NL1027373C2 - Werkwijze en inrichting voor het niet-destructief onderzoeken van een voorwerp. - Google Patents

Description

» ,

Titel: Werkwijze en inrichting voor het niet-destructief onderzoeken van een voorwerp

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op het meten van laagdikten, hoewel de onderhavige uitvinding ook op andere gebieden bruikbaar is, bijvoorbeeld bij het onderzoeken of een materiaal scheurtjes bevat.

5 In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het niet-destructief meten van de dikte van een niet-ferromagnetische laag op een ferro-magnetisch materiaal, bijvoorbeeld ijzer, staal, etc. De laag kan bijvoorbeeld een oxydehuid zijn, een verflaag, een metaallaag zoals chroom, 10 goud, etc. De uitvinding zal in het hiernavolgende specifiek voor dit toepassingsvoorbeeld worden uitgelegd, maar met nadruk wordt gesteld dat dit niet mag worden uitgelegd als een beperking van de omvang van de uitvinding.

Het is bekend om voor dergelijke laagdiktemeting gebruik 15 te maken van een electro-magnetische inductiespoel waarmee in het te onderzoeken voorwerp een magneetveld wordt geïnduceerd. j

Met een magneetveldsensor wordt de sterkte van het magnetische | reactieveld gemeten, dat afhangt van de magnetische permeabiliteit van het onderzochte materiaal en van de 20 eventueel veroorzaakte wervelstromen. Een voorbeeld van het basis-principe van deze meetmethode is beschreven in US patent 3.359.495, zodat een diepgaande uitleg van deze meetmethode hier kan worden weggelaten. Voor zover nodig, wordt de inhoud j van genoemd US patent door verwijzing geacht hier te zijn 25 opgenomen.

Het meetprincipe is gebaseerd op het feit dat het reactieveld afhangt van de materiaal-eigenschappen van het te onderzoeken voorwerp, en van de afstand van de spoel/sensor-combinatie tot het te onderzoeken voorwerp. Wanneer de 30 materiaal-eigenschappen van het te onderzoeken voorwerp constant verondersteld worden, komt een verandering van een meetsignaal overeen met een verandering in afstand, hetgeen, 1027373-

» I

2 j i ! wanneer de spoel/sensor-combinatie tegen het oppervlak van het te onderzoeken voorwerp wordt gedrukt, overeenkomt met een j verandering in de dikte van de laag. j

Wanneer het gewenst is om de dikte van de laag te meten 5 bij verschillende posities op het te onderzoeken voorwerp, doet zich het probleem voor dat de materiaal-eigenschappen van het te onderzoeken voorwerp niet overal gelijk zijn: dit veroorzaakt meetfouten, omdat variaties van die eigenschappen i variaties van het meetsignaal veroorzaken die niet 10 corresponderen met variaties van de laagdikte. Verder kan de gevoeligheid van de gebruikte sensor driften als functie van de tijd en als functie van de temperatuur. Voorts is de meting gevoelig voor externe magneetvelden, en variaties daarin (als functie van plaats, tijd, temperatuur, etc.) veroorzaken weer 15 meetfouten.

Het Duitse patent 101.45.657 beschrijft een methode om dergelijke meetfouten te verminderen. Daartoe worden twee metingen verricht, bij twee verschillende stroomsterkten van de spoelstroom, en de daarbij verkregen twee meetresultaten 20 worden met elkaar vergeleken. Temperatuur-invloeden worden gecompenseerd door de elektrische weerstand van de sensor te meten, als maat voor de temperatuur.

Een belangrijk nadeel van deze meetmethode, waarbij de spoelstroom wordt geschakeld om twee meetresultaten te 25 verkrijgen die met elkaar vergeleken moeten worden, is dat het niet mogelijk is om een continue meting te doen. Het verrichten van een continue meting is in het bijzonder gewenst als men snel een groot deel van het oppervlak van het te onderzoeken voorwerp wil onderzoeken, bijvoorbeeld als men een 30 spoorrail wil onderzoeken op de aanwezigheid van scheurtjes.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om de genoemde nadelen te overwinnen of ten minste te reduceren.

