SE467711B - Anordning foer maetning/provning med virvelstroemsteknik medelst flera dynamiskt kompenserade givare - Google Patents

Description

467 711 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.

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 varjâïytar 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).

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 G kommer 1 spänningen över G att växa upp p g a I givarens impedans och givar- 1 spolens induktiva1tidskonstant, vilket framgår av figur 2B.

På motsvarande sätt får man ett utklingningsförlopp när väljaren stegar fram till nästa givare m a o när strömmen Ik bryts i G1.

Figur 2B visar alltså inspänningen till block 4 där varje bärfrekvens- pulståg refererar till sin speciella givare.

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.

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.

Figur 2D visar den detekterade t ex likriktade signalen i figur 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 i felfritt provobjekt.

Figur 2E visar den filtrerade spricksignalen från 2D. 467 711 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.

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.

För att begränsa transientstörningar o dyl vid omkoppling från en giv are till en annan, kan omkopplingen t ex göras via styrda resistanser o dyl för att få en mjuk/succesiv omkoppling till stånd.

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 sim lera flera olika givarbanor m a o en typ av omorienteringsprincip med vidsträckt användning.

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.

Sammanfattningsvis går det alltså att både bestämma storhets läge och orientering/utsträckning.

Rätt tillämpad och utförd inkluderar uppfinningen i princip alla de fördelar en roterande ytgivare enligt t ex svensk patenthandling nr 8503894-1 erbjuder. av 467 711 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.

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- 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.

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.

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.

Figur 4 kan ses som ett kretskort innehållande 16 st ytgivare t ex av- sett för sprickdetektering på plana ämnesytor ochñdär 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. . 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.

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. 467 711 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.

Ett givarmönster enligt figur 4 kan t ex användas på plana ytor, som t ex slab:s-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.

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 svâråtkomliga plats m a o en typ av givarplåster.

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 motsvarand 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.

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 individu 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 giv; signalerna i referensfallet uppvisar samma signalamplitud.

Varje givare bör även ha en individuell höjdjusteringsmöjlighet så li off-signalen i referensfallet kan ställas in exakt till samma värde å samtliga givare.

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.

Givararrangemanget kan med fördel ha en relativrörelse t ex så att gi ararrangemanget ges en begränsad oscillationsrörelse eller liknande.

Härigenom minskar kravet på att givarnas fältbilder skall överlappa varandra i vila. 467 711 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-O, 8400861-4 m fl, beskriver olika sätt att bemästra LO-problematiken.

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.

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.

Mot denna bakgrund kan uppfinningen i korthet beskrivas som en anordning baserad på givarmultiplexförfarande i kombination med vektortransformationsteknik, eller kanske enklare, vektortransformation i kombination med simulerad givarrörelse baserad på användandet av flera givare.

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.

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.

På detta sätt kan även kompensationsdelen vara gemensam för samtliga givare, vilket naturligtvis är en fördel.

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.

En följd av detta är att uppfinningen även innefattar användandet av flera bärfrekvenser och/eller bärfrekvenskomposanter.

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. [w 467 711 Figur 5 visar ett mer detaljerat schema över hur uppfinningen kan ut- formas och fungera.

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.

Den efterföljande elektroniken tror sig alltså arbeta med den fiktiva och rörliga givaren GM, vilket är kännetecknande för uppfinningen I 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.

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 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.

På detta sätt separeras de olika bärfrekvenserna åt så man får en kan för resp bärfrekvens. I övrigt v g se åberopade patenthandlingar.

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.

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 i 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.

På motsvarande sätt kan t ex vatten för kylning anslutas i punkten P via lämplig slang o dyl.

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.

Kombinationen av en hög simulerad givarhastighet och en begränsad oscillering ger stora mättekniska fördelar jämfört med konventionella mekaniska lösningar och arrangemang. 467 711 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.

Några definitioner framgår av följande.

Med PROVOBJEKT avses t ex tråd, stång, rör, ämnen etc.

Med STORHET avses t ex dimension, form, förändring, ytdefekt, spricka etc, mao är storhet ett vittomspännande begrepp.

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.

Med TIDDEL avses t ex en del av tiden en tidsekvens (TS) omfattar, exempel på tiddel är T1 i figur 2.

Med PULS avses t ex signal av viss varaktighet.

