DE2404570A1

DE2404570A1 - Impulsstromregler fuer ein gepulstes wirbelstrom-pruefgeraet

Info

Publication number: DE2404570A1
Application number: DE2404570A
Authority: DE
Inventors: Sven Ebert Mansson
Original assignee: Magnetic Analysis Corp
Current assignee: Magnetic Analysis Corp
Priority date: 1973-02-01
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE2404570C3; DE2404570B2; GB1458307A; US3809998A

Description

Die Erfindung betrifft einen Impulsregler für ein gepulstes Wirbelstrom-Prüfgerät, das einen Impulsgenerator und eine Prüfspule zum Induzieren von Wirbelströmen in einem zu untersuchenden Gegenstand besitzt, zum Regeln der dieser Prüfspule zugeführten Impulse.

Wirbelstrom-Prüfgeräte sind bekannt und werden insbesondere bei der Zerstörungsfreien Prüfung von elektrisch leitenden Gegenständen verwendet, um Fehler, Risse oder Gußblasen in diesen festzustellen. Bei solchen Geräten wird eine Prüfspulenanordnung erregt, um Wirbelströme in dem zu prüfenden Gegenstand zu induzieren, und spricht auf Änderungen in dem Wirbelstromfluß an, um Ausgangssignale zu erzeugen, die sich entsprechend den Fehlern oder Rissen in dem Gegenstand ändern.

Bei einer Art von Geräten werden Gegenstände von gleichförmigem Querschnitt, wie z.B. Stangen, Rohre, Drähte usw., kontinuierlich durch eine Primärspule in der Spulenanordnung geführt, und ein Paar von Sekundärspulen, die in Reihe gegen-

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einander geschaltet sind, erzeugt ein Null-Ausgangssignal, wenn das Wirbelstromfeld gleichförmig ist. Irgendwelche Ungleichmäßigkeiten in dem Gegenstand, die die Größe oder die Verteilung des Wirbeistroms ändern, erzeugen ein Fehler-Ausgangssignal, das festgestellt und in einer gewünschten Weise angezeigt wird. Anstatt den Gegenstand durch die Spulenanordnung zu führen, kann die Anordnung auch als Prüfkopf ausgebildet sein, der relativ zu der Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes bewegt wird.

Eine andere Art von Wirbelstrom-Prüfgerät arbeitet als Vergleicher, d.h. ein Gegenstand wird in einem Satz von Spulen angeordnet, und das resultierende Signal wird mit dem eines Bezugsgegenstandes verglichen, der in einem anderen Satz von Spulen angeordnet ist. Auch hier sind üblicherweise die Sekundärspulen gegeneinander geschaltet, um ein Null-Signal zu erzeugen, wenn die Gegenstände gleich sind, und ein Fehler-Ausgangssignal, wenn sie ungleich sind.

Eine gepulste Erregung der Prüfspulenanordnung ist bekannt, bei der der Spulenanordnung Gleichstromimpulse zugeführt werden. In der deutschen Patentanmeldung P 23 62 312.3 der Anmelderin ist ein gepulstes Wirbelstrom-Prüfgerät beschrieben, das stabile Impulse erzeugt, die-in ihrer Länge, Amplitude und Folgefrequenz genau geregelt sind.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß sich unter gewissen Betriebsbedingungen die Impedanz der Prüfspule während des Betriebs erheblich ändern kann, z.B. infolge eines Zunehmens der Spulenimpedanz, wenn die Spule erwärmt wird, oder infolge anderer Faktoren, wie z.B. einer Belastung der Spule durch den zu untersuchenden Gegenstand. Wenn die Spulenimpedanz zunimmt, nimmt der der Spule zugeführte Strom ab, und die Empfindlichkeit des Geräts für Fehler oder Risse wird verringert. Zusätzlich können verschiedene Spulen, von denen angenommen wird, daß

