DE29608664U1 - Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Fernfeld-Wirbelstromprüftechnik gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Wirbelstromprüftechnik ist ein bekanntes Verfahren zur zerstörungsfreien Materialprüfung von metallischen Wänden, insbesondere von metallischen Rohren. Bei ihrer Anwendung wird eine Sonde bzw. ein Molch durch das zu prüfende Rohr gefahren. Die Sonde weist wenigstens eine Senderspule auf, mittels der ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Die Frequenz des Wechselfeldes liegt je nach zu prüfenden Materialeigenschaften üblicherweise im Bereich von einigen Hertz bis hin zu einigen MHz. Ein beispielsweise zylindrisches metallisches Rohr verhält sich gegenüber diesem elektromagnetischen Wechselfeld wie ein Rundhohlleiter, der weit unterhalb seiner Cutoff-Frequenz betrieben wird. Das sogenannte Direktfeld einer solchen Anordnung wird daher mit zunehmender Entfernung zur Senderspule exponentiell gedämpft und ist bereits im Abstand von wenigen Millimetern bis auf das 10"⁴-fache des Ausgangswertes abgefallen.

Dieses elektromagnetische Wechselfeld induziert in der metallischen Rohrwand Wirbelströme. Die Wirbelströme induzieren ihrerseits ein elektromagnetisches Feld, das dem erzeugenden elektromagnetischen Direktfeld entgegengerichtet ist und mit diesem wechselwirkt.

Dresdner Bank AG Hamburg 04 030 448 00 (BLZ 200 800 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (BLZ 200 100 20)

Wird der Fluß der Wirbelströme in der metallischen Wand durch Unregelmäßigkeiten (Risse, unsaubere Schweißnähte o.a.) gestört, verändert sich das durch die Wirbelströme induzierte elektromagnetische Feld und aufgrund dessen Wechselwirkung mit dem Direktfeld der Senderspule auch dieses Direktfeld. Diese Änderungen des Direktfeldes können mit einer in verhältnismäßig geringem axialen Abstand von der Senderspule angeordneten Empfängerspule registriert und anschließend ausgewertet werden.

Aufgrund der Abhängigkeit der Eindringtiefe der Wirbelströme von Materialkenngrößen und der Prüffrequenz, die ihrerseits das Auflösungsvermögen verändert, kann man häufig auch an dünnwandigen Material nur an der Prüfsonden zugewandten Seite Defekte oder Unregelmäßigkeiten mit guter Nachweisempfindlichkeit und genügender Meßgenauigkeit erfassen. Da die Eindringtiefe u.a. von der Permeabilität des Prüfmaterials abhängt und bei ferromagnetischem Stahl die Permeabilität gegenüber austenitischen Stählen deutlich erhöht ist, ist insbesondere bei ferromagnetischen bzw. ferritischen Stählen die Aussagekraft der geschilderten Direktfeldwirbelstrommessung begrenzt.

Die Senderspule erzeugt zusätzlich zu dem beschriebenen Direktfeld ein sogenanntes Fernfeld. Bei optimal gewählter Prüffrequenz durchdringt das elektromagnetische Feld der Senderspule die Rohrwandung bzw. die Prüfgegenstandsdicke in umittelbarer Nachbarschaft der Senderspule von innen nach außen und in einem von der jeweiligen Feldliniengröße abhängigen Abstand wieder von außen nach innen (geschlossene Feldlinien!). Senkrecht zu diesen gedachten Feldlinien werden in jedem Punkt Wirbelströme erzeugt.

Da die Feldliniendichte mit zunehmendem Abstand zur Senderspule abnimmt, nimmt in gleicher Weise auch die Wirbelstromdichte ab. In der Nähe der Senderspule dominieren die Wirbelströme, die nicht die gesamte Prüfgegenstandsdicke durchdrungen haben, sondern in unmittelbarer Umgebung der Spule erzeugt wurden, d.h. die Wirbelströme des Direktfeldes.

In größerem Abstand zum Sender ist jedoch das sich exponentiell abschwächende Direktfeld kaum noch meßbar, während die Wirbelströme des sogenannten Fernfeldes, die die metallische Wand von außen nach innen vollständig durchdrungen haben, nur unwesentlich im Vergleich zu den Wirbelströmen des Direktfeldes abgeschwächt wurden (Faktor 10-20 größere Amplitude).

Ein weiterer Unterschied zwischen den im Direktfeld und im Fernfeld erzeugten Wirbelströmen liegt in der Aussagekraft der Phasenverschiebung zur Phase der stromdurchflossenen

Senderspule. Der Phasenunterschied zwischen dem in der Spule angelegten Strom und den induzierten Wirbelströmen beträgt direkt an der Spulenoberfläche nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten 180 Grad in Luft. Wird nun diese Luftspule auf einen metallisch leitenden Prüfgegenstand aufgesetzt, so vergrößert sich die Phasenverschiebung weiter je nach Materialkenngrößen und angelegter Frequenz. Prüftechnisch wird bei dieser Anordnung ein Geräteabgleich vorgenommen, d.h. sowohl die sich einstellende Amplitude als auch die Phase werden auf Null gesetzt. Alle zu diesem Abgleichspunkt gemessenen Phasendifferenzen entsprechen nun der Tiefe, aus welcher die Informationen stammen, d.h. je weiter eine Änderung im Prüfgegenstand von der Prüfgegenstandsoberfläche entfernt liegt, um so größer wird die Phasendifferenz zum Nullpunkt.

Im Direktfeld entspricht die Phaseninformation der Gesamtwegstrecke der Wirbelströme und ist eine direkte Funktion der Eindringtiefe bzw. der zu untersuchenden Prüfgegenstandsdikke.

Im Fernfeld entspricht die gemessene Phasendifferenz jedoch der Gesamtlänge der (gedachten) geschlossenen Feldlinie von der Senderspulenoberfläche durch die Prüfgegenstandsdicke von innen nach außen, dem Abstand zwischen Sender- und Empfängerspule (einige mm, in welchen das beeinflussende Direktfeld nicht mehr stört) und schließlich wieder der Prüfgegenstandsdicke von außen nach innen. Daraus ergibt sich, daß die effektiv bewertbare Phasendifferenz (=Prüfgegenstandsdicke) im Fernfeld wesentlich kleiner wird als im Direktfeld.