In het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding een meetinrichting de verschaffen die compact gebouwd kan worden, 35 continu kan meten, en nauwkeurige en reproduceerbare meetresultaten levert.

Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding omvat een meetinrichting een constant magneetveld en twee magneetveld-sensoren, opgesteld bij verschillende -1027373- 3 posities, waarbij de van beide sensoren verkregen meetsignalen worden vergeleken om variaties in omgevingsfactoren te elimineren.

5 Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving onder verwijzing naar de tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: 10 figuur 1 schematisch een meetinrichting volgens de onderhavige uitvinding toont; figuur 2 een blokschema is dat schematisch een voorkeursuitvoeringsvorm illustreert van een besturingsorgaan; figuur 3 enkele constructie-details van een probe illustreert; 15 figuur 4 schematisch een probe met poolschoenen illustreert; figuur 5 een grafiek is die een verkregen meetsignaal als functie van de tijd illustreert.

In het hiernavolgende zullen termen als "links", 20 "rechts", "onder", "boven" worden gebruikt rekening houdend met de in de figuren gegeven oriëntatie, zonder dat dit beperkend voor de uitvinding moet worden uitgelegd.

Figuur 1 toont schematisch een meetinrichting 100 volgens de onderhavige uitvinding voor het niet-destructief 25 onderzoeken van een voorwerp 3. Het voorwerp 3 omvat een ferromagnetisch lichaam 1 met daarop een laag 2 van een niet-ferromagnetisch materiaal. Bij wijze van voorbeeld is het lichaam een stalen balk, is de laag 2 een oxydelaag met een dikte D in de orde van 0-10 μτη, en wordt de meetinrichting 30 100 gebruikt om de dikte D van de laag 2 te meten.

De meetinrichting 100 omvat een magneet 20, met een as 21 die in hoofdzaak loodrecht op het te onderzoeken oppervlak is gericht. De magneet 20 kan zijn uitgevoerd als een permanente magneet, of, zoals geïllustreerd, als een met gelijkstroom 35 bedreven magneetspoel; een combinatie is ook mogelijk. De axiale lengte van de magneet 20 kan in de orde van enkele millimeters zijn. De magneet 20 wekt een primair magneetveld op, dat binnen de magneet in hoofdzaak gericht is volgens de as 21. Buiten de magneet wordt de exacte vorm van de 1027373- 4 magnetische veldlijnen beïnvloed door het ferromagnetisch lichaam 1, in het bijzonder door de permeabiliteit daarvan. De beïnvloeding is het sterkst in een ruimte nabij de magneetas 21 en nabij het oppervlak van de laag 2; door de aanwezigheid 5 van het ferromagnetisch lichaam 1 worden de veldlijnen in die ruimte meer geconcentreerd. De mate van beïnvloeding is afhankelijk van onder andere de afstand tussen de magneet 20 en het ferromagnetisch lichaam 1: naarmate die afstand groter wordt, neemt de mate van beïnvloeding af.

10 De meetinrichting 100 omvat voorts een eerste magneet- veldsensor 30 en een tweede magneetveldsensor 40. Elke magneetveldsensor 30, 40 kan zijn uitgevoerd als een Hall-sensor, maar andere uitvoeringsvormen van de magneetveldsensor zijn ook mogelijk. In het onderhavige voorkeurs-voorbeeld zijn 15 de twee magneetveldsensoren 30, 40 onderling identieke Hall-sensoren, maar het is niet essentieel dat de sensoren onderling identiek zijn. In het hiernavolgende zullen de magneetveldsensoren gemakshalve worden aangeduid als Hall-sensoren.