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sie identisch gebaut sind, tatsächlich etwas verschiedene Impedanzen besitzen,-was die Empfindlichkeit beeinflußt. Diese Effekte sind insbesondere bei niedrigeren Betriebsfrequenzen beachtlich, wo große Ströme verwendet werden können. Bei höheren Frequenzen kann die Spulenimpedanz so hoch sein, daß nur viel geringere Ströme ohne unvertretbare Erhöhung der Kosten anwendbar sind, und Änderungen der Spulenimpedanz können weniger schwerwiegend sein.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein verhältnismäßig einfacher Stromregler, der einen im wesentlichen konstanten gemittelten Strom in der Prüfspule trotz Änderungen der Spulenimpedanz über den Regelbereich aufrechterhält und eine bequeme Änderung des mittleren Stromes auf den gewünschten Wert ermöglicht. Unter bestimmten Betriebsbedingungen soll das Einhalten eines konstanten Mittelwerts des Stroms einen relativ konstanten Spitzenstrom in der Prüfspule aufrechterhalten oder wenigstens den Spitzenstrom besser konstant halten als ohne Regelung. Der Regler soll auch als Schutz der Spulentreiberstufe dienen, falls die Spule kurzgeschlossen wird.

Dies wird bei einem Impulsregler der eingangs genannten Art erfindungsgemäß erreicht durch eine Gleichstromversorgung für die Stromzufuhr zu der Prüfspule, durch einen Spulentreiber, der ausgangsseitig in Reihe zwischen die Gleichstromversorgung und die Prüfspule geschaltet ist, dessen Eingang mit Impulsen iron dem Impulsgenerator gespeist wird und der entsprechende Impulse der Prüfspule zuführt, durch eine Reglerschaltung mit einem in Reihe zwischen die Gleichstromversorgung und den Spulentreiber geschalteten Widerstand, die ein Regelsignal erzeugt, das sich mit dem Mittelwert des Stroms zu der Prüfspule ändert, und durch eine Amplituden-Regeleinrichtung, die auf dieses Regelsignal ansprechend die Amplitude der dem Spulentreiber zugeführten Impulse in einer solchen Richtung ändert_s daß der Mittelwert des Stromes zu der Prüfspule im wesentlichen

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konstant bleibt» Vorteilhafterweise ist die Amplituden-Regeleinrichtung ein Begrenzer, der mit Impulsen von einem Impulsgenerator gespeist wird, und die Reglerschaltung liefert ein Gleichstrom-Regelsignal, das die Höhe der Spitzenbegrenzung der Impulse ändert. Die resultierenden gekuppten Impulse werden dann dem Spulentreiber zugeführt.

Im Betrieb werden Änderungen der Impedanz der Spule, die zu einer Änderung des mittleren Stromes durch diese führen, durch den Reihenwiderstand festgestellt, und die Amplitude der Treiberimpulse wird in einer solchen Richtung geändert, daß der Mittelwert des Stromes konstant bleibt. Der Mittelwert des Stromes kann durch Ändern des Wertes des Reihenwiderstandes geändert werden. Auch im Falle eines Kurzschlusses vermeidet das Einhalten des ausgewählten Strommittelwertes ein Verbrennen des Spulentreibers.

Vorteilhafterweise sind eine Zener-Diode und ein Nebenschlußkondensator zwischen die Prüfspule und das Erdpotential eingesetzt, um ein schnelles Abführen der in der Spule gespeicherten Energie am Ende eines Impulses zu bewirken und um auch die Impulsform des Spulenstroms zu steuern.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines gepulsten Wirbelstrom-Prüfgeräts, bei dem die Erfindung verwendet werden kann.

Fig. 2 zeigt einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Impulsstromreglers .

Fig. 3 zeigt die Wellenformen zu Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Sinuswellen-Oszillator 10 dargestellt, der einen Oszillator-Schwingkreis 11 enthält und eine Sinuswelle

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zu einem Rechteckwellengenerator 12 liefert. Verschiedene Oszillator-Schwingkreise können über einen Schalter 13'ißit dem Oszillator 10 verbunden werden, so daß die Frequenz der Sinuswelle nach Wunsch ausgewählt werden kann. Der Ausgang des Rechteckwellengenerators wird einem Impuls- und Torsteuerungs-Generator 14 und einer Impulssperrschaltung 15 zugeführt.

