SE467710B - Test arrangement which utilizes successive connection of sensors and vector transformation - Google Patents

Test arrangement which utilizes successive connection of sensors and vector transformation

Info

Publication number
SE467710B
SE467710B SE8700472A SE8700472A SE467710B SE 467710 B SE467710 B SE 467710B SE 8700472 A SE8700472 A SE 8700472A SE 8700472 A SE8700472 A SE 8700472A SE 467710 B SE467710 B SE 467710B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
sensors
sensor
signal
test object
directly
Prior art date
Application number
SE8700472A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8700472D0 (en
SE8700472L (en
Inventor
B H Toernblom
Original Assignee
Toernbloms Kvalitetskontroll
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toernbloms Kvalitetskontroll filed Critical Toernbloms Kvalitetskontroll
Priority to SE8700472A priority Critical patent/SE467710B/en
Publication of SE8700472D0 publication Critical patent/SE8700472D0/en
Priority to SE8703555A priority patent/SE467711B/en
Priority to EP88101363A priority patent/EP0279258A1/en
Priority to JP8827373A priority patent/JPS6473249A/en
Publication of SE8700472L publication Critical patent/SE8700472L/en
Priority to US07/434,504 priority patent/US5111412A/en
Publication of SE467710B publication Critical patent/SE467710B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9013Arrangements for scanning
    • G01N27/902Arrangements for scanning by moving the sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9006Details, e.g. in the structure or functioning of sensors

Abstract

The present invention describes an arrangement for simulating a sensor and/or sensor movement by means of for example a number of sensors, for example eddy current- based surface sensors G, which are stationary relative to one another, and a selector/distributor 5. The sensors are for example mounted in a plane parallel to the surface 1 of the test object, and scan the test object for a quantity, for example cracks 2. The resultant imaginary/simulated sensor signal can be or is signal-processed 4 via for example automatic compensation and vector transformation. The principle involves the sensors being automatically connected in turn, for example in a continuously repeated sequence, and signals originating from different sensors in full or in part determining different time portions/sections of a resultant signal, by means of which a quantity or a combination of quantities can be tested and/or measured. <IMAGE>

Description

467 710 Fördelen med detta är, förutom att inga mekaniskt rörliga delar krävs, att man kan simulera mycket höga givarhastigheter, vilket bland annat får till följd att det går att detektera mycket korta sprickor. 467 710 The advantage of this is, apart from the fact that no mechanically moving parts are required, that very high sensor speeds can be simulated, which, among other things, means that very short cracks can be detected.

Uppfinningen kan beskrivas enligt följande som skall ses som ett av många tänkbara exempel och utförandeformer. , Figur 1 visar ett antal givare (G) placerade ovanför olika delar av ett provobjekt (1) innehållande en spricka (2). Via väljaren/fördelaren (5)¿ kopplas givarna in en och en i ordningsföljd, till givarmatningsdelen (3) som matar aktuell givare med en konstantström (Ik) av minst en fre- kvens/bärfrekvens. Väljaren (5) går/stegar kontinuerligt och varje, tar tiden TS i anspråk, och kallas sekvens. Spänningen över aktuell givare mätes och behandlas i signalbehandlingsdelen (4) vars uppgift är att detektera t ex likrikta och förstärka mm, storhet, i detta fall sprick- an (2).The invention can be described as follows which is to be seen as one of many conceivable examples and embodiments. Figure 1 shows a number of sensors (G) placed above different parts of a test object (1) containing a crack (2). Via the selector / distributor (5) ¿the sensors are connected one by one in sequence, to the sensor supply part (3) which feeds the current sensor with a constant current (Ik) of at least one frequency / carrier frequency. The selector (5) goes / steps continuously and each, takes the time TS, and is called sequence. The voltage across the current sensor is measured and processed in the signal processing part (4), whose task is to detect, for example, rectify and amplify, etc., magnitude, in this case the crack (2).

Figur 2 visar tidsförloppet i figur 1. Figur 2A visar sekvensen TS ut- efter tidaxeln, och den tid Tn som är avdelad för resp givare och som t ex styr väljarens stegning mm. När väljaren intar läge G1 kommer spänningen över G1 att växa upp p g a Ik, givarens impedans och givar- spolens induktiva tidskonstant, vilket framgår av figur 2B.Figure 2 shows the time course in figure 1. Figure 2A shows the sequence TS along the time axis, and the time Tn which is allocated to the respective sensor and which, for example, controls the incline of the selector etc. When the selector assumes position G1, the voltage across G1 will increase due to Ik, the impedance of the sensor and the inductive time constant of the sensor coil, as shown in Figure 2B.

På motsvarande sätt får man ett utklingningsförlopp när väljaren stegar fram till nästa givare m a o när strömmen I bryts i G Figur 2B visar alltså inspänningen till bloäk 4 där varje bärfrekvens- pulståg refererar till sin speciella givare.Correspondingly, a decay process is obtained when the selector steps up to the next sensor, i.e. when the current I is interrupted in G Figure 2B thus shows the input voltage to block 4, where each carrier frequency pulse train refers to its special sensor.

