DE2247026C3 - Schaltvorrichtung zur magnetischen Prüfung von Werkstücken - Google Patents
Schaltvorrichtung zur magnetischen Prüfung von WerkstückenInfo
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Description
a) die Oszillatoranordnung aus einem ersten ein elektrisches Signal mit einer festen Frequenz
(f\) abgegebenen Oszillator (22) und aus einem zweiten ein elektrisches Signal mit einer
ausgehend von der festen Frequenz (71) veränderbaren Frequenz (h + A f) abgebenden
Oszillator (24) besteht,
b) an die Oszillatoranordnung (22, 24) eine Frequenzdifferenz- bzw. Frequenzsummations-Schaltung
(26) angeschlossen ist, die so aufgebaut ist, daß ein erstes Ausgangssignal mit einer
der Differenz der Frequenzen der beiden Oszillatorsignale entsprechenden Frequenz
(A f) und mit Hilfe eines Phasens"hiebers (262) ein zweites Ausgangssignal mit derselben
Differenzfrequen/ (A f), das jedoch zum ersten Ausgangssignal um einen bestimmten Winkel
phasenverschoben ist, erzeugt wird,
c) die Abgleichschaltung (28) so aufgebaut ist, daß sie an ihren Eingängen die beiden Ausgangssignale
der Frequenzdifferenz-Schaltung (26) erhält und eine Phasenschieberschallung aufweist,
durch die sie ein erstes Ausgangssignal mit der Differenzfrequenz (Δ f) und einer zur
Phase der beiden Ausgangssignale der Frequenzdifferenz-Schaltung (26) verschobenen
Phase sowie ein zweites Ausgangssignal ebenfalls mit der Differenzfrequenz (A f) und einer
durch Phasenstellglieder (30, 31) einstellbaren Phase von 0 bis 90° erzeugt, welch letzteres
dem als Differenzverstärker (34) ausgebildeten Verstärker zugeführt wird, der ein Ausgangssignal
mit der Diffcrenzfrequenz (A f) und einer Phase und Amplitude bildet, die gleich ist der
Phasen- bzw. Amplitiidendifferenz zwischen
einem Fehler-Ausgangssignal des Prüfkopfs (10) und dem zweiten Ausgangssignal der
Abgleichschaltung (28), und
d) an den Differenzverstärker (34) und eine zweite Frcquenzdifferenz-Schaltung (38) angeschlossen
ist, die außerdem zur Differenzbildung das Ausgangssignal des zweiten Oszillators (24) mit
der veränderbaren Frequenz /Ti + Δ Γ) erhält
und deren Ausgangssignal an den Phasendiskriminator (40) gegeben wird, wobei die letzterem
zugeführten um 90° gegeneinander phasenverschobenen Signale vom ersten Oszillator (22)
mit der festen Frequenz (f\) herrühren.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ausgangssignal der
Frequenzdifferenz-Schaltung (26) eine Phasenverschiebung von im wesentlichen 90°, bezogen auf die
ele ,ehe Phase, relativ zum ersten Ausgangssignal
hat und daß das erste Ausgangssignal der Abgleichsschaltung (28) um im wesentlichen 45° hinsichtlich
der elektrischen Phase phasenverschoben ist.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den die beiden um 90°
gegeneinander phasenverschobenen Signale empfangenden Eingängen des Phasendiskriminators (40)
mindestens ein weiterer Phasenschieber (391) vorgeschaltet ist.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Phasenschieber
(391) mit Stellgliedern zur Nach- bzw. Einstellung der Phase für das an der Anzeigeeinrichtung (42)
dargestellte Signal versehen ist.
5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Oszilüitor (24) ein kristallgesteuerter Oszillator ist,
wobei eine Mehrzahl von bei unterschiedlichen Frequenzen arbeitenden Kristallen verwendet wird,
und daß ein oder mehrere Schalter vorhanden sind, durch die wahlweise einer dieser Kristalle in den
Schallkreis eingeschaltet ist, so daß der zweite Oszillator (24) eine vorbestimmte Frequenz
(f, + Δ 0 abgibt.
