DE69814351T2

DE69814351T2 - Gerät zum ermitteln der eigenschaften eines elektrisch leitfähigen objektes

Info

Publication number: DE69814351T2
Application number: DE69814351T
Authority: DE
Inventors: Otto Victor DE HAAN
Original assignee: ROENTGEN TECH DIENST BV; Rontgen Technische Dienst BV
Current assignee: ROENTGEN TECH DIENST BV; Rontgen Technische Dienst BV
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: NO993712D0; WO1998034104A1; EP0956503A1; CA2279598A1; CA2279598C; NL1005160C2; NO993712L; DE69814351D1; NO326709B1; AU5884898A; US6275030B1; EP0956503B1

Description

Die Vorrichtung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Eigenschaften eines elektrisch leitfähigen Meßobjekts, bei dem:

a. unter Verwendung wenigstens einer Sendeantenne ein sich mit der Zeit veränderndes elektromagnetisches Feld an das Meßobjekt emittiert wird, um Wirbelströme in dem Meßobjekt zu erzeugen;
b. unter Verwendung wenigstens einer Empfangsantenne das durch die Wirbelströme erzeugte elektromagnetische Signal erkannt wird; und
c. auf der Basis des erkannten elektromagnetischen Signals die Eigenschaften des Meßobjekts bestimmt werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Ausführung eines derartigen Verfahrens.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind beispielsweise aus dem U.S.-Patent 4 843 319 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren und dieser bekannten Vorrichtung wird mittels einer Sendespule in dem Material des Meßobjekts ein pulsierendes elektromagnetisches Feld erzeugt. Dies verursacht zeitabhängige Wirbelströme in dem Material. Diese Wirbelströme werden mittels einer Empfangsspule erkannt. Die Wirbelströme, die sich mit der Zeit verändern, verursachen einen sich verändernden Magnetfluß durch die Empfangsspule, so daß über die Empfangsspule eine Induktionsspannung vorherrscht. Unter Verwendung eines Verstärkers kann diese sich verändernde Induktionsspannung als Funktion der Zeit registriert werden. Auf diese Weise wird das von den Wirbelströmen erzeugte elektromagnetische Signal als Funktion der Zeit t erkannt.
Mit der bekannten Vorrichtung wird ausgesagt, daß das zeitabhängige Verhalten des Signals bei kurzen Zeiträumen t durch eine konstante logarithmische Abfallrate von etwa 1,5 bestimmt wird. Mit anderen Worten, das empfangene Signal kann mit einem Signal V(t) beschrieben werden, auf das die folgende Beziehung zutrifft: d(In V)/d(In t) = – 1,5.
Über eine bestimmte kritische Zeit hinaus wird τ bestimmt, das direkt proportional zum Quadrat der Dicke der Fläche des Materials des zu untersuchenden Objekts ist, so daß τ = cd² ist und die logarithmische Abfallsrate auf einen geringeren Wert absinkt, der gleich A – 2,17 In (t) ist. Mit anderen Worten, das folgende gilt, wenn t größer als τ ist: d(In V)/d (In t) = A – 2,17In(t). Hierbei wird A durch die Materialeigenschaften und die Geometrie des Meßobjekts bestimmt. Dementsprechend müssen zunächstdie Konstanten c und A bestimmt werden, bevor die Dicke des Meßobjekts bestimmt werden kann. Die Bestimmung der Konstanten c und A erfolgt durch zwei Messungen an zwei unterschiedlichen Testobjekten aus demselben Material, aber mit unterschiedlichen homogenen Wanddicken. Das heißt, daß zur Ausführung des Verfahrens zu jeder Zeit zwei voneinander verschiedene Testproben zur Hand sein müssen. Ferner kann bei diesem bekannten Verfahren und dieser bekannten Vorrichtung anhand einer einzigen Messung nur die homogene Wanddicke des Materials berechnet werden. Ferner ist die Vorrichtung auf die Verwendung einer Empfangsspule zum Messen des Signals beschränkt.