Givarna är individuellt justerade t ex balanserade och kompenserade, så att spänningsfallet över dem är lika när t ex provobjektet saknar defekter/storheter. Om däremot en spricka (2) befinner sig under giv- aren G2 kommer givarens impedans att ändras och då ändras även spänning- en över G2, vilket visas med de streckade kurvorna i figur 2.The sensors are individually adjusted, eg balanced and compensated, so that the voltage drop across them is equal when, for example, the test object lacks defects / quantities. If, on the other hand, a crack (2) is located below the sensor G2, the impedance of the sensor will change and then the voltage across G2 will also change, which is shown by the dashed curves in Figure 2.

I figur 2C har givarnas in och ur-svängningsförlopp grindats bort för att dessa ej skall ge upphov till störningsfenomen, man har alltså endast tagit med den mellersta (Sb) amplitudstabila delen i figur 2B.In Figure 2C, the inward and outward oscillation processes of the sensors have been gated away so that they do not give rise to disturbance phenomena, thus only the middle (Sb) amplitude-stable part in Figure 2B has been included.

Figur 2D visar den detekterade t ex likriktade signalen i figur 2C.Figure 2D shows the detected, for example, rectified signal in Figure 2C.

Genom att utnyttja en lämplig urladdningstidskonstant i likriktaren * får signalen det utseende som figur 2D visar, och där en eventuell spricka under givare G2 som synes avviker markant från normalnivån vid “ felfritt provobjekt.By using a suitable discharge time constant in the rectifier *, the signal has the appearance shown in Figure 2D, and where a possible crack under sensor G2 that appears to deviate significantly from the normal level at “faultless test object.

Figur 2E visar den filtrerade spricksignalen från 2D. un... .1 467/u Som man lätt inser måste givarna vara elektriskt mycket lika varandra om nivån i figur 2D skall vara acceptabelt jämn och stabil när ingen storhet d v s i detta fall spricka, finns närvarande, då i annat fall spricksignalen skullde döljas p g a störningar förorsakade av div oli heter. Dessa olikheter innefattar då öven ofta väljaren/fördelaren (5 I den händelse t ex signalen i figur 2E trots vidtagna åtgärder för a göra givarna lika varandra uppvisar störningar, kan det vara fördelak igt att lagra signalen E under en eller flera sekvenser i ett normal eller referensfall, och använda denna undanlagrade signal direkt elle indirekt som jämförelsesignal vid jämförelse med signaler uppmätta vi andra tidpunkter/sekvenser. Lagringen av signaler från en sekvens kan ske med hjälp av såväl analoga som digitala kretsar t ex analogt skif register, dator etc.Figure 2E shows the filtered crack signal from 2D. un ... .1 467 / u As one easily realizes, the sensors must be electrically very similar to each other if the level in Figure 2D is to be acceptably even and stable when no magnitude, ie in this case crack, is present, otherwise the crack signal would be hidden due to disturbances caused by various oils. These differences then also often include the selector / distributor (In the case, for example, the signal in Figure 2E, despite measures taken to make the sensors equal to each other, exhibits interference, it may be advantageous to store the signal E for one or more sequences in a normal or reference cases, and use this stored signal directly or indirectly as a comparison signal when comparing with signals, we measured other times / sequences.The storage of signals from a sequence can take place with the help of both analog and digital circuits eg analogue disk register, computer etc.

Givarna kan om så är lämpligt vara kontinuerligt anslutna till var si givarmatning, och väljaren (5) endast använd för att välja insignal till block 4. Den stora fördelen med principen enligt figur 1 är dock att samma givarmatning och signalbehandling kan användas till samtlig givare. Det bör här även nämnas att väljaren (5) är av elektronisk ty t ex bestående av analoga C-MOS-omkopplare styrda på konventionellt V från t ex kristallstyrda räknare o dyl.The sensors can, if appropriate, be continuously connected to each sensor supply, and the selector (5) only used to select the input signal to block 4. The great advantage of the principle according to Figure 1 is, however, that the same sensor supply and signal processing can be used for all sensors. It should also be mentioned here that the selector (5) is of electronic type, for example consisting of analog C-MOS switches controlled on conventional V from, for example, crystal-controlled counters and the like.

För att begränsa transientstörningar o dyl vid omkoppling från en giv are till en annan, kan omkopplingen t ex göras via styrda resistenser o dyl för att få en mjuk/succesiv omkoppling till stånd.In order to limit transient disturbances and the like when switching from one sensor to another, the switching can be done, for example, via controlled resistors and the like in order to bring about a soft / successive switching.

I samband med att man lagrar/minns signalinformation t ex i en dator, yppar sig möjligheter att att ändra ordningsföljden på de olika givar signalerna, så att flera s k resulterande signaler erhålls, represen- terande olika ytavsökningsmönster. Man kan alltså använda de lagrade signalerna/informationen från flera givare till att enligt önskan sin lera flera olika givarbanor m a o en typ av omorienteringsprincip med vidsträckt användning.In connection with storing / remembering signal information, for example in a computer, opportunities arise to change the order of the different sensor signals, so that several so-called resulting signals are obtained, representing different surface scanning patterns. You can thus use the stored signals / information from several sensors to, according to your wishes, several different sensor paths, including a type of reorientation principle with extensive use.

Av figur 1 och 2 ser man att det går att bestämma till vilken tidpuls tiddel den erhållna spricksignalen härrör d v s vilken givare som de- tekterar sprickan. Därav följer att det går att bestämma var på prov- objektet sprickan/storheten är belägen.Figures 1 and 2 show that it is possible to determine to which time pulse the average crack signal is derived, i.e. which sensor detects the crack. It follows that it is possible to determine where on the test object the crack / size is located.