6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Phase
trennende Phasendiskriminator (40) mindestens ein Schaltelement enthält, durch welches zwei um 90°
zueinander phasenverschobene Ausgangssignale sowohl die Amplituden- als auch die Phaseninformation
enthalten.
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur magnetischen Prüfung von Werkstücken mit einem in
einen Prüfling einführbaren Prüfkopf, der mindestens zwei hintereinandergeschaltete elektrische Detektorspulen
gleicher Wicklungsgeometrie zur Abgabe eines der Dilferenz der in ihnen induzierten Spannungen
proportionalen Ausgangssignals an einen Verstärker aufweist, mit einer Oszillatoranordnung, welche die
Detektorspulen oder eine mit letzteren induktiv gekoppelte Erregerspule mit Erregersignalen einer
vorbestimmten veränderbaren Frequenz speist, mit einer Abgleichschaltung, durch die die genannte
Differenz in fehlerfreiem Zustand des Prüflings auf den Wert Null gebracht wird, und mit einem Phasendiskriminator,
dem das verstärkte, die Phasen- und Amplitudeninformation enthaltende Meßsignal sowie zwei um
90° gegeneinander phasenverschobene Signale derselben Frequenz, von denen das eine das Ausgangssignal
der Oszillatoranordnung darstellt, zugeführt werden
6^ und der ein Fehlerausgangssignal an eine Anzeigeeinrichtung
weitergibt.
Eine solche Vorrichtung bezweckt, Risse und sonstige Fehler in stromleitenden unterschiedliche elektrische
Charakteristika aufweisenden Werkstoffen durch eine magnetische Prüfung nachzuweisen.
Es ist bereits bekannt, Fehler magnetis"h zu prüfen.
Demgemäß wird ein Prüfkopf als Fühler mit zwei axial zueinander versetzten ringförmigen Wicklungen verwendet,
wobei die Vorrichtung durch Metallrohre gezogen wird und der an eine elektronische Schaltung
angeschlossene Prüfkopf Signale erzeugt, um Fehler im Rohrquerschnitt anzuzeigen. Die bekannte Vorrichtung
besteht aus einer durch Wechselstrom erregten elektrischen Impedanzbrücke, dessen Frequenz in
einzelnen Stufen in einem Bereich von 0,5—4OkHz
veränderbar ist, um unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit bzw. unterschiedliche Wanddicken zu berücksichtigen.
Zwecks Frequenzänderung ist die bekannte Vorrichtung mit Kapazitäten, Oszillatorelementen zur
Herstellung einer unterschiedlichen Frequenz und mit Verstärkern, einschließlich unterschiedlicher Siebketten
usw. versehen, um unterschiedliche Versuchsfrequenzen ein- oder umzuschalten und ein vorbestimmtes Signal
mit nur einer richtigen Frequenz zu gewährleisten, durch welche der Fühlerprüfkopf erregt werden soll.
Durch solche Schaltungsteile soll auch sichergestellt werden, daß nur die von Fehlern herrührenden Signale
mit der richtigen Frequenz angezeigt werden. (US-PS 30 50 678); (vgl. ebenfalls »Eddy Current Instrument for
Maintenance Inspections« von Frank C. Parker, Zeitschrift »Materials Evaluation«, Evanston, Illiniois,
Band XXVI, No. 11. November 1968. Seiten 29A-3SA).
Die bekannte Anordnung ist jedoch insofern nachseilig,
als die Verwendung von Kapazitätsreihen, einer Mehrzahl von Siebketten und geeigneten Schaltern
nicht nur preislich, sondern auch räumlich aufwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompaktere Schaltvorrichtung anzugeben, die auch den
Einsatz miniaturisierter Bauteile oder vereinfachter Bauteilgruppen gestattet
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung, welche die Bildung unterschiedlicher Frequenzen durch mathemalische
Differenzbildung (oder Addition) vorsieht, ist insofern vorteilhaft, als die zugehörigen Bausteine eine
Miniaturschaltung fördern, Platz sparen sowie eine Standardisierung und einen Einsatz von Bauteil-Gruppen
ermöglichen, die handelsüblich sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ausführungsformen der Erfindung sind in der so
Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsquerschnitt eines als Fühler dienenden Prüfkopfes, welcher an eine elektronische
Schaltung anschließbar ist,
F i g. 2 eine vereinfachte elektrische Blockschaltung der Prüfvorrichtung,
Fig. 3 eine vervollständigte Blockschaltung einer bevorzugten Ausführungsform mit Einzelheiten der
Elemente, &o
F i g. 4 einen Teil der elektrischen Schaltung, wobei
die Fühlerwicklungen in abweichender Art geschaltet sind,
F i g. 5 die elektrische Schaltung eines Oszillators und
F i g. 6 eine elektrische Schaltung einer abweichenden Ausführungsform.
Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Form des Prüfkopfs 10 dazu dient, ihn durch ein rohrförmiges Werkstück,
z. B. einen Kessel oder ein Kühlrohr, ziehen zu können.
Der Prüfkopf besteht aus einem nichtmagnetischen Gehäuse 11, welches zwei axial voneinander abstehende
ringförmige Wicklungen 12 und 14 abstützt, die jeweils
miteinander über elektrische Leiter 16, 18 und 20 verbunden sind. Die beiden Wicklungen 12 und 14 haben
im wesentlichen eine gleiche Wicklungs^eometrie, d. h.
die gleiche Anzahl von Windungen gleicher Drahtstärke und sind auf im wesentlichen identische Wicklungsträger
aufgewickelt
Die Blockschaltung nach F i g. 2 zeigt einen ersten HF-Oszillator 22, der ein Ausgangssignal mit einer
festen Frequenz /i, üblicherweise 500 kHz abgibt. Ferner ist ein zweiter HF-Oszillator 24 vorhanden,
dessen Ausgangssignal eine veränderbare Frequenz f, + Δ /abgibt, üblicherweise 500,5 bis 700 kHz.
Die Ausgangssignale werden einer Frequenzdifferenz-Schaltung 26 zugeführt, die auch einen Phasenschieber
aufweist. Die von den Oszillatoren abgegebenen Signale sind relativ zueinander phasenverschoben
und voneinander subtrahiert, so daß zwei neue Ausgangssignale geschaffen werden, wobei das erste
Signal die Differenzfrequen/ J / und das zweite die
gleiche Frequenz, d. h. Δ /"hat, jedoch um 90° relativ zum
ersten Signal phasenverschoben ist.
Die von der Differenzschaltung 26 abgehenden Ausgangssignale werden einer Abgleichschaltung 28
zugeführt, welche Phasenstellglieder 30 und 31 zur Phasenänderung des Ausgangssignals in der Leitung 32
aufweist, wobei dieses Signal dem Eingang eines Differenzverstärker 34 zugeführt wird. Der Prüfkopf
10 ist ebenfalls an die Abgleichschaltung 28 angeschlossen. Die Phasenstellglieder 30 und 31 dienen dazu,
Fehlersignale nach Phase und Amplitude auszugleichen, die im Ausgang des Verstärkers 34 erscheinen, wenn die
Arbeitsbedingungen für den Prüfkopf bzw. den Versuch einheitlich sein sollen.
