 und 5 unabhängig von Impedanzänderun­ gen der Spulen 4, 7 konstant bleibt. Es finden in den Strom­ zweigen kein Spannungsabfall über den Übertrager hinweg statt. (Die Potentiale an Punkt 24 und den Meßpunkten 9, 10 sind im wesentlichen gleich.) Damit liegt die gesamte Span­ nung der Wechselspannungsquelle 1 an den Spulen 4, 7 der Wirbelstromsonde 11. Dies führt im Vergleich zu der Brücken­ anordnung in Fig. 3, bei der über die Widerstände 3, 6 hinweg eine Spannung abfällt, bei gleicher Generatorspannung und gleichen Impedanzänderungen der Spulen zu einer Vergrößerung des Meßeffektes. Durch Wegfall ohmscher Widerstände in den Stromzweigen (die ohmschen Widerstände der Leiter bleiben hier außer Betracht) kann bei der Anordnung mit Übertrager nach Fig. 1 weitgehend unabhängig von der Frequenz der Wech­ selspannungsquelle 1 ein großer Meßeffekt erzielt werden. Bei der Brückenanordnung gemäß Fig. 3 ist zur Erreichung eines maximalen Meßeffektes eine Abstimmung auf die Frequenz des Generators 1 beispielsweise durch Änderung der Widerstän­ de 3, 6 notwendig. Bei der Anordnung mit Übertrager gemäß Fig. 1 führen Impedanzänderungen in nur einem Stromzweig zu einem maximalen Signal zwischen den Meßpunkten 9 und 10. Bei gleichen Impedanzänderungen in beiden Stromzweigen 2, 5 tritt zwischen den Meßpunkten 9, 10 keine Potentialdifferenz auf. Auch das Potential ändert sich nicht, während es sich bei der Brückenschaltung (Fig. 3) in einem solchen Fall ändert. Sol­ che Potentialänderungen können durch parasitäre kapazitive Kopplung in den Zuleitungen zur Auswerteeinheit 8 Störsignale erzeugen. Dieser Nachteil der Brückenschaltung entfällt bei Verwendung eines Übertragers. Der Übertrager bietet außerdem die Möglichkeit, die Windungszahlverhältnisse seiner Wicklun­ gen 21, 23 im Rahmen der durch Anspruch 1 gegebenen Bedingun­ gen zu variieren, was im folgenden (Fig. 6) noch beschrieben werden wird. Im Vergleich zur transformatorischen Sonde (Fig. 2) zeichnet sich die Spulenanordnung mit Übertrager (Fig. 1) durch den Wegfall der Feldspule 19 aus. Eine Feldspule ist entbehrlich, weil durch die Spulen 4, 7, an denen die gesamte Generatorspannung anliegt, hinreichend starke magnetische Wechselfelder zur Erregung des Prüfmaterials zur Verfügung stehen.

Die Spulenanordnung in Fig. 4 entspricht im Aufbau weitgehend der in Fig. 1; entsprechende Elemente tragen die gleichen Be­ zugszeichen. Im Unterschied zu der Anordnung in Fig. 1 weist der Übertrager 26 der Fig. 4 eine weitere, mit der ersten Wicklung 21 und der zweiten Wicklung 23 transformatorisch ge­ koppelte Wicklung, nämlich die Abnehmerwicklung 27 auf, an deren Ausgänge die Auswerteeinheit 8 angeschlossen ist.

Die Windungszahl und der Wicklungssinn der Abnehmerwicklung 27 sind frei wählbar. Sie können der Art der Auswerteeinheit und der Auslegung des Meßkreises zur Signaloptimierung eines Meßsignals angepaßt werden. Es können auch mehrere Auswerte­ einheiten über mehrere Abnahmewicklungen im Übertrager ange­ schlossen sein, wobei die Abnehmerwicklungen der jeweiligen Auswerteeinheit entsprechend unterschiedlich ausgebildet sein können. An Stelle von Auswerteeinheiten können auch Steuer­ einheiten angeschlossen sein.