Sammanfattningsvis går det alltså att både bestämma storhets läge ock orientering/utsträckning.In summary, it is thus possible to determine both the position of size and orientation / extent.

Rätt tillämpad och utförd inkluderar uppfinningen i princip alla de_ fördelar en roterande ytgivare enligt t ex svensk patenthandling nr 8503894-1 erbjuder. 467 710 Beträffande givarna kan följande nämnas. I figur 1 visas ett antal giv- are (G1-Gn), som tillsammans bildar ett givararrangemang. Givararrange- manget kan ha olika utseende t ex så som framgår av figurerna 3 och 4.Properly applied and embodied, the invention includes in principle all the advantages offered by a rotating surface sensor according to, for example, Swedish Patent Document No. 8503894-1. 467 710 Regarding the sensors, the following can be mentioned. Figure 1 shows a number of sensors (G1-Gn), which together form a sensor arrangement. The sensor arrangement can have different appearances, for example as shown in Figures 3 and 4.

För att uppfinningen skall fungera perfekt bör givarna vara så lika varandra som möjligt både mekaniskt och elektriskt. Av den anledningen har givarna i figur 3 och 4 konstruerats som foliespolar d v s de har etsats fram på liknande sätt som man tillverkar konventionella elektro-t nikkretskort. Ytgivarspolen, d v s givaren, kan vara etsad på en sida av kretskortlaminatet men givetvis kan man även etsa en spole på varje sida så att man erhåller dubbelsidiga givare. I det dubbelsidiga utför- andet kan spolarna ges lindningsriktningar så deras fält samverkar var- vid seriekopplingen t ex sker genom att spollindningarna förbinds via centrumgenomföring. I fig 3 och 4, som kan betraktas som dubbelsidiga, utgör då anslutningsöronen början och slut på de seriekopplade spolarna.For the invention to work perfectly, the sensors should be as similar to each other as possible both mechanically and electrically. For this reason, the sensors in Figures 3 and 4 have been constructed as foil coils, i.e. they have been etched out in a similar manner as conventional electronic circuit boards are manufactured. The surface sensor coil, i.e. the sensor, can be etched on one side of the circuit board laminate, but of course you can also etch a coil on each side so that you get double-sided sensors. In the double-sided design, the coils can be given winding directions so that their fields cooperate, whereby the series connection takes place, for example, by connecting the coil windings via the center bushing. In Figs. 3 and 4, which can be regarded as double-sided, the connecting ears then constitute the beginning and end of the series-connected coils.

Vill man gå ytterligare ett steg kan man trava/stapla flera kretskort- laminat/givare på varandra och seriekoppla dessa,(eller parallellkoppla dem) varvid man erhåller en månglagrig givarspole med åtföljande högre induktans.If you want to go one step further, you can stack / stack several circuit board laminates / sensors on top of each other and connect them in series (or connect them in parallel), thereby obtaining a multi-layer sensor coil with accompanying higher inductance.

Av flera skäl kan det vara fördelaktigt att placera flera givare på ett kretskort/laminat eller annan typ av foliebärare. Ett skäl kan här vara det ekonomiska ett annat att givarna sinsemellan på detta sätt blir nära identiska då folietjocklek och foliebredd blir densamma för alla givare.For several reasons, it can be advantageous to place several sensors on a circuit board / laminate or other type of foil carrier. One reason may be the economic one and another that the sensors in this way become almost identical to each other as the foil thickness and foil width become the same for all sensors.

Figur 4 kan ses som ett kretskort innehållande 16 st ytgivare t ex av- sett för sprickdetektering på plana ämnesytor och där kretskortet är placerat i ett plan parallellt med ämnesytan. Kretskortet kan givetvis om så är lämpligt röra sig relativt ämnesytan och t ex rotera kring sitt eget centrum. Figur 3 kan likaså bestå av ett kretskort men kan innefatta antingen ett styvt kretskort eller ett böjligt. I det senare fallet kan man böja kretskortet runt t ex en valstråd som rör sig i pil- ens riktning. På detta sätt erhåller man ett givararrangemang som om- sluter valstråden, och därigenom avsökes hela ytan på valstråden när denna passerar igenom givararrangemanget. Man kan se detta som en gen- omgångsgivare uppbyggd av ytgivare m a o en kombinationsgivare. f Önskar man på grund av t ex den begränsade induktansen i foliespolen öka givarens impedans, kan man t ex förse spolarna med ferritkärna eller t ex limma fast ferritskivor på den sida av kretskortet som är vänd bort från provobjektet eller dess yta.Figure 4 can be seen as a circuit board containing 16 surface sensors, for example intended for crack detection on flat blank surfaces and where the circuit board is placed in a plane parallel to the blank surface. The circuit board can of course, if appropriate, move relative to the subject surface and, for example, rotate around its own center. Figure 3 may also consist of a circuit board but may include either a rigid circuit board or a flexible one. In the latter case, you can bend the circuit board around, for example, a wire rod that moves in the direction of the arrow. In this way, a sensor arrangement is obtained which encloses the selection wire, and thereby the entire surface of the selection wire is scanned when it passes through the sensor arrangement. This can be seen as a repeat sensor built up of a surface sensor or a combination sensor. If, due to, for example, the limited inductance in the foil coil, you want to increase the impedance of the sensor, you can, for example, provide the coils with a ferrite core or, for example, glue ferrite disks to the side of the circuit board facing away from the test object or its surface.

