DE3050497C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wirbelstromgeber einer Einrich
tung für zerstörungsfreie Prüfungen von Bohrungen in Werk
stücken und von Rohren sowie ein Verfahren zu dessen Herstel
lung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 11.
Die Güteprüfungen bei einem elektrisch leitenden Über
zug, der in Bohrungen von
Leiterplatten vorgesehen ist, haben eine große Bedeutung für die
Erhöhung der Zuverlässigkeit von zahlreichen komplizierten
funkelektronischen Einrichtungen, beispielsweise von verschiedenen
Informationsmeßsystemen, Elektronenrechenmaschinen und Ein
richtungen der Nachrichtentechnik. Die Leiterplatten stellen
derzeit ein wichtiges Bauteil zur Herstellung ei
ner elektrischen Verbindung zwischen den Bauelementen der
elektronischen Einrichtungen, beispielsweise zwischen Kon
densatoren, Widerständen, Transistoren, Mikroschaltungen
u. ä. dar.
Eine besondere Bedeutung kommt einer Metallisierung
von Bohrungen in Mehrlagenleiterplatten zu, die in der mo
dernen Radioelektronik zunehmend an Bedeutung gewinnen. Hierbei
werden die elektrischen Verbindungen zwischen den Lagen
der Platte nur durch Metallisierung von Bohrungen hergestellt.
Kann eine Unterbrechung der Verbindung als Ergebnis eines
Fehlers der Metallisierung der Bohrung im Vorgang elektri
scher Prüfungen der Leiterplatte entdeckt werden, so läßt
sich eine Verringerung der Dicke des elektrisch leitenden
Überzuges unter einen zuverlässigen Wert bei den elek
trischen Prüfungen der Platte überhaupt nicht aufspüren.
Es entsteht somit ein verdeckter Fehler, der sich später
bei Betrieb eines kritischen und aufwendigen Erzeugnisses
bemerkbar machen kann, dessen Bestandteil die Leiterplatte
ist.
Meist weisen die Bohrungen der Leiterplatten einen
Durchmesser von ca. 0,5 bis 2 mm bei einer Plattenstärke
von 0,5 bis 3 mm auf. Die Stärke der Metallisierung liegt in
Grenzen von 15 bis 50 µm. Die Abmessungen des Prüfobjek
tes - eines durch die Metallisierung gebildeten Röhrchens -
sind also: Länge 0,5 bis 3 mm, Außendurchmesser 0,5 bis 2 mm und
Wanddicke 15 bis 50 µm. Als Werkstoff für die Metallisie
rung dient üblicherweise Kupfer, das galvanisch aufgetra
gen wird.
Die Miniaturisierung des Objektes erschwert deren
Prüfungen, insbesondere wenn es eine komplizier
te Form aufweist. An dem durch den Überzug gebildeten Röhr
chen liegen von dessen Enden Kontaktflächen an, die zur Mon
tage von Bauelementen dienen. Die Abmessungen dieser Kontakt
flächen können in weiten Grenzen variieren. Bei Mehrlagen
leiterplatten liegen an dem durch den Überzug gebildeten
Röhrchen auch flache Leiter der einzelnen Lagen an, die des
sen Konfiguration komplizieren.
Zur Güteprüfung bei der Metallisierung der Bohrungen,
der Leiterplatten werden verschiedene Methoden angewendet:
Optische, elektrische Kontakte-, Strahlungs-, Wärme-, Wirbel strom-Methoden usw. Nachteilig bei der Sichtkontrolle sind deren Subjektivität und niedrige Leistung. Diese Methode ge stattet es, die Oberflächengüte des Überzuges zu bewerten, keinesfalls aber die Dicke des Überzuges zu messen.
Optische, elektrische Kontakte-, Strahlungs-, Wärme-, Wirbel strom-Methoden usw. Nachteilig bei der Sichtkontrolle sind deren Subjektivität und niedrige Leistung. Diese Methode ge stattet es, die Oberflächengüte des Überzuges zu bewerten, keinesfalls aber die Dicke des Überzuges zu messen.
Ein Nachteil der elektrischen Kontaktmethode besteht in
der Unmöglichkeit, die Güteprüfung bei den Überzügen in den
Bohrungen vor Beginn einer Ätzung der Leiterplatten vorzu
nehmen. Dies hängt damit zusammen, daß vor der Ätzung die
Bohrungen durch eine Folienschicht auf den Oberflächen der
Platte miteinander elektrisch verbunden sind, und der elek
trische Widerstand zwischen den Kontakten des Gebers von der
Anzahl und den Parametern der metallisierten Bohrungen der
Platte abhängt.
Die Strahlungsmethode erfordert eine sorgfältige Eichung
des Geräts, hat eine niedrige Leistung (die Meßzeit beträgt
etwa 1 Minute pro Bohrung). Die Anwendung der Strahlungsme
thode erfordert außerdem die Einhaltung von Strahlenschutz
sicherheitsmaßnahmen, was deren Verwendung in der Produktion
erschwert.
Die Wärmemethode mittels Infrarotstrahlung verlangt die Anwendung
einer komplizierten und aufwendigen Apparatur und wird für
die Zwecke einer Defektoskopie des Überzuges der Bohrungen,
d. h. für die Aufspürung von Störungen der Ganzheit, unbe
deckten Flecken, Einschlüssen u. ä. in einem Stichproben
verfahren eingesetzt.
Gegenwärtig werden Untersuchungen zum Zwecke der Aus
nutzung der Wirbelstrom-Methode zur Güteprüfung der
in den Bohrungen der Leiterplatten vorgesehenen Metallisierung durchge
führt. Der Vorteil dieser Methode gegenüber den obenge
nannten besteht darin, daß ein kontaktloses Güte
kontrollverfahren für einen elektrisch leitenden Überzug in den
Bohrungen der Leiterplatten mit einer hohen Leistungsfähig
keit vorliegt, ein einfacher Aufbau der entsprechenden Einrich
tungen erzielt wird, sowie von erhöhten Anforderungen an die Sicherheits
vorschriften abgesehen werden kann.
Es sind Wirbelstrom-Innendurchgangsgeber zur zerstö
rungsfreien Güteprüfung der Innenfläche hohler elek
trisch leitender Objekte (s. Handbuch "Zerstörungsfreie
Prüfungen", redigiert von R. Mc-Master, Übersetzung aus dem
Englischen, Teil II, Moskau, Verlag "Energia", 1965)
bekannt.