Die Grundfunktion des Übertragers 26 mit Abnehmerwicklung 27 gleicht der des Übertragers 25 in Fig. 1. Eine zwischen den Meßpunkten 9 und 10 auftretende Potentialdifferenz wird durch die für diese Spannung in Reihe geschalteten Wicklungen 21 und 23 in die auf demselben Ringkern gewickelte Abnehmerwick­ lung 27 transformatorisch gekoppelt. Durch die galvanische Trennung des Auswertekreises mit Auswerteeinheit 8 und des an die Wechselspannungsquelle 1 angeschlossenen Meßkreises tre­ ten keine Gleichtaktspannungen sowie nur geringe kapazitive Kopplungen zwischen diesen Kreisen auf. Durch freie Wahl der Impedanz der Abnehmerwicklung kann eine Anpassung an die Aus­ werteeinheit bzw. ggf. Steuereinheit nach Spannung und/oder Impedanz erfolgen.

Die Beispiele der Fig. 1 und 4 stellen Grundformen von Spu­ lenanordnungen mit Übertragern dar. Es ist zu betonen, daß die erste Spule 4 und die zweite Spule 7 nicht identische sein müssen. Vielmehr ist unter der Voraussetzung, daß das Produkt aus Anzahl von Windungen und Strom durch die Windun­ gen für die erste und die zweite Wicklung des Übertragers im wesentlichen gleich ist, eine Anpassung der Wicklungen des Übertragers an die Eigenschaften der Spulen möglich. Diese Anpassung der einzelnen Stromzweige aneinander im Bereich des Übertragers erlaubt eine Minimierung von Restspannungen in der Gesamtanordnung durch wicklungstechnische Maßnahmen im Bereich des Übertragers. Dieser ist mit Vorteil räumlich ge­ trennt von den zur Impedanzänderungsmessung verwendeten Spu­ len und kann eine leicht handhabbare Größe (Durchmesser eines Ringkerns zum Beispiel 0,5-1 cm) aufweisen, während die Spulen des Meßelementes 11 sehr klein sein können, was Prüf­ einrichtungen hoher Auflösung ermöglicht.

Fig. 5 zeigt eine Spulenanordnung einer Wirbelstromsonde mit kompensierter Absolutanordnung. Sie unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Anordnung nur durch den Aufbau der durch das gestrichelte Rechteck symbolisierten Wirbelstrom­ sonde 18. Die erste Spule 4 und die zweite Spule 7 sind, genau wie in Fig. 1, bezüglich der Auswerteeinheit 8 in Dif­ ferenz zueinander geschaltet und identisch ausgebildet. Im Unterschied zu Fig. 1 sind sie jedoch koaxial angeordnet und umschließen einen (nicht gezeigten) gemeinsamen Spulenkern. Bei der Prüfung liegt die zweite Spule 7 dem Prüfmaterial näher als die erste Spule 4.

Die kompensierte Absolutanordnung ist, genau wie die Diffe­ renzanordnung in Fig. 1, gegen Spannungsschwankungen der Wechselspannungsquelle 1 und andere, beide Spulen 4, 7 gleich beeinflussende Störungen kompensiert. Die Stärke des Meßsi­ gnals an der Auswerteeinheit 8 hängt wegen der stark ab­ standsabhängigen Intensität des von den Wirbelströmen indu­ zierten Magnetfeldes in charakteristischer Weise vom Prüfab­ stand zum Prüfgegenstand ab. Absolutanordnungen können daher für die Abstandsbestimmung eingesetzt werden, auch in Kombi­ nation mit Differenzanordnungen. Auftretende Fehler wirken in unterschiedlicher Weise auf die erste Spule 4 bzw. die zweite Spule 7 und führen in der beschriebenen Weise zu einem Feh­ lersignal.

Die erste Spule 4 und die zweite Spule 7 in den bisherigen Beispielen stehen beispielhaft für Bauteile, die zur Impe­ danzänderung fähig sind. Eine Spule ist daher prinzipiell auch durch eine Bauteilgruppe ersetzbar, wobei die Bauteil­ gruppe zu Impedanzänderungen fähig ist. Auch solche Anordnun­ gen werden von der Erfindung umfaßt.