I figur 3 har en förtydligande skiss lagts in som visar hur det böjliga givararrangemanget omsluter tråden. Detta arrangemang kan sedan t ex placeras i ett metallrör och kylas med vatten som t ex bildar en vatten- spalt mellan metallrör och givarna/givararrangemanget.In Figure 3, a clarifying sketch has been added which shows how the flexible sensor arrangement encloses the wire. This arrangement can then, for example, be placed in a metal pipe and cooled with water which, for example, forms a water gap between the metal pipe and the sensors / sensor arrangement.

För att t ex ej längsgående sprickor på valstråden skall kunna passer oupptäckta mellan givarspolarna bör dessa t ex placeras i sick-sack- mönster eller liknande, så att deras fältbilder överlappar varandra s i valstrådens längsriktning.In order that, for example, non-longitudinal cracks on the wire rod can fit undetected between the sensor coils, these should, for example, be placed in a zigzag pattern or the like, so that their field images overlap each other in the longitudinal direction of the wire rod.

Ett givarmönster enligt figur 4 kan t ex användas på plana ytor, som t ex slabzs-ytor. Även här kan det vara lämpligt att komplettera arra gemanget med en inre eller yttre ring av givare så att ett sick-sack- mönster erhålls, eller att helt fylla ytan med givare.A sensor pattern according to Figure 4 can, for example, be used on flat surfaces, such as slabzs surfaces. Here, too, it may be appropriate to supplement the scarring with an inner or outer ring of sensor so that a zig-zag pattern is obtained, or to completely fill the surface with sensor.

Genom att som här beskrivits etsa fram enkla foliegivare öppnar sig som framgår många intressanta möjligheter. Man kan t ex även låta fol givaren vara anbringad på en böjlig foliebärare som kan limmas eller häftas fast på provobjektet t ex i hörn och andra svårâtkomliga plats m a o en typ av givarplåster.As described here, etching simple foil donors opens up many interesting possibilities. It is also possible, for example, to leave the foil sensor attached to a flexible foil carrier which can be glued or adhered to the test object, for example in corners and other hard-to-reach places, including a type of sensor patch.

Likaså kan man diffundera på ett metallager på en keramisk platta och sedan etsa fram foliespiralen direkt på plattan. På detta sätt kan ma t ex nedbringa lift-off-avståndet maximalt vid varmprovning speciellt om man vattenkyler den keramiska plattan på foliesidan. På motsvaranë sätt kan den keramiska plattan ersättas med ett keramiskt rör eller liknande vid provning av långsträckta t ex runda provobjekt, igenom vilket provobjektet t ex valstråden får passera. Det keramiska röret kyls lämpligen med vatten på utsidan t ex via vattenspalt.You can also diffuse on a metal layer on a ceramic plate and then etch the foil spiral directly on the plate. In this way, for example, the lift-off distance can be reduced to a maximum during hot testing, especially if the ceramic plate on the foil side is water-cooled. Correspondingly, the ceramic plate can be replaced with a ceramic tube or the like when testing elongated, eg round test objects, through which the test object, for example the wire, may pass. The ceramic tube is suitably cooled with water on the outside, for example via a water gap.

Trots att givarna via etsningsteknik mm gjorts i det närmaste identis lika varandra, kan de likväl skilja sig så mycket ifrån varandra att det stör mätningen av storhet. Av det skälet måste man ofta t ex dire på givarlaminatet intill givarna montera trimkomponenter för individt ell balansering och kompensering av resp givarspole. Aktuella kompone ter är t ex parallellt eller i serie med givarspolen monterade potent metrar och vridkondensatorer mm. Då givaren har ett Q-värde kan det även vara aktuellt att justera förstärkningen i resp givargren så gi\ signalerna i referensfallet uppvisar samma signalamplitud.Despite the fact that the sensors via etching technology etc. have been made almost identical to each other, they can still differ so much from each other that it interferes with the measurement of magnitude. For this reason, it is often necessary, for example directly on the sensor laminate next to the sensors, to mount trim components for individual balancing and compensation of the respective sensor coil. Relevant components are, for example, potent meters and rotary capacitors etc. mounted in parallel or in series with the sensor coil. Since the sensor has a Q-value, it may also be relevant to adjust the gain in the respective sensor branch so that the signal in the reference case has the same signal amplitude.

Varje givare bör även ha en individuell höjdjusteringsmöjlighet så lj off-signalen i referensfallet kan ställas in exakt till samma värde 1 samtliga givare.Each sensor should also have an individual height adjustment option so that the off signal in the reference case can be set to exactly the same value in all sensors.

Att etsa fram spolar är i sig inget nytt, nytt är däremot sättet att använda spolarna så som här beskrivs d v s att utnyttja de fördelar som etsade mångfaldigade spolar medför.Etching coils is not in itself new, but new is the way of using the coils as described here, ie utilizing the advantages that etched multiple coils bring.

Givararrangemanget kan med fördel ha en relativrörelse t ex så att g: ararrangemanget ges en begränsad oscillationsrörelse eller liknande.The sensor arrangement can advantageously have a relative movement, for example so that the sensor arrangement is given a limited oscillation movement or the like.