Die Impulssperrschaltung hat die Wirkung, alternativ die Erzeugung von Ausgangsimpulsen durch den Impulsgenerator 14 zu ermöglichen oder zu verhindern, so daß die Ausgangsimpulse regelmäßig wiederkehrenden, nicht aufeinanderfolgenden Auslenkungen einer Polarität der Rechteckwelle entsprechen, die dem Impulsgenerator zugeführt wird. Dementsprechend werden dem Impulstreiber 16 Ausgangsimpulse von einem gewünschten Tastverhältnis zugeführt, wobei die Impulse in ihrem zeitlichen Auftreten und ihrer Dauer in genauer Beziehung zu der halben Periode der Eingangsrechteckwelle stehen, die nicht durch die Impulssperrschaltung ausgeschlossen ist. Wenn daher die Auslenkungen einer Polarität der Eingangsrechteckwelle alternierend ausgeschlossen werden, können Ausgangsimpulse mit einem Tastverhältnis von 25% und einer Impulsfolgefrequenz von der halben Frequenz der Eingangsrechteckwelle und daher der halben Frequenz der ursprünglichen Sinuswelle erzeugt werden.

Der Generator 14 erzeugt weiter um 90° phasenverschobene Tastoder Torimpulse, die phasenempfindlichen Detektoren 17,18 zugeführt werden.

Die Ausgangsimpulse von dem Impulstreiber 16 werden dem Spulentreiber 19 und dann der Primärwicklung 21 einer Wirbelstrom-Prüfspulenanordnung zugeführt.

Mit 22 ist ein Impulsstromregler bezeichnet, der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und der später in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wird. Eine Zener-Diode 23 und ein Neben-

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schlußkondensator 24 bilden einen Entladungsweg, um die in der Primärspule 21 gespeicherte Energie am Ende eines Treiberimpulses abzuführen und die Wellenform des Spulenstroms zu steuern, wie ebenfalls später beschrieben wird.

Zwei Sekundärspulen 25,25' sind in Reihe gegeneinander geschaltet, so daß sie eine Null-Spulenanordnung bilden, die ein geringes oder gar kein Ausgangssignal bei Abwesenheit eines Risses oder einer anderen Unregelmäßigkeit in de» durch sie durchgeführten Gegenstand 26 liefert, die andererseits ein in der Amplitude und/oder Phase sich änderndes Ausgangssignal liefert, falls ein Riß oder eine andere Unregelmäßigkeit vorhanden ist. Das Ausgangssignal der Null-Spulenanordnung wird über einen umschaltbaren Transformator 27 einem abgestimmten Verstärker 28 zugeführt, der einen umschaltbaren Abstimmkreis 29 enthält. Verschiedene Transformatoren und Abstimmkreise können zusammen mit dem Umschalten des Oszillator-Schwingkreises 11 in den Betriebszustand eingeschaltet werden.

Der Ausgang des abgestimmten Verstärkers 28 wird den phasenempfindlichen Detektoren 17,18 zusammen mit den um 90° phasenverschobenen Torsteuerimpulsen vom Generator 14 zugeführt, um um 90° phasenverschobene Signalkomponenten zu erzeugen. Diese werden jeweiligen Verstärkern und Filtern 31,32 und dann einer Anzeige 33, z.B. einer Kathodenstrahlröhre, zugeführt, wie es der bekannten Technik entspricht.

Die obige Anordnung und die speziellen Schaltungen zur Erzeugung der Impulse sind in der Patentanmeldung P 23 62 312.3 beschrieben. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezielle gezeigte Anordnung beschränkt ist, sondern daß sie auch bei anderen Arten von Pr eräten und bei anderen Impulserzeugungseinrichtungen verwendet werden kann.

