DE2431397A1 - Test caliper for ferromagnetic test pieces - has core made up of ferromagnetic sheets stacked upon one another - Google Patents
Test caliper for ferromagnetic test pieces - has core made up of ferromagnetic sheets stacked upon one anotherInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Prüftaster zum magnetinduktiven Prüfen ferromagnetischer Prüfteile ferromagnetischer Prüfteile Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum magnetinduktiven Prüfen ferromagnetischer Prüfteile auf Werkstoffeigenschaften mit Hilfe eines Prüftasters, der einen aus aufeinandergeschichteten ferromagnetischen Blechen zusammengesetzten, an die Oberflächenform der Prüfteile angepaßten Kern und mindestens eine mit dem Kern gekoppelte Wicklung besitzt, wobei die durch Aufsetzen des Prüftasters auf ein Prüfteil hervorgerufenen Änderungen eines magnetischen Wechselflusses im Kern von einem an die Wicklung angeschlossenen Prüfgerät als Maß für die Werkstoffeigenschaften ausgewertet werden. Die Erfindung betrifft weiter einen Prüftaster zum Durchführen des genannten Verfahrens.Procedure and test button for magnetically inductive testing of ferromagnetic Test parts of ferromagnetic test parts The invention relates to a method for magnetic induction Testing of ferromagnetic test parts for material properties with the help of a test probe, the one composed of stacked ferromagnetic sheets, to the surface shape of the test pieces adapted core and at least one with the Has a core-coupled winding, which is activated by placing the test button a test part caused changes in an alternating magnetic flux in the core from a test device connected to the winding as a measure of the material properties be evaluated. The invention further relates to a test button for performing of the procedure mentioned.
Nagnetinduktive Prüftaster mit einem Kern, der aus geschichteten ferromagnetischen Blechen besteht und mit einer oder mehreren um den Kern geschlungenen Wicklungen, werden seit langem mit Erfolg in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt. Man bedient sich ihrer zum serienmäßigen Prüfen von Teilen und Halbfabrikaten aus Stahl auf Legierungszusammensetzung, Härte, Festigkeit und dgl. Bei einer häufig benutzten Ausführungsart besitzt der Prüftaster zwei mit dem Kern gekoppelte Wicklungen. Durch die erste der beiden,die Erregerwicklung, wird ein Wechselstrom geschickt, die zweite, die Empfängerwicklung, ist an ein Auswertesystem, bestehend z.B. aus Verstärker, Demodulator und Anzeigeinstrument, angeschlossen. Setzt man den Kern des Prüftasters auf ein zu prüfendes Teil auf, so ändert sich der magnetische Fluß im Kern und damit die Spannung der Empfängerwicklung. Die am Anzeigeinstrument ermittelten Werte geben Aufschluß über die die zu ermittelnden Werkstoffeigenschaften.Magnetic inductive test probes with a core made of layered ferromagnetic Sheet metal and with one or more windings wrapped around the core, have been used successfully in non-destructive material testing for a long time. They are used for the serial testing of parts and semi-finished products Steel on alloy composition, hardness, strength and the like. With one common In the embodiment used, the test probe has two windings coupled to the core. The first of the two, the excitation winding, becomes an alternating current sent, the second, the receiver winding, is connected to an evaluation system e.g. from amplifier, demodulator and display instrument connected. If you set the core of the test button on a part to be tested, the magnetic changes Flux in the core and thus the voltage in the receiver winding. The one on the display instrument The determined values provide information about the material properties to be determined.
Um die Prüftaster bei den verschiedensten Oberflächenformen von Prüfteilen anwenden zu können, gab man der Spitze des Kernes häufig eine ballige oder kugelförmige Gestalt.Around the test probes for the most varied of surface shapes of test parts In order to be able to use it, the tip of the core was often spherical or spherical Shape.