Härigenom minskar kravet på att givarnas fältbilder skall överlappa varandra i vila. 467 710 Vid virvelströmsprovning med ytgivare är som bekant undertryckning av lift-off-beroendet väsentligt. De svenska patenthandlingarna 7507857-6, 7813344-4, 8206678-8, 8302738-3, 8400698-0, 8400861-4 m fl, beskriver olika sätt att bemästra LO-problematiken.This reduces the requirement for the donors' field images to overlap at rest. 467 710 In eddy current testing with surface sensors, as is well known, suppression of lift-off dependence is essential. The Swedish patent documents 7507857-6, 7813344-4, 8206678-8, 8302738-3, 8400698-0, 8400861-4 and others, describe different ways of mastering the LO problem.

Föreliggande uppfinning är vid virvelströmsprovning behäftad med samma . typ av problem då givararrangemanget i praktiken nästan alltid är något snedställt relativt provobjektets yta. Signalbehandlingsblocket 4 i , figur 1 måste därför på något sätt undertrycka LO-beroendet vid virvel- strömsprovning. Är givararrangemanget snedställt kommer ju LO att vari- era givare till givare så att block 4 i stort uppfattar det som att en givare rör sig över provobjektet med varierande LO-avstånd.The present invention is subject to the same in eddy current testing. type of problem as the sensor arrangement in practice is almost always slightly skewed relative to the surface of the test object. The signal processing block 4 in Figure 1 must therefore in some way suppress the LO dependence in eddy current testing. If the sensor arrangement is skewed, the LO will vary the sensor to the sensor so that block 4 generally perceives it as a sensor moving over the test object with varying LO distances.

Uppfinningen innefattar därför med fördel de principer som beskrivs i ovan angivna patenthandlingar, och vars terminologi och innehåll i öv- rigt är tillämpbar i denna beskrivning.The invention therefore advantageously comprises the principles described in the above-mentioned patent documents, and the terminology and content of which are otherwise applicable in this description.

Mot denna bakgrund kan uppfinningen i korthet beskrivas som sätt och/ eller anordning baserad på givarmultiplexförfarande i kombination med vektortransformationsteknik, eller kanske enklare, vektortransformation i kombination med simulerad givarrörelse baserad på användandet av flera givare.Against this background, the invention can be briefly described as a method and / or device based on sensor multiplexing method in combination with vector transformation technique, or perhaps simpler, vector transformation in combination with simulated sensor movement based on the use of several sensors.

Uppfinningen innefattar även kompensation så som t ex beskrivs i den svenska patentansökningen 7813344-4, men då liksom vid vektortransfor- mation t ex tillsammans med en fiktiv/simulerad givare och givarrörelse.The invention also includes compensation as described, for example, in Swedish patent application 7813344-4, but then, as in the case of vector transformation, for example together with a fictitious / simulated sensor and sensor movement.

Kompensationen som via reglerservo eftersträvar att automatiskt balan- sera från givare härrörande signaler till noll arbetar i föreliggande uppfinning t ex via multiplexförfarande, med flera givare i viss följd t ex så att resp givare under sin tiddel kompenseras helt eller delvis.The compensation which via control servo strives to automatically balance from sensors originating signals to zero works in the present invention, for example via a multiplexing procedure, with several sensors in a certain sequence, for example so that the respective sensors are compensated in whole or in part.

Pâ detta sätt kan även kompensationsdelen vara gemensam för samtliga givare, vilket naturligtvis är en fördel.In this way, the compensation part can also be common to all sensors, which is of course an advantage.

Både vektortransformationsteknik och kompensationsteknik är i sig kända genom här anförda patenthandlingar. Att använda dessa tekniker för tra- nsformation och kompensation av en fiktiv eller simulerad givare är dock unikt, och så vitt bekant är ej beskrivet i facklitteraturen.Both vector transformation techniques and compensation techniques are known per se by the patent documents cited herein. However, using these techniques for transformation and compensation of a fictitious or simulated donor is unique, and as far as is known is not described in the literature.

En följd av detta är att uppfinningen även innefattar användandet av flera bärfrekvenser och/eller bärfrekvenskomposanter.A consequence of this is that the invention also comprises the use of several carrier frequencies and / or carrier frequency components.

I figur 5 har som exempel på hur givare kan balanseras individuellt trimkomponenter streckats in för givaren GN. Det kan ibland även vara aktuellt att lägga in trimmotstånd i serie med givarna för att t ex kompensera för varierande Ron i väljaren/fördelaren. 467 'F10 Figur 5 visar ett mer detaljerat schema över hur uppfinningen kan ut- formas och fungera.In Figure 5, as an example of how sensors can be balanced, individual trim components have been crossed out for the sensor GN. It can sometimes also be relevant to add trim resistors in series with the sensors to, for example, compensate for varying Ron in the selector / distributor. 467 'F10 Figure 5 shows a more detailed diagram of how the invention can be designed and function.

Här har den simulerade givaren, d v s en rörlig fiktiv givare som kan betraktas som en typ av "medelvärdesgivare" representerande flera fas givare (G1 - Gn) ritats in som en rörlig givare med beteckningen GM.Here, the simulated sensor, i.e. a variable fictitious sensor that can be considered as a type of "average value sensor" representing several phase sensors (G1 - Gn) has been drawn as a variable sensor with the designation GM.