20 De positie van elke Hall-sensor 30, 40 ten opzichte van de magneet 20 is gefixeerd. Bij voorkeur is elke Hall-sensor 30, 40 vastgemaakt aan de magneet 20, bijvoorbeeld door lijmen, klemmen, of dergelijke, of bijvoorbeeld doordat deze onderdelen gezamenlijk zijn ingegoten in een kunststof, een 25 hars of dergelijke (zie ook figuur 3). De combinatie van magneet 20 en de beide sensoren 30, 40 zal worden aangeduid als probe 50.

Bij voorkeur is de eerste Hallsensor 30 opgesteld op een positie waar de invloed van het ferromagnetisch lichaam 1 zo 30 groot mogelijk is. Bij voorkeur is de eerste Hallsensor 30 derhalve opgesteld nabij de magneetas 21, aan de naar het ferromagnetisch lichaam 1 toe gerichte kant van de magneet 20. Afhankelijk van het specifieke ontwerp kan de eerste Hallsensor 30 zich bevinden op een axiale afstand onder de magneet 35 20, dichter bij het voorwerp 3, zoals getoond in figuur 1. Ook is het mogelijk dat de magneet 20 aan zijn naar het voorwerp 3 gerichte onderuiteinde is voorzien van een opneemruimte voor de eerste Hall-sensor 30. In het geval van een permanente magneet 20 heeft het echter de voorkeur dat de eerste Hall- 1027373- 5 sensor 30 is aangebracht tegen het kopse uiteinde van de magneet 20. In het geval van een magneetspoel 20 kan de eerste Hall-sensor 30 zijn opgesteld binnen de door de spoelwikkelingen 22 omsloten binnenruimte 23, maar liever 5 juist buiten het onderuiteinde van de spoel. In het geval van een magneetspoel 20 heeft het echter de voorkeur dat de spoel is voorzien van een spoelkern, zoals op zich bekend en ter wille van de eenvoud niet weergegeven; in dat geval heeft het de voorkeur dat de eerste Hall-sensor 30 is aangebracht tegen 10 het kopse uiteinde van de spoelkern.

In principe is het mogelijk dat het onderuiteinde van de magneet 20 of de sensor 30 het bovenoppervlak van de laag 2 raakt. Het heeft echter de voorkeur dat tussen de laag 2 enerzijds en de magneet 20 (en de eerste sensor 30) anderzijds 15 een slijtplaat of glijpaat is opgesteld, die ook weer is vastgemaakt aan de magneet 20. Aangezien dergelijke slijt-platen op zich bekend zijn, is deze ter wille van de eenvoud niet weergegeven.

De tweede Hallsensor 40 is bij voorkeur opgesteld aan de 20 tegenoverliggende kant van de magneet 20, nabij de magneetas 21. Afhankelijk van het specifieke ontwerp kan de tweede Hall-sensor 40 zich bevinden op een axiale afstand boven de magneet 20, verder van het voorwerp 3 af, zoals getoond in figuur 1.

Op vergelijkbare wijze als vermeld met betrekking tot de 25 eerste sensor 30 kan de tweede sensor zijn opgesteld binnen de magneet 20, in een speciale opneemruimte of binnen de door de spoelwikkelingen 22 omsloten binnenruimte 23, nabij het bovenuiteinde van de spoel, bij voorkeur uitgelijnd met de eerste Hall-sensor 30. In het geval van een permanente magneet 30 20 heeft het de voorkeur dat de tweede Hall-sensor 40 is aangebracht tegen het bovenste kopse uiteinde van de magneet 20. In het geval van een magneetspoel 20 heeft het de voorkeur dat de spoel is voorzien van een spoelkern, en dat de eerste Hall-sensor 30 is aangebracht tegen het kopse uiteinde van de 35 spoelkern.