Die Erfindung zieht eine Aufhebung der oben angeführten Nachteile in Betracht. Demnach besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen zur Ermittlung der Wanddicke eines Meßobjekts im voraus nur eine einzige Messung an einem Testobjekt durchgeführt werden muß. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, es zu ermöglichen, die Verteilung der Wanddicken des Materials des Meßobjekts zu bestimmen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bestimmung der Permeabilität und der Leitfähigkeit des Materials des Meßobjekts statt der Wanddicken. Es ist sogar möglich, die Streuung bei der Leitfähigkeit oder die Streuung bei der relativen Permeabilität des Materials zu bestimmen. Um eine Grundlage zur Ausführung dieser Verfahren zu schaffen, ist das Verfahren zur Beschreibung eines durch Wirbelströme in einem elektrisch leitfähigen Material erzeugten elektromagnetischen Signals erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Signal V(t) durch mindestens ein Produkt aus zwei Faktoren F und G(t) beschrieben wird, wobei F eine Funktion der Geometrie des Materials und der elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Materials ist und wobei G(t) eine Funktion der Geometrie des Materials, der elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Materials, der zur Materialoberfläche senkrechten Dicke und der Zeit ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Beschreibung des Signals zum Bestimmen der Eigenschaften eines elektrisch leitfähigen Meßobjekts verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines vorbestimmten Algorithmus der Parameter τ_j und/oder der Parameter σ_i/μ_i oder Parameter, die aus diesen Parametern der Gleichung

derart gewählt werden, daß V(t) nach einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus dem Zeitverlauf des erkannten elektromagnetischen Signals entspricht, wobei α, β, γ, δ und m natürliche Zahlen sind, die von der Geometrie des Meßobjekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne sowie den relativen Positionen des Objekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne abhängen, μ_i die magnetische Permeabilität einer Fläche i des Meßobjekts angibt und σ_i die elektrische Leitfähigkeit der Fläche i des Meßobjekts angibt, und die Flächen i (i = 1, 2 ,..., n) zusammen das erkannte elektromagnetische Signal erzeugen.
Wenn mit diesem Verfahren die Dicke d_i des Materials bestimmt werden soll, ist es bloß einmal notwendig, unter Verwendung eines Testobjekts die magnetische Permeabilität und die elektrische Leitfähigkeit des Materials zu bestimmen. Die Werte von α, β, γ, δ und m können im Prinzip unter der Voraussetzung einer bekannten Geometrie der Sendeantenne, der Empfangsantenne und des Objekts im voraus auf der Basis eines Simulationsmodells berechnet werden. Wenn die Leitfähigkeit oder relative Permeabilität bekannt ist, ist es unter Verwendung des oben umrissenen Verfahrens möglich, die Wanddicke des Materials auf der Basis der Formel τ_i = μ_iσ_id_i ² zu bestimmen, wobei i = n = 1 ist. Bei gegebener bekannter Leitfähigkeit und bekannter relativer Permeabilität des Materials ist es auch möglich, die Verteilung der Wanddicken des Materials zu bestimmen, wobei n ≥ 2 ist.
Die Efindung ermöglicht ferner die Bestimmung der Leitfähigkeit und der relativen Permeabilität des Materials, wenn die Wanddicke bekannt ist. Wenn die Wanddicke bekannt ist, ist sogar die Bestimmung der Streuung bei der Leitfähigkeit oder der Streuung bei der relativen Permeabilität des Materials möglich.
Obiges wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, welche zeigt:
1 eine mögliche Ausführungsform einerefindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausführung eines efindungsgemäßen Verfahrens an einem Meßobjekt; und
2 eine mögliche Ausführungsform eines Testobjekts.
Die Vorrichtung 1 gemäß 1 weist eine Sendeantenne 2 in Form einer Spule auf, die mit einer Sendeeinheit 4 gekoppelt ist. Ferner weist die Vorrichtung eine Empfangsantenne 6, ebenfalls in Form einer Empfangsspule, auf, die mit einer Empfangseinheit 8 gekoppelt ist. Die Sendeeinheit 4 und die Empfangseinheit 8 sind mit einem Computer 10 gekoppelt.
Die Vorrichtung weist ferner eine Eingabeeinheit 12, in diesem Beispiel eine Tastatur, und eine Anzeige 14 auf, die jeweils mit dem Computer 10 gekoppelt sind.