Den efterföljande elektroniken tror sig alltså arbeta med den fiktiva och rörliga givaren GM, vilket är kännetecknande för uppfinningen ! Så några förklaringar. Pos 10 består av en KL-oscillator som med förd kan vara kristallstyrd. Pos 11 som matas med klockpulser från pos 10, innehåller räknare, avkodare, grindpuls Sb, givaradresser ADR mm.The subsequent electronics thus believe to work with the fictitious and variable sensor GM, which is characteristic of the invention! So some explanations. Pos 10 consists of a KL oscillator which can be crystal controlled by driving. Item 11, which is fed with clock pulses from item 10, contains counters, decoders, gate pulse Sb, sensor addresses ADR etc.

Pos 12 är en analog grind som öppnas av Sb-pulsen. Pos 13 med tillhör ande elektroniska potentiometrar inkl de fasstyrda likriktarna pos 21 och 22 utgör enkla noll-kompensationsservon och torde ej kräva ytter- ligare förklaring. Pos 14 består av en enkel op-förstärkare.Pos 12 is an analog gate opened by the Sb pulse. Item 13 with associated electronic potentiometers, including the phase-controlled rectifiers, items 21 and 22, constitute simple zero-compensation servos and should not require further explanation. Pos 14 consists of a simple op amplifier.

Pos 15 och 16 utgörs av bandpassfilter avstämda till aktuella bärfre- kvenser d v s till i detta exempel en hög (H) resp låg (L) frekvens.Posts 15 and 16 consist of bandpass filters tuned to current carrier frequencies, ie in this example a high (H) and low (L) frequency, respectively.

På detta sätt separeras de olika bärfrekvenserna åt så man får en kan för resp bärfrekvens. I övrigt v g se åberopade patenthandlingar.In this way, the different carrier frequencies are separated so that you get a can for each carrier frequency. In other respects, see cited patent documents.

Pos 17 och 18 består av fasstyrda likriktare vars utsignaler användes som insignaler till transformationskretsen, bestående av viktningspo- tentiometern 19 och efterföljande op-förstärkare av summationstyp.Posts 17 and 18 consist of phase-controlled rectifiers whose output signals are used as input signals to the transformation circuit, consisting of the weighting potentiometer 19 and subsequent op amplifiers of the summation type.

Som framgått tidigare kan givararrangemanget enligt figur 4 vara stat närt eller t ex rörligt lagrat via axeln AX i punkten P. Om man i det senare fallet låter givararrangemanget röra/vrida sig fram och åter d v s oscillera med vinkeln 1 S, kommer fältbilderna från givarna att överlappa varandra väl varigenom t ex den avsökta ytan blir mer homog till sin natur. Som alternativ till olika sick-sack-mönster kan man som synes oscillera givararrangemanget, vilket i vissa tillämningar ä klart fördelaktigare. En följd av detta är att man kan ansluta givarn t ex via en enkel foliebandkabel (BA) i centrum på givararrangemanget till elektroniken inkl givarmatningen.As stated earlier, the sensor arrangement according to Figure 4 can be near or, for example, movably mounted via the axis AX at point P. If in the latter case the sensor arrangement is allowed to move / rotate back and forth, ie oscillate with the angle 1 S, the field images from the sensors will overlap each other well, whereby, for example, the scanned surface becomes more homogeneous in nature. As an alternative to different zig-zag patterns, you can apparently oscillate the sensor arrangement, which in some applications is clearly more advantageous. A consequence of this is that you can connect the sensor, for example via a simple foil tape cable (BA) in the center of the sensor arrangement to the electronics, including the sensor supply.

På motsvarande sätt kan t ex vatten för kylning anslutas i punkten P via lämplig slang o dyl.Correspondingly, for example, water for cooling can be connected at point P via a suitable hose and the like.

Vid provning/mätning av runda provobjekt typ rör mm, kan man på likna de sätt oscillera det böjda/rörformiga givararrangemanget enligt figu 3, och därigenom få en mycket jämn magnetfältbild, som är speciellt v lämpad vid detektering av s k långa axiella fel o dyl.When testing / measuring round test objects such as pipes etc., one can in the same way oscillate the curved / tubular sensor arrangement according to Fig. 3, and thereby obtain a very even magnetic field image, which is especially suitable for detecting so-called long axial faults and the like.

Kombinationen av en hög simulerad givarhastighet och en begränsad oscillering ger stora mättekniska fördelar jämfört med konventionella mekaniska lösningar och arrangemang. no 4 467 710 Det rörformiga givararrangemanget enligt figur 3, möjliggör även mät- ning av t ex valstrådens rundhet, dimension i flera riktningar, sprick- ors läge utefter periferin på t ex tråd mm, p g a bland annat den homo- gena och jämna fältbilden.The combination of a high simulated sensor speed and a limited oscillation provides great metrological advantages compared with conventional mechanical solutions and arrangements. no 4 467 710 The tubular sensor arrangement according to figure 3 also enables measurement of, for example, the roundness of the wire rod, dimension in several directions, the position of cracks along the periphery of eg wire, etc., due to, among other things, the homogeneous and even field image.

Några definitioner framgår av följande.Some definitions appear from the following.

Med PROVOBJEKT avses t ex tråd, stång, rör, ämnen etc.TEST PROJECT refers to, for example, wire, rod, pipe, blanks, etc.