De inrichting 100 omvat voorts een besturingsorgaan 10, dat bijvoorbeeld kan zijn uitgevoerd als een geschikt geprogrammeerde microprocessor. Het besturingsorgaan 10 heeft ingangen en uitgangen gekoppeld met de probe 50. Meer in het 1027373- 6 bijzonder heeft het besturingsorgaan 10 een eerste stuur-uitgang 11 voor het leveren van een eerste werkstroom Cl aan de eerste Hall-sensor 30, en een eerste meetingang 12 voor het ontvangen van een eerste meetspanning SI van de eerste Hall-5 sensor 30. Voorts heeft het besturingsorgaan 10 een tweede stuuruitgang 13 voor het leveren van een tweede werkstroom C2 aan de tweede Hall-sensor 40, en een tweede meetingang 14 voor j het ontvangen van een tweede meetspanning SI van de tweede Hall-sensor 40. In het geval van een magneetspoel 20 kan het 10 besturingsorgaan 10 een derde stuuruitgang 15 hebben voor het leveren van een derde werkstroom C3 voor de spoel 20.

Het besturingsorgaan 10 heeft voorts een meetuitgang 19, en is ingericht om, op basis van de twee ontvangen sensor- j signalen SI en S2, bij die meetuitgang 19 een meetsignaal M te | 15 genereren dat op een betrouwbare wijze representatief is voor de dikte D van de laag 2.

De werking is als volgt.

In een stationaire situatie levert elke sensor 30 en 40 een sensorsignaal, waarvan de precieze grootte afhangt van de 20 omstandigheden. Als de permeabiliteit van het ferromagnetisch lichaam 1 verandert, heeft dat op beide sensoren een vrijwel j even grote invloed. Door een geschikte bewerking van de beide sensorsignalen is het mogelijk om twee bewerkte signalen te verkrijgen die in hoofdzaak in gelijke mate gevoelig zijn voor 25 variaties in permeabiliteit; het verschil tussen beide bewerkte signalen is dan in hoofdzaak ongevoelig voor variaties in permeabiliteit. Als de afstand tussen de probe 50 en het voorwerp 3 verandert, heeft dat een vrij grote invloed op de vorm van de magnetische veldlijnen ter plaatse van de 30 eerste sensor 30 maar een aanzienlijk minder grote invloed op de vorm van de magnetische veldlijnen ter plaatse van de tweede sensor 40; het verschil tussen beide bewerkte signalen is dus gevoelig voor dergelijke afstandsvariaties, die bijvoorbeeld kunnen ontstaat als gevolg van variaties in de 35 dikte van de laag 2 wanneer de probe 50 in contact is met (of op constante afstand wordt gehouden van) de laag 2. De relatie tussen dit verschilsignaal en de afstandsvariaties kan worden onderzocht en opgeslagen in een ijktabel of gerepresenteerd door een ijklijn.

1027373" 7

Bij voorkeur is de probe 50 zodanig uitgevoerd, dat de twee sensoren 30 en 40 thermisch goed met elkaar gekoppeld zijn. Eventuele temperatuur-veranderingen zullen dan in beide sensoren op vergelijkbare wijze een verandering veroorzaken in 5 de gevoeligheid. Dat betekent dat de gevoeligheid voor fluctuaties in permeabiliteit onderling gelijk blijft.

Figuur 2 is een blokschema dat schematisch een voorkeurs-uitvoeringsvorm illustreert van het besturingsorgaan 10. In 10 deze voorkeursuitvoeringsvorm omvat het besturingsorgaan 10 een eerste analoge versterker 61 en een tweede analoge versterker 62. Het eerste sensorsignaal SI wordt toegevoerd aan een ingang van de eerste versterker 61, en het tweede sensorsignaal S2 wordt toegevoerd aan een ingang van de tweede 15 versterker 62. Beide versterkers 61 en 62 zijn onderling in hoofdzaak identiek (in het bijzonder hebben zij onderling in hoofdzaak gelijke versterkingsfactoren a), en zijn thermisch goed met elkaar gekoppeld. Bij voorkeur zijn beide versterkers onderdeel van eenzelfde halfgeleider-lichaam.