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Es sollen nun die Fig. 2 und 3 erläutert werden. Mit den Buchstaben a bis d in Fig. 2 ist auf die entsprechenden Wellenformen der Fig. 3 hingewiesen. In Fig. 3 ist mit dem Bezugsniveau "O" eine Spannungshöhe auf Erdpotential oder in der Nähe des Erdpotentials oder eines anderen Bezugspotentials bezeichnet. Es können an verschiedenen Stellen sowohl pnp- als auch npn-Transistoren verwendet werden, wobei die Auswahl nach Wunsch erfolgen kann und die entsprechenden Änderungen der Spannungen usw. erforderlichenfalls durchgeführt werden müssen, wie es dem Fachmann bekannt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Spul ent-r eiber Q1 ausgangsseitig in Reihe zwischen die Spule 21 und eine Gleichstromversorgung geschaltet, die mit +V bezeichnet ist. Es wird ein Leistungstransistor bevorzugt, wie gezeigt ist, auch wenn andere Typen von Spulentreibern verwendet werden können, falls es erwünscht ist. Ein Präzisionswiderstand 41 ist in Reihe zwischen die Stromversorgung und den Spulentreiber Q1 geschaltet, um den Mittelwert des Stroms festzustellen, der der Spule 21 zugeführt wird. Eine Reglerschaltung, die die Transistoren Q2 und Q3 enthält, spricht auf die Spannung über dem Widerstand 41 an und erzeugt ein Regelsignal b in der Leitung 42. Die Impulse von dem Impulsgenerator 14 (Fig. 1) werden über einem Begrenzer 5 der den Transistor Q4 und die Diode D1 enthält, und einen Iwischentreiber Q5, Q6 zu dem Spulentreiber Q1 geführt. Der Begrenzer oder Clipper wird mit dem Regelsignal b gespeist_D so daß er die Amplitude der dem Spulentreiber Q1 zugeführten Impulse in einer solchen Richtung ändert, daß der Mittelwert des Stromes in der Spule 21 konstant bleibt.

Im einzelnen sieht die Schaltung folgendermaßen aus. Q1 ist ein Leistungstransistor, der als Emitterfolger geschaltet ist, wobei der Emitter mit der Spule 21 und der Kollektor mit der Stromversorgungsleitung 43 verbunden ist. Ein Kondensator 44 !beseitigt Störungen usw., die in der Leitung 43 entstehen kön-Ein großer Filter-Elektrolytkondensator 45 am Ausgangs=

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ende des Widerstands 41 beseitigt die meisten Impulsspannungsstöße durch den Widerstand, wenn Q1 gepulst wird, so daß der Strom durch den Widerstand ungefähr der Mittelwert des Stromes zu der Spule 21 ist. Bei niedrigen Impulsfolgefrequenzen kann ein sehr großer Kondensator erforderlich sein, um die Impulsspannungsstöße in dem Widerstand vollständig zu beseitigen. Aus wirtschaftlichen Gründen und zum Platzsparen können manche Impulsspannungsstöße toleriert werden, da ein zusätzliches Filtern an anderer Stelle in der Regelschaltung stattfindet.

Der Widerstand 41 kann nur wenige Ohm betragen, und die über ihm liegende Spannung wird über den Widerstand 46 dem Transistor Q2 zugeführt. Eine Diode 47 schützt den Transistor gegen einen Durchbruch bei Rückwärtsspannung. Der Kollektorausgang von Q2 wird dem Eingang von Q3 über Widerstände 48 und 49 zugeführt. Q3 wird mit einer Kollektorspannung von der Stromversorgung +V über den Widerstand 51 gespeist, der als primärer Lastwiderstand dient. Ein großer Filterkondensator 52 beseitigt im wesentlichen alle Spannungsänderungen auf der Leitung 42 infolge von irgendwelchen übrigbleibenden Spannungsstößen im Eingang von dem Widerstand 41 und hält die Regelspannung in der Leitung 42 im wesentlichen konstant trotz des Stromflusses während des Clippens. Ein kleiner Widerstand 53 schützt Q3 vor einem zu großen Strom, wenn das Gerät eingeschaltet wird.

Falls kein Strom oder ein kleiner Strom außerhalb des Regelbereichs durch den Widerstand 41 fließt, ist die Spannung in der Leitung 42 auf der Spannung der Stromversorgung oder in deren Nähe, wie durch V_Q in Fig. 3 (b) gezeigt ist. Wenn der Strom durch den Widerstand 41 anwächst und in den Regelbereich kommt, nimmt die Spannung in Leitung 42 ab, wie durch V^ gezeigt ist. Ein weiteres Ansteigen des Stromes hat eine weitere Spannungsabnähme zur Folge, wie durch V₂ gezeigt ist. Auf diese Weise ändert sich in dem Regelbereich die Spannung

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in Leitung 42 mit dem gemittelten Strom durch den Widerstand 41 und daher durch die Prüfspule 21.