Fig. 6 zeigt am Beispiel einer Spulenanordnung mit kombinier­ ter Differenz- und Absolutanordnung von Spulen eine vorteil­ hafte Ausführungsform mit zweifacher Differenzbildung und zwei Übertragern. Auch Anordnungen mit mehr als zweifacher Differenzbildung und mehr als zwei Übertragern sind möglich. Das gestrichelte große Rechteck umfaßt eine zu Impedanzände­ rungen fähige Bauteilgruppe 28, die in ihrem Aufbau identisch mit der in Fig. 4 gezeigten Anordnung ist. Die Bezugszeichen entsprechender Elemente sind übernommen. Gemäß den Beschrei­ bungen zu den Fig. 1 und 4 kann an der Auswerteeinheit 8 ein Differenzsignal angezeigt werden, was auf Impedanzänderungs­ unterschiede der Spulen 4 und 7 zurückgeht.

Die Bauteilgruppe 28 ist in einem weiteren ersten Stromzweig 29 in Reihe geschaltet mit einer weiteren ersten Wicklung 30 eines Übertragers 31, um dessen Kern auch die an die Aus­ werteeinheit 32 angeschlossene Abnehmerwicklung 33 gewickelt ist. Der Übertrager 31 weist in dem weiteren zweiten Strom­ zweig 34 eine weitere zweite Wicklung 35 auf, die in Reihe zu einer Impedanz 36 geschaltet ist, die im Beispiel als Spule 36 ausgebildet ist. Die Spule 36 nimmt keine Signale vom Prüfmaterial auf.

Die Impedanz der Spule 36 kann dem halben Wert der mittleren Impedanz der ersten Spule 4 und der zweiten Spule 7 entspre­ chen. Dann sind die weitere erste Wicklung 30 und die weitere zweite Wicklung 35 mit Vorteil identisch. Die Windungszahlen der weiteren ersten Wicklung 30 und der weiteren zweiten Wicklung 35 können sich aber auch unterscheiden. Vorteilhaft ist, wenn die Windungszahl der weiteren zweiten Wicklung 35 um einen Faktor F größer ist als die der weiteren ersten Wicklung 30. Dann ist auch die Impedanz der Spule 36 um den Faktor F höher zu wählen. Es fließt dann insgesamt ein gerin­ gerer Strom in der Anordnung, was meßtechnisch günstig sein kann. Die Anordnung erlaubt einen exakten Abgleich der mit­ einander wechselwirkenden Bauteilen und damit minimale Rest­ spannungen.

An der Abnehmerwicklung 33 steht dann ein Signal, das auf Impedanzänderungen beider Spulen 4, 7 zurückzuführen ist. Dieses Signal wird Absolutsignal genannt. An der Abnehmer­ wicklung 27 steht, wie gesagt, ein Signal, das auf Impedanz­ unterschiede der beiden Spulen 4, 7 zurückzuführen ist, also ein Differenzsignal. Anordnungen wie die in Fig. 6 gezeigte werden vorzugsweise in automatischen Prüfanlagen eingesetzt, wo gleichzeitig mehrere Einflußgrößen detektiert werden sol­ len und ggf. Abstandskompensation eingesetzt wird.

Fig. 7 zeigt eine weitere Möglichkeit, eine Spulenanordnung aufzubauen, mit der sowohl Differenz- als auch Absolutsignale erzeugt werden können. Die Wicklungen des in der Fig. 7 oben gezeigten Übertragers 38 tragen die Bezugszeichen 39 bis 42. Sie sind transformatorisch miteinander und mit der Abnehmer­ wicklung 43 gekoppelt, die an die Auswerteeinheit 44 ange­ schlossen ist. Im unteren Übertrager 45 sind die Wicklungen 46 bis 49 transformatorisch miteinander und mit der Abnehmer­ wicklung 50 gekoppelt, die an die Auswerteeinheit 51 ange­ schlossen ist. Die Spulenanordnung weist weiterhin zwei Spu­ lenpaare 52, 53 auf, in denen jeweils die Spulen des Spulen­ paares in einer Absolutanordnung zueinander angeordnet sind, die der Anordnung in Fig. 5 entspricht. Die Spulen des links gezeigten Spulenpaares 52 sind über die Wicklungen 39, 40 im oberen Übertrager 38 miteinander gekoppelt. Die Wicklungen 46, 47 im unteren Übertrager 45 dagegen sind identisch ge­ wickelt und angeschlossen. Dadurch ist die Beeinflussung der beiden Wicklungen zueinander praktisch vernachlässigbar. Ent­ sprechendes gilt für die beiden Spulen des Spulenpaares 53, die über die Wicklungen 41, 42 des oberen Übertragers 38 mit­ einander gekoppelt sind. Die Kopplung der gleichsinnig ge­ wickelten und identisch angeschlossenen Wicklungen 48, 49 im unteren Übertrager 45 bewirkt keine Kopplung.