Med KONSTANTSTRÖMGENERATOR avses t ex en generator för genererin; av konstant ström t ex växelström, och med i sammanhanget stort inre motstånd, vilket medför att generatorströmmen blir i stort oberoende av belastningsmotståndet.

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.

Med LO avses lift-off.

I begreppet storhet kan även kombination av storheter innefattas, 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.

I begreppet storhet kan även glödskal o liknande innefattas så som t ex beskrivs i den svenska patenthandlingen 8603604-1.

Uppfinningen kan varieras och tillämpas på mångahanda sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.

Utöver de redan omnämnda patenthandlingarna har de svenska patenthand- lingarna 8500065-1 och 8505541-6 beröringspunkter med föreliggande upp- finning.

Likaså kan den teknik som beskrivs i det svenska patentet 82066?8-8 med fördel användas inom ramen för föreliggande uppfinnings signalbe- handlingsdel, men då utnyttjande tidsfördröjning av den fiktiva och/ eller simulerade givarsignalen.

F: 467 711 Föreliggande patenthandling skall betraktas som ett förtydligande och i vissa avseenden även som en utvidgning av den svenska patent- handlingen 8700472-7. Handlingarna hör alltså intimt samman, och skal ses som en handling, där samtliga patentkrav är aktuella.

T o m sid 8 är beskrivningstexten exakt densamma i denna handling som i 8700472-7, fr o m sid 9 är texten ny.

Figur 6 visar ett blockschema som motsvarar figur 5 men med den skill naden att ett antal omkopplar-/väljar-funktioner pos 5, 51, 61 och 62 angivits liksom minnesblocken pos 53, kompensations-minne (KM),och po: 63, signal-minne (SM). Block 50 innehåller väljar-/fördelar-funktionen 51 och kompensationsminnet 53, och kan betraktas som ett viktigt kom- plement till kompensationsblocket 40. När väljaren 5 stegar från giv- are till givare följer väljaren 51 med i samma takt och följd, och in- formerar kompensationsblocket 40 om aktuell givares kompensationsbeho* som finns lagrat i kompensationsminnet 53 (KM).

På detta sätt kan blocket 40 snabbt intaga rätt inställning för den aktuella givaren och därigenom även snabbt generera rätt kompensati- onsspänning UKOMP.

Om blocket 50 utelämnas hinner blocket 40 ej med att kompensera/balan- sera resp givare under den korta tid resp givare är aktiv.

Man skulle m a o tvingas använda ett block 40 per givare, vilket av lättförståerliga skäl skulle vara ofördelaktigt, kanske näst intill omöjligt, när antalet givare är stort t ex > 50 stycken.

Med block 50 klarar man sig med ett eller ett fåtal kompensations- block 40, då blockets prestanda speciellt vad gäller dess snabbhet att generera olika kompensationsspänningar UKOMP markant ökar till följd av att block 50 användes. Minnesblocket 50 möjliggör t ex att block 40 momentant grovinställs med hjälp av information från minnet KM vid inkoppling/aktivering av respektive givare.

Figur 7 visar ett exempel på hur integratorer ingående i kompensation: reglerfunktionen, kan förses med ett antal kondensatorer (C1 - CN), som fungerar som enkla kompensationsminnen KM, lagrande information/ spänning mellan de återkommande givarinkopplingssekvenserna. Konden- satorerna väljes/inkopplas så att varje givare har sin eller sina kondensatorer. På detta sätt kommer integratorns utgång språngartat att intaga rätt kompensationsspänning för resp givare när denna in- kopplas, för att därefter på vanligt sätt arbeta under den tid givare] är aktiv/inkopplad.

Integratorerna i figur 7 kan även i sig utgöra minnen t ex så att varje givare tilldelas minst ett integratorminne. 467 711 Integratorerna i figur 7 motsvaras av pos 13 i figur 5, och kan så som visas i figur 7, användas för generering av var sin kompensations- vektor t ex vinkelräta mot varandra, som därefter summeras för erhåll- ande av en resultant av önskat belopp och riktning som balanserar aktuell givare. Denna resulterande kompensationsvektor kan innehålla flera bärfrekvenser, alltså t ex sammansatt av flera vektorer t ex en för varje aktuell bärfrekvens. Kompensationsvektorn benämnes UKOMP.

Som framgår räcker det i det enkla fallet med att använda kondensator- er som minneselement, och att resp givares kompensationsbehov för till- fället representeras av kondensatorspänningar UG.