Diese Wirbelstrom-Innendurchgangsgeber zur
zerstörungsfreien Güteprüfung der Innenfläche hohler
elektrisch leitender Objekte stellen einen zylindrischen
Tragkörper mit einer oder mehreren dieser koaxial um
schließenden Wicklungen dar, der innerhalb der Bohrung ei
nes zu untersuchenden Objektes untergebracht wird.
Der vorliegende Geber kann in einer parametrischen
Ausführungsform hergestellt werden, d. h. wenn über die Para
meter des Prüfobjektes nach einer Änderung des komplexen
Widerstandes einer Wicklung geurteilt wird, die zur In
duzierung von Wirbelströmen im Prüfobjekt dient. In einer
transformatorischen Ausführungsform trägt die Information
über das Prüfobjekt die EMK einer anderen Meßwicklung. Der
Transformatorgeber kann als Differentialgeber ausgeführt
sein. In diesem Fall wird eine Abweichung der entsprechenden
Parameter des Prüfobjektes von den Nennwerten nach einer
Differenz der EMK zweier Meßwicklungen bewertet, die inner
halb des Prüfobjektes bzw. eines Normalerzeugnisses
untergebracht sind.
Der zylindrische Tragkörper mit den Wicklungen wird in
den Hohlraum einer zu prüfenden Bohrung in der Weise einge
führt, daß deren Achsen zusammenfallen. Die an einen Wech
selstromgenerator angeschlossene Erregerwicklung erregt in
einem zu prüfenden Erzeugnis kreisförmige Wirbelströme. Das durch
das Erregerfeld und das Feld der Wirbelströme bestimm
te elektromagnetische Gesamtfeld beeinflußt den Widerstands
wert der Erregerwicklung und die EMK der Meßwicklungen. Die
Information in Form von Änderungen des komplexen Wider
standes oder der EMK der entsprechenden Wicklungen wird
nach der Verarbeitung in den elektronischen Einrichtungen
durch Meßgeräte registriert.
Aus der US-PS 35 04 276 ist ferner ein passiver magnetischer
Induktionsgeber bekannt, bei dem die Wicklungen in Form von
gedruckten Leitern auf einem festen Substrat ausgebildet wer
den. Dieser magnetische Induktionsgeber ermöglicht jedoch
keine Überprüfung der elektrisch leitenden Wände von Bohrun
gen und Rohren.
Aus der US-PS 40 72 895 ist ferner ein Wirbelstromgeber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
beschriebenen Art bekannt.
Dieser
Geber wird in eine zu prüfende Bohrung in der Weise
eingeführt, daß der längliche Kern mit den Wicklungen axial zur Boh
rung verläuft. Die Länge der Wicklungen ist um das minde
stens 1,2fache größer als die Dicke der Leiterplatte.
Die Herstellung dieses Gebers erfolgt durch
Aufwickeln seiner Wicklungen aus iso
liertem Draht auf den länglichen Kern. Dieses Ver
fahren wird auch bei der Herstellung anderer Wirbelstromge
ber (s. beispielsweise die vorstehend angegebenen Bezugnah
men) verwendet.
Dieser Geber arbeitet ebenso wie die oben beschrie
benen Innendurchgangsgeber mit koaxial angeordneten Wick
lungen, nur daß die in den Wänden der zu prüfenden Bohrung
induzierten Wirbelströme in Achsrichtung der Bohrung
fließen und an den Enden der Bohrung sich schließen.
Wird dieser Geber z. B. in eine zu überprüfende Bohrung oder
in ein zu überprüfendes Rohr eingeführt, so führt eine ra
diale Verschiebung des Gebers zu einem beachtlichen Meßfeh
ler.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wirbelstromgeber sowie
ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, der eine
erhöhte Meßgenauigkeit sicherstellt, bzw. das eine geringe
Arbeitsintensität erfordert.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1 bzw. 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal
tungen hiervon sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10
bzw. 12 bis 18.
Durch die Ausbildung der Geberwicklungen in Form eines Paa
res von in bezug auf die eine Längs-Symmetrieebene des Kerns
symmetrisch angeordneten spiralförmigen Wicklungsteilen mit
in bezug auf die andere, senkrecht zur ersten verlaufenden
Ebene symmetrisch angeordneten Leitern ist es möglich, die
beim Messen der Parameter der Wände der zu untersuchenden
Bohrungen oder Rohre auftretenden Fehler beträchtlich zu ver
ringern. Dies wird dadurch erreicht, daß die Wicklungsteile
gleichsinnig in Reihe geschaltet sind und dadurch einen in
bezug auf die Ebene symmetrisch verlaufenden radialen Magnet
fluß erzeugen. Eine radiale Verschiebung des Gebers in der
zu untersuchenden Bohrung oder in dem zu untersuchenden Rohr
hat daher wenig Einfluß auf die Signale des Gebers, da ein
Signalabfall beim Entfernen eines Wicklungsteils von einer
Wand der Bohrung durch den Signalanstieg beim offensichtli
chen Annähern des gegenüberliegenden Wicklungsteils an die
gegenüberliegende Wand der Bohrung kompensiert wird.
Außerdem ist es durch die Ausbildung der Wicklungen in Form
von Paaren von Wicklungsteilen möglich, den Längenunterschied
der Längsleiter der Wicklungen und damit die Länge der aus
der zu untersuchenden Bohrung herausragenden ruhenden Lei
terteile zu verkleinern, wodurch die relative Empfindlich
keit des Gebers erhöht wird.
Die Anwendung eines elastischen dielektrischen Substrats ge
mäß Anspruch 2 gestattet es, die Herstellung des Gebers zu
vereinfachen, da es dadurch möglich wird, die Arbeitsgänge
zur Ausbildung der Wicklungen auf dem Substrat und zu deren
Befestigung auf dem länglichen Kern zu trennen.
Die Verwendung von Zusatzwicklungen auf der anderen Seite des
Substrats gemäß Anspruch 7 erhöht die Empfindlichkeit des
Gebers gegenüber den Parametern des Prüfobjektes.
Durch die Ausführung des Wirbelstromgebers entsprechend den
Ansprüchen 11, 12 und 13 kann eine weitere Erhöhung der Empfind
lichkeit des Gebers gegenüber den Parametern des Prüfobjekts
erreicht sowie die in verschiedenen Lagen befindlichen Wick
lungen untereinander verbunden werden.
Mit Hilfe des im Patentanspruch 11 beschriebenen Verfahrens
kann die Arbeitsintensität der Herstellung des Wirbelstrom
gebers gesenkt werden, da der Arbeitsvorgang zur Befestigung
des elastischen Substrats mit den Wicklungen auf dem Kern
entfällt.