1 zeigt ferner ein Meßobjekt 16. Die Eigenschaften des Meßobjekts, wie beispielsweise seine Dicke, magnetische Permeabilität und elektrische Leitfähigkeit, können mittels der Vorrichtung 1 gemessen werden. Falls die Dicke, die magnetische Permeabilität und die elektrische Leitfähigkeit durchgehend dieselbe sind, kann die gesamte Meßfläche, die in 1 durch den Pfeil 22 angezeigt ist, als homogen betrachtet werden. Es ist jedoch auch möglich, daß innerhalb der Meßfläche 22 unterschiedliche Dicken auftreten, beispielsweise eine Dicke d_i=1 in der Fläche i = 1, die in 1 durch die Pfeile 18 angezeigt ist, und eine Dicke d_i=2 in der Fläche i = 2, die in 1 durch den Pfeil 20 angezeigt ist. Die Dicke kann auch durchgehend dieselbe sein, während sich die magnetische Permeabilität μ_i=1 und/oder die elektrische Leitfähigkeit σ_i=1 in der Fläche i = 1 von der magnetischen Permeabilität μ_i=2 und/oder der elektrischen Leitfähigkeit σ_i=2 in der Fläche i = 2 unterscheiden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt. Unter Verwendung der Sendeeinheit 4 und der Sendespule 2 wird in der Meßfläche 22 des Gegenstands 16 ein pulsierendes elektromagnetisches Feld erzeugt. Bei diesem Beispiel besteht die Annahme, daß ein Impuls für das erzeugte elektromagnetische Feld mit dem idealen Diracimpuls beschrieben werden kann. Dies ist für die Erfindung jedoch nicht notwendig.
Das auf diese Weise in der Meßfläche 22 erzeugte und variierende elektromagnetische Feld hat die Erzeugung von Wirbelströmen zur Folge. Gemäß der Lenzschen Regel ist der Strom dieser Wirbelströme derart, daß der Veränderung des elektromagnetischen Feldes entgegengewirkt wird. Diese Wirbelströme erzeugen ihrerseits ein sich veränderndes elektromagnetisches Feld, so daß gemäß dem Faradayschen Gesetz an der Empfangsspule 6 eine Induktionsspannung entsteht. Mit anderen Worten, die Empfangsspule 6 erkennt ein von den Wirbelströmen erzeugtes elektromagnetisches Signal. Dieses elektromagnetische Signal wird mittels der Empfangseinheit 8 gemessen und an den Computer 10 angelegt. Hier wird das gemessene elektromagnetische Signal mit S(t) beschrieben. Bei allen nachfolgend ausführlicher zu beschreibenden bestimmten Ausführungsformen des efindungsgemäßen Verfahrens besteht die Annahme, daß das gemessene Signal S(t) durch ein Signal V(t) beschrieben werden kann, das mindestens ein Produkt aus zwei Faktoren F und G(t) aufweist, wobei F eine Funktion der Geometrie des Meßobjekts 16 und der elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Materials des Meßobjekts 16 ist. G(t) ist ebenfalls eine Funktion der Geometrie des Meßobjekts 16, der elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Materials des Meßobjekts 16, der Dicke senkrecht zur Oberfläche 24 des Meßobjekts 16 und der Zeit. Weil das sich verändernde elektromagnetische Feld unter Verwendung der Sendeantenne 2 emittiert wird und weil das elektromagnetische Signal unter Verwendung der Empfangsantenne 6 erkannt wird, sind die Faktoren F und G ebenfalls jeweils eine Funktion der Geometrie der Sende- und Empfangsantennen sowie der relativen Positionen der Sendeantenne, der Empfangsantenne und des Meßobjekts.
Insbesondere wurde erfindungsgemäß die folgende Annäherung für das Signal V(t) gefunden:
wobei α, β, γ, δ und m von der Geometrie des Materials abhängen, σ_i die Leitfähigkeit einer Fläche i des Materials darstellt und μ_i die magnetische Permeabilität der Fläche i des Materials darstellt und die Flächen i (i = 1, 2, ..., n) zusammen das Signal V(t) erzeugen. Hierbei hängen α, β, γ, δ und m auch von der Geometrie der Sendeantenne und der Empfangsantenne sowie von den relativen Positionen des Materials, der Sende- und der Empfangsantenne ab.
Falls das oben erwähnte Verfahren zur Beschreibung des von den Wirbelströmen erzeugten elektromagnetischen Signals verwendet wird, kann das folgende Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften des Objekts ausgeführt werden.
Unter Verwendung eines vorbestimmten Algorithmus sind die Parameter τ_i und/oder σ_i/μ_i oder Parameter, die aus diesen Parametern der Gleichung
abzuleiten sind, derart gewählt, daß V(t) gemäß einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus dem Zeitverlauf des erkannten elektromagnetischen Signals entspricht.