Det finns även en gräns för hur många givare ett kompensationsblock 40 förmår betjäna. Vid stora antal givare t ex 100 st, har blocket 1/100 av tiden på sig för att hinna uppdatera minnet 53 och kompen- sera aktuell givare, vilket ställer vissa krav på regleringen.

Det kan i sådana fall vara lämpligt att dela in givarna i grupper om t ex 32 st per grupp, och tilldela varje sådan grupp ett kompensations- block 40, vilket då medför att ett mindre antal block 40 användes vid större antal givare.

Om provobjektet förflyttar sig relativt givararrangemanget som t ex är placerat i plan ovanför en ämnesyta, kommer troligen avståndet mellan givare och provobjektsyta att ha varierat något mellan varje gång en viss givare inkopplas/aktiveras. Detta får till följd att den kompensationsspänning UKOMP som genereras som funktion av information i kompensationsminnet KM ej är perfekt utan man får en s k lift-off- störning. Denna störning uppträder på signalen U i figur 6, och åter- S finns då även på signalen USI Eftersom denna lift-off-störnïng även till större delen återfinns i signalerna från intilliggande givare, som ju har ungefär samma avstånd till provobjektets yta, får lift-off-störningen sammantaget en lik- nande karaktär som om den härrörde från en tänkt fiktiv givare GM, som rör sig med en överlagrad hastighet bestämd av väljaren/fördelaren pos 5 stegningshastighet. Följden av detta är att såväl US som USIM kan signalbehandlas via t ex s k vektortransformationsteknik t ex via pos 19 och 20 i figur 5, t ex för undertryckning av LO-störningar eller annan oönskad signalpåverkan. 14 467 711 Man kan, vilket är beskrivet i litteraturen, välja bland ett antal givare som kopplas in differentiellt i långsam takt m a o en typ av s k lägesdifferensmätning, och på detta sätt variera fältriktningen så sprickor med olika orientering kan detekteras. Detta är dock nå- got annat än här beskrivna succesiva givarinkopplingar som i prin- cip åstadkommer ett någorlunda kontinuerligt rörligt fält.

Nackdelen med de kända principerna är bland annat att de är alltför långsamma för att komma till användning vid t ex avsök- ning av provobjekt som rör sig fort relativt givararrangemanget och där kravet på minsta detekterbara spricklängd är stort.

Genom att som i föreliggande beskrivning göra det möjligt att via den speciella kompensationstekniken i kombination med grindningsför- farandet med stor hastighet koppla in eller aktivera givarna och/ellei givarsignalerna i valda sekvenser på elektronisk väg, öppnar sig helt nya perspektiv, där den mekaniska komplexiteten hos givararrangemange1 kan reduceras drastiskt.

Observera att när det står att givare inkopplas och/eller aktiveras, är det underförstått att givare även kan innefatta och betyda givar- signaler.

Figur 6 anger hur signal (US) från signalbehandlingsblocket 4, matas till det tidstransformerande blocket 60. Detta block innehåller en väljare 61, som fördelar insignalen U till signalminnet (SM) 63.

Detta minne kan bestå av ett parallelït kondensatorminne t ex så som anges i figur 8. Om man låter väljarna 5 och 61 gå med samma hastig- het t ex synkront, kommer signalen från resp givare att lagras i sitt minneselement t ex kondensator. Minnet uppdateras då en gång per se- kvens d v s varje gång väljaren 61 adresserar aktuellt minneselement.

Om man sedan avkänner minnet med väljaren 62 kan man generera en sig- nal U som simulerar eller efterliknar en tänkt fiktiv givare G , .

P g asåït minnet även fungerar som förlängare av ingrindade signalïr kan signalen USIM efter filtrering i stort vara fri från omkopplings- störningar o dyl.

Man bör även observera att väljarna 61 och 62 ej behöver gå synkront med varandra utan att väljaren 62 kan stega med annan hastighet än väljaren 61, vilket då medför att man erhåller en tidstransformerings funktion som i vissa avseenden kan vara mycket användbar.

Genom att variera/ändra ordningsföljden på minneselementens förbind- ning till väljaren 62 kan man enkelt generera olika ytavsäkningsmön- ster för den simulerade givaren G m a o att givaren asp" tcas som om M den rörde sig i olika banor över provobjektets yta. 12 467 711 Pos 60 visas mer detaljerat i figur 8, och talar för sig själv.