Gemäß den in den Ansprüchen 12 bis 15 beschriebenen Merkma
len der Erfindung kann die Arbeitsintensität der Herstellung
des Wirbelstromgebers zusätzlich gesenkt werden.
Durch die in den Ansprüchen 16 bis 18 beschriebenen Merk
male kann die Empfindlichkeit des Gebers weiter gesteigert
werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er
läutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 einen Wirbelstromgeber mit einer Wicklung, die ganz
auf der Seitenfläche des Kerns angeordnet ist;
Fig. 2 Spiralwicklungen des Wirbelstromgebers auf beiden
Seiten eines flachen elastischen Substrats;
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Wirbelstromgeber mit
einem kreisförmigen elektrisch leitenden Zylinder
kern und mit zwei Wicklungen;
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Wirbelstromgeber mit
einem elektrisch leitenden Kern quadratischen Quer
schnitts und mit einer Wicklung;
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Wirbelstromgeber mit
einem elektrisch leitenden Kern hexagonalen Quer
schnitts und mit einer einteiligen Wicklung;
Fig. 6 einen in einer Bohrung einer Mehrlagenleiterplatte
untergebrachten Wirbelstromgeber vom Transformator
typ mit zwei auf einem elastischen dielektrischen
Substrat ausgebildeten zweiteiligen Wicklungen, wo
bei das Substrat auf einem Zylinderkern befestigt ist;
Fig. 7 ein flaches Substrat aus einem
elastischen Dielektrikum mit zwei auf dessen beiden Seiten
angeordneten zweiteiligen Wicklungen;
Fig. 8 einen Querschnitt durch das
flache Substrat mit zwei auf dessen beiden Seiten ange
ordneten zweiteiligen Wicklungen;
Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Wirbelstrom
geber mit einer auf einem elastischen dielektrischen Sub
strat ausgeführten Mehrlagenwicklung;
Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Wirbelstrom
geber mit einem kreisrunden Zylinderkern aus Dielektrikum
und mit drei Paaren von um einen Winkel von 60° gegeneinan
der versetzten Wicklungsteilen;
Fig. 11 einen Querschnitt durch einen Wirbelstrom
geber mit einem hexagonalen dielektrischen Kern und mit
drei Paaren von um einen Winkel von 60° gegeneinander ver
setzten Wicklungsteilen;
Fig. 12 einen Querschnitt durch einen Wirbelstrom
geber mit einem kreisrunden Zylinderkern aus Dielektrikum und
mit einer Zweilagenwicklung aus vier Paaren von Wicklungs
teilen.
Obwohl die vorliegende Erfindung, wie bereits mehrfach
erwähnt, mit Erfolg in Einrichtungen eingesetzt werden kann,
die für zerstörungsfreie Prüfungen von Bohrungen bei den
verschiedensten Erzeugnissen und von Rohren vorgesehen sind,
wird sie nichtsdestoweniger, da die vorliegende Erfindung
am wirksamsten für zerstörungsfreie Prüfungen der Metalli
sierung von Bohrungen bei Leiterplatten anzuwenden ist, zur
Vereinfachung und Verdeutlichung der Darlegung der Erfindung
im weiteren an einem konkretem Ausführungsbeispiel für zer
störungsfreie Prüfungen der Metallisierung der Bohrungen der
Leiterplatten näher erläutert.
Der Wirbelstromgeber 1 (Fig. 1) einer Einrichtung für
zerstörungsfreie Prüfungen von Bohrungen in Werkstücken
und von Rohren enthält einen länglichen Kern 2 und eine Wick
lung 3, deren Leiter 4 und 5 parallel zur z-Achse des Ker
nes 2 verlaufen. Die Wicklung 3 ist in Form einer Spirale
ausgeführt, die ganz auf der Seitenfläche des Kernes 2
(Fig. 1 bis 5) angeordnet ist.
Ein derartiger Geber weist eine hohe Verschleißfestigkeit
auf, weil die ganz auf der Seitenfläche des Kernes ange
ordneten Leiter seiner Wicklungen eventuellen mechanischen
Beschädigungen im geringeren Maße als im Falle der Anordnung der Leiter
auf den Stirnseiten des Kernes ausgesetzt sind.
Die Wicklung 3 und eine Zusatzwicklung 6 sind im einzelnen
in Form von Paaren spiralförmiger Wicklungsteile 7, 8 bzw.
9, 10 (Fig. 6, 7) ausgeführt, die symmetrisch um eine
Längs-Symmetrieebene x-o-y des Kernes 2 angeordnet
sind. In jedem der Wicklungsteile 7 bis 10 sind die Leiter
4 und 5, 11 und 12 paarweise symmetrisch um eine andere,
zur Ebene x-o-y senkrecht verlaufende Längs-Symmetrie
ebene y-o-z des Kernes 2 angeordnet. Die ein Paar bildenden Wick
lungsteile 7 und 8 sind gleichsinnig in Reihe mit dem Ziel
geschaltet, daß deren Magnetflüsse addiert werden. Analog
sind auch die Wicklungsteile 9, 10 der Wicklung 6 ausge
führt. Die Ausführung der Wicklungen 3 und 6 in Form der
Paare der Wicklungsteile 7, 8 bzw. 9, 10 (Fig. 2, 7) gestattet
es, eine Differenz der Längen der Leiter 4 sowie der Leiter
5, 11, 12 gegenüber der Differenz der Längen der gleichen,
eine einteilige Wicklung 3 oder 6 mit der gleichen Leiter
zahl (Fig. 2) zusammensetzenden Leiter zu verringern. Dadurch
wird eine Verringerung der Länge von unwirksamen Teilen der
Leiter verringert, die die Grenzen einer zu prüfenden Boh
rung bei der Arbeit des Gebers überragen. Wie nachstehend
gezeigt wird, muß die Länge des kürzesten Leiters 11 der
kürzeren Wicklung 6 die Dicke einer Leiterplatte 13 über
schreiten. Auf diese Weise wird infolge der Ausführung der
Wicklungen 3 und 6 aus zwei Teilen die relative Empfind
lichkeit des Gebers erhöht, die als Änderung seines relativen
Signals bei einer geringen Änderung eines Meßparameters,
beispielsweise der Dicke des Überzuges in der Bohrung, defi
niert wird. Hierbei wird unter dem relativen Signal das
Verhältnis des Signals des Wirbelstromgebers zu einem Ausgangssignal
des Wirbelstromgebers verstanden, das bei Fehlen des Prüfobjektes in
der Nähe des Wirbelstromgebers ermittelt wird.