Es sei beispielsweise angenommen, daß die Dicke d des Meßbereichs 22 des Meßobjekts 16 bestimmt werden soll. Die Annahme besteht darin, daß die Dicke d einheitlich ist, daß heißt d₁ = d₂= d. Weil die Geometrie des Meßobjekts 16, der Sendeantenne 2, der Empfangsantenne 6 und ihre relativen Positionen bei diesem Beispiel bekannt sind, können α, β, γ, δ und m unter Verwendung eines Simulationsmodells in an sich bekannter Weise berechnet werden. Daher können diese Parameter als bekannt vorausgesetzt werden. Es sei ferner angenommen, daß das Material des Meßobjekts homogen ist. Mit anderen Worten, die magnetische Permeabilität und die elektrische Leitfähigkeit sind in dem gesamten Meßbereich 22 dieselben. Das heißt, daß an sich kein Unterschied zwischen den einerseits von dem Bereich i = 1 und andererseits von dem Bereich i = 2 kommenden Signalen gemacht zu werden braucht. Daher kann in der oben erwähnten Formel 1 i = n = 1 gewählt werden. Im folgenden wird die magnetische Permeabilität μ₁ des Materials mit μ₀ bezeichnet, während die Leitfähigkeit σ₁ des Materials im folgenden mit σ₀ bezeichnet wird.
Zunächst soll μ₀ oder σ₀ auf der Basis einer Kalibrierungsmessung bestimmt werden. Diese Kalibrierungsmessung wird wie folgt ausgeführt.
Das Meßobjekt 16 wird durch ein Testobjekt 26 ersetzt (siehe 2), dessen Dicke d₀ bekannt ist. Dann wird die Vorrichtung 1 aktiviert. Sie mißt das von dem Testobjekt 26 kommende Signal G(t). Dann wählt der Computer 10 gemäß einem vorbestimmten Algorithmus die Parameter μ₀ und σ₀ derart aus, daß V(t) gemäß einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus dem Zeitverlauf des von den Wirbelströmen in dem Testobjekt erzeugten und von der Empfangsantenne 4 erkannten elektromagnetischen Signals S(t) entspricht. Ferner ist gemäß der Erfindung τ_i = μ_iσ_id_i ² (6). Weil i = n = 1 ist, ergibt sich aus Formel 6, daß τ₁ = μ₀σ₀d₀ ² ist. Durch Ersetzen von τ_i in Formel 1 durch μ₀σ₀d₀ ² ist es möglich, beispielsweise gemäß dem Levenberg-Marquardt-Algorithmus, μ₀ und σ₀ derart zu bestimmen, daß V(t) genau S(t) entspricht. Auf diese Weise sind μ₀ und σ₀ bestimmt worden.
Dann wird das Testobjekt 26 durch das Meßobjekt 16 ersetzt. Wieder wird unter Verwendung der Sendeantenne 2 ein sich veränderndes elektromagnetisches Feld erzeugt. Wieder wird das anschließend von der Empfangseinheit 8 erkannte elektromagnetische Signal S(t) an den Computer 10 angelegt. Dann werden die Parameter τ_l und σ₁/μ₁ (oder daraus ableitbare Parameter) der Gleichung

derart gewählt, daß V(t) gemäß einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus dem Zeitverlauf des erkannten elektromagnetischen Signals S(t) entspricht. Auf diese Weise sind τ₁ und σ₁/μ₁ des Meßobjekts bestimmt worden. Ferner ist gemäß Formel 6 τ₁ ² = μ₁σ₁d₁ ². Das heißt, daß d₁ auf der Basis des gefundenen τ₁ und σ₁/μ₁ und auf der Basis des bekannten Werts μ₁ = μ₀ oder σ₁ = σ₀ bestimmt werden kann. Der auf diese Weise erhaltene Wert von d₁ entspricht der homogenen Dicke d₀ des Materials.
Es kann jedoch auch vorkommen, daß das Material des Meßobjekts 16 einen Defekt oder Makel aufweist. In diesem Fall ist die Dicke des Meßobjekts nicht durchgehend die gleiche. In dem Beispiel von 1 war die Voraussetzung, daß die Dicke in den Bereichen i = 1 gleich d₁ ist, während die Dicke in dem Bereich i = 2 gleich d₂ ist. Derzeit können die Werte für d₁ und d₂ wie folgt bestimmt werden.