Dies hatte Jedoch den Nachteil, daß der Ubergang des magnetischen Flusses in das Prüfteil fast punktförmig erfolgte und eine übergroße Empfindlichkeit der Meßanzeige auf punktuelle geometrische Unregelmäßigkeiten wie Drehriefen, Kerben, Zunder usw, sich einstellte. Um zu sichereren und besser reproduzierbaren Ergebnissen zu kommen, ging man dazu über, die Spitze des Kernes an die Oberflächenform des Prüfteils anzupassen, indem man sie durch Schleifen oder Fräsen zu einem genauen Abbild der Gestalt der Prüfteiloberfläche verformte. Als Beispiel für einen derartigen Prüftaster sei auf die kürzlich erschienene Offenlegungsschrift DT - OS 2 252 465 verwiesen. Bei der Verwendung solcher Prüftaster erweist sich Jedoch als schwerwiegender Nachteil, daß Jede neue Oberflächenform eines Prüfteils auch einen neuen Prüftaster erfordert, zumindest aber einen neuen Kern, falls dieser auswechselbar ist. Dazu kommt, daß die Verformung der Kerne zum Zwecke ihrer Anpassung in Einzelarbeit ausgeführt werden muß und daher einen nicht unbedeutenden Aufwand nötig macht.However, this had the disadvantage that the transition of the magnetic The flow into the test part was almost punctiform and was extremely sensitive the measuring display for punctual geometric irregularities such as turning marks, notches, Tinder, etc., set in. In order to achieve safer and more reproducible results to come, one went over to the tip of the core to the surface shape of the Adapt the test part by grinding or milling it to an accurate one Deformed image of the shape of the test part surface. As an example of one of these The test button is based on the recently published Offenlegungsschrift DT-OS 2 252 465 referenced. However, when using such test probes it turns out to be more serious Disadvantage that every new surface shape of a test part also has a new test probe requires, but at least a new core, if this is replaceable. In addition comes that the deformation of the cores for the purpose of their adaptation carried out in individual work must be and therefore requires a not insignificant effort.
Die vorliegende Erfindung macht sich daher ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Aufgabe, das für eine große Anzahl unterschiedlicher Oberflächenformen von PrUfteilen, insbesondere für Profile, Kanten, Kehlen und dgl., ein Prüfen ohne ständigen Austausch des Prüftasters bzw.The present invention therefore makes a method of the opening paragraph described type to the task that for a large number of different surface shapes of test parts, especially for profiles, edges, fillets and the like, a test without constant exchange of the test button or
des Kernes möglich macht, ohne daß dabei die Vorteile des an die Prüfteiloberfläche angepaßten Kernes verloren gehen. Ein weiterer Teil der Aufgabe besteht in einem PrUftaster zum Durchführen des Verfahrens.of the core makes possible without the advantages of the test part surface adapted core get lost. Another part of the job is one Test button for carrying out the procedure.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Anpassung des Kernes an die Oberflächenform eines Prüfteiles Jeweils durch beliebig wiederholbares Verschieben der Bleche gegeneinander stattfindet. Damit kann in einfacher Weise und beliebig oft die HUllkurve der Bleche an der Spitze des Kernes zu einem getreuen Abbild der Oberflächen form eines Prüfteils umgestaltet werden. Besonders vorteilhaft geschieht dies nach einer Ausgestaltung der Erfindung, indem man die Stirnseite des Kernes auf die Prüfteiloberfläche aufschlägt, wodurch sich die Bleche selbsttätig in die gewünschte Lage verschieben. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß nach erfolgter Anpassung des Kernes die Bleche starr aber lösbar miteinander verklemmt werden. Dadurch wird es möglich eine große Anzahl von Prüfteilen gleicher Oberflächenform reproduzierbar miteinander zu vergleichen.To solve the problem, the invention proposes that the Adaptation of the core to the surface shape of a test part by any means repeatable shifting of the sheets against each other takes place. So that in easier Wise and as often as desired the envelope curve of the metal sheets at the tip of the core to one A true image of the surface shape of a test part can be redesigned. Particularly this is advantageously done according to one embodiment of the invention by the The face of the core hits the test part surface, causing the metal sheets Move automatically to the desired position. Another embodiment of the invention provides that after the core has been adapted, the sheets are rigid but detachable get jammed together. This makes it possible to have a large number of test parts same surface shape can be reproducibly compared with each other.