Da zum anderen im Fernfeldbereich die Wegstrecken zwischen Außenoberfläche und Innenoberfläche des Prüfgegenstandes klein ist gegen die Gesamtlänge der geschlossenen Feldlinie, werden Anzeigen, die auf der Innen- oder Außenseite angeordnet sind, mit der gleichen Amplitude angezeigt.

Diese physikalischen Gesetzmäßigkeiten führen zusammengefaßt dazu, daß im Femfeldbereich die Meßempfindlichkeit, selbst bei sehr dickwandigem Prüfmaterial annähernd gleich für Außen- und Innenfehler ist. Nachteilig zeigt sich für die Phasenauswertung, daß es kaum Unterschiede zwischen Außen- und Innenfehlern in der Signalphase gibt.

Im angelsächsischen Sprachraum wird diese Fernfeldmessung remote field eddy current (RFEC)-Technik genannt. Sie wird zur Detektion von Fehlern bei ferritischen Materialien über die gesamte Rohrwanddicke eingesetzt.

Übersichtsartikel über die Femfeldprüftechnik finden sich bspw. in Review of progress in quantitative non destructive evaluation, Vol. 7A, Plenum Press, New York 1988, in British Journal of NDT, 22-27, 1988, oder in Materialprüfung, Band 33, 257-262, 1991.

Bei der Fernfeldprüfung erzeugt jede Veränderung in der Rohrwand ein Signal in der Empfängerspule sowohl dann, wenn die Empfängerspule daran vorbeibewegt wird, als auch dann, wenn die Senderspule daran vorbeibewegt wird. Das bei Vorbeilauf der Senderspule erzeugte Signal ist in der Regel deutlich schwächer. Insbesondere beim Auftreten mehrere Fehler auf einem kürzerem Rohrabschnitt kann die Dublettbildung die eindeutige Fehleridentifizierung und Zuordnung erschweren.

Problematisch bei der Fernfeld-Wirbelstromprüftechnik ist häufig die saubere Erfassung und Auswertung der verhältnismäßig schwachen Fernfeldsignale. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Erfassung und Auswertung auch schwacher Fernfeldsignale ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Werkstoffprüfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

- wenigstens einen Frequenzkanal zum Speisen der Senderspulen mit wenigstens einer Frequenz

- Einrichtungen zum Verstärken der Speiseströme der Senderspulen auf wenigstens 1 Ass

- wenigstens einen Lock-in-Verstärker (AC-Verstärker) zum phasensensitiven Verstärken der von den Empfängerspulen abgegebenen Signale in Abhängigkeit von der Phase des das entsprechende Signal hervorrufenden Senderspulenspeisestroms.

Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe erläutert:

Der Begriff "metallische Wand" umfaßt im Rahmen der Erfindung Wandungen jeglicher Prüfgegenstände, bspw. Platten etc. Auch dicke Wandungen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der zu prüfenden metallischen Wand um eine Rohrwand.

Unter einer Senderspule ist jede Einrichtung zu verstehen, die bei Stromdurchfluß ein elektromagnetisches Feld aufbaut. In den Ansprüchen wird dieses elektromagnetische Feld vereinfachend auch als Magnetfeld bezeichnet.

Unter dem Begriff "Empfängerspule" ist jede Einrichtung zu verstehen, die unter dem Einfluß eines elektromagnetischen Wechselfeldes ein detektierbares Spannungs- und/oder Stromsignal abgibt. Häufig handelt es sich um eine Umfangsspule. Die Empfängerspulen werden in der Regel gewickelte Spulen sein, der Begriff "Empfängerspule" soll jedoch nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt sein. Er umfaßt als Oberbegriff sowohl Detektoren, die in allen Richtungen senkrecht zur Hauptachse eine ortsauflösende Empfindlichkeit aufweisen als auch Detektoren, die in einem bestimmten Umfangsabstand oder auf einer bestimmten Fläche eine höhere Empfindlichkeit aufweisen und die weiter unten noch näher erläutert werden. Die Anordnung der Empfängerspule im Fernfeld bedeutet, daß der axiale Abstand von jeder Senderspule so groß ist, daß am Ort der Empfängerspule das Fernfeld gegenüber dem Direktfeid jeder Senderspule überwiegt.

Das in Anspruch 1 enthaltene Merkmal "wenigstens zwei Frequenzkanäle" bedeutet, daß die Senderspule oder die Senderspulen mit wenigstens zwei Strömen unterschiedlicher Frequenz gespeist werden können. Diese Speiseströme können erfindungsgemäß auf wenigstens 1 Ass (Ampere/Spitze/Spitze) verstärkt werden. Die Stromstärke der Speiseströme beträgt also wenigstens 1 A zwischen den Extrema gemessen.

Der Begriff "Lock-in-Verstärker" bezeichnet im Rahmen der Erfindung jeden Verstärker, der nur auf Signale seiner eigenen Frequenz anspricht und diese verstärkt. Es handelt sich um eine phasensensitiven AC-Verstärker, der mit der entsprechenden Sendefrequenz als Referenzsignal gespeist wird. Der in den Empfängerspulen induzierte Strom weist die gleiche Frequenz wie der Senderspulenstrom auf. Sofern der Empfängerspulenstrom keine Phasenverschiebung durch eine sogenannte Anzeige (Materialveränderung, Wanddickenschwächung oder sonstige Störstelle) der zu prüfenden Wand erfährt, ergeben das Signal der Empfängerspule und das Referenzsignal durch um 180° phasenverschobene Addition im Lock-in-Verstärker das resultierende Signal 0. Jegliche Phasenverschiebung oder Amplitudenveränderung des Signals der Empfängerspule oder -spulen führt im Lock-in-Verstärker zu einem Differenzsignal, das verstärkt und ausgewertet wird. Ein Abgleich des Lock-in-Verstärkers erfolgt dergestalt, daß Verstärkereingangs- und Referenzsignal mit gleicher Amplitude und um180° phasenverschoben eingespeist werden. Angemerkt sei noch, daß die

Frequenz der Senderspulenspeiseströme hier quarzstabilisiert wird.