Wenn der Prüfkopf 10 magnetisch an das Werkstück angekoppelt und über Leitung 18 ein Signal dem
Differenzverstärker 34 zugeführt wird, ist das Ausgangssignal des Differenzverstärkers in der Leitung 36
kennzeichnend für die Anomalien, bzw. die Fehler im Werkstück. Das Fehlersignal als auch die Oberwellenverzerrung
enthaltende Ausgangssignal wird einer zweiten Frequenzdifferenzschaltung 38 zugeführt, die
auch ein Signal vom Oszillator 24 empfängt. Die zweite Frequenzdifferenzschaltung 38 gibt ein Ausgangssignal
mit der Frequenz /1 einem Phasendiskriminator 40 ab,
welches von einem Signal mit der Frequenz /i, ohne Phasenverschiebung, des Oszillators 22 überlagert wird
sowie von einem zweiten Signal, das eine um 90° phasenverschobene Frequenz /i hat. Der Phasendiskriminator
40 gibt ein Ausgangssignalpaar ab, deren Amplituden gleich, jedoch um die Phase 90° gedreht
sind. Das eine oder die beiden Ausgangssignale werden einem Anzeigegerät 42 zugeführt, um ein Signal
darzustellen, das kennzeichnend für die festgestellten fehler u. dgl. ist. Falls eine Banddiagramm-Aufzeichnung
verwendet wird, macht man nur von einem einzigen Ausgangssignal Gebrauch. Bei Einsatz einer
Braunschen Röhre werden beide Signale benutzt, wobei je ein Signal einem der Eingangskanäle zugeführt wird,
und man erreicht eine Signaldarstellung, die in sehr anschaulicher Weise die Amplitude und die Phasenverschiebung
darstellt, welche von dem, durch den Prüfkopf 10 abgefühlten Fehler stammt. Durch einzeln an sich
bekannte Maßnahmen können nunmehr die Größe und der Ort bzw. die Beschaffenheit des Fehlers etc.
bestimmt werden.
Gemäß Fig.3 wird das Ausgangssignal des Oszillators
22 mit der Frequenz /i, einem elektrischen Phasenschieberkreis 261 zugeführt, in welchem das
empfangene Signal um 90° phasenverschoben wird, und dann wird das phasenverschobene Signal als Eingangssignal
dem Frequenzmischer 262 zugeführt, der ebenfalls ein HF-Signal mit der Frequenz f\ + Δ /vom
Oszillator 24 erhält. Frequenzmischer 262 erzeugt ein Signal Δ f, jedoch in Phase um 90° verschoben, wobei
dieses Signal dann einer Niederfrequenz-Siebkette 263 zugeführt wird. Ein ähnlicher Frequenzmischer 264
erhall ein Ausgangssignal mit der Frequenz /i vom Oszillator 22 und ein zweites Signal mit der Frequenz
/ι + Δ /vom Oszillator 24, und erzeugt ein Signal mit
der Differenzfrequenz Δ f, aber ohne Phasenverschiebung. Dieses Signal wird der Niederfrequenz-Siebkette
265 zugeführt.
Die Ausgangssignale der Niederfrequenz-Siebketten 263 und 265 — beide mit einer Frequenz Δ Γ, wobei
jedoch ein Signal um 90" hinsichtlich des anderen Signals phasenverschoben isl — werden jeweils
Verstärkern 281 und 282 und dann einer Abgleichschaltung zugeführt, die einen veränderbaren Widerstand
283 und ferner ein aus zwei Widerständen 284 und 285 bestehendes Summenglied aufweist. Eine mittlere
Abgriffsklemme 286, die ein sinusförmiges Signal mit einer um 45" zu dem anderen Signal phasenverschobenen
Frequenz Δ /erzeugt, das von der Niederfrequenz-Siebkette 265 kommt, ist über einen Verstärker 287 mit
einem unsymmetrischen (nicht abgeglichenen) Netzkreis 50 verbunden, in welchem ein Schaller und ein Satz
von unterschiedlichen Impedanzen, z. B. Ohmschen und induktiven Widerständen, vorhanden ist. Ferner ist hier
ein Nebenschluß vorgesehen, um den unsymmetrischen Netzkreis 50 vom Belriebs-Netz abzuschalten. Der
unsymmetrische Netzkreis dient dazu einen der Prüfkopfwicklungen außerhalb des abgeglichenen Zustandes
zu halten, um auf diese An die Empfindlichkeit des Prüfkopfes für ausgedehnte Fehler, z. B. eine
Verdünnung der Wandstärke u. dgl. zu erhöhen. Netzkreis 50 ist an sich bekannt.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 287 wird abgeändert durch den Netzkreis 50 oder ohne
Abänderungen, wie dargestellt, der Prüfkopfleilung 16
zugeführt, dessen Wicklungen 12 und 14 zur Prüfung von Differenzen geeignet geschaltet sind. Der Abgriff
zwischen den Wicklungen steht üoer Leitung 18 mit einem Fehlerverstärker 34 in Verbindung, welcher als
Differential-Verstärker dient. Dieser empfängt ferner ein Abgleichsignal über Leitung 32 von einer veränderlichen,
mit dem Potentiometer 283 in Verbindung stehenden Abgriffsklemme, wobei dieses Signal durch
eine andere, verstellbare, mit dem Potentiometer 289 in Verbindung stehende Abgriffsklemme beeinflußt worden
ist. Potentiometer 283 dient dazu, den Phasenwinkel des Signals, das Potentiometer 289 wiederum dazu, die
Amplitude des ausgleichenden Signals nachzustellen, so daß beim Einstellen der Versuchsbedingungen das
Ausgangssignal vor dem Fehlerverslärker 34 auf den Wert 0 eingestellt wird.