Der zweite Teil der obigen Aufgabe wird gelöst durch einen Prüftaster, dessen Bleche gleitend in einer Führungseinrichtung gehaltert sind, an der die Wicklung befestigt ist.The second part of the above task is solved by a test button, the sheets of which are slidably mounted in a guide device on which the winding is attached.
Weitere Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen genannt.Further refinements are mentioned in the subclaims.
Zur Verdeutlichung der Erfindung soll die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles dienen. Sie wird unterstützt von den Figuren, die im einzelnen folgendes darstellen: Figur 1 einen Prüftaster, Figur 2 ein einzelnes Blech vom Kern des Prüftasters Figur 3 ein Prinzipschaltbild einer Prüfanordnung.The following description is intended to illustrate the invention serve an embodiment. She is supported by the characters in the individual represent the following: Figure 1 a test button, Figure 2 a single Sheet metal from the core of the test button Figure 3 is a basic circuit diagram of a test arrangement.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte, auf die Oberfläche einer zu prüfenden Stange 1 aufgesetzte Prüftaster 2 besteht im wesentlichen aus einem Kern 3, einer Führungseinrichtung 4 und den Wicklungen 5, 6 und 7. Der Kern 3 setzt sich zusammen aus einer Anzahl aufeinander geschichteter, etwa 0,3 mm starker, ferromagnetischer Bleche 8 im E-Schnitt, von denen Jedes in Jedem seiner drei Schenkel 9, 10, II Je einen Gleitschlitz 12, 13, 14 aufweist. Der als E-förmiges Blechpaket ausgebildete Kern 3 ist gehaltert in der Füirungseinrichtung 4, deren wichtigster Bestandteil ein U-förmig gebogener Bügel 15 aus austenitischem Stahl ist. Dieser besitzt an seiner Oberseite eine Öffnung 16 und weist an seiner Unterseite entsprechend den Schenkeln9, 10, 11 zugeschnittene Enden 17, 18, 19 auf. Eine leichte Vorspannung des Bügels 15 bewirkt, daß dieser bestrebt ist, sich nach außen zu öffnen. Führungswinkel 20 dienen dazu, einerseits die Bleche 8 an ihren Kanten zu fUhren, andererseits die Wicklungen 6, 7, 8 zu auf den Enden 17, 18, 19 des Bügels 15 festzuhalten. Drei Schrauben 21, 22, 23 sind durch Bohrungen in den Enden 17, 18, 19 des Bügels 15 und durch die Gleitschlitze 12, 13, 14 der Bleche 8 gesteckt. Sie stehen im Eingriff mit Rändelmuttern 24, 25, 26, die es ermöglichen, die Enden des BUgels 15 entgegen der genannten Vorspannung zusammenzuziehen und damit die Bleche 8 starr initeinander zu verklemmen. Die Öffnungen 27, 28, 29 der Wicklungen 5, 6, 7 weisen in Richtung senkrecht zur Blechebene etwas Luft auf, so daß eine Bewegung der Enden 17, 18, 19 des Bügels 15 in dieser Richtung möglich ist. Die mittlere Wicklung 5 mit den Anschlüssen 30, 31 dient als Erregerwicklung. Die beiden äußeren Wicklungen 6, 7, die als Empfängerwicklungen dienen, sind durch Verbindungsdraht 32 hintereinander geschaltet, so daß an den Anschlüssen 33, 34 die Summe der Spannungen der beiden Wicklungen steht.The shown in Figures 1 and 2, on the surface of a Test button 2 placed on the rod 1 to be tested consists essentially of a Core 3, a guide device 4 and the windings 5, 6 and 7. The core 3 sets made up of a number of layered, approximately 0.3 mm thick, ferromagnetic Sheets 8 in E-section, each of which in each of its three legs 9, 10, II each has a sliding slot 12, 13, 14. The one designed as an E-shaped laminated core Core 3 is held in the guide device 4, its most important component is a U-shaped bent bracket 15 made of austenitic steel. This one owns its top has an opening 16 and has on its bottom according to the Legs 9, 10, 11 cut ends 17, 18, 19 on. A slight bias of the bracket 15 has the effect that this tends to open to the outside. Lead angle 20 serve on the one hand to guide the metal sheets 8 at their edges, on the other hand to hold the windings 6, 7, 8 on the ends 17, 18, 19 of the bracket 15. Three Screws 21, 22, 23 are through holes in the ends 17, 18, 19 of the bracket 15 and inserted through the sliding slots 12, 13, 14 of the metal sheets 8. You are engaged with knurled nuts 24, 25, 26, which allow the ends of the bracket 15 against to draw together the aforementioned bias and thus the metal sheets 8 rigidly with one another to jam. The openings 27, 28, 29 of the windings 5, 6, 7 point in the direction a little air perpendicular to the plane of the sheet, so that a movement of the ends 17, 18, 19 of the bracket 15 is possible in this direction. The middle winding 5 with the Connections 30, 31 serves as an excitation winding. The two outer windings 6, 7, which serve as receiver windings are connected one behind the other by connecting wire 32 switched, so that at the terminals 33, 34 the sum of the voltages of the two Windings.