In Formel 1 ist n so gewählt, daß es größer oder gleich 2 ist. In diesem Beispiel ist n so gewählt, daß es beispielsweise 4 ist. Wieder wird angenommen, daß die magnetischen und elektrischen Eigenschaften des Materials homogen sind. Mit anderen Worten, μ₁= μ₂= μ₃= μ₄= μ₀und σ₁= σ₂= σ₃= σ₄= σ_0·μ₀ und σ₀ können wieder, wie oben erläutert, unter Verwendung eines Testobjekts bestimmt werden. Dann werden unter Verwendung des vorbestimmten Algorithmus die Parameter τ_i und σ_i/μ_i (oder daraus ableitbare Parameter) der Gleichung

derart gewählt, daß V(t) gemäß einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus dem Zeitverlauf des erkannten elektromagnetischen Signals S(t) entspricht.
Damit die Parameter des Modells passend sind, wird wieder der Levenberg-Marquardt-Algorithmus verwendet. Falls das Material tatsächlich homogen ist, zeigt sich, daß das bestimmte Verhältnis von μ_i und σ_i für jedes i dem Verhältnis von μ₀ und σ₀ entspricht. Offensichtlich ist es in Formel 1 auch möglich, für jedes i das Verhältnis von μ_i und σ_i direkt durch das bekannte Verhältnis von μ₀ und σ₀ zu ersetzen. In diesem Fall wird unter Verwendung des Algorithmus nur der Parameter τ_i für i = 1–4 und θ_i für i = 1–4 bestimmt. Der Bruchteil θ₁F₁G₁ (t) des Meßbereichs 22 kann physisch als das von dem Bereich i = 1 erzeugte Signal betrachtet werden, während das Signal θ₂F₂G₂ (t) von dem Bereich i = 2 stammt. In diesem Beispiel ergibt der Algorithmus ferner, daß die Parameter θ₃ und θ₄ im wesentlichen gleich 0 sind, weil in dem Meßbereich 22 nur zwei unterschiedliche Dicken auftreten. Das Signal θ₁F₁G₁ (t) kann dann als das von dem relativ großen Bereich i = 1 der Dicke d₁ kommende Signal genommen werden, während das Signal θ₂F₂G₂ (t) von dem relativ kleinen Bereich i = 2 einer geringeren Dicke d₂ kommt. Der Bereich i = 2 der geringeren Dicke weist dann einen sogenannten Defekt auf.
Dann werden auf der Basis der Werte von τ₁ und τ₂ unter Verwendung der Formel τ_i = μ_iσ_id_i ² die Dicke d₂ und die Dicke d₂ bestimmt. Hierbei kann wieder festgelegt werden, daß μ_i = μ₀ und σ_i = σ₀.
Unter Verwendung der Vorrichtung gemäß 1 ist es auch möglich, die Permeabilität μ₀ und die Leitfähigkeit σ₀ eines homogenen Materials zu bestimmen. Eine derartige Bestimmung entspricht der oben erläuterten Kalibrierung.
Wenn das Material inhomogen ist, kann unter der Voraussetzung einer bekannten Wanddicke entweder die Streuung bei der Leitfähigkeit oder die Streuung bei der relativen Permeabilität des Materials bestimmt werden. Dies kann wie folgt geschehen.
Es sei angenommen, daß das Material von 1 d₁= d₂= d₀ erfüllt. Ferner ist die Permeabilität μ₁ der Fläche i = 1 gleich der Permeabilität μ₂ der Fläche i = 2. Mit anderen Worten, die Permeabilität ist gleich μ₀. Auf der Basis der Formel τ_i = μ_iσ_id_i ² kann τ_i in σ_i ausgedrückt werden. Auf diese Weise ist τ_i = μ₀σ_id₀ ². Dieser Wert von τ_i kann gegenwärtig in Formel 1 eingesetzt werden. Formel 1 enthält gegenwärtig die Variablen θ_i und σ_i. Gemäß der Erfindung können diese Variablen dem gemessenen Signal S(t) angepaßt werden.