Der Kern 2 ist in Form eines Zylinders, beispielsweise
eines Kreiszylinders (Fig. 1, 3, 6, 9, 10, 12) ausgeführt. Bei
einer anderen Ausführungsform weist der Kern 2 die Form eines
regelmäßigen Vielflaches, beispielsweise mit einem quadra
tischen (Fig. 4) oder einem hexagonalen Querschnitt (Fig. 5,
11) auf. Der Werkstoff des Kernes wird elektrisch nichtlei
tend oder leitend gewählt. Zweckmäßigerweise besitzt der Werk
stoff des Kernes eine hohe Biegefestigkeit, was eine Festig
keit des Wirbelstromgebers gegen Biegekräfte sichert, die bei einer
Schiefstellung des Wirbelstromgebers in der zu prüfenden Bohrung ent
stehen. Als Werkstoff des Kernes ist zweckmäßigerweise zum
Beispiel ein industrieller Diamant zu wählen. Zum Zwecke einer
Senkung der Kosten des Wirbelstromgebers und einer Vereinfachung
seiner Herstellung ist es vorteihaft, als Werkstoff des
Kernes ein Metall oder eine Legierung zu wählen. In diesem
Fall ist es zweckmäßig, daß der Werkstoff des Kernes eine
niedrige spezifische Leitfähigkeit aufweist, da dann
die Empfindlichkeit des Wirbelstromgebers infolge der Abnahme der Dichte der Wir
belströme im Kern ansteigt. Solche Forderungen erfüllt bei
spielsweise nichtrostender Stahl.
Es ist zweckmäßig, daß die Querschnittsform des Kernes 2 an
die der zu prüfenden Bohrung 14 angepaßt ist.
Die Enden jeder der Wicklungen 3 und 6 sind mit Kontakt
flächen 15, 16 bzw. 17,18 (Fig. 1, 2, 3, 6, 7) versehen, die
für Außenanschlüsse 19, 20, 21, 22 (Fig. 1, 6) dienen.
Der Anschluß der Wicklungen des Wirbelstromgebers an die Einrich
tung für zerstörungsfreie Prüfungen erfolgt ebenso wie bei
allen ähnlichen Einrichtungen, bei denen Wirbelstromge
ber verwendet werden.
Die Wicklung 3 wird über die Kontaktflächen 15, 16
(Fig. 1, 2, 6, 7) mit dem Ausgang eines (in der Figur nicht ange
deuteten) Wechselstromgenerators verbunden und dient zur
Erzeugung eines quer zur z-Achse des Kernes 2 gerichteten
magnetischen Wechselflusses 23 (Fig. 3, 4, 5), der in der zu
prüfenden Bohrung 14 (Fig. 6) Wirbelströme induziert, die
längs ihrer Achse gerichtet sind. Wird der Wirbelstromgeber zur Prüfung
von Rohren eingesetzt, werden die Wirbelströme in den
Rohrwänden induziert und sind auch längs der Achse des
Rohres gerichtet.
Die Wicklung 6 wird über die Kontaktflächen 17, 18
(Fig. 6, 7) mit einer (in den Figuren nicht gezeigten) Meßein
richtung verbunden, die zur Registrierung einer in der
Wicklung 6 induzierten EMK dient, die von den Parametern
der Bohrung, beispielsweise von der Dicke eines elektrisch
leitenen Überzuges 24 in der zu prüfenden Bohrung 14 oder
von der Wanddicke des zu prüfenden Rohres oder vom Innen
durchmesser der Bohrung oder des Rohres sowie von der spe
zifischen Leitfähigkeit des Werkstoffes des Überzuges 24
der Wand der Bohrung 14 oder des Rohres abhängt.
Es ist eine Ausführung des Wirbelstromgebers 1 mit einer Wick
lung 3 (parametrische Ausführungsform) möglich, die zur
Induzierung der Wirbelströme im Überzug 24 und zur Re
gistrierung eines von den Parametern des Überzuges 24 ab
hängigen Widerstandswertes der Wicklung dient. In diesem
Fall ist die Wicklung in eine (in den Figuren nicht gezeigte) Brücken
schaltung einbezogen, deren einer Diagonalzweig an den Ge
nerator und deren anderer an die Meßeinrichtung angeschlossen ist.
Es ist auch möglich, die Wicklung in den Resonanzkreis eines
selbsterregten Generators oder eines Verstärkers (in den Figuren
nicht angedeutet) einzuschalten. Die genannten Schaltungen
der Wicklung sind bekannt (s. z. B. "Geräte für eine
zerstörungsfreie Güteprüfung bei Werkstoffen und Erzeugnis
sen", Handbuch, redigiert von V. V. Kljueb, Heft 2, Moskau,
Verlag "Mashinostroenie", 1976).
Die Wicklungen 3 und 6 des Wirbelstromgebers 1 sind auf den ent
gegengesetzten Seiten eines elastischen dielektrischen Sub
strats 25 (Fig. 2, 3, 6, 7, 8) angeordnet, das auf dem Kern 2
beispielsweise mit Hilfe eines Klebemittels fest anliegend
angebracht wird. Hierbei wird der elektrisch leitende Kern
2 vorher mit einer dünnen Isolierschicht 26 bedeckt, um
einen Windungsschluß bei der gegenüber dem Kern 2 inneren
Wicklung 6 (Fig. 3, 9) zu vermeiden. Die Leiter 4 und 5, 11
und 12 der Wicklungen 3 bzw. 6 sind zweckmäßigerweise ein
ander gegenüberliegend auf den entgegengesetzten Seiten eines
Substrats 25 zur Vergrößerung der Empfindlichkeit des Ge
bers infolge einer Vergrößerung der Flußverkettung der Wicklungen
3 und 6 anzuordnen. Enthält der Wirbelstromgeber eine
Wicklung 3, so wird sie auf einer bezüglich des Kerns 2 äuße
ren Seite des Substrats 25 (Fig. 4, 5) angeordnet.
Die Kontaktflächen 15 und 17 sind gegeneinander ent
lang der z-Achse des Kernes 2 in der Weise versetzt, daß
sie einander nicht überdecken. Zu diesem Zweck ist die Wick
lung 6 auf der äußeren Seite des Substrats 25 kürzer als
die Wicklung 3 auf der inneren Seite des Substrats. Dassel
be trifft auch auf die Kontaktflächen 16, 18 und auf die
Längen der Wicklungsteile 7 und 8 zu. Hierbei muß die Län
ge des kürzesten Leiters 11 (Fig. 6, 7) oder 12 (Fig. 2) der
kürzeren Wicklung 6 die Dicke der Leiterplatte 13 um das
mindestens 1,2fache überschreiten, um den Einfluß even
tueller Axialverschiebungen des Wirbelstromgebers 1 in der Bohrung 14
auf die Signale des Wirbelstromgebers abzuschwächen.