Die Erfindung kombiniert verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Qualität und Auswertbarkeit des Signals der im Fernfeld angeordneten Empfängerspulen.

Die veränderliche Frequenz des wenigstens einen Frequenzkanals ermöglicht eine Anpassung an Prüfgegenstandsdicke und Materialeigenschaften zur optimalen Durchdringung des elektromagnetischen Feldes durch die zu prüfende Wand. Da die Feldstärke des von den Empfängerspulen detektierten Fernfeldes um mehrere Zehnerpotenzen geringer als die des oben geschilderten Direktfeldes ist, werden erfindungsgemäß die Speiseströme der Senderspulen auf wenigstens 1 Ass, vorzugsweise 2 Ass oder vorzugsweise auch bis zu 4 Ass (ggf. auch höher) verstärkt. Durch die erreichte hohe Senderspulenfeldstärke erhöht sich die am Ort der Empfängerspulen herrschende Fernfeldstärke.

Der erfindungsgemäß verwendete Lock-in-Verstärker sorgt dafür, daß nur Empfängerspulensignale der durch die Senderspule vorgegebenen Frequenz verstärkt werden, Rauschen und etwaige Störsignale werden nicht mitverstärkt, so daß der Signal-zu-Rauschabstand des auszuwertenden Signals deutlich verbessert wird. Das am Ausgang des Lock-in-Verstärkers anliegende verstärkte Signal kann zunächst analog weiter bearbeitet werden (bspw. durch Hoch- und/oder Tiefpaßfilter), anschließend erfolgt vorzugsweise eine Digitalisierung und ggf. digitale Filterung des erhaltenen Digitalsignals.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwischen 2 und 4 Frequenzkanäle auf. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung folgende Bestandteile auf:

eine Sonde mit darin angeordneten Sender- und Empfängerspulen; eine räumlich von der Sonde getrennte Einrichtung zum Erzeugen und Verstärken der Senderspulenspeiseströme und zum Detektieren und Auswerten der Empfängerspulensignale;
eine Verbindungsleitung zwischen Sonde und der genannten Einrichtung;

Häufig ist es vorteilhaft, mehrere Empfängerspulen vorzusehen. So ermöglichen bspw. hochortsauflösende sogenannte Segmentspulen unterschiedlicher Empfindlichkeit in radialer und axialer Richtung nicht nur ein sicheres Aufspüren jeglicher Anzeigen in der Prüfgegenstandswand, sondern auch die Ermittlung der axialen und radialen Erstreckung einer solchen

f I 4

Anzeige. Im Stand der Technik sind getrennte Signalleitungen für jede Segmentspule von der Sonde zu der zugehörigen Auswerteeinheit vorgesehen. Das Verbindungskabel zwischen der Sonde oder dem Molch und der Auswerteeinheit ist im Stand der Technik daher verhältnismäßig dick und unflexibel, was insbesondere das Prüfen von gekrümmten Rohrleitungen erschweren kann.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, die Signale der Mehrzahl von Empfänger- und/oder Segmentspulen durch ein Multiplexverfahren auf wenigstens eine Signalleitung bzw. Datenübertragungsleitung umzusetzen, die einen Bestandteil der Verbindungsleitung zwischen Sonde und Frequenzerzeugungs- und Auswerteeinheit bildet. Bevorzugt wird dabei ein Zeitmultiplexverfahren angewendet. Die schaltungstechnische Ausführung eines Multiplexers ist dem Fachmann geläufig und bedarf hier keiner näheren Erläuterung. Bevorzugt erfolgt eine Umsetzung auf eine Datenübertragungsleitung. Ggf. kann auch eine Umsetzung auf mehrere Datenübertragungsleitungen erfolgen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn bspw. verschiedene Spulentypen betrieben werden. In jedem Fall liegt erfindungsgemäß die Zahl der Datenübertragungsleitungen unter der Gesamtzahl von Empfänger(Umfangs)- und Segmentspulen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in der Sonde wenigstens ein Vorverstärker zum Verstärken der Signale der Empfängerspulen angeordnet. Der Signalpegel der Empfänger- und/oder Segmentspulen wird somit durch einen oder mehrere in oder an der Sonde angeordnete(n) Verstärker (Vorverstärker) angehoben, bei der Übertragung der Signale zu der Einrichtung zum Detektieren und Auswerten auftretende Signalspannungsverluste und/oder in die Verbindungsleitung einstreuende Störungen schlagen somit relativ weniger zu Buche, als wenn keine solche Vorverstärkung bereits in der Sonde stattfände. Die Verstärkungsleistung des oder der Vorverstärker liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0 und 60 dB.

Der Lock-in-Verstärker ist bevorzugt in der genannten, räumlich von der Sonde getrennten Einrichtung angeordnet, seine Verstärkungsleistung liegt bevorzugt zwischen 10 und 50 dB. Die Anordnung lediglich einer oder mehrere Vorverstärker in der Sonde ermöglicht eine kompakte Bauweise der Sonde und somit ein Prüfen auch enger und/oder gekrümmter Rohrleitungen.

Das am Ausgang des Lock-in-Verstärkers anliegende Signal wird zunächst demoduliert und dann zur weiteren Auswertung bevorzugt digitalisiert, der zu diesem Zweck verwendete A/D-

Wandler weist bevorzugt eine Auflösung von wenigstens 14 bit auf.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Fernfeld-Wirbelstromprüftechnik zusätzlich auf:

- eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;

wobei entlang der Hauptachse beidseitig der Empfängerspule(n) wenigstens je eine Senderspule angeordnet ist.

Da es sich bei der zu prüfenden metallischen Wand häufig um eine Rohrwand handelt, entspricht die Hauptachse dann der Längsachse des Rohrs und der darin geführten Prüfsonde. Die Hauptachsenrichtung wird nachfolgend vereinfachend auch Axialrichtung genannt.