Während des Versuches werden alle Fehler des Werkstückes zu einer Abweichung vom Normalzustand
führen. Sie erzeugen im Ausgang des Verstärkers 34 ein Fehlersignal mit einer Frequenz Δ /und enthalten die
Information der Oberwellenverzerrung, welches als Eingangssignal über den Leiter 36 einem Mischkreis 382
zugeführt wird, dem als weiteres Eingangssignal ein Ausgangssignal mit der Frequenz f\ + Δ /vom Oszillator
24 zugeführt wird. Der Mischkreis wirkt als eine Frequenzdifferenz-Schallung und erzeugt in seinem
Ausgang ein Fehlersignal mil der Frequenz f\, welches die für die Fehler charakteristische Phasen- und
Amplitudeninformation enthält, die die Prüfwicklungen ermittelt hatten. Dann wird das Mischkreis-Ausgangssignal
dem Phasendiskriminalor eingespeist, der mehrere Einzelkreise enthält.
Ein weiterer Phasenschieber 391 erhält ein Signal f\ vom Ausgang des Oszillators 22 bei 0°-Phasenverschiebung
und ein Signal vom Ausgang des Phasenschiebers 261, mit um 90° phasenverschobencr Frequenz Z1.
Phasenschieber 391 hat ferner ein Stellglied 392, um eine einstellbare Phasenverschiebung für das Ausgangbsignal
zu erzeugen. Das Ausgangssignal des Phasenschiebers 391 wird einem Phasenschieber 393 mit vorbestimmler
Einstellung eingespeist, dessen Ausgangssignal der Mischstufe 404 mit einer Frequenz zugeführt wird,
dessen Größe /ι + einen einstellbaren Phasenwinkel,
beträgt wie durch das Stellglied 392 einslellbar, zuzüglich einer 90°-Phasenverschiebung, erzeugt durch
den festen Phasenverschieber 393. Die zweite Mischstufe 405 empfängt je ein Eingangssignal von den
Ausgängen des Phasenschiebers 391 und des Mischkreises 38Z Aus der Kombination der Mischstufe 404 und
der zweiten Mischstufe 405 sowie des Phasenschiebers des Schaltkreises 39 wird eine um 360° veränderliche
Phasendrehung gewonnen, die auf den Fehler oder eine Anomalie zurückgeht und durch ein Signal des
Verstärkers 36 darstellbar ist
Ausgangssignale der Mischstufen 404 und 405 werden in die Niederfrequenzfilter 406 und 407 eingespeist, um
auf dem Gleichstrom-Niveau liegende Fehler-Ausgangssignale zu erzeugen, die lediglich der Fehlerinformation
mit der Frequenz Δ /proportional sind und von den differential geschalteten Wicklungen 12 und 14
herrühren, die Ausgangssignale von den N F-Filtern 406
und 407 werden wegen der Einwirkung des festen
« Phasenschiebers 393 um 90° in der Phase voneinander
getrennt und verbleiben um 90° phasenverschoben, unabhängig von der Phasenverstellung des Stellgliedes
392. Auf diese Weise kann sowohl die Phasen- als auch
die Amplitudeninformation des Werkstückfehlers bestimmt werden. Wenn nunmehr die X- und V-Eingangsklemmen
einer Braunschen Röhre 42 mit den NF-Filtern verbunden werden, so zeigt sich der Fehler in Form
eines Leuchtpunkles 421 auf dem Leuchtschirm der Braunschen Röhre.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Anzeigegerät für streifenförmiges Diagramm-Papier
od. dgl. mit einem der Ausgangssignale verbunden werden, um vorwiegend Amplitudenänderungen des
Ausgangssignals anzuzeigen, obgleich es möglich ist, die Phaseninformation aus der Art der erhaltenen Signalumkehr,
wie einzeln an sich bekannt, abzutrennen.