Findet der Wirbelstromgeber 1 bei Prüfungen von Langrohren oder Boh
rungen bei Erzeugnissen größerer Dicke Anwendung, so ist
die Länge der Leiter der Wicklungen des Wirbelstromgebers 1 kleiner
als die Länge der zu prüfenden Rohre oder die Dicke der Er
zeugnisse mit den zu prüfenden Bohrungen. In diesen Fällen
wird die Länge der Leiter der Wicklungen aus Erwägungen
der Bequemlichkeit des Umganges mit dem Wirbelstromgeber bestimmt,
da durch die Länge der Leiter der Wicklungen die Länge des
Kernes 2 festgelegt wird, während der Einfluß von eventuel
len Axialverschiebungen des Wirbelstromgebers 1 in den Bohrungen oder
Rohren auf die Siganle des Wirbelstromgebers praktisch ohne Bedeutung bleibt.
Die Kontaktflächen 27, 28 auf der bezüglich des Kernes
2 äußeren Oberfläche des Substrats 25 sind mit den entspre
chenden Leitern 4 der Wicklung 3 über Bohrungen 29, 30 im
Substrat 25 (Fig. 6, 7) verbunden. Die Verbindung kann durch
eine an den Wänden der Bohrungen 29, 30 abgeschiedene Me
tallschicht verwirklicht werden, die mit den entsprechenden
Kontaktflächen 27, 28 und den Leitern 4 der Wicklung 3 über
die Kontaktflächen 15, 16 auf der bezüglich des Kernes 2
inneren Seite des Substrats 25 verbunden wird. Dadurch wird
die Verbindung der Außenanschlüsse mit den Wicklungen ver
einfacht.
Es ist eine Ausführungform des Wirbelstromgebers mit Wicklungen
möglich, die auf einem Substrat 25 angeordnet sind, das
um den Kern 2 in mehreren gegeneinander elektrisch isolier
ten Lagen (Fig. 9) gewickelt ist. Auf dem mit einer mehr
lagigen, hier vierlagigen, Isolierschicht 26 bedeckten
Kern 2 ist das Substrat 25 mit den daran angeordneten
Leitern 4, 5 der Wicklungen befestigt. Die erforderlichen
gegenseitigen Verbindungen der Wicklungen in den durch
das Substrat 25 gebildeten Lagen kommen über (in Fig. 9
nicht gezeigte) metallisierte Bohrungen zustande, wie dies
in Fig. 6 gezeigt ist.
Der Wirbelstromgeber 1 mit einer Mehrlagenwicklung (Fig. 9) kann
in einer parametrischen Ausführungsform mit einer Wicklung
ausgeführt werden, die mehrere einzelne Wicklungsteile in
Analogie zu dem in Fig. 1, 2 gezeigten oder mehrere Paare in
Reihe liegender Wicklungsteile in Analogie zu den Wick
lungsteilen 9, 10 in Fig. 7 enthält.
Der gleiche Wirbelstromgeber kann in einer transformatorischen
Ausführungsform mit zwei Wicklungen - einer Erreger- und
einer Meßwicklung - hergestellt werden, von denen jede mehrere
Paar in Reihe liegender Wicklungsteile in Analogie zu den
in Fig. 6 und 7 gezeigten enthält.
Die andere Ausführungform des Wirbelstromgebers mit einer mehr
lagigen Anordnung der Wicklungen kann in Gestalt eines Stabes
mit mehreren übereinander angeordneten Substraten hergstellt
werden, wobei auf jedes Substrat die Leiter der Wicklungen aufge
tragen sind.
Es ist eine weitere Ausführungsform des Wirbelstromgebers mög
lich, in der die Paare 9 a, 10 a; 9 b, 10 b; 9 c, 10 c; 9 d, 10 d der Wick
lungsteile gegeneinander um einen Winkel um die Längsachse
des Stabes (Fig. 10, 11, 12) verschoben sind. Hierbei be
tragen die Winkel zwischen den Achsen 31 a, 31 b, 31 c, 31 d
von durch die entsprechenden Paare der Wicklungsteile erzeug
ten Magnetflüssen beispielsweise 60° (Fig. 10, 11) oder 45°
(Fig. 12).
Eine derartige Ausführungsform des Wirbelstromgebers kann bequem durch
Anwendung einer Mehrlagenwicklung (Fig. 12) verwirklicht
werden. Hierbei ist die durch das entsprechende Paar der
Wicklungsteile der einen Lage eingenommene Zone 9 a′ 10a um
einen Winkel von beispielsweise 45° gegen die andere durch
das entsprechende Paar der Wicklungsteile der anderen La
ge besetzte Zone 9 c, 10 c verschwenkt.
Indem der Drehwinkel der Paare der Wicklungsteile ge
geneinander durch Vergrößerung der Paarzahl der Wicklungs
teile vergrößert wird, kann eine entsprechende Verringerung
des Winkels zwischen den Achsen der Magnetflüsse der Paare
der Wicklungsteile und dadurch eine gleichmäßigere Empfind
lichkeit des Gebers nach einer Winkelkoordinate in bezug
auf dessen Längsachse erzielt werden.
Der die einteiligen Wicklungen 3, 6 (Fig. 1, 2) oder die
aus einem Paar der Wicklungsteile 9, 10 und 7, 8 (Fig. 6, 7)
zusammengesetzten Wicklungen 3 bzw. 6 aufweisende Wirbelstromgeber 1
besitzt die höchste Ungleichmäßigkeit der Empfindlichkeit
nach der Winkelkoordinate, weil der durch diesen erzeugte
Magnetfluß 23 die höchste Ungleichmäßigkeit der Verteilung
nach der Winkelkoordinate aufweist. Diese Eigenschaft des Wirbelstrom
gebers kann zweckmäßigerweise zur Bewertung der Güte der
Wände der zu prüfenden Bohrung um deren Achse herum, bei
spielsweise zur Bewertung der Unterschiede in der Dicke des
Überzuges in der Bohrung oder der Rohrwände, ausge
nutzt werden.