Med STORHET avses t ex dimension, form, förändring, ytdefekt, spricka , etc, mao är storhet ett vittomspännande begrepp.GREATNESS refers to, for example, dimension, shape, change, surface defect, crack, etc., ie size is a wide-ranging concept.

Med GIVARE avses t ex både givare, sensor och kombinationer av dessa, d v s allt det fackmannen innefattar i begreppet givare t ex virvel- strömsbaserad ytgivarspole.SENSORS refer to, for example, both sensors, sensors and combinations of these, ie everything that the person skilled in the art includes in the term sensor, eg eddy current-based surface sensor coil.

Med TIDDEL avses t ex en del av tiden en tidsekvens (TS) omfattar, exempel på tiddel är T1 i figur 2.By TIDDEL is meant, for example, a part of the time a time sequence (TS) comprises, an example of tiddel is T1 in figure 2.

Med PULS avses t ex signal av viss varaktighet.PULSE refers to, for example, a signal of a certain duration.

Med KONSTANTSTRÖMGENERATOR avses t ex en generator för generering av konstant ström t ex växelström, och med i sammanhanget stort inre motstånd, vilket medför att generatorströmmen blir i stort oberoende av belastningsmotståndet. å Med RESULTERANDE SIGNAL avses t ex i detta sammanhang en signal som direkt eller indirekt är sammansatt av från olika givare vid olika tid- punkter erhållna delsignaler. Signalerna D och E i figur 2 utgör ex- empel på resulterande signaler.By CONSTANT CURRENT GENERATOR is meant, for example, a generator for generating constant current, eg alternating current, and with in this context large internal resistance, which means that the generator current becomes largely independent of the load resistance. å In this context, for example, a RESULT SIGNAL refers to a signal that is directly or indirectly composed of sub-signals received from different sensors at different times. The signals D and E in Figure 2 are examples of resulting signals.

Med LO avses lift-off.LO refers to lift-off.

I begreppet storhet kan även kombination av storheter innefattas.The concept of quantity can also include a combination of quantities.

Det bör även påpekas att i uppfinningen angivna funktioner kan förverk- ligas med såväl~mjukvara som hårdvara. Det går t ex utmärkt att använda en dator eller liknande för lagring av digitala mätvärden o s v, varför även detta innefattas i uppfinningen.It should also be pointed out that the functions specified in the invention can be realized with both software and hardware. It is, for example, possible to use a computer or the like for storing digital measured values, etc., which is why this is also included in the invention.

I begreppet storhet kan även glödskal o liknande innefattas så som t ex beskrivs i den svenska patenthandlingen 8603604-1.The concept of size can also include embers and the like as described, for example, in Swedish patent document 8603604-1.

Uppfinningen kan varieras och tillämpas på mångahanda sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.The invention can be varied and applied in various ways within the scope of the appended claims.

Utöver de redan omnämnda patenthandlingarna har de svenska patenthand- lingarna 8500065-1 och 8505541-6 beröringspunkter med föreliggande upp-“ finning.In addition to the already mentioned patent documents, the Swedish patent documents 8500065-1 and 8505541-6 have points of contact with the present invention.

Likaså kan den teknik som beskrivs i det svenska patentet 8206678-8 med fördel användas inom ramen för föreliggande uppfinnings signalbe- handlingsdel, men då utnyttjande tidsfördröjning av den fiktiva och/ eller simulerade givarsignalen.Likewise, the technique described in the Swedish patent 8206678-8 can advantageously be used within the framework of the signal processing part of the present invention, but then utilizing time delay of the fictitious and / or simulated sensor signal.

Claims (12)