In Figur 3 ist die Prinzipschaltung einer Prüfanordnung mit einem auf das Prüfteil 1 aufgesetzten Prüftaster 2 nach den Figuren 1 und 2 wiedergegeben. Die Erregerwicklung 5 wird von einer Wechselstromquelle 41 mit einem vorzugsweise konstanten Wechselstrom J gespeist. Eine vom Wechselstrom J abgeleitete Spannung wird vom Kompensationsgleichrichter 42 gleichgerichtet und an den Eingang eines Potentiometers 43 geführt, dessen Schleiferausgang mit dem invertierenden Eingang eines Rechenverstärkcrs 45 verbunden ist. Die Ausgangsspannung der beiden Empfängerwicklungen 6 und 7 ist Uber einen Meßgleichrichter 46 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 45 verbunden. Ein Anzeigeinstrument 47 am Ausgang des Verstärkers 45 zeigt die Differenz der beiden Eingangsspannungen des Verstärkers an. Mit der in Figur 3 dargestellten Prüfanordnung können auf zwei Arten Meßergebnisse erzielt werden. Bei der ersten Meßart wird nach Jedem Aufsetzen des Prüftasters 2 auf ein Prüfteil 1 der Schleifer des Potentiometers solange verstellt, bis am Anzeigeinstrument 47 die Anzeige Null erreicht wird. An einem mit dem Schleifer des Potentiometers gekoppelten Meßzeiger kann dann ein für das betreffende Prüfteil ermittelter Meßwert abgelesen werden, der ein Maß für die gesuchten Werkstoffeigenschaften abgibt. Bei der zweiten Meßart wird zunächst ein Vergleichsteil mit den für die betroffenen Prüfteile geforderten Werkstoffeigenschaften ermittelt. Nach dem Aufsetzen des Pru£tasters 2 auf dieses Vergleichsteil wird mit dem Potentiometer der Nullabgleich am Anzeigeinstrument 47 herbeigeführt. Beim Aufsetzen des Prüftasters 2 auf weitere Prüfteile ergibt sich am Anzeigeinstrument 47 ein Meßwert, der charakteristisch für die Abweichungen der Prüfteileigenschaften von denen des Vergleichsteils ist.In Figure 3 is the basic circuit of a test arrangement with a Test button 2 placed on test part 1 according to FIGS. 1 and 2 is reproduced. The excitation winding 5 is from an alternating current source 41 with a preferably constant alternating current J supplied. A voltage derived from the alternating current J. is rectified by the compensation rectifier 42 and to the input of a Potentiometer 43 out, whose wiper output with the inverting input an arithmetic amplifier 45 is connected. The output voltage of the two receiver windings 6 and 7 is via a measuring rectifier 46 to the non-inverting input of the Amplifier 45 connected. A display instrument 47 at the output of the amplifier 45 shows the difference between the two input voltages of the amplifier. With the in The test arrangement shown in FIG. 3 can achieve measurement results in two ways will. With the first type of measurement, every time the test button 2 is placed on Test part 1 of the potentiometer wiper adjusted until on the display instrument 47 the display reaches zero. On one with the wiper of the potentiometer coupled measuring pointer can then be a measured value determined for the test part in question can be read, which gives a measure of the material properties sought. at the second type of measurement is initially a comparison part with those for those concerned Test parts required material properties are determined. After putting on the test button 2 on this comparison part, the zero adjustment on the display instrument is carried out with the potentiometer 47 brought about. When the test button 2 is placed on other test parts, the result is A measured value is shown on the display instrument 47 which is characteristic of the deviations the test part properties are different from those of the comparison part.