Die oben beschriebenen Variationen der Anordnung der
Wicklungsteile des Wirbelstromgebers auf dessen Kern gestatten es, Wirbelstrom
geber mit verschiedener Winkelempfindlichkeit zu erhalten,
die in verschiedenen Fällen zur Anwendung gelangen können.
So ist der Geber mit einer gleichmäßigen Winkelempfindlich
keit zu einer integralen Einschätzung von Eigenschaften
eines Prüfobjektes, beispielsweise zur Messung einer auf
dem Umfang der Bohrungen der Leiterplatten mittleren Dicke
der Metallisierung, geeignet. Der Geber mit einer un
gleichmäßigen Winkelempfindlichkeit ist zu einer lokalen
Einschätzung von Eigenschaften des Prüfobjektes, bei
spielsweise zur Messung des Unterschieds der Dicke der
Wände elektrisch leitender Rohre oder der Metallisierung
der Bohrungen in Leiterplatten oder zur Entdeckung von
Rissen, Blasen und anderen Störungen der Ganzheit in Roh
ren, Wänden von Bohrungen bei Erzeugnissen aus elektrisch
leitenden Werkstoffen oder in Metallüberzügen von Bohrungen
bei Erzeugnissen aus Dielektriken, beispielsweise in der
Metallisierung der Bohrungen der Leiterplatten, geeignet.
Ein Verfahren zur Herstellung des Wirbel
stromgebers besteht darin, daß die Wicklungen 3 und 6 direkt
auf dem Kern 2 ausgebildet werden. Die Oberfläche des
Kernes 2 wird beispielsweise durch Vakuumbedampfung oder
aufeinanderfolgende chemische und elektrolytische Abschei
dung metallisiert, worauf die Wicklungen beispielsweise mit
Hilfe der Fotolithografie oder eines Laserstrahls ausgebildet
werden. Ist der Kern 2 aus einem elektrisch leitenden Werk
stoff hergestellt, wird die Oberfläche des Kernes vor der
Metallisierung mit einer Isolierschicht 26 überzogen, wäh
rend zur Herstellung der Wicklungen mit dem Laserstrahl die
Isolierschicht 26 aus einer Gruppe wärmebeständiger Stoffe,
z. B. Email oder Glas ausgewählt wird.
Da die Ausbildung der Wicklungen unmittelbar
auf dem Kern erfolgt, kann ein manuell auszuführender Arbeitsvorgang
zur Auftragun der Wicklungen auf den Kern im Falle
der Anwendung der Fotolithografie, Aufdampfung durch Masken
u. ä. eiingespart werden.
Die Ausbildung der Wicklungen unmittelbar auf dem
Kern ist selbst dann zweckmäßigerweise anzuwenden, wenn der Kern
die Form eines Vielflaches aufweist. In diesem Fall ist
es bequem, die Wicklungen auf den ebenen Flächen des Kernes
mit Hilfe einer Kontakt- oder Projektionsfotolithografie
oder mit einem Laserstrahl auszubilden. Zur Herstellung von
Mehrlagenwicklungen wird die erste Lage nach deren Herstellung
auf dem Kern mit einer Isolierschicht überzogen, worauf
in der gleichen Weise die Wicklungen einer weiteren Schicht
ausgebildet werden usw. Hierbei werden die Wicklungen unter
einander beispielsweise über in den Isolierschichten vorge
fertigte Bohrungen mittels Metallisierung verbunden.
Die Herstellung der Wicklungen unmittelbar auf dem Kern
gestattet es, den Arbeitsgang zur Befestigung des
elastischen Substrats 25 auf der Oberfläche des Kernes 2
auszuschließen und dadurch den Fertigungsprozeß für den Ge
ber zu vereinfachen.
Die Herstellung der Wick
lungen 3, 6
auf dem Kern 2 kann durch Anwendung der Vakuum
aufdampfung von Metall durch Masken erfolgen. Hierbei entsprechen
die Durchbrüche in der Maske dem Leiterbild und den Kontakt
flächen der Wicklungen.
Außerdem kann zur Herstellung der Wicklungen
vom Siebdruckverfahren Gebrauch gemacht werden.
Vakuumaufdampfung und das Siebdruckverfahren sind zweckmäßigerweise
zur Herstellung von Wicklungen 3, 6 zu verwenden, deren Lei
ter 4, 5, 11, 12 eine Breite von über 100 µm aufweisen.
Der Wirbelstromgeber 1 arbeitet wie folgt.
Die Erregerwicklung 3 und die Meßwicklung 6 des Gebers
werden an einen Wechselstromgenerator bzw. an eine Meßein
richtung (in den Figuren nicht angedeutet), wie oben beschrieben,
angeschlossen. Der Wirbelstromgeber 1, der in der
parametrischen Ausführungsform nur eine Wicklung enthält,
kann entweder in eine Resonanzkreis eines selbsterregten
Generators oder eines Resonanzverstärkers, oder in eine
Brückenschaltung eingeschaltet werden, deren einer Diagonal
zweig an den Generator und deren anderer an die Meßeinrichtung
(in den Figuren nicht gezeigt) angeschlossen ist. Alle obengenann
ten Schaltungen des Wirbelstromgebers sind bekannt.
Der Kern 2 mit den Wicklungen 3 und 6 wird in eine zu
prüfende Bohrung 14 der Leiterplatte 13 senkrecht zu deren
Oberfläche eingeführt und gleichachsig mit der Bohrung 14
in der Weise angeordnet, daß die Meßwicklung 6 eine Mittel
stellung bezüglich der Bohrung 14 (Fig. 6) einnimmt.
Bei Prüfungen von Rohren wird der Kern 2 mit den Wick
lungen 3 und 6 im Rohr gleichachsig zu diesem angeordnet.
In gleicher Weise wird der Wirbelstromgeber 1 auch bei Prüfungen von
Bohrungen in Erzeugnissen, beispielsweise in Metallteilen,
eingestellt.
In der Wicklung 3 fließt ein Wechselstrom, der einen
magnetischen Wechselfluß 23 erzeugt, dessen Achsen 31 quer
zur Achse des Wirbelstromgebers 1 (Fig. 3, 4, 5, 10, 11, 12) gerichtet
sind. Dieser Magnetfluß erzeugt im Überzug 24 der zu prüf
fenden Bohrung 14 Wirbelströme, die in Achsrichtung der Boh
rung 14 umlaufen. Die Frequenz des Wechselstroms in der Wick
lung 3 wird derart gewählt, daß die Eindringtiefe der Wirbel
ströme in den Überzug 24 der Bohrung 14 ungefähr gleich der
Dicke des Überzuges 24 ist. Deshalb dringen fast keine Wir
belströme in die Randgebiete der Kontaktflächen 36, 37 der
Bohrung 14 und in die Leiter 38 bis 41 der
Mehrlagenleiterplatte 13 ein. Die möglichen Variationen der
Abmessungen der Kontaktflächen 36, 37 und der Leiter 38 bis
41 beeinflussen daher die Wirbelströme praktisch nicht.