9 467 710 PATENTKRAV9,467,710 PATENT CLAIMS 1. Anordning för provning och/eller mätning av provobjekt såsom valstråd med avseende på en storhet, t ex ytspricka, eller en kombination av stor- heter, vilken anordning innefattar givare (G), t ex virvelströmsbaserade ytgivarspolar, anordnade så, att de vid respektive tidpunkt helt eller delvis avkänner olika delar av provobjektet och minst en väljare (5), k ä n n e t e c k n a d därav, att givare automatiskt via väljare inkopp- las i viss ordning, t ex i en återkommande vald sekvens, samt att från olika givare direkt eller indirekt härrörande signaler sammansättes till en resulterande signal, som t ex kan betraktas som erhållen från en fiktiv simulerad givare (GM), vilken signal signalbehandlas via vektortrans- formationsteknik till en resulterande vektortransformerad signal vilken avkännes med avseende på nämnda storhet.Device for testing and / or measuring test objects such as wire rod with respect to a quantity, eg surface crack, or a combination of quantities, which device comprises sensors (G), eg eddy current-based surface sensor coils, arranged so that they each time completely or partially detects different parts of the test object and at least one selector (5), characterized in that sensors are automatically connected via selectors in a certain order, eg in a recurring selected sequence, and that from different sensors directly or indirectly derived signals are combined into a resultant signal, which can be considered, for example, as obtained from a fictitious simulated sensor (GM), which signal is processed via vector transformation technique into a resultant vector-transformed signal which is sensed with respect to said quantity. 2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att givarna är arrangerade i plan, i stort parallellt med provobjektets yta eller del därav, varvid deras fältbilder överlappar varandra sett i prov- objektets längsriktning.Device according to claim 1, characterized in that the sensors are arranged in planes, substantially parallel to the surface or part thereof of the test object, their field images overlapping each other seen in the longitudinal direction of the test object. 3. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att givarna är matade med ström, vars frekvens är lämpad för virvelströmsprov- ning/-mätning.Device according to claim 1, characterized in that the sensors are supplied with current, the frequency of which is suitable for eddy current testing / measurement. 4. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att respektive givare eller från givare här- rörande signal är anordnad att avkännas/grindas via grindningsteknik, t ex så att givarsignalen endast avkännes under aktuell tidpuls mellersta del (Sb), där signalen är stabilast.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the respective sensor or signal originating from the sensor is arranged to be sensed / gated via gating technology, for example so that the sensor signal is only sensed during the middle part of the current time pulse ( Sb), where the signal is most stable. 5. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att minst en från givare, direkt eller indirekt, härrörande signal är anordnad att automatiskt kompenseras.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one signal originating from the sensor, directly or indirectly, is arranged to be compensated automatically. 6. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att minst två olika bärfrekvenser är anordnade att användas. 10Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least two different carrier frequencies are arranged to be used. 10 7. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att givarna är individuellt anpassade och/eller justerade via automatik.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sensors are individually adapted and / or adjusted automatically. 8. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n d därav, att givarnas läge relativt varandra och/eller provobjektet är justerbart via automatik.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the position of the sensors relative to each other and / or the test object is adjustable via automation. 9. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att givarna, helt eller delvis, består av folie- spole.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sensors, in whole or in part, consist of foil coil. 10. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att givarna, t ex foliespole, är anbringad direkt på isolator eller skydd på keramisk bricka.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sensors, for example foil coil, are mounted directly on the insulator or protection on a ceramic washer. 11. ll. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den resulterande vektortransformerade signalen, direkt eller indirekt, är anordnad att lagras för att användas som jämförelsesignal vid jämförelse mot vid annan tidpunkt erhållen signal.11. ll. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the resulting vector-transformed signal, directly or indirectly, is arranged to be stored for use as a comparison signal in comparison with a signal obtained at another time. 12. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att givararrangemanget är anordnat att oscille- ras.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement is arranged to oscillate.
SE8700472A 1987-02-09 1987-02-09 Test arrangement which utilizes successive connection of sensors and vector transformation SE467710B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8700472A SE467710B (en) 1987-02-09 1987-02-09 Test arrangement which utilizes successive connection of sensors and vector transformation
SE8703555A SE467711B (en) 1987-02-09 1987-09-15 DEVICE FOR Saturation / Testing with Invertebrate Flow Technology Medium Multiple Dynamically Compensated Sensors
EP88101363A EP0279258A1 (en) 1987-02-09 1988-01-30 Device for control and/or measurement of test objects
JP8827373A JPS6473249A (en) 1987-02-09 1988-02-08 Dynamic compensation and simulation
US07/434,504 US5111412A (en) 1987-02-09 1989-11-09 Composite sensing transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8700472A SE467710B (en) 1987-02-09 1987-02-09 Test arrangement which utilizes successive connection of sensors and vector transformation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8700472D0 SE8700472D0 (en) 1987-02-09
SE8700472L SE8700472L (en) 1988-08-10
SE467710B true SE467710B (en) 1992-08-31

Family

ID=20367430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8700472A SE467710B (en) 1987-02-09 1987-02-09 Test arrangement which utilizes successive connection of sensors and vector transformation

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE467710B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE8700472D0 (en) 1987-02-09
SE8700472L (en) 1988-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE467711B (en) DEVICE FOR Saturation / Testing with Invertebrate Flow Technology Medium Multiple Dynamically Compensated Sensors
US5237271A (en) Apparatus and method for non-destructive testing using multi-frequency eddy currents
CN108415089B (en) A kind of oil liquid metallic particles detection device
JPS59148859A (en) Multi-coil type eddy current probe
US4074185A (en) Method and apparatus for measuring the position of a magnetic rod
US2202885A (en) Apparatus for geophysical exploration
US3621382A (en) Anistropic thin ferromagnetic film magnetometer
US2889475A (en) Tachometer with quadrature suppression
SE467710B (en) Test arrangement which utilizes successive connection of sensors and vector transformation
US3286168A (en) Apparatus for adjusting the amplitude and phase of pickup coils of eddy current instruments
JP2882856B2 (en) Eddy current flaw detector
US2415808A (en) Detection of large magentic bodies
SE468405B (en) METHOD OF DETERMINATION OF METALLIC MATERIALS AND EDGE METERS FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE
US3823368A (en) Calibration and balance system in pulse eddy current testing apparatus
US4387338A (en) Method and apparatus for testing a metallic workpiece by inducing eddy currents therein
US5548212A (en) Thickness and hardness measurement apparatus utilizing a rotating induction vector
GB2041535A (en) A measuring and/or testing device
JPS59126945A (en) Method and device for compensating output signal from eddy current probe
US3249869A (en) Apparatus for measuring the electrical properties of a conductive moving fluid
US2434203A (en) Method and apparatus for magnetic testing
US3050678A (en) Magnetic testing system for metallic bodies
JPH04296649A (en) Device for detecting flaw on conductive part
US2532368A (en) Voltage phase control circuit
US2980848A (en) Weld seam testing apparatus
US3020766A (en) Reference signal generating means for dynamic balancing machines

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8700472-7

Format of ref document f/p: F