Die Impulse a von dem Impulsgenerator werden dem Transistor Q4 zugeführt, der als umkehrender Verstärker wirkt, und dessen Ausgangsimpulse werden über einen Kopplungskreis 54 den Transistoren Q5 und Q6 zugeführt, die als Zwischenkomplementärtreiber geschaltet sind, der den Spulentreiber Q1 treibt. Das Begrenzen oder Clippen der Spitzen der Impulse wird durch einen Nebenschlußkreis bewirkt, der die Diode D1 und den Kondensator 55 enthält. Der Kondensator schützt gegen Störungen usw., die in der Leitung 42 entstehen können, und kann klein sein, da der große Kondensator 52 die hauptsächliche Filterung bewirkt.

Q4 kehrt die Eingangsimpulse um und erzeugt außerhalb des Regelbereichs solche Ausgangsimpulse, wie sie in Fig. 3 (c) in ausgezogener Linie gezeigt sind, deren Amplitude mit V bezeichnet ist. Diese Impulse besitzen die volle Amplitude, wobei ihre Spitze in der Nähe von +V liegt. Dieser Spitzenwert kann der gleiche sein, wie der Wert +V an der Regelschaltung und der Spulentreiberschaltung. Im Regelbereich, z.B. bei V^, fließt Strom durch D1 und clippt die Spitzen der Impulse auf einen Wert V^ (ohne Berücksichtigung des Kontaktpotentials), wie in Fig. 3 (c) gezeigt ist. Für eine niedrigere Regelspannung, etwa V2* wird ein größerer Teil der Impulsspitze abgeschnitten, wie in Fig. 3 (c) gezeigt ist. Auf diese Weise nimmt im Regelbereich die Amplitude der begrenzten Impulse ab, wenn die Regelspannung abnimmt, und nimmt zu, wenn die Regelspannung zunimmt. Dementsprechend nimmt die Amplitude der begrenzten Impulse ab, wenn der gemittelte Strom durch den Widerstand 41 und die Spule 21 zunimmt und umgekehrt.

Es ist möglich, den Widerstand 51 und die Verbindung mit der Spannungsquelle + V wegzulassen und den Strom für Q3 und den Kondensator 52 von der Begrenserschaltirog Wobt di® Diode DI

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zu erhalten. Diese Anordnung hat sich jedoch nicht als so zufriedenstellend erwiesen wie die dargestellte.

Die geregelten Impulse der Fig. 3(c) werden der Basis von Q1 und durch die Wirkung des Emitterfolgers der Spule 21 zugeführt. Wenn der Spule 21 ein Spannungsimpuls zugeführt wird, steigt infolge der Induktans dieser Spule der Strom mit einer Geschwindigkeit, die durch die Zeitkonstante L/R des Ladekreises bestimmt ist, wobei L die Spuleninduktan2 und R der Gesamtwiderstand der Reihenschaltung des Stromweges durch die Spule ist. In der hier dargestellten speziellen Ausführungsform ist die Impulsbreite schmaler als die Zeitkonstante, so daß der Stromanstieg bei 56 in Fig. 3(e) angenähert linear ist. Wenn der Spulentreiber Q1 am Ende eines Impulses gesperrt wird, fließt der Strom in der Spule 21 weiter, bis die in der Spule gespeicherte Energie am Ende des Impulses vernichtet ist. Das untere Ende der Spule 21 kann mit Erde verbunden sein, wenn es erwünscht ist. In der dargestellten Ausführungsform wird jedoch eine Zener-Diode 23, die durch einen Kondensator 24 überbrückt ist, verwendet, um das Abführen der gespeicherten Energie und das Formen der Impulse zu unterstützen.

Wenn ein Strom durch die Spule 21 fließt, während Impulse zugeführt werden, lädt sich der Kondensator 24 bis zur Zener-Durchbruchsspannung auf, etwa bis +12 V. Der Kondensator 24 hält diese Spannung an dem Punkt 57 über die Betriebszeit. Am Ende eines Impulses, wenn die Basis von Q1 auf Erdpotential gebracht wird, kehrt sich die Spannung über der Spule 21 um, so daß das obere Ende der Spule negativ in bezug auf den Punkt ist. Diese negative Spannung ist normalerweise in ihrem Absolutwert größer als die positive Spannung bei 57, so daß der Emitter von Q1 negativ gegen Erde ist und Q1 leitend bleibt. Auf diese Weise besteht ein Stromweg über Q1, die Spule 21 und die Zener-Diode 23 zu Erde, und ein Strom fließt mit der Folge, daß die in der Spule 21 gespeicherte Energie abgeführt wird.