Der Begriff "metallische Wand" ist im Rahmen der Erfindung jedoch nicht auf Rohrwände beschränkt, er kann vielmehr Wandungen jeglicher Prüfgegenstände (bspw. Platten etc.) umfassen. Auch dicke Wandungen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Senderspulen beidseitig der Empfängerspule bewirkt zum einen eine Erhöhung des auf die Empfängerspule wirkenden Fernfelds und damit eine Empfindlichkeitssteigerung und erleichtert zum anderen die eindeutige Zuordnung der Signale zu bestimmten Anzeigen (bspw. durch Materialveränderungen oder Wanddickenschwächungen verursacht). Jede Materialveränderung erzeugt in einem Spektrum, in dem die Prüflänge gegen die Signalamplitude aufgetragen wird, grundsätzlich ein Triplett, da zunächst die erste Senderspule, dann die Empfängerspule und anschließend die zweite Senderspule an der Veränderung vorbeiläuft.

Bevorzugt weisen die beidseitig der Empfängerspule entlang der Hauptachse angeordneten Senderspulen jeweils den gleichen Abstand von der Empfängerspule (bzw. ggf. den Empfängerspulen) auf. Da jede Veränderung als Signalgrundmuster dann ein symmetrisches Triplett erzeugt, wird die Zuordnung der Signale zu bestimmten Anzeigen nochmals erleichtert.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung von Sendern beidseitig der Empfängerspule liegt auch darin, daß so erst die Erkennung von zwei Anzeigen ermöglicht

wird, deren Abstand dem Axialabstand Sender-Empfänger entspricht. Bei den herkömmlichen Fernfeldmeßsonden des Standes der Technik könnte eine solche Anzeigenkonstellation nicht eindeutig erkannt und zugeordnet werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die bessere Prüfbarkeit unsymmetrischer Geometrien, wie bspw. Rohrbogen, Rohrenden oder Durchmesser- bzw. Dickenänderungen. Je nach Prüfgeometrie wirkt die links oder rechts der Empfängerspule(n) liegende Senderspuie noch auf die gleiche geometrische Anordnung, während die andere Senderspule bereits ein veränderndes Magnetfeld erzeugt.

Ein Nachteil der herkömmlichen Fernfeldmethode liegt in dem begrenzten axialen Auflösungsvermögen, die eine genaue Bestimmung der axialen Erstreckung einer Anzeige erschwert (siehe British Journal of NDT, supra). Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß keinerlei Aussagen darüber getroffen werden können, ob die Anzeigen sich eher an der Innen- oder Außenseite der Wandung befindet, da die Beeinflussung des von außen durch die Wandung eindringenden Fernfeldes durch eine Störstelle nicht von deren radialer Lage abhängt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Wirbelstromprüftechnik daher auf:

- eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;

wobei mindestens je eine Empfängerspule zur Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds benachbart einer Senderspule im Bereich deren Direktfelds und beabstandet von der oder den Senderspule(n) im Bereich des Fernfelds angeordnet ist.

Die Anordnung einer Empfängerspule im Direktfeld bedeutet, daß der axiale Abstand dieser Empfängerspule von der Senderspule so gering ist, daß das Direktfeld der Senderspule gegenüber deren Fernfeld überwiegt. In der Regel wird dazu, sofern es sich bei der zu prüfenden Wand um ein Rohr handelt, der axiale Abstand geringer sein als ein Rohrdurchmesser, vzw. gegen Null tendieren.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden die Vorteile der Direkt- und Fernfeldmessung miteinander kombiniert. Die Fernfeldmessung ermöglicht ein sicheres Aufspüren jeglicher Anzeigen, selbst wenn sich diese bei dickwandigen Rohren aus ferritischem oder austeniti-

schem Stahl in der Nähe der Außenseite befinden. Die Direktfeldmessung wiederum ermöglicht eine genauere Bestimmung der axialen Erstreckung einer Anzeige bzw. einer Störstelle, falls sich die Störstelle an der Innenseite der zu prüfenden Wand befindet, und erlaubt zudem über die Signalphase Aussagen, ob sich diese Störstelle an der Innen- oder Außenseite der Wand befindet. Ist bspw. bei einem dickwandigen Rohr eine Anzeige nur im Fernfeldspektrum zu sehen, kann man aus dieser Tatsache schließen, daß die Veränderung wohl in der Nähe der Außenseite der Rohrwand liegen dürfte und daher durch die Direktfeldmessung nicht mehr erfaßt wird. Zeigt sich umgekehrt eine Anzeige sehr deutlich sowohl in der Fernfeld- als auch der Direktfeldmessung, kann man daraus schließen, daß sich die Störstelle nahe der Innenseite der Wand befindet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Wirbelstromprüftechnik auf:

- eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;

- eine Mehrzahl von im Fernfeld der Senderspule(n) angeordnete Segmentspulen zur Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds, die jeweils selektiv zur Prüfung eines vorbestimmten Abschnitts oder eines bestimmten Anzeigentyps oder einer bestimmten Anzeigenerstreckung der Wand vorgesehen sind.

Der in Anspruch 13 verwendete Begriff "Abschnitt einer Wand" umfaßt sowohl Streckenabschnitte der Wand längs als auch quer zur Hauptbewegungsrichtung. Bei einer Rohrwand kann es sich bspw. um Axiaiabschnitte und/oder Umfangsabschnitte handeln.

Häufig ist es wünschenswert, genauere Informationen über die radiale und/oder axiale Lage einer Anzeige bzw. einer Störstelle in einem Rohr zu erhalten. Zu diesem Zweck können sogenannte Segmentspulen verwendet werden. Eine Segmentspule im Sinne der Erfindung ist jeder Detektor eines elektromagnetischen Feldes, der über einen bestimmten Umfangswinkel und/oder eine bestimmte axiale Erstreckung eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist und somit in der Radial- und/oder Axialebene der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt einen bestimmten Umfangsabschnitt und/oder Axialabschnitt des Rohrs abtastet. Es werden mehrere (bevorzugt 6, 8 oder 16) über den Umfang der Vorrichtung verteilte, ggf. unterschiedliche Segmentspulen verwendet, um den gesamten Rohrumfang abtasten zu können. Da die Feldferntechnik keine begrenzte Eindringtiefe kennt, kann je nach Frequenzwahl in definierten Prüfgegenstandstiefen "geprüft" werden, d.h. es werden direkte Abbildungen von Verän-

derungen im Prüfvolumen aufgezeigt.