Genom att grinda in signalen U till efterföljande toppvärdeslikrik- S tare kommer minnescellerna i detta exempel att laddas upp, via välj- aren 61, till en spänning U som då direkt eller indirekt, re- , presenterar en vald givaresTïâšedans och/eller impedansvariation inkl påverkan från storhet t ex ytspricka.

Väljaren 62 som här är tänkt att gå med viss eftersläpning relativt väljaren 61, känner av de aktuella kondensatorspänningarna en i taget, varvid signalen USIM genereras efter lämplig filtrering.

Ett av kännetecknandena för uppfinningen är att denna signal USIM re- M ' SIM nalbehandlas t ex via vektortransformationsteknik, som om den direkt presenterar en tänkt/simulerad givare G och att signalen U sig- eller indirekt härrörde från verklig givare som t ex rör sig i viss bana relativt provobjektet eller dess yta.

Man kan i praktiken alltid försöka mångfaldiga samtliga funktioner så att man därigenom får lika många mätenheter som givare. I de fall man önskar arbeta med många t ex > 50 st givare ser man dock genast vilken omfattning mätelektroniken får, det går antagligen inte att bemästra en så stor och omfattande elektronikmängd rent praktiskt.

Vid sprickdetektering är målsättningen ofta att den verkliga eller simulerade givarrörelsen t ex givarens rotationshastighet och bana/ ytavsökningsmönster, bildar ett så finmaskigt avsökningsmönster på provobjektets yta att kraven på minsta detekterbara spricklängd upp- fylls oavsett sprickans orientering på provobjektet, med hänsynstag- ande till provobjektets relativrörelse gentemot givararrangemanget.

Genom att tillämpa figur 5 och 6 inkl kombinationer och varianter av dessa, kan man förverkliga ovanstående målsättning vid flertalet tänkbara tillämpningar, utan att elektronikomfattningen blir alltför omfângsrik och svårbemästrad.

Ofullkomligheter i respektive givares form, läge mm, såväl gentemot provobjekt som sinsemellan, gör att den simulerade/fiktiva givaren (GM) eller givarsignalen, okompenserad skulle uppträda som en kraft- igt störd t ex "hoppande" givare. Den i föreliggande uppfinning beskrivna kompensationsmetoden, är en för respektive givare indivi- duellt anpassad dynamisk kompensation, som möjliggör en mycket snabb kompensation av resp givare, varigenom ovan nämda störning kan redu- ceras kraftigt.

Då antalet givare som kan betjänas per mätelektronik är begränsat kan det vara lämpligt att låta arrangemanget i figur 4 röra sig tvärs provobjektets rörelseriktning. Samma gälïer för figur 3. '13 467 711 Ett önskemål sedan länge är att kunna arbeta med ett fast givar- arrangemang, vilket är möjligt enligt föreliggande uppfinning.

Förutsättningarna härför är dock att givarna tillsammans avsöker provobjektet så inga sprickor kan passera givararrangemanget oupp- täckta d v s att givarnas fältbilder tillsammans är i stort homogen.

Detta uppnås genom att givarnas avsökningsytor/-stråk sammanfaller eller ändå bättre, överlappar varandra. Denna överlappning bör vara så stor att en kort spricka oavsett dess orientering alltid hinner störa virvelströmsfältbilden ungefär lika mycket oavsett sprickans läge på provobjektets yta.

Vid låga provobjektshastigheter kan kraven på fältöverlappning min- skas om givararrangemanget oscilleras t ex tvärs provobjektets rör- elseriktning. Oscillationsamplituden anpassas då lämpligen till giv- arnas inbördes avstånd t ex S i figur 4, så att oscillationsamplitud- en kan begränsas. Minsta amplitud är här alltså S.

Uppfinningen kan varieras och tillämpas på mångahanda sätt inom ramen för efterföljande patentkrav och figurer.

En effekt som kan vara värd att uppmärksammas är att om en mycket lång t ex spricka befinner sig under en och samma givare under lång tid, kommer den dynamiska kompensationen efter en tid att ha kompen- serat bort spricksignalen, vilket i vissa fall, speciellt vid vals- trådsprovning, kan vara ofördelaktigt. Detta kan vara ytterligare ett skäl till att oscillera givararrangemanget med begränsad amplitud och frekvens. Lämplig oscillationsamplitud kan vara 1 10 - 20 mm och oscillationsfrekvens 1 - 5 HZ.