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Anfangs kann der Widerstand der Zener-Diode ziemlich gering und nahezu konstant sein. Wenn jedoch der Strom abnimmt und den Knick der Zener-Charakteristik erreicht, wächst der Zener-Widerstand stark an und wird ziemlich stark nicht-linear in Abhängigkeit vom Strom. Wenn der Strom abnimmt, wird auf diese Weise die Entladezeitkonstante L/R kleiner, wobei R den Zener-Widerstand einschließt. Das Gesamtergebnis ist, daß die Entladezeit abnimmt, und der Entladestrom mehr linear mit der Zeit wird.

Fig. 3(d) zeigt die Spannung am oberen Ende der Spule 21 und an dem Emitter von Q1. Vor einem Impuls befindet sie sich auf V , wie sie durch die Zener-Diode 23 und den Kondensator 24 erzeugt wird. Wenn ein Impuls zugeführt wird, steigt die Spannung auf einen Wert, der von dem Ausmaß der momentanen Regelung abhängt. Am Ende eines Impulses fällt die Spannung bei 58 auf etwa Erdpotential ab, da der Emitter von Q1 nicht viel unter Erdpotential gehen kann. Am Ende der Entladung steigt die Spannung auf V_ und spannt Q1 so vor, daß er vollständig gesperrt ist.

Bei geeigneter Wahl der Parameter und speziellen Zustandsbedingungen kann die Stromwellenform ein etwa gleichschenkliges Dreieck sein, wie in Fig. 3(e) in ausgezogenen Linien gezeigt Ist. Unter diesen Bedingungen kann der Entladestrom für eine längere oder kürzere Zeit fließen, da sowohl die Amplitude der Treiberimpulse als auch der Widerstand der Zener-Diode die Entladezeit beeinflussen.

Bei einer gegebenen Impulsfolgefrequenz innerhalb des Regelbereichs hält das Konstanthalten des gemittelten Prüfspulenstromes die Spitzenamplitude des Stroms etwa konstant. Es kann eine gewisse Änderung in der Spitzenamplitude des Stromes auftreten, wenn die Impedanz der Prüfspule sich ausreichend ändert, um wesentliche Änderungen in der Stromwellen-

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form zu erzeugen. Die Stromamplitude wird jedoch mehr konstant gehalten, als ohne die Regelwirkung, und in der Praxis hat sich die Regelung als wirksam erwiesen, um eine ausreichende Empfindlichkeit unter den normalerweise auftretenden Betriebsbedingungen einzuhalten. ■

Eine Änderung der Impulsfolgefrequenz der zugeführten Impulse, wobei das Tastverhältnis konstant gehalten wird, kann ebenfalls die Stromwellenform ändern, da die Impulsbreite und das Zeitintervall zwischen den Impulsen geändert wird. So wird für eine höhere Impulsfolgefrquenz die Ladezeit kürzer,und die Entladezeit kann verhältnismäßig langer sein, wenn die gleiche Prüfspule verwendet wird.

Bei hohen Impulsfolgefrequenzen kann das Gerät aus der Regelung geraten, da die höhere Impedanz der Prüfspule die Stromimpulse auf eine Höhe verringern kann, die einen Mittelwert des Stromes unterhalb des Stromes ergibt, den die Regelung aufgrund ihrer Auslegung einhalten kann. Dies kann in der praktischen Verwendung toleriert werden, da der verringerte Stromfluß bei hohen Impulsfalgefrequenzen ein geringeres Erwärmen in der Spule erzeugt. Die Regelschaltung kann auch so geändert werden, daß sie über den gewünschten Frequenzbereich regelt.