Vorteile dieses Vermögens liegen in der Vermessung sehr schmaler Veränderungen im Prüfling (bspw. 0,6 bis 0,8 mm breiten Laserschweißnähten) und in der Visualisierung des Profils einer Veränderung (Einbrandtiefe; Nahtbreite von Schweißnähten).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt zur Prüfung zylindrischer Rohre ausgebildet, kann jedoch auch zur Prüfung ebener oder gekrümmter, dickwandiger Prüfgegenstände ausgebildet sein.

Bei der Prüfung zylindrischer Rohre entspricht der Abstand der Femfeldempfänger-(umfangs)spulen oder-segmentspulen von der Senderspule oder den Senderspulen üblicherweise mindestens dem Rohrinnendurchmesser, vorzugsweise mindestens dem doppelten Rohrinnendurchmesser, weiter vorzugsweise mindestens dem dreifachen Rohrinnendurchmesser. Häufig ist ein Abstand zwischen dem zwei- und vierfachen Rohrinnendurchmesser bevorzugt. Zur Prüfung von Rohren aus ferritischem Material wird häufig ein Axialabstand von wenigstens zwei Rohrinnendurchmessem erforderlich sein. Bei austenitischen Stählen kann bereits ein Abstand von einem Rohrinnendurchmesser ausreichen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die axiale Erstreckung jeder Senderspule größer als die axiale Erstreckung jeder Empfänger- und/oder Segmentspule. Dies bewirkt eine hohe Homogenität des auf die Empfänger- und/oder Segmentspulen einwirkenden Feldes und erhöht somit die Meßgenauigkeit.

Vorteilhafterweise sind im Fernfeld der Senderspule(n) zwei Empfängerspulen benachbart angeordnet. Der Begriff "benachbart" bedeutet, daß diese Empfängerspulen einen geringen axialen und/oder radialen Abstand aufweisen. Diese beiden Empfängerspulen können in einer sogenannten Absolut-Schaltung betrieben werden, dabei erfolgt eine Signalauswertung der (ggf. aufaddierten) Absolut-Signale. Häufig wird jedoch eine Differenzschaltung dieser beiden Empfängerspulen bevorzugt, ausgewertet wird anschließend das Differenzsignal. Durch die Differenzbildung lassen sich auf beide Spulen gleichermaßen einwirkende unerwünschte Störeinflüsse bis zu einem gewissen Maße ausschalten. Zudem lassen sich mit einer solchen Differenzschaltung Anfang und Ende einer Störstelle, deren axiale/radiale Erstreckung größer ist als die axiale/radiale Ausdehnung der beiden Empfängerspulen zusammengenommen, genauer feststellen. Sobald die in Bewegungsrichtung erste Spule die Störstelle erreicht, entsteht ein Differenzsignal, nachdem auch die zweite Empfängerspule

&ngr;: &Ggr;&iacgr;:: ru

sich im Bereich der Störstelle befindet, wird dieses Differenzsignal wieder Null. Sobald die erste Spule den Bereich der Störstelle verläßt, entsteht wiederum ein Differenzsignal. Anfang und Ende der Störstelle werden also im Spektrum, in dem die axiale/radiale Rohrerstreckung gegen die Signalamplitude aufgetragen ist, durch zwei Peaks gekennzeichnet.

Die Differenzschaltung von zwei Empfängerspulen ermöglicht eine Charakterisierung der Störstellen durch eine besondere Art der Signalauswertung. Bei dieser Auswertung wird das Signal als Trajektorie in der komplexen Ebene der Impedanz dargestellt. Einzelheiten zu diesem Verfahren finden sich bspw. in Review of progress in quantitative non destructive evaluation, supra, S. 831-837.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Diagramm zur Erläuterung der Begriffe Direktfeld und Fernfeld;

Fig. 2 teilweise im Längsschnitt einen Sondenkörper einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 ebenfalls einen Sondenkörper mit einer etwas geänderten Spulenanordnung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Auswerteeinrichtungen mit Analogboards, Digitalboards und Rechner zur Signalverarbeitung und -darstellung;

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild dieser Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtungen.

In Fig. 1 ist die an einem Detektor (einer Empfängerspule) gemessene Spannung gegen den Abstand zwischen Sender und Detektor, in Vielfachen des Rohrinnendurchmessers dj ausgedrückt, aufgetragen. In unmittelbarer Nachbarschaft der Senderspule dominiert zunächst das Direktfeld. Diese Direktfeldzone A erstreckt sich etwa über eine axiale Länge von einem Rohrdurchmesser. Aufgrund der exponentiellen Abschwächung des Direktfeldes mit wachsendem Abstand von der Senderspule kommt es im Bereich der Übergangszone B zu einer Unstetigkeit der Spannungskurve. Die Spannung des Direktfeldes fällt hier so stark ab, daß die durch das Fernfeld induzierte Spannung zu dominieren beginnt. Im Bereich der Fernfeldzone C ist schließlich das Direktfeld so stark abgeschwächt, daß die gesamte im Detektor in-

st.«

duzierte Spannung praktisch nur noch durch das Fernfeld hervorgerufen wird. Die Dämpfung des Direktfeldes erfolgt abhängig von der Frequenz des Feldes, dem Rohrdurchmesser sowie der Permeabilität des Rohrmaterials unterschiedlich schnell, so daß der Beginn der Fernfeldzone C (der Abstand des Detektors von der Senderspule ausgedrückt in Vielfachen des Rohrinnendurchmessers) unterschiedlich sein kann.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils schematisch einen Sondenkörper für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, teilweise im Längsschnitt. Die Länge des in Fig. 2 gezeigten Sondenkörpers beträgt etwa 110 mm, der größte Außendurchmesser etwa 15 mm. Der Sondenkörper weist an seinen beiden Enden jeweils eine Senderspule 1, 2 auf. Die axiale Erstreckung jeder Senderspule ist größer als die jeder Empfänger- bzw. Umfangs- oder Segmentspule. In den Fig. ist der Deutlichkeit halber nur der Spulenkörper ohne die Spulenwicklung gezeigt. Als Spulenwicklung kann Kupferdraht Verwendung finden.