Dieses Anpassen wird beispielsweise für n = 3 ausgeführt. Auf diese Weise werden Werte für θ₁, θ₂ und θ₃ und für σ₁, σ₂ und σ₃ gefunden. Hierbei ist θ₃ im wesentlichen gleich 0, da bei dem Meßobjekt in diesem Beispiel in guter Annäherung zwei unterschiedliche Leitfähigkeiten auftreten, nämlich σ₁ für die Fläche i = 1 und σ₂ für den Bereich i = 2. Die für σ₁ und σ₂ gefundenen Werte repräsentieren eine Streuung bei der Leitfähigkeit in dem Material. Ganz analog kann eine Streuung in der Permeabilität berechnet werden, wenn die Wanddicke durchgehend gleich d₀ ist und die Leitfähigkeit durchgehend gleich σ₀ ist. Derartige Varianten sollen sämtlich als im Rahmen der Erfindung liegend betrachtet werden.
Bei der Ausführung der oben erwähnten Messungen wird angenommen, daß die geometrieabhängigen Parameter sich nicht verändern. Es ist jedoch auch möglich, anzunehmen, daß die Parameter sich in bekannter Weise verändern. In diesem Fall wird bei der Messung die Signalstärke bestimmt. Auf der Grundlage dessen kann das Abheben berechnet werden. Das Abheben ist der Abstand zwischen den nahe beieinander angeordneten Empfangs- und Sendeantennen einerseits und der Oberfläche des Meßobjekts andererseits. Dann können unter der Voraussetzung einer bekannten Geometrie auf der Grundlage des Abhebens die korrekten Modellparameter (α, β, γ, δ und m) berechnet werden. Diese Berechnung kann dann eine Funktion des erwähnten Abstands sein. Falls die Geometrie des Objekts und/oder der Sende- und Empfangsantennen nicht bekannt ist, können die Modellparameter α, β, γ, δ und m nicht berechnet werden. Wie oben erwähnt, ist es jedoch möglich, unter Verwendung eines Testobjekts die Modellparameter α, β, γ, δ und m für eine Anzahl untereinander verschiedener Abstände zu bestimmen. Auf der Grundlage der verschiedenen Werte, die für die Modellparameter bei verschiedenen Abständen gefunden werden, ist es möglich, in an sich bekannter Weise ein Modell zu bestimmen, bei dem die Modellparameter eine lineare Funktion des erwähnten Abstands sind.
Diese Varianten sind sämtlich als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten.

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Eigenschaften eines elektrisch leitfähigen Messobjekts, bei dem: a. unter Verwendung wenigstens einer Sendeantenne ein sich mit der Zeit veränderndes elektromagnetisches Feld an das Messobjekt emittiert wird, um Wirbelströme in dem Messobjekt zu erzeugen; b. unter Verwendung wenigstens einer Empfangsantenne das durch die Wirbelströme erzeugte elektromagnetische Signal S(t) erkannt wird; und c. auf der Basis des erkannten elektromagnetischen Signals die Eigenschaften des Messobjekts bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß d. unter Verwendung eines vorbestimmten Algorithmus, wie beispielsweise des Sevenberg-Marquardt-Algorithmus, der Parameter τ_i und/oder σ_i/μ_i der Gleichung.

derart gewählt werden, daß V(t) nach einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus dem Zeitverlauf des erkannten elektromagnetischen Signals S(t) entspricht, wobei α, β, γ, δ und m natürliche Zahlen sind, die von der Geometrie des Messobjekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne sowie den relativen Positionen des Objekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne abhängen, μ_i gibt die magnetische Permeabilität einer Fläche i des Messobjekts an und σ_i gibt die elektrische Leitfähigkeit der Fläche i des Messobjekts an, wobei die Flächen i (i = 1, 2 ,..., n) zusammen das gewünschte elektromagnetische Signal S(t) erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß i = n = 1 gewählt ist und daß bei einem bekannten Wert von μ_i = μ₀ oder σ_i = σ₀, die Dicke d_i des Messobjekts auf der Basis der Gleichung τ_i = μ_iσ_id_i ² bestimmt wird, wobei d_i die Dicke des Messobjekts in der Fläche i ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß n ≥ 2 und daß, bei bekannten Werten von μ_i oder σ_i, die Dicke d_i der Flächen i des Objekts auf der Basis der Gleichung τ_i = μ_iσ_id_i ² bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken d_i auf Basis der Annahme bestimmt werden, daß die elektrische Leitfähigkeit und die magnetische Permeabilität des Messobjekts homogen und bekannt sind, so daß für jeden Wert von i gilt, daß μ_i = μ₀ und σ_i= σ₀, wobei μ₀ bzw. σ₀ die homogenen Werte der magnetischen Permeabilität und der elektrischen Leitfähigkeit wiedergeben.