Es soll bemerkt werden, daß für bestimmte Betriebsbedingungen der mittlere Strom in der Prüfspule durch Ändern des Serienwiderstands 41 geändert werden kann. Ein Vergrößern des Widerstands verringert die Begrenzungshöhe in der Leitung 42 für einen gegebenen Stromfluß und umgekehrt. Die Stromversorgungsspannung für die Regelung, die Q2 und Q3 umfaßt, könnte ebenfalls etwas über die für die Begrenzung, die Q4 und D1 umfaßt, vergrößert werden, so daß die Impulse näher an ihrer Spitze geclippt werden können. Ebenso kann, wenn Prüfspulen mit niedrigerer Induktanz zweckmäßig sind, ein größerer Stromfluß für die Spannungsimpulse einer gegebenen Größe erhalten werden, wodurch

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die Regelung bei höheren Impulsfolgefrequenzen aufrechterhalten werden kann.

Zusätzlich zu der Regelung des Mittelwerts des Spulenstroms hat die Schaltung den beachtlichen Vorteil, den Spulentreiber Q1 vor einem Ausbrennen zu schützen, falls die Spule 21 kurzgeschlossen wird. In solchen Fällen geht der Strom durch den Widerstand 41 sehr stark hoch, was ein starkes Clippen der Impulse zur Folge hat, die Q1 zugeführt werden, wodurch der Strom in Q1 auf etwa den ausgewählten mittleren Strom begrenzt wird. Dies ist in der Praxis wichtig, da Hochleistungstransistoren, die für einen Iinpulsbetrieb über einen weiten Bereich von Impulsfolgefrequenzen, z.B. von etwa 2,5 kHz bis 600 kHz, geeignet sind, ziemlich teuer sind.

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Claims

Patentansprüche

1./ Impulsregler für ein gepulstes Wirbelstrom-Prüfgerät, -"' das einen Impulsgenerator und eine Prüfspule zum Induzieren von Wirbelströmen in einem zu untersuchenden Gegenstand besitzt, zum Regeln der dieser Prüfspule zugeführten Impulse, gekennzeichnet durch eine Gleichstromversorgung für die Stromzufuhr zu der Prüfspule, durch einen Spulentreiber, der ausgangsseitig in Reihe zwischen die Gleichstromversorgung und die Prüfspule geschaltet ist, dessen Eingang mit Impulsen von dem Impulsgenerator gespeist wird und der entsprechende Impulse der Prüfspule zuführt, durch eine Reglerschaltung mit einem in Reihe zwischen die Gleichstromversorgung und den Spulentreiber geschalteten Widerstand, die ein Regelsignal erzeugt, das sich mit dem Mittelwert des Stromes zu der Prüfspule ändert, und durch eine Amplituden-Regeleinrichtung, die auf dieses Regelsignal ansprechend die Amplitude der dem Spulentreiber zugeführten Impulse in einer solchen Richtung ändert, daß der Mittelwert des Stromes zu der Prüfspule im wesentlichen konstant bleibt.

2. Impulsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerschaltung einen Eingangskreis, der auf die Spannung über dem in Reihe zwischen die Gleichstromversorgung und den Spulentreiber geschalteten Widerstand anspricht, eine Ausgangsschaltung, die mit einer Gleichspannung gespeist wird, und eine Filtereinrichtung besitzt, die in wenigstens einen der Eingangs- und Ausgangskreise geschaltet ist, und ein 403833/0322

Glelchspannungs-Ausgangssignal erzeugt, das das Riegelsignal bildet.

3. Impulsregler nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenregeleinrichtung einen Begrenzer enthält, der in den Weg der Impulse von dem Impulsgenerator zu dem Spulentreiber geschaltet ist, mit den R.egelsignalen gespeist wird und die Amplitude der dem Spulentreiber zugeführten Impulse ändert.

4. Impulsregler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer die Amplitude seiner dem Spulentreiber zugeführten Ausgangssignale verkleinert, wenn der Mittelwert des Stromes zu der Prüfspule zunimmt, und umgekehrt.

5. Impulsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulentreiber ein als Emitterfolger geschalteter Transistor ist.

6. Impulsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch einen Kondensator überbrückte Zener-Diode in Reihenschaltung mit der Prüfspule an deren dem Spulentreiber entgegengesetztem Ende angeschlossen ist.

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