DE4201502C2 - Verfahren und Anordnung zur elektrischen Wirbelstromprüfung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine An­ ordnung zur elektrischen Wirbelstromprüfung, bei denen je­ weils bei unterschiedlichen Meßfrequenzen Meßsignale erfaßt werden, die von der komplexen Impedanz einer wenigstens eine Meßspule enthaltenden Meßschaltung abhängig sind und zu einem Mischsignal weiterverarbeitet werden.

Bei der elektrischen Wirbelstromprüfung werden eine oder meh­ rere in einer Meßschaltung an geordnete Meßspulen an die Ober­ fläche eines elektrisch leitfähigen Prüflings an gekoppelt. An die Meßschaltung wird eine Wechselspannung angelegt und es werden für jede Frequenz und jeden Meßort zwei Meßsignale erfaßt, die vom Realteil bzw. vom Imaginärteil der komplexen Impedanz dieser Meßschaltung abhängen. Durch die vom magneti­ schen Wechselfeld der Meßspule im Prüfling erzeugten Wirbel­ ströme wird die Induktivität der Meßspulen und damit die komplexe Impedanz der diese Meßspulen enthaltenden Meßschal­ tung beeinflußt.

An fehlerbehafteten Stellen des untersuchten Prüflings weicht die Induktivität der Prüfspule vom normalen, an fehlerfreien Stellen ermittelten Wert ab, da die Wirbelströme um einen Feh­ ler im Prüfling, beispielsweise einen Riß, herum fließen müssen. Diese Abweichungen sind über die veränderte Impedanz der Meß­ schaltung meßbar. Aus den an verschiedenen Orten des Prüflings in der Nähe eines Fehlers ermittelten Meßdaten kann ein erfahrener Auswerter bei geeigneter Darstellung dieser Meß­ daten Informationen über Art und Lage des Fehlers entnehmen.

Um möglichst viele Informationen über das zu prüfende Werkstück zu erhalten, wird die Meßschaltung vorzugsweise nacheinander mit mehreren unterschiedlichen Frequenzen betrieben. Dabei ist bei höheren Frequenzen eine bessere räumliche Auflösung als bei tiefen Frequenzen möglich. Durch die aufgrund des Skin-Effektes herabgesetzte Eindringtiefe in das Material können jedoch tiefliegende Fehler im Prüfling bei einer Mes­ sung mit hohen Frequenzen nur ungenügend erfaßt werden. Erst durch eine Bewertung der bei unterschiedlichen Frequenzen ge­ wonnenen Meßsignale kann eine sichere Beurteilung der Fehler des Prüflings erfolgen.

Für jede Frequenz und jeden Meßort stehen wenigstens zwei Meßsignale zur Verfügung. Wird die Meßspule kontinuierlich oder schrittweise über die Oberfläche des Prüflings bewegt, so können diese Meßsignale in einer sogenannten Stripchart als Funktion des durch die Zeitachse repräsentierten Meßortes dargestellt werden. Eine in der Wirbelstromprüftechnik be­ vorzugte und zur Auswertung besonders geeignete Darstellung der Meßsignale besteht darin, die jeweils zu einer Frequenz gehörenden Wertepaare in einer sogenannten xy-Chart in einer Ebene als Punkte darzustellen. Jeder Punkt repräsentiert ein an einem Meßort ermitteltes Wertepaar. Verbindet man die zu benachbarten Meßorten gehörenden Punkte untereinander, so ergeben sich charakteristische Schleifen, deren Amplituden, Flächen und Winkellagen in der xy-Chart in Beziehung zum Ausmaß und zur Tiefenlage des Fehlers stehen.

Neben den echten Beschädigungen, die ein Prüfling aufweisen kann, gibt es auch, je nach Anwendungsfall, Störsignale, die dem Fehlersignal überlagert sind und eine Interpretation der Meßwerte erschweren.

Solche Störsignale werden beispielsweise bei der Prüfung von Wärmetauscherrohren eines Dampferzeugers durch außerhalb der Rohre angeordnete Abstandshalter oder durch die durch Ein­ walzung des Rohres in den Rohrboden verursachte Form- und Strukturänderung des Rohrmaterials erzeugt. Eine weitere Ursache von Störeinflüssen ist beispielsweise das Ziehver­ fahren, mit dem die Rohre hergestellt werden. Beim sogenann­ ten Pilgerschritt-Verfahren entstehen regelmäßige Änderungen in der Materialstruktur der Rohre, die sich auf deren magne­ tische und elektrische Eigenschaften niederschlagen und relativ große Störsignale erzeugen können.

Um die Interpretation der Meßwerte zu erleichtern und deren Aussagewert durch Unterdrückung von Störeinflüssen zu erhöhen, ist es beispielsweise aus dem Tagungsband der Tagung der DGZfP, Mainz 1978, 24.-26. April, S. 207-214, bekannt, den bei unterschiedlichen Meßfrequenzen erfaßten Meßsignalen durch ge­ wichtete Addition ein zweikomponentiges Mischsignal zu er­ zeugen. Die beispielsweise bei zwei Frequenzen anstehenden vier Meßsignale werden auf ein zweikomponentiges Mischsignal linear abgebildet. Die hierzu erforderliche Abbildungsmatrix enthält 2 × 4 Koeffizienten. Diese Koeffizienten müssen so optimiert werden, daß einerseits unerwünschte Störsignale unterdrückt werden und andererseits die Amplitude und Winkel­ lage der Schleife eine sichere Aussage über die Fehlerart oder -größe ermöglichen. Durch die Vielzahl der Randbedingungen ist jedoch das zur Abbildung gehörende Gleichungssystem in der Re­ gel überbestimmt und somit nicht exakt lösbar. Die Lösung die­ ses Gleichungssystems kann mit Hilfe von Lagrange′schen Multi­ plikatoren erfolgen. Dabei wird das überbestimmte Gleichungs­ system so erweitert, daß es eindeutig lösbar wird. Der zur Lösung dieses erweiterten Gleichungssystems erforderliche mathematische Aufwand steigt jedoch mit der die Dimension des erweiterten Gleichungssystems bestimmenden Anzahl der Rand­ bedingungen erheblich. Dadurch wird die Zahl der bei vertret­ barem Rechenaufwand verwertbaren Randbedingungen stark ein­ geschränkt.