Bei der Durchführung der Erfindung mit einem Prüftaster der oben beschriebenen Art geht man wie folgt vor. Man setzt den Prüftaster so auf das Prüfteil auf, daß die Längsrichtung der Bleche 8 mit der Richtung gleichbleibender Prüfteilprofile übereinstimmt, d.h. im vorliegenden Fall mit der Längsrichtung des zylindrischen Prüfteils 1, und bildet durch Verschieben der Bleche 8 gegeneinander das Profil der Prüfteiloberfläche nach. Dies geschieht am einfachsten, indem man zunächst die Rändelmuttorn 24, 25, 26 soweit lockert, daß die Bleche gegeneinndor verschiebbar sind, sodann den Pruftaster 2 in der beschriebenen Ausrichtung einige Male auf die Oberfläche des PrUfteils 2 leicht aufklopft. Dabei verschieben sich die Bleche selbsttätig aufgrund ihrer Trägheit in die gewünschte, von der Prüfteiloberfläche gebotene Lage. Bei kompliziert geformten Prüfteiloberflächen können in Einzelfällen noch leichte Korrekturen notwendig sein. Dazu ist die Oberseite der Bleche durch die Öffnung 16 des Bügels 15 zugänglich.When carrying out the invention with a test button of the type described above Art you do as follows. The test button is placed on the test part in such a way that the longitudinal direction of the sheets 8 with the direction more constant Test part profiles, i.e. in the present case with the longitudinal direction of the cylindrical test part 1, and forms by moving the sheets 8 against each other the profile of the test part surface. The easiest way to do this is by first the knurled nut 24, 25, 26 loosens so far that the sheets against each other are displaceable, then the test button 2 in the orientation described some Paint lightly knock on the surface of test part 2. Thereby shift the sheet metal automatically due to its inertia in the desired, from the test part surface offered location. In the case of complex-shaped test part surfaces, in individual cases minor corrections may still be necessary. To do this, the top of the sheets is through the opening 16 of the bracket 15 accessible.
Durch Anziehen der Rändelschrauben 24, 25, 26 wird die Lage der Bleche zueinander fixiert.By tightening the knurled screws 24, 25, 26, the position of the metal sheets fixed to each other.
Mit einem solchermaßen an die Oberfläche eines Prüfteils angepaßten Prüftaster kann mit guter Reproduzierbarkeit und praktisch unbeeinflußt von Störgrößen wie Oberflächenungenauigkeiten und dgl. eine Vielzahl von Prüfteilen gleicher Oberflächengestalt durchgeprüft werden. Andererseits kann in einfachster Weise die Umstellung der Anpassung an Prüfteile anderer Oberflächengestalt durchgefUIt werden. Voraussetzung für die Möglichkeit der Anpassung ist lediglich, daß das Prüfteil in einer Richtung ein gleichbleibendes Profil aufweist. An Beispielen sei nur genannt, zylindrisches Material von nahezu beliebigem Durchmesser, Stangen- und Rohrmaterial der verschiedensten Profilformen, Kehlen und Kanten an Prüfteilen.With a so adapted to the surface of a test part Test probes can be reproduced with good reproducibility and are practically unaffected by disturbance variables such as surface inaccuracies and the like. A large number of test parts with the same surface shape be checked. On the other hand, the conversion of the adaptation can be done in the simplest way be carried out on test parts with a different surface shape. Requirement for the The only possibility of adaptation is that the test part enters in one direction has a constant profile. A few examples are cylindrical material of almost any diameter, rod and pipe material of the most varied Profile shapes, fillets and edges on test parts.