Die Kopplung der Spulen des linken Spulenpaares 52 über die Wicklungen 39, 40 führt, wie dies auch im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert wurde, zur Erzeugung eines Absolutsignals, das an der Auswerteeinheit 44 angezeigt wird. Entsprechendes gilt für die über die Wicklungen 41, 42 des oberen Übertra­ gers 38 gekoppelten Spulen des rechten Spulenpaars 53. In diesen Anordnung können die Wicklungen 39 und 41 bzw. die Wicklungen 40 und 42, die jeweils gleichen Wicklungssinn und gleiche Stromeinspeisungsrichtung aufweisen, auch zu jeweils einer Wicklung zusammengefaßt werden.

Die Funktion des unteren Übertragers 45 wird verständlich, wenn man die Anordnung in Fig. 7 mit derjenigen in Fig. 4 vergleicht, die Wicklungen im oberen Übertrager 38 unberück­ sichtigt läßt und das einer Impedanzänderung unterworfene linke Spulenpaar 52 mit der in Fig. 4 gezeigten zweiten Spule 7 sowie das rechte Spulenpaar 53 mit der in Fig. 4 gezeigten ersten Spule 4 identifiziert. In gleicher Weise können die gleichsinnig gewickelten und bezüglich der Stromeinspeisung gleichgeschalteten Wicklungen 46, 47 des unteren Übertragers 45 mit der zweiten Wicklung 23, und die ebenfalls gleich auf­ gebauten und angeschlossenen Wicklungen 48, 49 des unteren Übertragers 45 mit der ersten Wicklung 21 in Fig. 4 identi­ fiziert werden. Danach ist klar, daß an der unteren Auswerte­ einheit 51 ein Differenzsignal angezeigt wird, was auf unter­ schiedliche Impedanzänderungen zwischen dem linken Spulenpaar 52 und dem rechten Spulenpaar 53 beruht.

Fig. 8 schließlich zeigt einen Übertrager 26, wie er in glei­ cher Form in Fig. 4 gezeigt ist. Der Unterschied zur Anord­ nung in Fig. 4 besteht darin, daß die erste Spule 4 und die zweite Spule 7 als Spulen eines induktiven Wegaufnahmers (eines Differentialtransformators) ausgebildet sind. Die erste und die zweite Spule umschließen einen gemeinsamen Spulenkern 54, der in einer Null-Stellung bezüglich seiner Bewegungsrichtung 55 so angeordnet ist, daß die erste und die zweite Spule in einem bestimmten Impedanzverhältnis zueinan­ der stehen, insbesondere daß die Impedanzen beider Spulen gleich sind. Der Spulenkern kann an einem Gegenstand befe­ stigt oder mit diesem verbunden sein, dessen Bewegung in Richtung 55 nachgewiesen und gegebenenfalls quantifiziert werden soll. Bei Verschiebung des Spulenkerns 54 in Bewe­ gungsrichtung 55 zieht der Spulenkern sich aus der zweiten Spule 7 etwas heraus und weiter in die erste Spule 4 hinein. Dadurch wird die Impedanz sowohl der ersten Spule als auch der zweiten Spule geändert, wobei die Impedanzänderungen eine eindeutige Funktion der Auslenkung in Bewegungsrichtung ist. Das an der Auswerteeinheit 8 auftretende Differenzsignal ist somit einem bestimmten Betrag der Auslenkung des Spulenkerns 54 zuordenbar.

Anwendungen der Spulenanordnung sind nicht auf die gezeigten Beispiele beschränkt. Die Einsatzmöglichkeiten von Übertra­ gern der beschriebenen Art in Spulenanordnungen sind vielfäl­ tig.