20 Het analoge uitgangssignaal van de eerste versterker 61 wordt door een eerste analoog/digitaal-omzetter 71 omgezet in een digitaal signaal SI'. Evenzo wordt het analoge uitgangssignaal van de tweede versterker 62 door een tweede analoog/digitaal-omzetter 72 omgezet in een digitaal signaal, 25 dat vervolgens door een digitale vermenigvuldiger 73 wordt vermenigvuldigd met een factor β. Het resulterende digitale signaal S2'=ajSS2 wordt in een digitale aftrekker 74 afgetrokken van het eerste digitale signaal Sl'=ofSl (of omgekeerd), om het uitgangssignaal M te leveren.

30 Indien gewenst, kan het besturingsorgaan 10 zijn voorzien van een digitaal/analoog-omzetter (niet weergegeven) om het uitgangssignaal M om te zetten naar een analoog signaal, maar dit is ter wille van de eenvoud niet weergegeven.

De waarde van de vermenigvuldigfactor β wordt zodanig 35 gekozen, dat de reacties van de twee digitale signalen SI' en S2' bij veranderingen in de permeabiliteit van het materiaal 1 onderling gelijk zijn; in formuleform: ÖS1'/ÖP - ÖS2,/ÖP, waarin P de permeabiliteit voorstelt. Het uitgangssignaal M is 1027373- 8 dan in goede mate onafhankelijk van de permeabiliteit P, van temperatuur-variaties, etc.

Figuur 3 is een schematische dwarsdoorsnede van de probe 5 50 die een constructie-detail illustreert. De sensoren 30 en 40 zijn aan weerszijden tegen de magneet 20 gedrukt en/of gelijmd. De combinatie van magneet 20 met de sensoren 30 en 40 is, ten minste gedeeltelijk, ingebed in een gietmassa 80, bijvoorbeeld een epoxy of een pasta, welke massa electrisch 10 isolerend en thermisch geleidend is. Aangezien dergelijke massa op zich bekend is, is een nadere uitleg daarvan niet nodig. De gietmassa heeft als gevolg dat de onderdelen van de probe 50 bij elkaar gehouden worden, beschermd worden, en dat er een goede thermische koppeling is tussen de twee sensoren 15 30 en 40.

Figuur 4 is een schematische dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm van de probe 50. Een eventuele gietmassa is in figuur 4 niet weergegeven.

20 In deze uitvoeringsvorm is tussen de magneet 20 en de eerste sensor 30 een eerste poolschoen 91 opgesteld, en is tussen de magneet 20 en de tweede sensor 40 een tweede poolschoen 92 opgesteld. De poolschoenen 91 en 92 zijn gemaakt van een goed magnetiseerbaar materiaal, bijvoorbeeld weekijzer, 25 zoals op zich bekend. De poolschoenen 91 en 92 hebben een contour die is aangepast aan de contour van de magneet 20. In een geschikte uitvoeringsvorm heeft de magneet 20 een cylinder-vorm met een cirkelvormige dwarscontour, en hebben de poolschoenen 91 en 92 de vorm van cirkel-ronde schijven met 30 bij voorkeur onderling gelijke diameters. De poolschoenen kunnen een axiale afmeting van enkele millimeters hebben. Dank zij dergelijke poolschoenen is er een betere koppeling tussen het magneetveld van de magneet 20 en het ferro-magnetische materiaal 1.

35 Verder verdient het de voorkeur dat de tweede sensor 40 aan zijn van de magneet 20 af gerichte bovenoppervlak is voorzien van een sluitplaat 94, zoals eveneens géïllustreerd in figuur 4. De sluitplaat 94 is eveneens gemaakt van een goed magnetiseerbaar materiaal, bijvoorbeeld weekijzer, en kan 1027373- 9 identiek zijn aan de poolschoenen 91 en 92. Door de combinatie van de tweede poolschoen 92 en de sluitplaat 94 wordt bereikt, dat de veldlijnen van het magneetveld van de magneet 20 zich meer concentreren in de tweede sensor 40, waardoor de tweede 5 sensor 40 in nog mindere mate gevoelig is voor variaties in de dikte D van de laag 2 en in hogere mate gevoelig is voor factoren die het magneetveld beïnvloeden. Voorts is de tweede sensor 40 hierdoor minder gevoelig voor strooivelden. Al met verbetert hierdoor de waarde van de tweede sensor 40 als 10 referentie.