Unmittelbar benachbart der Senderspule 2 sind zwei Umfangsspulen 3, 4 angeordnet. Die Wicklungen dieser Spulen sind ebenfalls nicht dargestellt. Die Umfangsspulen 3, 4 befinden sich im Direktfeld der Senderspule 2 und dienen zur Direktfeldmessung. Bei der Auswertung ihrer Signale kann entweder eine Absolutschaltung oder die oben beschriebene Differenzschaltung Verwendung finden.

Im Fernfeld sowohl der Senderspule 1 als auch der Senderspule 2 sind zwei axial benachbarte Femfeldumfangsspulen 5, 6 angeordnet. Die Empfängerspulen 5, 6 können entweder in Absolut- oder in Differenzschaltung betrieben werden. Die Sende- bzw. Empfangscharakteristik der bisher genannten Spulen ist in sämtliche Radialrichtungen identisch.

Benachbart der Umfangsspule 6 sind in den Sondenkörper über dessen Umfang verteilt sechs zylindrische Ausnehmungen 7, 8 eingetieft. In diese Ausnehmungen sind in der Zeichnung nicht dargestellte Segmentspulen eingesetzt, die hier als Topfspule ausgebildet sind. Jede dieser sechs Topfspulen weist eine erhöhte Empfindlichkeit über ein Radialsegment von 60 ° auf und ermöglicht so eine Radialortung von Störstellen in dem zu prüfenden Rohr.

In dem Hohlraum 9 des Spulenkörpers sind ein Vorverstärker sowie ein Multiplexer (in der Zeichnung nicht dargestellt) angeordnet. Vorverstärker und Multiplexer sind vorzugsweise in SMD-Technik ausgeführt. Die Signale der Empfängerspulen 3, 4, 5, 6, 7, 8 werden verstärkt und mittels des Multiplexers im Zeitmultiplexverfahren in einer einzige Datenübertragungsleitung eingespeist. Die Verbindungsleitung 10 zur Verbindung mit der Antriebs-, Steuer- und

Auswerteeinheit (in der Zeichnung nicht dargestellt) kann verhältnismäßig dünn und flexibel gestaltet werden, da für sämtliche Empfängerspulen 3, 4, 5, 6, 7, 8 nur eine Datenübertragungsleitung erforderlich ist. Über die Verbindungsleitung 10 werden auch die Speiseleitungen für die Senderspulen 1, 2, den Vorverstärker und den Multiplexer geführt.

Fig. 3 zeigt einen Sondenkörper, bei dem die Segmentspulen 11,12 abwechselnd axial versetzt angeordnet sind. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform weitgehend der Fig. 2, gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen sind für eine Betriebsfrequenz von etwa 0,10 - 200 kHz ausgelegt, die Senderspulen werden also mit einem Wechselstrom verschiedener Frequenzen aus diesem Frequenzbereich gespeist. Sie eignen sich zur Werkstoffprüfung sowohl von austenitischen als auch ferritischen Rohren, die Rohre können verhältnismäßig dickwandig sein. Veränderungen der Wandstärke in der Größenordnung von 10 % lassen sich sicher detektieren.

Die Signale der Segmentspulen werden in der Regel absolut ausgewertet. Insbesondere bei axial gegeneinander versetzten Segmentspulen 11,12 wie in der Fig. 3 kann jedoch auch eine ggf. per Auswertungssoftware vorzunehmende Differenzbildung sinnvoll sein, um in der oben beschriebenen Weise genauere Aussagen über die axiale Erstreckung von Störstellen zu gewinnen. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 können zu diesem Zweck Segmentspulen vorgesehen sein, deren Radialsegmente höherer Empfindlichkeit sich überlappen, so daß jeder Umfangsabschnitt des Rohrs von zwei axial gegeneinander versetzten Segmentspulen abgetastet wird. Ggf. können auch abweichend von der Ausführungsform der Fig. 3 zwei oder mehrere axial gegeneinander versetzte Ringe von Segmentspulen vorgesehen sein. Unter einem Ring ist in diesem Zusammenhang eine über den Umfang des Sondenkörpers verteilte Anordnung von mehreren Segmentspulen zu verstehen.

Abweichend von der Ausführungsform in Fig. 2 und 3 können über den Sondenkörperumfang auch unterschiedliche Segmentspulentypen auf zwei oder mehreren axial gegeneinander versetzten Ringen zur Detektion und Vermessung unterschiedlicher Anzeigenmuster oder Störstellen vorgesehen sein. Eine auf den Rohrumfang bezogene mäanderförmige oder gleichförmig rotierende Prüffahrt ermöglicht dann die Abdeckung des gesamten Prüfbereiches in axialer und in Rohrumfangsrichtung.

Abweichend von der Ausführungsform in Fig. 2 und 3 kann die Form des Sondenkörpers zur

Prüfung ebener oder konvexer/konkaver Geometrien größerer Prüfgegenstandsdicken sein. Ein solcher Sondenkörper ist dann ebenfalls planparallel oder konkav/konvex der Prüfgegenstandsoberfläche, jedoch mit gleicher Sender-/Empfängerspulenanordnung angepaßt.

In Fig. 4 ist schematisch der Aufbau der Signalerfassungs- und -auswerteeinheit dargestellt. Vier sogenannte Analogboards 13 sind über eine serielle Schnittstelle mit einem Digitalboard oder Digital Signal Processing (DSP) Board verbunden. Jedes Analogboard weist Einrichtungen zur Erzeugung eines Senderspulenspeisestroms und analogen Erfassung der von den entsprechenden Senderspulen induzierten Empfängerspulensignale auf. Mit der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung können also vier Frequenzkanäle mit vier unterschiedlichen Senderspulenfrequenzen angesteuert werden. Die Steuerung sowie Datenauswertung der gesamten Vorrichtung erfolgt mittels des Rechners 15.