Ferner ist ersichtlich, daß der Phasenschieber 391
dazu dient, die Darstellung auf der Braunschen Röhre zu drehen. Auf ihn kann aber verzichtet werden.
Fig.4 zeigt die Wicklungen 14 und 12 in der
sogenannten absoluten Testschaltung, verglichen mit der Differenzschaltung nach F i g. 3. Der Unterschied im
Anschluß besteht im wesentlichen in dem Widerstände 284 und 285 enthaltenden Kreis. Indem Widerstand 284
vom Ausgang des Verstärkers 281 abgetrennt und an einer Seite geerdet ist, wird ein in Serie liegendes
Phasenstellglied geschaffen, so daß eine 45" -Phasenverschiebung des Signals erreicht wird. Ferner ist ein
Nebenschluß für die Wicklung 14 durch den Schalter 14a vorgesehen, so daß lediglich die Wicklung 12 als
aktives Fühlbauteil eingeschaltet bleibt.
Eine bevorzugte Ausführungsform zum Erzeugen unterschiedlicher Frequenzen durch den Oszillator 22
ist in Fig.5 gezeigt Die grundlegende Schaltung ist
diejenige eines kristallgesteuerten Rückkoppelungsoszillators mit einer selbsttätigen Verstärkungsüberwachung,
wie bekannt aus »Electronic Designers' Handbook« von Robert W. Landee und Koautoren,
McGraw-Hiil Verlag 1957 bzw. USA-Kongreßbibliothek,
Katalog Nr. 56-6898, Seiten 6-24, Figuren 6-26. Um die Frequenz zu verändern, sind verschiedene
Frequenz-Steuerkristalle 241, 242, 243 usw. vorhanden, die jeweils durch Schalter 244 eingeschaltet werden.
Durch obige Anordnung wird die zur Verfügung stehende Frequenzauswahl wesentlich vergrößert.
Während bisher lediglich Frequenzen im Bereich von 4OkHz verfügbar waren, gestattet die vorliegende
Schaltung genaue Einzelfrequenzen im Bereich von 200 kHz zu gewinnen, so daß auch der Anwendungsbereich
der Vorrichtung vergrößert wird.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, anstelle einer Frequenzdifferenz-Schaltung eine Frequenzsummations-Schaltung
zu verwenden.
In F i g. 6 wird der Frequenzbereich im Vergleich zu denjenigen nach Fig. 1—5 verringert Diese Schaltung
verwendet eine Frequenz-Differenzschaltung mit einem Frequenzmischer 262, um ein Signal mit der Frequenz
Δ /zu erzeugen, das die Differenz von Signalen ist, die
von den Oszillatoren 22 und 24 erzeugt werden. Das Ausgangssignal des Mischkreises 262 wird einem
N F-Filter 263 eingespeist geht zum Verstärker 281 und gelangt als Eingangssignal in eine Brückenschaltung,
welche zwei Prüfkopfwicklungen 12 und 14 und zwei Widerstände 13 und 15 in jeweiligen Brückenzweigen
der Schaltung enthält Es ist ersichtlich, daß bei der vorliegenden Schaltung die jeweiligen Leiter der
Wicklungen 12 und 14 herausgeführt sind. Die Brückenschaltung und der Differentialverstärker 34
werden in bezug auf Phase und Amplitude mit Hilfe von Signalen abgeglichen, die von veränderlichen Gleitkontakten
13a und 15a herrühren, so daß das Abgleichverfahren wie vorstehend angegeben, durchgeführt wird.
Wicklungen 12 und 14 sind für eine Differenzmessung geschaltet.