Het apparaat 100 kan gecalibreerd worden door de probe 50 te plaatsen op een voorwerp dat identiek is aan de sluitplaat 94, zodat de hele opstelling symmetrisch is. Het dan 15 resulterende meetsignaal M wordt aangeduid als nul-signaal.

De onderhavige uitvinding verschaft ook een methode voor het detecteren van scheuren in het materiaal 1. Zoals uitgelegd in het genoemde US patent 3.359.495 kan door een 20 magneetspoel een wisselstroom worden geleid, die een wisselend magneetveld opwekt, waardoor in het materiaal 1 een wervel-stroom wordt opgewekt. Die wervelstroom op zijn beurt wekt een secundair magneetveld op. De sterkte van de wervelstroom, en dus de sterkte van het secundaire magneetveld, en dus de 25 grootte van het meetsignaal, is afhankelijk van de electrische geleidings-eigenschappen van het materiaal 1. Indien zich in het materiaal een scheur bevindt, loodrecht op het materiaaloppervlak, wordt de wervelstroom opgebroken in twee (of meer) afzonderlijke wervelstromen, met als gevolg een veel lager 30 meetsignaal.

Voor het opwekken van dergelijke wervelstromen is echter een wisselend magneetveld met een vrij hoge frequentie nodig, typisch in de orde van 0,5 MHz. De wervelstromen ("eddy currents") spelen zich typisch af vlak bij het materiaal-35 oppervlak, zodat een meetsignaal weinig informatie bevat over de uitgestrektheid (diepte) van de scheur. Voorts is de bekende methode gevoelig voor oppervlakte-defecten zoals lokale verbrandingen, fluctuaties in permeabiliteit, etc.

“1027373- 10

De onderhavige uitvinding verschaft een scheurdetectie-methode die gebaseerd is op een ander meetprincipe. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een probe 50 zoals in het voorgaande besproken, die over het oppervlak van het voorwerp 3 wordt 5 verplaatst, waarbij de afstand tot het voorwerp 3 constant gehouden wordt. De probe 50 kan daartoe glijdend over het oppervlak van het voorwerp 3 worden verplaatst, of rollend. In een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm is de probe 50 gemonteerd aan een meettrein, op geringe afstand boven een 10 spoorrail, om scheurtjes in die spoorrail op te sporen.

Figuur 5 is een grafiek die het verkregen meetsignaal M (verticale as) als functie van de tijd (horizontale as) illustreert. Wanneer er geen scheurtjes zijn, is het meetsignaal M vrijwel constant in de tijd, zoals het lijngedeelte 15 5.1 illustreert. Wanneer de probe 50 een scheur nadert, treedt er een rand-effect op: de magnetische veldlijnen blijven preferent in het ferromagnetisch lichaam 1, en kunnen dus moeilijk of niet de scheur oversteken. Hierdoor wordt de symmetrie van de magnetische veldlijnen verstoord, en zal het 20 aantal magnetische veldlijnen dat de onderste sensor 30 "voelt", verminderen. Dit effect treedt niet, of hooguit in verminderde mate, op bij de bovenste sensor 40. Bijgevolg neemt het meetsignaal M af, zoals het lijngedeelte 5.2 illustreert. Wanneer de probe 50 precies is uitgelijnd met de 25 scheur, kunnen de magnetische veldlijnen zich aan beide zijden van de scheur "verspreiden", zodat de verstoring ter plaatse van de onderste sensor 30 minder is en het meetsignaal M weer wat groter is, zoals het lijngedeelte 5.6 illustreert. Wanneer de probe 50 zich verwijdert van de scheur, neemt de verstoring 30 af en neemt het meetsignaal weer toe, zoals het lijngedeelte 5.3 illustreert. Wanneer de probe 50 zich buiten de invloedsfeer van de scheur bevindt, blijft het meetsignaal M weer vrijwel constant in de tijd, zoals het lijngedeelte 5.5 illustreert. Het meetsignaal M vertoont aldus een minimum 5.7, 35 waarbij de afstand X van dit minimum tot het normale niveau 5.1, 5.5 afhangt van de diepte van de betreffende scheur en de onderlinge snelheid tussen probe en scheur: bij een kleine en/of ondiepe scheur kan het magneetveld als het ware om de 10273Z35 11 scheur heen buigen, en is de verstoring minder dan in het geval van een grote en diepe scheur.