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß μ₀ und σ₀ bestimmt werden, indem unter Verwendung der Sendeantenne Wirbelströme in einem Testobjekt, das aus dem selben Material wie das Messobjekt besteht und dessen Dicke d_i = d₀ bekannt ist, erzeugt werden und indem anschließend nach einem vorbestimmten Algorithmus die Parameter μ₀ und σ₀ derart gewählt werden, daß nach einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus V(t) dem Zeitverlauf des von den Wirbelströmen in dem Testobjekt erzeugten und von der Empfangsantenne erkannten elektromagnetischen Signals S(t) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß i = n = 1 ausgewählt wird, die Dicke d₀ des Messobjekts in an sich bekannter Weise gemessen wird und über die Messfläche konstant ist, d₁= d₀ gewählt wird, und anschließend die Werte von μ_i und σ_i auf der Basis der Gleichung τ_i = μ_iσ_id₀ ² bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß n größer als 1 gewählt wird, die Dicke d₀ des Messobjekts in an sich bekannter Weise gemessen wird und über die Messfläche konstant ist, während für jeden Wert von i d_i= d₀ gewählt wird, und anschließend der Wert von μ_i oder σ_i auf der Basis der Gleichung τ_i = μ_iσ_id_i ² bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß α, β, γ, δ und m unter Verwendung eines vorbestimmten Simulationsmodells auf der Basis einer bekannten Geometrie des Objekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne sowie auf der Basis der bekannten relativen Positionen des Objekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne bestimmt werden.
Verfahren nach einem dervorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, zum Vorbestimmen der Parameter α, β, γ, δ und m, in einem Testobjekt, von dem μ_i, σ_i und d_i bekannt sind, a. unter Verwendung wenigstens einer Sendeantenne ein sich mit der Zeit veränderndes elektromagnetisches Feld an das Objekt emittiert wird, um Wirbelströme in dem Objekt zu erzeugen; b. unter Verwendung wenigstens einer Empfangsantenne das durch die Wirbelströme erzeugte elektromagnetische Signal erkannt wird; c. auf der Basis der Gleichung τ_i = μ_iσ_id_i ² Werte von τ_i bestimmt werden; und d. die Parameter α, β, γ, δ und m nach einem vorbestimmten Algorithmus derart gewählt werden, daß V(t) für die bekannten Werte der Parameter τ_i und
nach einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus, dem Zeitverlauf des empfangenen elektromagnetischen Signals des Testobjekts entspricht.
Vorrichtung (1) zum Bestimmen von Eigenschaften eines Messobjekts, mit einer Sendeeinheit (4) mit mindestens einer damit gekoppelten Sendeantenne (2), einer Empfangseinheit (8) mit mindestens einer damit gekoppelten Empfangsantenne (6), und einem mit der Sende- und der Empfangseinheit gekoppelten Computer (10) zum Weiterverarbeiten empfangener Signale, bei der a. die Sendeantenne derart ausgebildet ist, daß sie ein sich mit der Zeit veränderndes elektromagnetisches Feld an das Objekt emittiert, um Wirbelströme in dem Objekt zu erzeugen; b. die Empfangsantenne derart ausgebildet ist, das sie das durch die Wirbelströme erzeugte elektromagnetische Signal S(t) erkennt; und c. der Computer derart ausgebildet ist, daß er auf der Basis des erkannten elektromagnetischen Signals die Eigenschaften des Messobjekts bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß d. der Computer derart ausgebildet ist, daß er unter Verwendung eines vorbestimmten Algorithmus, wie beispielsweise des Sevenberg-Marquardt-Algorithmus, den Parameter τ_i und/oder
der Gleichung

derart wählt, daß V(t) nach einem vorbestimmten Kriterium des Algorithmus dem Zeitverlauf des erkannten elektromagnetischen Signals S(t) entspricht, wobei α, β, γ, δ und m natürliche Zahlen sind, die von der Geometrie des Objekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne sowie den relativen Positionen des Objekts, der Sendeantenne und der Empfangsantenne abhängen, μ_i die magnetische Permeabilität einer Fläche i des Objekts angibt und σ_i die elektrische Leitfähigkeit der Fläche i des Objekts angibt, wobei die Flächen i (i = 1, 2 ,..., n) zusammen das erkannte elektromagnetische Signal S(t) erzeugen.