DE3050497C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3050497C2
DE3050497C2 DE3050497T DE3050497T DE3050497C2 DE 3050497 C2 DE3050497 C2 DE 3050497C2 DE 3050497 T DE3050497 T DE 3050497T DE 3050497 T DE3050497 T DE 3050497T DE 3050497 C2 DE3050497 C2 DE 3050497C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
core
eddy current
windings
current generator
generator according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3050497T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3050497T1 (de
Inventor
Vasilij Vasilevic Suchorukov
Vjacheslav Davidovic Annapolskij
Viktor Grigorevic Gerasimov
Michail Michajlovic Sivaev
Ljudmila Evgenevna Moskau/Moskva Su Minjat
Dmitrij Vasilevic Bolsevo Moskovskaja Oblast' Su Solomachin
Jurij Michajlovic Moskau/Moskva Su Ulitin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Helmut Fischer GmbH and Co
Original Assignee
MOSKOVSKIJ ENERGETICESKIJ INSTITUT MOSKAU/MOSKVA SU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MOSKOVSKIJ ENERGETICESKIJ INSTITUT MOSKAU/MOSKVA SU filed Critical MOSKOVSKIJ ENERGETICESKIJ INSTITUT MOSKAU/MOSKVA SU
Publication of DE3050497T1 publication Critical patent/DE3050497T1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3050497C2 publication Critical patent/DE3050497C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9013Arrangements for scanning
    • G01N27/902Arrangements for scanning by moving the sensors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

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.
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.
DE803050497T 1980-07-31 1980-12-05 Eddy current sensor in a device for non-destructive testing of openings in articles and pipes and method of its manufacture Granted DE3050497T1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802951901A SU987508A1 (ru) 1980-07-31 1980-07-31 Вихретоковый датчик дл неразрушающих испытаний и способ его изготовлени
PCT/SU1980/000197 WO1982000523A1 (en) 1980-07-31 1980-12-05 Eddy current sensor in a device for non-destructive testing of openings in articles and pipes and method of its manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3050497T1 DE3050497T1 (de) 1982-08-26
DE3050497C2 true DE3050497C2 (de) 1988-08-11

Family

ID=20906544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE803050497T Granted DE3050497T1 (de) 1980-07-31 1980-12-05 Eddy current sensor in a device for non-destructive testing of openings in articles and pipes and method of its manufacture

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS57501100A (de)
DE (1) DE3050497T1 (de)
FR (1) FR2487969A1 (de)
GB (1) GB2102575B (de)
NL (1) NL186655C (de)
SE (1) SE8201698L (de)
SU (1) SU987508A1 (de)
WO (1) WO1982000523A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3527972A1 (de) * 1985-08-03 1987-02-12 Vacuumschmelze Gmbh Wirbelstrom-pruefverfahren fuer staebe, draehte oder rohre
DE3842318A1 (de) * 1988-12-16 1990-06-21 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zur beruehrungslosen pruefung von innengewinden an werkstuecken aus einem elektrisch leitenden werkstoff
DE4013916A1 (de) * 1990-04-30 1991-10-31 Merten Kg Pulsotronic Vorrichtung zum erkennen der form und beschaffenheit der mantelflaechen von bohrungen, bolzen oder stiften
DE102005028858B3 (de) * 2005-06-22 2006-12-21 Intelligendt Systems & Services Gmbh & Co Kg Wirbelstrom-Prüfsonde für die Wirbelstromprüfung einer Durchführung eines Reaktordruckbehälterdeckels eines Kernreaktors

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE450944B (sv) * 1983-12-06 1987-08-17 Volvo Ab Rangevexellada for motorfordon
US4593245A (en) * 1983-12-12 1986-06-03 General Electric Company Eddy current method for detecting a flaw in semi-conductive material
GB2222257A (en) * 1988-07-19 1990-02-28 Glacier Metal Co Ltd Displacement sensor
RU2040788C1 (ru) * 1993-04-29 1995-07-25 Товарищество с ограниченной ответственностью "Интрон Плюс" Вихретоковый датчик для неразрушающего контроля металлизации отверстий и трубок и способ его изготовления
DE4316671C1 (de) * 1993-05-13 1994-06-23 Mannesmann Ag Vorrichtung zur Magnetpulverprüfung mit berührungsloser Magnetisierung
EP1033571B1 (de) * 1999-03-04 2006-07-05 intelligeNDT Systems & Services GmbH & Co. KG Wirbelstromsonde
FR2931945B1 (fr) * 2008-05-22 2010-06-18 Billanco Capteur de circulation de champ magnetique et capteur de courant mettant en oeuvre un tel capteur
CN105865319A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 华为技术有限公司 一种印制电路板pcb的测试方法、pcb的制作方法以及pcb
JP6770409B2 (ja) * 2016-11-21 2020-10-14 三菱重工業株式会社 押付力測定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3504276A (en) * 1967-04-19 1970-03-31 American Mach & Foundry Printed circuit coils for use in magnetic flux leakage flow detection
US4072895A (en) * 1976-01-27 1978-02-07 Rogachev Viktor Igorevich Eddy current converter for non-destructive testing of electrically conducting coating in holes of printed circuit boards