Fig. 5 zeigt schematisch Aufbau und Funktionsweise von Analog- sowie Digitalboard. Das Analogboard weist einen quarzstabilisierten Frequenzgenerator oder Oszillator 16 auf, der auf Frequenzen zwischen 10 Hz und 10 MHz einstellbar ist. Lediglich der Frequenzbereich von 10 Hz bis 200 kHz wird üblicherweise für die Fernfeldtechnik benutzt, die darüberliegenden Frequenzen nutzt man in der Regel dann, wenn man Messungen im Direktfeld durchführen will.

Die vom Oszillator 16 erzeugte Frequenz wird von dem Strombooster 17 auf eine Stromstärke von wenigstens 1 Ass, vorzugsweise bis zu 4 Ass, verstärkt. Auf eine entsprechend hohe Verstärkung kann verzichtet werden, wenn eine Messung nicht im Fernfeld, sondern im Direktfeld erfolgen soll. Der verstärkte Senderspulenstrom speist die Senderspule 18, die wiederum im Bereich der zu prüfenden Wand ein elektromagnetisches Feld induziert. Das durch die Anzeigen der zu prüfenden Wand beeinflußte Feld induziert in der Empfängerspule 19 einen Strom, der durch einen in der Sonde angeordneten und in der Zeichnung nicht dargestellten Vorverstärker um bis zu 60 dB verstärkt wird. Der verstärkte Empfängerspulenstrom wird über die Verbindungsleitung zwischen Sonde und Analogboard dem Lock-in-Verstärker 20 zugeführt und dort phasensensitiv verstärkt.

Vor Durchführung einer Messung muß das Analogboard 13 abgeglichen werden. Im Ergebnis findet in dem Lock-in-Verstärker 20 eine Differenzverstärkung des vom Oszillator 16 erzeugten und die Senderspule 18 speisenden Stromsignals einerseits und des von der Empfängerspule 19 abgegebenen und verstärkten Signals andererseits statt. Der Abgleich wird dergestalt durchgeführt, daß im Normalzustand (das auf die Empfängerspule 19 wirkende

elektromagnetische Feld wird nicht von Wandanzeigen beeinflußt) das den Lock-in-Verstärker 20 speisende verstärkte Empfängerspulensignal die gleiche Amplitude wie das vom Oszillator 16 stammende Referenzsignal, aber eine um 180° verschobene Phase, aufweist. Unter diesen Bedingungen gibt der Lock-in-Verstärker das Differenzsignal 0 ab. Durch Anzeigen in der zu prüfenden Wand verursachte Phasen- und/oder Amplitudenverschiebungen des Stroms der Empfängerspule 19 bewirken ein Differenzsignal, das vom Lock-in-Verstärker 20 verstärkt wird.

Alle zu diesem Abgleichspunkt gemessenen Phasendifferenzen entsprechen nun der Tiefe, aus welcher die Informationen stammen. D.h., je weiter eine Änderung oder Unstetigkeit im Prüfgegenstand von der Prüfgegenstandsoberfläche entfernt liegt, um so größer wird die Phasendifferenz zum Nullpunkt.

Im Direktfeld entspricht die Phaseninformation der Gesamtwegstrecke der Wirbelströme von der Prüfgegenstandsoberfläche bis zum OrI: der Anzeige; sie ist eine direkte Funktion der Eindringtiefe bzw. der untersuchten Prüfgegenstandsdicke.

Im Fernfeld entspricht die gemessene Phasendifferenz der Gesamtlänge der geschlossenen Feldlinie von der Prüfgegenstandsoberfläche direkt an der Senderspule, durch den Prüfgegenstand von innen nach außen, dem Abstand zwischen Sender- und Empfängerspule (einige mm, in welchem das Direktfeld nicht mehr beeinflußt) und schließlich wieder der Prüfgegenstandsdicke von außen nach innen bis zur Empfängerspulenoberfläche.

Da außerdem im Fernfeldbereich die Feldliriiendichte über die gesamte Prüfgegenstandsdikke fast homogen ist, ergibt sich, daß Anzeigen auf der Innen- und Außenseite des zu untersuchenden Prüfgegenstands mit praktisch gleicher Amplitude angezeigt werden und daß effektiv nur kleinere Phasendifferenzen zu verzeichnen sind.

Diese physikalischen Gesetzmäßigkeiten führen zusammengefaßt dazu, daß im Fernfeldbereich die Meßempfindlichkeit, selbst bei sehr dickwandigem Prüfmaterial annähernd gleich für Außen- und Innenfehler ist. Nachteilig zeigt sich bei der Phasenauswertung, daß es kaum Phasenunterschiede zwischen Außen- und Innenfehlern gibt.

Das vom Lock-in-Verstärker 20 verstärkte hochfrequente Empfängerspulensignal wird im Demodulator 21 in ein wiederfrequent.es Signal umgesetzt, d.h. alle hochfrequenten Anteile der Signalspannung werden substrahiert, es bleiben nur noch die Signalanteile stehen, wel-

ehe durch Änderungen in der Signalspannung bei Überfahren einer Störstelle entstehen. Dieser Anteil wird dann in seinen Realteil X und Imaginärteil Y aufgespalten. Eine analoge Filterung kann anschließend in Hoch- und/oder Tiefpaßfiltern 22 stattfinden. Der Tiefpaßfilter ist vorzugsweise im Bereich 2,5 Hz bis 10 kHz (bspw. in 42 Schritten) einstellbar. Der Hochpaßfilter ist vorzugsweise ebenfalls in 42 Schritten im Bereich 0,5 bis 2 kHz einstellbar. Die gefilterten analogen Signale werden im A/D-Wandler 23 digitalisiert. Die A/D-Auflösung beträgt 16 bit, die Abtastrate vorzugsweise 40 kHz bis 100 kHz.

Die Verbindung zwischen Analog- und Digitalboard erfolgt über eine serielle Schnittstelle 24.