Im oben beschriebenen Beispiel wurden E-förmige Bleche eingesetzt. Ebenso ist eine AusfW1rung des Prüftasters mit U-förmigen Blechen möglich, wobei dann auf dem einen Schenkel des Blechpaketes die Erregerwicklung, auf dem anderen Schenkel die Empfängerwicklung angebracht sein kann.In the example described above, E-shaped sheets were used. A design of the test probe with U-shaped sheets is also possible, whereby then the excitation winding on one leg of the laminated core and the other on the other Leg can be attached to the receiver winding.
Beide Formen, also E- und U-Form des Blechpaketes bringen gegenüber den vielfach üblichen Stifttastern den Vorteil mit sich, daß nahezu der ganze Magnetfluß, der die beiden Wicklungen durchsetzt, auch durch das Prüfteil geleitet wird. Das zahlt sich zunächst hinsichtlich der Empfindlichkeit des Prüftasters aus. Es bringt aber auch Vorteile bei bestimmten Meßproblemen mit sich, etwa bei der Annherung des Prüftasters an das Ende einer Stange, wo bei Stifttastern erhebliche Abweichungen des Meßwertes auftreten.Both shapes, i.e. E and U shape of the laminated core, are opposite the common pin buttons have the advantage that almost all of the magnetic flux, which penetrates the two windings, is also passed through the test part. That initially pays off in terms of the sensitivity of the test probe. It brings but it also has advantages for certain measurement problems, such as approximation of the test probe to the end of a rod, where there are significant deviations in the case of pin probes of the measured value occur.
Dennoch gibt es auch Fälle, wo sich auch I-förmige Blechpakete für einen Prüftaster gemäß der vorliegenden Erfindung eignen, etwa wenn es gilt, im Profil eines Zahnkranzes Härtemessungen durchzuführen. In diesem Falle könnten beispielsweise Erreger- und Empfängerwicklung auf einem gemeinsamen, von der Führungseinrichtung getragenen Wickelkörper angeordnet sein.However, there are also cases where I-shaped sheet metal stacks are also suitable for a test button according to the present invention are suitable, for example when it applies in Profile of a spider to carry out hardness measurements. In this case, for example Exciter and receiver winding on a common, from the guide device be arranged carried bobbin.
Claims (8)
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ID=5919331
Family Applications (1)
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DE19742431397 Expired DE2431397C3 (en) | 1974-06-29 | 1974-06-29 | Test probe for magnetic induction testing of ferromagnetic test parts |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0657734A1 (en) * | 1993-12-10 | 1995-06-14 | Commissariat A L'energie Atomique | Microdevice for measuring the electromagnetic characteristics of a medium, and utilisation of that microdevice |
-
1974
- 1974-06-29 DE DE19742431397 patent/DE2431397C3/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0657734A1 (en) * | 1993-12-10 | 1995-06-14 | Commissariat A L'energie Atomique | Microdevice for measuring the electromagnetic characteristics of a medium, and utilisation of that microdevice |
FR2713776A1 (en) * | 1993-12-10 | 1995-06-16 | Commissariat Energie Atomique | Microdevice for measuring electromagnetic characteristics of a medium and use of this microdevice |
US5606260A (en) * | 1993-12-10 | 1997-02-25 | Commissariat A L'energie Atomique | Microdevice for measuring the electromagnetic characteristics of a medium including a shield |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2431397B2 (en) | 1978-08-10 |
DE2431397C3 (en) | 1979-04-19 |
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