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3560845A (en) * 1965-05-03 1971-02-02 Harold D Goldberg Measuring devices
US3568049A (en) * 1968-12-30 1971-03-02 Amf Inc Adjustable search shoe for use in nondestructive testing of tubular members
DE2426270C3 (de) * 1974-05-29 1978-04-27 Institut Dr. Friedrich Foerster Pruefgeraetebau, 7410 Reutlingen WirbelstromprUfspulenanordnung
GB1567600A (en) * 1975-10-15 1980-05-21 British Gas Corp Lipe line inspection equipment
JPS531077A (en) * 1976-06-25 1978-01-07 Nippon Steel Corp Coil for generating and detecting electromagnetic ultrasonic wave
SU744220A1 (ru) * 1977-12-29 1980-06-30 Куйбышевский электротехнический институт связи Проходной вихретоковый преобразователь

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3504276A (en) * 1967-04-19 1970-03-31 American Mach & Foundry Printed circuit coils for use in magnetic flux leakage flow detection
US4072895A (en) * 1976-01-27 1978-02-07 Rogachev Viktor Igorevich Eddy current converter for non-destructive testing of electrically conducting coating in holes of printed circuit boards

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3527972A1 (de) * 1985-08-03 1987-02-12 Vacuumschmelze Gmbh Wirbelstrom-pruefverfahren fuer staebe, draehte oder rohre
DE3842318A1 (de) * 1988-12-16 1990-06-21 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zur beruehrungslosen pruefung von innengewinden an werkstuecken aus einem elektrisch leitenden werkstoff
DE4013916A1 (de) * 1990-04-30 1991-10-31 Merten Kg Pulsotronic Vorrichtung zum erkennen der form und beschaffenheit der mantelflaechen von bohrungen, bolzen oder stiften
DE4013916C2 (de) * 1990-04-30 1999-04-15 Merten Kg Pulsotronic Vorrichtung zum Erkennen der Form und Beschaffenheit der Mantelflächen von zylindrischen metallischen Werkstücken
DE102005028858B3 (de) * 2005-06-22 2006-12-21 Intelligendt Systems & Services Gmbh & Co Kg Wirbelstrom-Prüfsonde für die Wirbelstromprüfung einer Durchführung eines Reaktordruckbehälterdeckels eines Kernreaktors

Also Published As

Publication number Publication date
GB2102575A (en) 1983-02-02
FR2487969A1 (fr) 1982-02-05
FR2487969B1 (de) 1984-12-21
GB2102575B (en) 1984-09-05
SE8201698L (sv) 1982-03-17
DE3050497T1 (de) 1982-08-26
SU987508A1 (ru) 1983-01-07
NL186655B (nl) 1990-08-16
WO1982000523A1 (en) 1982-02-18
NL8020516A (nl) 1982-06-01
JPS57501100A (de) 1982-06-24
NL186655C (nl) 1991-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3045433C2 (de)
DE60116079T2 (de) Strommessvorrichtung
DE3050497C2 (de)
DE102007046054B4 (de) Verbesserter hochgenauer Rogowski-Stromwandler
DE69221367T2 (de) Felder von Wirbelstromsonden
DE10330101A1 (de) Sensor für schwache Magnetfelder, für den die Technologie der gedruckten Leiterplatten verwendet wird, und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69411686T2 (de) Wirbelstromsensor für zerstörungsfreie prüfung innerhalb von öffnungen in arbeitsstücken oder innerhalb von rohren
DE102004052909A1 (de) Gedruckte Leiterplatte mit einem Sensor für ein schwaches Magnetfeld und Verfahren zur Herstellung
EP1804557A1 (de) Elektronik-Sicherheits-Modul
DE102017113721A1 (de) Platine mit einem Dicke-Wand-Durchgang und Verfahren zur Herstellung derselben
DE3245272A1 (de) Verfahren zur herstellung miniaturisierter dick- und duennschichtschaltungen
DE69107763T2 (de) Mehrschichtige leiterplatte und verfahren zum aufbau in einer vorherbestimmten reihenfolge.
EP1804559A2 (de) Elektronik-Sicherheits-Modul
DE3031103C2 (de) Verfahren zur Prüfung des Lageversatzes bei Mehrlagenleiterplatten
DE4406674A1 (de) Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektrodenplatte
EP0737303B1 (de) Magnetisch-induktives messgerät für strömende medien
DE2243979C3 (de) Magnetoresistive Abfühlanordnung mit Rauschunterdrückung
DE69935610T2 (de) Verwendung eines elektrischen messelements
DE102020113134A1 (de) Bearbeitungsstation und Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken
DE4335879B4 (de) Anordnung zur Qualitätskontrolle und -überwachung von durchkontaktierten Mehrlagen-Leiterplatten
DE4445591C2 (de) Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende Medien
DE102018132057B4 (de) Verfahren zur Überwachung eines Beschichtungsprozesses einer Leiterplatte sowie Leiterplatte zur Durchführung des Verfahrens.
DE102005041089B3 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Wirbelströmen in einem elektrisch leitfähigen Prüfgegenstand
DE3642926A1 (de) Anordnung und verfahren zum erkennen des innenlagenversatzes von mehrlagenleiterplatten
DE102014220480A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Strommessung in einer Leiterbahn einer Leiterplatte

Legal Events

Date Code Title Description
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HELMUT FISCHER GMBH & CO INSTITUT FUER ELEKTRONIK

8339 Ceased/non-payment of the annual fee