Die über diese serielle Verbindung in das Digitalboard eingespeisten Daten können unmittelbar an den Rechner 15 gegeben und dort ausgewertet werden. Zusätzlich kann on-line auf dem Digitalboard eine Signalbearbeitung und/oder Signalverknüpfung stattfinden, bspw. durch numerische Nachverstärkung (25), Phasendrehung (26), Nullpunktskompensation (27), lineare, radiale und/oder angulare Schwellenabfragen (28) und eine Mehrfrequenzverknüpfung 29 durch Least-Squares Fit von Signalen oder Signalteilen verschiedener Frequenzen.

Die Verbindung zwischen Digitalboard 14 und Rechner 15 erfolgt über eine serielle Verbindung mit einer Übertragungsrate von 10 Mbit/s, ein FIFO (first in first out) 30 bestimmt die Reihenfolge der seriell zu übertragenen Daten.

Zwecks Zuordnung der von der oder den Empfängerspulen detektierten Anzeigen zu bestimmten Orten der zu prüfenden Wand gibt der Manipulator 31 der Sonde seine Positionsdaten an eine Einrichtung 32 zur Positionsdatenanbindung weiter, so daß im Rechner 15 die von den Empfängerspulen erhaltenen und ausgewerteten Daten einem bestimmten Ort in der zu prüfenden Wand zugeordnet werden können. Diese Positionsdaten können ebenfalls im Datenfile mitabgespeichert werden. Das Digitalboard weist ferner einen D/A-Wandler 33 auf, der eine Aus- und/oder Verwertung der zunächst digitalisierten und dann digital nachbearbeiteten Empfängerspulensignale auch an analogen Anzeigesystemen online registriert und beobachtet werden können.

Claims (21)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand mittels Femfeld-Wirbelstromprüftechnik, mit Senderspulen zur Erzeugung eines Magnetfelds und im Fernfeld der Senderspulen (1, 2) angeordneten Empfängerspulen (5, 6, 7, 8, 11, 12) zur Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

wenigstens einen Frequenzkanal zum Speisen der Senderspulen (1, 2) mit wenigstens einer Frequenz

Einrichtungen zum Verstärken der Speiseströme der Senderspulen (1, 2) auf wenigstens 1 Ass

wenigstens einen Lock-in-Verstärker (AC-Verstärker) zum phasensensitiven Verstärken der von den Empfängerspulen (5, 6, 7, 8, 11, 12) abgegebenen Signale in Abhängigkeit von der Phase des das entsprechende Signal hervorrufenden Senderspulenspeisestroms.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Verstärken der Speiseströme der Senderspulen (1, 2) auf bis zu 4 Ass vorhanden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 2 und 4 Frequenzkanäle vorhanden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Bestandteile aufweist:

eine Sonde mit darin angeordneten Sender- und Empfängerspulen (5,6,7,8, 11, 12);

eine räumlich von der Sonde getrennte Einrichtung zum Erzeugen und Verstärken der Senderspulenspeiseströme und zum Detektieren und Auswerten der Empfängerspulensignale;
eine Verbindungsleitung zwischen Sonde und der genannten Einrichtung;

wobei die Sonde einen Multiplexer zum Umsetzen der Signale der Empfängerspulen (5, 6, 7, 8, 11, 12) auf wenigstens eine einen Bestandteil der Verbindungsleitung bil-

dende Datenübertragungsleitung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sonde wenigstens ein Vorverstärker zum Verstärken der Signale der Empfängerspulen (5, 6, 7, 8, 11, 12) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Vorverstärker eine Verstärkung zwischen 0 und 60 dB aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lock-in-Verstärker in der räumlich von der Sonde getrennten Einrichtung angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lock-in-Verstärker eine zwischen 10 und 50 dB liegende Verstärkung aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein A/D-Wandler zum Digitalisieren der verstärkten Empfängerspulensignale vorgesehen ist, der eine A/D-Auflösung von wenigstens 14 bit aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;

wobei entlang der Hauptachse beidseitig der Empfängerspule(n) (5, 6) wenigstens je eine Senderspule (1, 2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig der Empfängerspule(n) (5, 6) entlang der Hauptachse angeordneten Senderspulen (1, 2) jeweils den gleichen Abstand von der Empfängerspule bzw. den Empfängerspulen (5, 6) aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf-

» » * t • S * « ·· ■ · * * ·»« * · •

&eegr;&eegr;

weist:

eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;

wobei mindestens je eine Empfängerspule (3, 4; 5, 6) zur Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds benachbart einer Senderspule (2) im Bereich deren Direktfelds und beabstandet von der oder den Senderspulen(n) (1, 2) im Bereich des Fernfelds angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

eine Hauptachse, die der vorgesehenen Hauptbewegungsrichtung entlang der zu prüfenden Wand entspricht;

eine Mehrzahl von im Fernfeld der Senderspule(n) (1, 2) angeordnete Segmentspulen (7, 8, 11, 12) zur Detektion des von der zu prüfenden Wand beeinflußten Magnetfelds, die jeweils selektiv zur Prüfung eines vorbestimmten Abschnitts der Wand vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Prüfen von metallischen Wänden ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die im Fernfeld der Senderspu!e(n) (1, 2) angeordnete(n) Empfängerspule(n) (5, 6) und/oder Segmentspulen (7, 8, 11, 12) einen axialen Abstand von jeder Senderspule (1, 2) aufweisen, der mindestens dem Rohrinnendurchmesser, vorzugsweise mindestens dem doppelten Rohrinnendurchmesser, weiter vorzugsweise mindestens dem dreifachen Rohrinnendurchmesser, besonders bevorzugt dem zwei- bis vierfachen Rohrinnendurchmesser entspricht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung jeder Senderspule (1, 2) größer ist als die axiale Erstreckung jeder Empfänger- und/oder Segmentspule.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Fernfeld der Senderspule(n) (1, 2) zwei Empfängerspulen (5, 6) benachbart angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden Empfängerspulen (5, 6) in Differenz- oder Absolutschaltung geschaltet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenz- und Absolutauswertung der Detektionssignale der beiden Umfangsspulen (5, 6) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentspulen (7, 8, 11, 12) in Differenz- oder in Absolutschaltung geschaltet sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenz- und Absolutauswertung der Detektionssignale der Segmentspulen (7, 8, 11, 12) vorgesehen ist.