Das Ausgangssignal im Leiter 36, welches auf Fehler im abgefühlten Werkstück zurückgeht, wird dem
Mischkreis 382 eingespeist, der gleichzeitig ein Eingangssignal vom Ausgang des Oszillators 24 erhält. Das
Ausgangssignal vom Mischkreis 382 wird der Mischslufe 104 und einem NF-Filter 406 angekoppelt, so daß ein
Einkanal-Ausgangssignal geschaffen wird. Diese Ausführungsform ist eher eine Grundanordnung und ergibt
eine beschränkte Information. Durch Zuschalten von Phasenschiebern 391, 392, vgl. Fig.3, kann die
Leistungsfähigkeit der Apparatur insofern verbessert werden, als die Empfindlichkeit in bezug auf Erkennung
der Fehlerausrichtung einstellbar gemacht wird.
Man erhält eine verbesserte Ausgangsinformation, indem ein zweiter Signalkanal zugeschaltet wird,
welcher ein um 90° phasenverschobenes Ausgangssignal relativ zum ersten Kanal abgibt. Hier wird der
Phasenschieber 393, der eine Phasenverschiebung von 90° erzeugt, so geschaltet, daß er ein Signal vom
Ausgang des Oszillators 22 erhält Das phasenverschobene, im Ausgang des festen Phasenschiebers 393
erhaltene Signal wird einer Mischstufe 405 angekoppelt, welche ihrerseits mit einem NF-Filter 407 verbunden ist.
Auf diese Weise erreicht man eine Phasentrennung des Ausgangssignals vom Differentialverstärker 34. Falls
erwünscht ist eine drehbare Darstellung zu erhalten, werden nachstellbare Phasenstellglieder 391,392, wie in
Fig.3 dargestellt, in Serie mit dem zur Trennung dienenden Phasenschieber 393 geschaltet.
Während diese Brückenschaltung eine Anzahl von Ohmschen Widerständen enthält, kann je nach Einzelfall,
auch ein Einsatz von Kapazitäten oder induktiven Widerständen vorgesehen werden.
Eine andere Ausführungsform sieht eine Abänderung der im Prüfkopf 10 aufgewickelten Spulen vor. In bezug
auf F i g. 3 kann das vom Leiter 16 zu den Wicklungen abgegebene Eingangssignal einer separaten Treibwicklung
(3. Wicklung) zugeführt werden, die am entgegengesetzten Ende geerdet ist. Die zum Abfühlen
dienenden Wicklungen 12 und 14 liegen in Reihe zueinander, sind jedoch induktiv mit der Treibwicklung
gekoppelt Das von den Wicklungen abgehende Differenzsignal ist an einen Leiter 18 gekoppelt, welcher
deshalb ein Signal dem Differenzverstärker 34 zuführt, das von einem Zähler od. dgl. herrührt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Schaltvorrichtung zur magnetischen Prüfung von Werkstücken mit einem in einen Prüfling
einführbaren Prüfkopf, der mindestens zwei hintereinandergeschaltete
elektrische Detektorspulen gleicher Wicklungsgeometrie zur Abgabe eines der Differenz der in ihnen induzierten Spannungen
proportionalen Ausgangssignals an einen Verstärker aufweist, mit einer Oszillatoranordnung, welche
die Deteklorspulen oder eine mit letzle-en induktiv gekoppelte Erregerspule mit Erregersignalen einer
vorbestimmten veränderbaren Frequenz speist, mit einer Abgleichschaltung, durch die die genannte
Differenz in fehlerfreiem Zustand des Prüflings auf den Wert Null gebracht wird, und mit einem
Phasendiskriminator, dem das verstärkte, die Phasen- und Amplitudeninformation enthaltende Meßsignal
sowie zwei um 90° gegeneinander phasenverschobenc Signale derselben Frequenz, von denen
das eine das Ausgangssignal der Osziliatoranordnung darstellt, zugeführt werden und der ein
Fehlerausgangssignal an eine Anzeigeeinrichtung weitergibt, dadurch gekennzeichnet, daß
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- 1972-09-26 DE DE2247026A patent/DE2247026C3/de not_active Expired
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