Impedanzänderungen können beispielsweise außer durch Indukti­ vitätsänderungen auch durch Kapazitätsänderungen bewirkt werden, so daß beispielsweise auch kapazitive Wegaufnehmer oder andere mit Kapazitätsänderungen reagierende Bauteile für Meßzwecke eingesetzt werden können.

Claims (15)

1. Spulenanordnung zum elektrischen Anschluß an eine Wechselspannungsquelle (1), insbesondere zur Detektion von Impedanzänderungen, mit:
mindestens einer ersten Spule (4);
mindestens einer zweiten Spule (7), wobei
zur ersten Spule (4) mindestens eine erste Wicklung (21; 30) eines Übertragers (25; 26; 31; 38, 45) in Reihe ge­ schaltet ist;
zur zweiten Spule (7) mindestens eine zweite Wicklung (23; 35) des Übertragers (25; 26; 31; 38, 45) in Reihe geschaltet ist; und
bei dem Übertrager (25; 26; 31; 38, 45) die erste Wick­ lung und die zweite Wicklung transformatorisch miteinan­ der gekoppelt sind und entweder der Wicklungssinn oder die Stromrichtung der ersten und der zweiten Wicklung gegensinnig verlaufen; und
die erste und die zweite Spule sowie die erste und die zweite Wicklung so ausgelegt sind, daß das Produkt aus Anzahl von Windungen und Strom durch die Windungen für die erste Wicklung und für die zweite Wicklung im we­ sentlichen gleich ist.

2. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Übertrager (25; 26; 31; 38, 45) die erste Wicklung (21; 30) und die zweite Wicklung (23; 35) gleichsinnig gewickelt sind und die Stromeinspeisung in einander entgegengesetzten Richtungen erfolgt.

3. Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Übertrager (25; 26; 31; 38, 45) durch einen Abstand räumlich getrennt von der ersten Spule (4) und der zweiten Spule (7) angeordnet ist.

4. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (25; 26; 31; 38, 45) mindestens einen Übertragerkern aus magnetisch leitendem Material aufweist, um den die erste Wicklung (21; 30) und die zweite Wicklung (23; 35) gewickelt sind.

5. Spulenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Übertragerkern ein Ringkern ist.

6. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wicklung (21; 30) und die zweite Wicklung (23; 35) mindestens abschnitts­ weise parallel zueinander gewickelt sind.

7. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule (4) und die zweite Spule (7) im wesentlichen den gleichen Wechsel­ stromwiderstand aufweisen, insbesondere daß die erste Spule und die zweite Spule im wesentlichen gleich auf­ gebaut sind und daß die erste Wicklung (21; 30) und die zweite Wicklung (23; 35) im wesentlichen gleiche Induk­ tivitäten aufweisen, insbesondere daß sie im wesentli­ chen gleich aufgebaut sind und gleiche Windungszahl aufweisen.

8. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wicklung (21; 30) und die zweite Wicklung (23; 35) eine Haupt-Induktivi­ tät aufweisen, die groß gegen die Induktivität der ersten Spule und der zweiten Spule ist.

9. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (26; 29; 38, 45) mindestens eine mit einer Auswerteeinheit (8, 32; 44, 51) verbindbare Abnehmerwicklung (27; 33; 43, 50) aufweist, die transformatorisch mit der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung gekoppelt ist.

10. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnehmerwicklung (27; 33; 43, 50) um den Übertragerkern gewickelt ist.

11. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abnehmerwicklung zumin­ dest abschnittsweise parallel mit der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung gewickelt ist.

12. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abnehmerwicklung räumlich getrennt von der ersten Wicklung und der zweiten Wick­ lung angeordnet ist.

13. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule und die zweite Spule als Meßspulen einer Wirbelstrom-Differenz­ sonde (11) ausgebildet sind.

14. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule (4) und die zweite Spule (7) als Meßspule bzw. als Kompensations­ spule einer kompensierten Wirbelstrom-Absolutsonde aus­ gebildet sind.

15. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule (4) und die zweite Spule (7) als Spulen eines induktiven Wegaufneh­ mers ausgebildet sind.