5 Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies.

10 Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat de magneet 20 twee of meer magneetsegmenten omvat, axiaal in eikaars verlengde opgesteld. Voorts is het mogelijk dat de sluitplaat 94 een magneet is.

In het voorgaande is onder verwijzing naar figuur 5 de 15 reactie van het meetsignaal M op de aanwezigheid van een scheur uitgelegd. Daarbij is er van uitgegaan, dat het meetsignaal M wordt verkregen door het tweede sensor-signaal af te trekken van het eerste sensor-signaal. Omgekeerd is het ook mogelijk dat het eerste sensor-signaal wordt afgetrokken 20 van het tweede sensor-signaal, in welk geval het gedrag van het meetsignaal M bij nadering van een scheur gespiegeld is ten opzichte van het in figuur 5 geïllustreerde gedrag, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

In het voorgaande is de onderhavige uitvinding uitgelegd 25 onder verwijzing naar blokdiagrammen, die functionele blokken van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding illustreren. Het moge duidelijk zijn dat één of meer van deze functionele blokken geïmplementeerd kunnen worden in hardware, waarbij de functie van dergelijke functionele blokken wordt 30 uitgevoerd door individuele hardware componenten, maar het is ook mogelijk één of meer van deze functionele blokken geïmplementeerd worden in software, zo dat de functie van een dergelijk functioneel blok wordt uitgevoerd door één of meerdere programmaregels van een computerprogramma of door een 35 programmeerbare inrichting zoals een microprocessor, microcontroller, digitaal-signaalprocessor, etc.

*027373-

Claims (20)

1. Inrichting (100) voor het genereren van een meetsignaal (M) dat indicatief is voor oppervlakte-eigenschappen van een voorwerp (3) dat in hoofdzaak is vervaardigd van een ferro-magnetisch materiaal (1), welke inrichting omvat: 5 ten minste één constante magneet (20) met een magneetas (21); twee magneetveld-sensoren (30; 40), opgesteld bij onderling verschillende axiale posities met betrekking tot de genoemde magneetas (21) ; een besturingsorgaan (10), voorzien van ingangen (12; 14) 10 gekoppeld met de magneetveld-sensoren (30; 40) voor het ontvangen van de door deze magneetveld-sensoren (30; 40) gegenereerde sensorsignalen (SI; S2), en voorzien van een uitgang (19) voor het leveren van het meetsignaal (M); en waarbij het besturingsorgaan (10) is ingericht voor het 15 genereren van het meetsignaal (M) op basis van de van beide magneetveld-sensoren (30; 40) ontvangen sensorsignalen (SI; S2) .

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij het besturings-20 orgaan (10) is ingericht om het meetsignaal (M) uit te rekenen volgens de formule M = aSl - a|0S2 waarbij SI en S2 de sensorsignalen van beide magneetveld-sensoren (30; 40) zijn, 25 en waarbij a en β vermenigvuldigfactoren zijn.