Gleichzeitig sind die Wirbelströme von der Dicke des
Überzuges 24 der Bohrung 14 und von in diesem vorhandenen
Längs- und Querrissen sowie anderen Fehlern abhängig. Das durch
die Wirbelströme aufgebaute Magnetfeld ist von denselben
Parametern der zu prüfenden Bohrung 14 abhängig, und das
resultierende Magnetfeld in der Bohrung hängt gleichfalls
von den aufgezählten Parametern der Bohrung 14 ab. Von den
gleichen Parametern hängt also auch eine in der Wicklung 6
der transformatorischen Ausführungsform des Wirbelstromgebers 1 indu
zierte EMK oder ein komplexer Widerstand der Wicklung der
parametrischen Ausführungsform des Wirbelstromgebers 1 ab. Der Wirbelstromgeber
1 kann also zur Dickenmessung beim Überzug 24 der Bohrung
14 oder zur Entdeckung von Fehlern bei diesem herangezogen
werden. Hierbei ist der Wirbelstromgeber wenig emp
findlich gegenüber Änderungen der Form und der Abmessun
gen der Kontaktflächen 36, 37 der Bohrung 14 und der Lei
ter 38 bis 41 in den Lagen der Mehrlagenleiterplatte 13.
Die Meßgenauigkeit für die Dicke der Metallisierung der
Bohrungen ist dementsprechend hoch.
Bei Prüfungen von Rohren oder Bohrungen in Werk
stücken werden die Wirbelströme in den Wänden der Rohre oder
Bohrungen in Achsrichtung induziert. Die Dichte der Wir
belströme hängt von den Abmessungen der Rohre und Bohrun
gen, beispielsweise von deren Durchmesser, von der Stärke
der Rohrwände, von der spezifischen Leitfähigkeit und den
magnetischen Eigenschaften der Werkstoffe ab, aus denen
die Rohre oder Werkstücke mit Bohrungen hergestellt sind.
Durch entsprechende Auswahl der Frequenz des in der Wicklung 3 des
Wechselstromgebers 1 fließenden Wechselstroms nach bekannten Empfehlungen wird erreicht, daß die
Wirbelströme und folglich auch das Signal des Wirbelstromgebers im
wesentlichen von einem zu messenden Parameter des Prüfobjek
tes, beispielsweise vom Durchmesser der Bohrung oder vom
Innendurchmesser des Rohres abhängen. Infolgedessen wird
ein Anzeigegerät, das am Ausgang der Meßeinrichtung liegt, an
deren Eingang der Wirbelstromgeber 1 angeschlossen ist, den Wert des
zu messenden Parameters, beispielsweise des Durchmessers,
anzeigen. Nach einer entsprechenden Eichung der Meßein
richtung mit Hilfe speziell gewählter Muster können die
Parameter der Prüfobjekte, beispielsweise die Durchmesser von
Bohrungen und Rohren sowie die spezifische Leitfähigkeit von Werkstoffen,
aus denen sie hergestellt sind, u. dgl. m. gemessen werden.
Wie bereits erwähnt, können mit dem vorliegenden Wirbelstromgeber,
nicht nur die geometrischen und elektrophysikalischen Para
meter der Prüfobjekte gemessen, sondern auch Störungen der
Ganzheit bzw. Homogenität der Prüfobjekte festgestellt werden. So bewirken Risse, Blasen,
Striche und andere Fehler der Prüfobjekte eine Umvertei
lung von Wirbelströmen bei diesen Objekten, was die Sig
nale des Wirbelstromgebers ändert. Andererseits kann durch Änderung
der elektrophysikalischen Parameter eine Änderung von mit
diesen zusammenhängenden Parametern der Prüfobjekte fest
gestellt werden. So können nach einer Änderung des spezifi
schen elektrischen Widerstandes Änderungen der chemischen
Zusammensetzung, der Härte, vorhanden sein und Grad mechani
scher Spannungen im Werkstoff der Prüfobjekte beurteilt
werden.
Der erfindungsgemäße Wirbelstromgeber ist einfach in der Herstel
lung dank den Besonderheiten der Konstruktion und seinem
Herstellungsverfahren. Die Konfiguration der Leiter der Wick
lungen gestattet es, modernde hochproduktive Verfahren zur
Herstellung von Wicklungen, w. z. B. Fotolithografie, Auf
dampfung durch Masken, Siebdruck u. ä., anzuwenden.
Die gruppenweise Ausbildung der Wicklungen auf einem elasti
schen Substrat mit einer anschließenden Befestigung des
Substrats auf dem Kern erlaubt es, Wirbelstromgeber herzustellen,
deren elektrische Kenndaten nur im geringen Maße variieren. Dadurch sind
die Wirbelstromgeber gegeneinander austauschbar.
Der Wirbelstromgeber weist auch eine schwache Empfindlichkeit ge
gen mögliche Radial- und Axialverschiebungen in einer zu
prüfenden Bohrung, gegen Variationen geometrischer Parameter
von Kontaktflächen und Leitern in den Lagen von Mehrlagen
leiterplatten in einem weiten Bereich auf. Die Konstruktion
und das Herstellungsverfahren sind besonders geeignet für
die Herstellung miniaturisierter Wirbelstromgeber, die zur Prüfung der
Metallisierung von Bohrungen der Leiterplatten notwendig
sind, die einen Durchmesser unter 1 mm aufweisen.
Der Wirbelstromgeber gestattet es, kontaktlose, hochproduktive
Prüfungen von Leiterplatten in Anfangsstadien ihrer Pro
duktion, vor einer Ätzung, zu realisieren. Dadurch können
rechtzeitig Abweichungen der Parameter der Metallisierung
der Bohrungen in den Platten entdeckt und entsprechende
Maßnahmen getroffen werden, um auf solche Weise dem Aus
schuß vorzubeugen.