Om man nu vill undvika oscillationen helt finns det ett mycket in- tressant komplement att tillgå, men som samtidigt är något mer kom- plicerat. Detta komplement baseras på att "absolut"-mätningen kombi- neras med en succesiv "differens“-mätning. Då man ju har tillgång til ett antal symmetriskt arrangerade givare är ju förutsättningarna näst intill ideala för att även mäta differentiellt mellan intilligg- ande givare och t ex avsöka givarna i figur 3 parvis/differentiellt enligt G1 - G2, G2 - G3, G3 - G4, o s v i en kontinuerlig följd.

På detta sätt kan man då även detektera i princip oändliga sprickor. Även här kan man givetvis lagra undan mätvärdena och jämföra resul- taten från olika sekvenser med varandra för att på så sätt ytterlig- are förfina mätmetoden.

Claims (9)

iv PATENTKRAV

1. Anordning för provning/ och eller mätning av provobjekt såsom valstråd med avseende på en storhet, t ex en ytspricka, eller en kombination av storheter, vilken anordning innefattar ett flertal givare (G1, Gn) av s k virvelströmstyp, anordnade så att de vid respektive tidpunkt helt eller delvis avkänner olika delar av provobjektet, minst en första väljare (5) ansluten till en signalbehandlingsenhet (4), vilken signalbehandlingsenhet innefattar kompenseringsorgan (13, 14, 15, 16, 21, 22) och minst ett första minne (53), k ä n n e t e c k n a d av att den första väljaren (5) är anordnad att i en viss ordning, t ex i en återkommande vald sekvens, utvälja från givarna direkt eller indirekt härrörande signaler (UQIV) samt vidareföra dessa utvalda signaler till signalbehandlingsenheten (4), att det första minnet (53) är anordnat att, under pågående provning och/ eller mätning, fortlöpande och/ eller periodiskt uppdateras med och att lagra information om åtminstone en del av respektive givares aktuella eller senaste kompensationsbehov och att vidareföra denna information till kompenseringsorganen (13, 14, 15, 16, 21, 22) samt att signalbehandlingsenheten (4) är anordnad att av från olika givare direkt eller indirekt härrörande signaler (UGIV) sammansätta en första resulterande signal, som t ex kan betraktas som erhållen från en fiktiv simulerad givare (GM).

2. : Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e te c k n a d a v att den första väljaren (5) är anordnad att automatiskt utvälja signaler (UGIV) härrörande från givarna och att signalbehandlingsenheten (4) är anordnad att sekvenfiellt kombinera tidsdelar av nämnda signaler till den första resulterande signalen.

3. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d a v att den innefattar en andra väljare (61), ett andra minne (63) och en tredje väljare (62), varvid den andra väljaren (61) är anordnad att synkront med den första väljaren (5) utvälja tidsdelar av den första resulterande signalen och vidareföra dessa tidsdelar till det andra minnet (63) och att den tredje väljaren (62) är anordnad att i en förutbestämd /5 467 711 ordning utvälja innehållet i det andra minnet (63) och sekventiellt kombinera nämnda innehåll i det andra minnet (63) till en andra resulterande signal.

4. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den tredje väljaren (62) är anordnad att utvälja innehållet i det andra minnet (63) asynkront med den andra väljaren (61).

5. Anordning enligt något av patentkraven 3-4, k ä n n e t e c k n a d a v att det andra minnet (63) innefattar ett till var och en av givarna (G1, Gn) hörande kondensatorminne (G1, CN) för lagring av de från givarna direkt eller indirekt härrörande signalerna (UçIV).

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d a v att signalbehandlingsenheten (4) innefattar transformationsorgan (19, 20) för vektortransformation av den första resulterande signalen.

7. Anordning enligt något av patentkraven 3-5, k ä n n e t e c k n a d a V att signalbehandlingsenheten (4) innefattar transformationsorgan (19, 20) för vektortransformation av den andra resulterande signalen.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d a v att givarna (G1, Gn) är anordnade att avkänna sammanhängande eller varandra överlappande delar av provobjektet (1).

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d a v att givarna (G1, Gn) är anordnade runt provobjektet (1).