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij het besturingsorgaan (10) omvat: een eerste analoge versterker (61) met een versterkingsfactor 30 (of) die gekoppeld is voor het ontvangen van het eerste sensorsignaal (SI) van de eerste magneetveld-sensor (30); een tweede analoge versterker (62) met een versterkingsfactor (or) die gekoppeld is voor het ontvangen van het tweede sensorsignaal (S2) van de tweede magneetveld-sensor (40); 35 een eerste analoog/digitaal-omzetter (71) die is ingericht om het analoge uitgangssignaal van de eerste versterker (61) om 1027373- te zetten in een eerste digitaal signaal (SI'); een tweede analoog/digitaal-omzetter (72) die is ingericht om het analoge uitgangssignaal van de tweede versterker (62) om te zetten in een tweede digitaal signaal; 5 een digitale vermenigvuldiger (73) die is ingericht om het digitale uitgangssignaal van de tweede analoog/digitaal-omzetter (72) digitaal te vermenigvuldigen met een factor (jS) ; een digitale aftrekker (74) die is ingericht om het digitale uitgangssignaal (S2') van de tweede analoog/digitaal-omzetter 10 (72) en het digitale uitgangssignaal (SI') van de eerste analoog/digitaal-omzetter (71) digitaal van elkaar af te trekken om het uitgangssignaal (M) te leveren.

4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de waarde van de 15 vermenigvuldigfactor (jS) zodanig is gekozen, dat de reacties van de twee digitale signalen (SI') en (S2') bij veranderingen in de permeabiliteit van het materiaal (1) onderling in hoofdzaak gelijk zijn.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, waarbij beide analoge versterkers (61 en 62) onderling in hoofdzaak identiek zijn.

6. Inrichting volgens een willekeurige der conclusies 3-5, waarbij beide analoge versterkers (61 en 62) thermisch goed 25 met elkaar gekoppeld zijn.

7. Inrichting volgens een willekeurige der conclusies 3-6, waarbij beide analoge versterkers (61 en 62) onderdeel van eenzelfde halfgeleider-lichaam zijn. 30

8. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de twee magneetveld-sensoren (30; 40) thermisch goed met elkaar gekoppeld zijn.

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij de combinatie van magneet (20) met de sensoren (30 en 40), ten minste gedeeltelijk, is ingebed in een gietmassa (80), bijvoorbeeld een epoxy of een pasta, welke massa electrisch isolerend en thermisch geleidend is. 1027373-

10. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, voorts omvattende: een tussen de magneet (20) en de eerste sensor (30) opgestelde 5 eerste poolschoen (91) , en een tussen de magneet (20) en de I tweede sensor (40) opgestelde tweede poolschoen (92); i waarbij de twee poolschoenen (91 en 92) zijn gemaakt van een goed magnetiseerbaar materiaal.

11. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de tweede sensor (40) aan zijn van de magneet (20) af gerichte oppervlak is voorzien van een sluitplaat (94), gemaakt van een goed magnetiseerbaar materiaal.

12. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij het meetsignaal (M) indicatief is voor de dikte (D) van een niet-ferromagnetische laag (2) op het ferro-magnetische materiaal (1).

13. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij het meetsignaal (M) indicatief is voor de aanwezigheid van een scheur in het ferro-magnetische materiaal (1) .

14. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de magneet (20) een permanente magneet i omvat.

15. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande 30 conclusies, waarbij de magneet (20) een magneetspoel omvat, met spoelwikkelingen (22), en waarbij het besturingsorgaan (10) een stuuruitgang (15) heeft voor het leveren van een gelijkstroom-stuursignaal (C3) voor de spoel (20).

16. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij een magneetveld-sensor (30; 40) een Hall-sensor omvat. 1027373-

17. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de twee magneetveld-sensoren (30; 40) onderling identiek zijn.

18. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de twee magneetveld-sensoren (30; 40) zijn ! opgesteld bij de axiale uiteinden van de magneet (20). i i

19. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande I 10 conclusies, waarbij de magneet (20) een permanente magneet is, | en waarbij de twee magneetveld-sensoren (30; 40) zijn aangebracht tegen de axiale uiteinden van de magneet (20).

20. Inrichting volgens een willekeurige der voorgaande 15 conclusies, waarbij de magneet (20) een magneetspoel is met een kernlichaam, en waarbij de twee magneetveld-sensoren (30; 40) zijn aangebracht tegen de axiale uiteinden van het kernlichaam. j 102737,3-