In erster Linie kann die vorliegende Erfindung in al
len Gebieten der Technik verwendet werden, in denen Leiter
platten hergestellt und verwendet werden, insbesondere
im Gerätebau, in der Radiotechnik, in der elektrotechni
schen Industrie und in der Rechentechnik für zerstörungsfreie
Güteprüfungen bei einem elektrisch leitenden Überzug in
Bohrungen von Leiterplatten. Sie kann auch im Maschinenbau,
insbesondere in der Flugzeugindustrie, im Geräte- und Werkzeug
bau zur Messung geometrischer Parameter von Bohrungen, bei
spielsweise von deren Durchmesser, in elektrisch leitenden
Objekten, w. z. B. in Metallblechen, Walzprofilen u. ä., sowie
zur Aufspürung von Störungen der Ganzheit (Risse, Blasen
u. dgl. m.) in den Wänden der Bohrungen der gleichen Objekte,
verwendet werden.
Die Erfindung kann auch zur Prüfung von Eigenschaften
eines elektrisch leitenden Werkstoffes der Wände der Boh
rungen, w. z. B. des spezifischen elektrischen Widerstands und der
magnetischen Eigenschaften, ausgenutzt werden. Dadurch
kann sie zur Bestimmung des Bearbeitungsgrades des Werk
stoffes der Wände der Bohrungen, beispielsweise zur Prüfung
der Richtigkeit der Abläufe einer Wärme- und einer thermo
chemischen Behandlung, zur Entdeckung von Bereichen einer
Überhitzung bei einer mechanischen Bearbeitung von Bohrun
gen usw., verwendet werden.
Ferner kann die Erfindung in der metallurgischen Indu
strie, in der Energetik, insbesondere in der Kernenergetik,
und in anderen Bereichen des Maschinenbaues und des Trans
portwesens für eine Güteprüfung bei Rohren aus elektrisch
leitenden Werkstoffen, beispielsweise für eine Messung
ihres Innendurchmessers und der Wanddicke der Rohre aus
elektrisch leitenden Werkstoffen, für eine Dickenmessung
elektrisch leitender Überzüge auf der Innenfläche der Rohre
aus elektrisch leitenden und nichtleitenden Werkstoffen,
für eine Entdeckung von Störungen der Homogenität in den Wänden die
ser Rohre angewendet werden. Die genannte Anwendung der Er
findung ist besonders wichtig in den Fällen, in denen die Rohre
für die Prüfungen nur von innen, beispielsweise in Dampf
erzeugern von Energieanlagen, speziell in Atomkraftwerken,
zugänglich sind.
Claims (18)
1. Wirbelstromgeber einer Einrichtung für zerstörungsfreie
Prüfungen von Bohrungen in Werkstücken und von Rohren, der
einen länglichen Kern und Wicklungen enthält, deren Leiter
parallel zur Längsachse des Kerns angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Wicklung (3, 6) in Form eines Paares von in bezug auf die
eine Längs-Symmetrieebene (x-o-z) des Kerns (2) symmetrisch
angeordneten spiralförmigen Wicklungsteilen (7, 8 und 9, 10)
ausgebildet ist und in jedem Wicklungsteil (7 bis 10) die
Leiter in bezug auf die andere Längs-Symmetrieebene (y-o-z)
des Kerns (2), die senkrecht zu der Längs-Symmetrieebene
(x-o-z) des Kerns (2) verläuft, paarweise symmetrisch ange
ordnet sind, wobei die ein Paar bildenden Wicklungsteile
gleichsinnig in Reihe geschaltet und nur auf der Seitenflä
che des Kerns angeordnet sind.
2. Wirbelstromgeber nach Anspruch 1, der ein Substrat aus
einem dielektrischen Werkstoff mit darauf geformten Wick
lungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat (25) elastisch ausgebildet ist, daß dessen Ab
messungen denjenigen des Kerns (2) entsprechen und daß es
an dem Kern (2) befestigt ist.
3. Wirbelstromgeber nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Querschnittsform des Kerns (2)
diejenige der Bohrung (14) nachvollzieht.
4. Wirbelstromgeber nach einem beliebigen Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus einem elek
trisch leitenden Werkstoff ausgebildet ist.
5. Wirbelstromgeber nach einem beliebigen Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus einem di
elektrischen Werkstoff ausgebildet ist.
6. Wirbelstromgeber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wicklungen (3 und 6)
auf der einen Seite des an dem Kern (2) einlagig befestig
ten dielektrischen Substrats (25) angeordnet sind.
7. Wirbelstromgeber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß er zusätzlich mit auf der
anderen Seite des dielektrischen Substrats (25) angeordne
ten Wicklungen versehen ist.
8. Wirbelstromgeber nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kontaktflächen (15 und 17), (16
und 18) der Wicklungen auf der einen und auf der anderen
Seite des Substrats (25) längs der Achse des Kerns (2) ge
geneinander verschoben sind.
9. Wirbelstromgeber nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Substrat (25) mit den
darauf geformten Wicklungen auf dem Kern (2) mehrlagig auf
gewickelt ist.
10. Wirbelstromgeber nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem Kern (2) mehrere über
einander angeordnete Substrate mit darauf geformten Wicklun
gen befestigt sind.
11. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers einer
Einrichtung für zerstörungsfreie Prüfungen von Bohrungen und
Rohren nach Anspruch 1, das in der Formung von Wicklungen mit
Methoden der Herstellung von Leitern auf Leiterplatten besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (3 und
6) mit den Kontaktflächen (15, 16 und 17, 18) unmittelbar auf
dem vorher metallisierten Kern (2) geformt werden.
12. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers nach den
Ansprüchen 11 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche des Kerns (2) vorher mit einem Dielektrikum be
schichtet wird.
13. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers nach An
spruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Werk
stoff für die Dielektrikum-Schicht aus einer Gruppe wärmebe
ständiger Materialien gewählt wird.
14. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers nach den
Ansprüchen 12 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der dielektrische Werkstoff für den Kern (2) aus einer Gruppe
wärmebeständiger Materialien gewählt wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers nach den
Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wicklungen (3 und 6) mit einem Laserstrahl geformt werden.
16. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers nach den
Ansprüchen 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
nach der Formung der Wicklungen (3 und 6) auf dem Kern (2) die
Wicklungen mit einem Dielektrikum beschichtet werden und auf je
der Schicht (26) zusätzliche Wicklungen (6) geformt werden.
17. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers nach An
spruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst in
den Dielektrikum-Schichten (26) Bohrungen (29, 30) ausgebildet
und danach die Wicklungen über diese Bohrungen miteinander ver
bunden werden.
18. Verfahren zur Herstellung eines Wirbelstromgebers nach An
spruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Boh
rungen (29, 30) metallisiert werden.
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