Eine Mischsignalbildung zur Unterdrückung von Störsignalen, bei der ein aus Messungen bei mehreren Prüffrequenzen er­ mittelter mehrkomponentiger Meßvektor auf einen mehrkompo­ nentigen Ausgabevektor abgebildet wird, ist auch aus Ma­ terialprüfung, Band 17 (1975), Nr. 7, Juli, Seiten 238 und 239, bekannt. Eine nähere Angabe darüber, wie die zu dieser Abbildung erforderlichen Koeffizienten bestimmt werden, ist jedoch in dieser Veröffentlichung nicht enthalten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur elektrischen Wirbelstromprüfung anzuge­ ben, bei denen ein aus mehreren Frequenzen zusammengesetztes Mischsignal zur Verfügung gestellt wird, dessen Aussagewert gegenüber dem bekannten Mischsignal verbessert und dessen In­ terpretierbarkeit erleichtert ist.

Die genannten Aufgaben werden gelöst mit den Merkmalen der An­ sprüche 1 bzw. 12. Bei einem Verfahren zur elektrischen Wir­ belstromprüfung gemäß der Erfindung werden jeweils bei unter­ schiedlichen Meßfrequenzen Meßsignale erfaßt, die von der kom­ plexen Impedanz einer wenigstens eine Meßspule enthaltenden Meßschaltung abhängig sind und zu einem Mischsignal weiterver­ arbeitet, wobei zur Verbesserung des Fehlersignal-Störsignal- Abstandes das Mischsignal durch Verarbeitung dieser Meßsignale in einem neuronalen Netzwerk gebildet wird. Da bei neuronalen Netzwerken ein gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekann­ ten Verfahren grundsätzlich anderes Vorgehen zur Bestimmung geeigneter Koeffizienten verwendet wird, können bei der Ermitt­ lung der Abbildungsparameter weitaus mehr Randbedingungen oder Trainingsdaten berücksichtigt werden als bei den bekannten Verfahren. Dadurch ist die Bildung von Mischsignalen ermög­ licht, die eine vom Betrachter unabhängige automatisierte Bewertung und Klassifizierung unterschiedlicher Fehler und Störer ermöglichen.

Vorzugsweise ist ein neuronales Netzwerk mit wenigstens einer Zwischenebene vorgesehen. Diese Zwischenebene enthält in einer bevorzugten Ausgestaltung wenigstens zwei Prozeßelemente. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzahl der Prozeßelemente in der Zwischenebene größer als die Anzahl der zur Bildung des Mischsignals ausgewerteten Meßfrequenzen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind den Prozeßelementen der Zwischenebene und den Prozeßelementen der Ausgangsebene jeweils nichtlineare, insbesondere sigmoide Transferfunktionen zugeordnet.

Vorzugsweise wird in Analogie zu den bisher bekannten Verfah­ ren ein zweikomponentiges Mischsignal gebildet. Mit einem sol­ chen Mischsignal kann eine Darstellungsweise der Meßergebnisse gewählt werden, mit der der mit den bekannten Verfahren arbeitende Anwender vertraut ist.

Das in einer Anordnung gemäß der Erfindung vorgesehene neu­ ronale Netzwerk kann sowohl in Gestalt eines hardwaremäßig realisierten elektronischen Bauelements als auch in Form einer in einem Rechner implementierten Programmstruktur vorliegen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in deren

Fig. 1 eine beispielhafte Anordnung zur elektrischen Wirbel­ stromprüfung gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Meßschaltung mit zwei Meßspulen in Brückenanordnung.

Fig. 3 zeigt schematisch die Struktur eines zur Weiterverar­ beitung der Meßsignale bevorzugten neuronalen Netzwerkes.

In Fig. 4 ist schematisch ein für die Wirbelstromprüfung von Rohren zum Training des neuronalen Netzwerkes verwendetes Testrol mit Justierfehlern und Trainingsstörern dargestellt.

Fig. 5 zeigt die bei einer Meßfrequenz für unterschiedliche Störer und Fehler ermittelten Meßschleifen in xy-Darstellung.

In Fig. 6 sind die für die unterschiedlichen Fehlertypen an­ gestrebten Wirbelstromschleifen der idealen Mischsignale dar­ gestellt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen die mit einem trainierten neurona­ len Netzwerk für unterschiedliche Fehler bzw. Störer erzeugten, in Form von Schleifen wiedergegebenen Mischsignale.

In den Fig. 9 und 10 sind beispielhaft die mit den Fig. 6 bzw. 7 vergleichbaren realen Mischsignale dargestellt, die sich bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Bildung der Mischsignale ergeben.

Gemäß Fig. 1 enthält eine Anordnung zur elektrischen Wirbel­ stromprüfung eine Prüfsonde 2, die wenigstens eine Meßspule enthält. Im Beispiel der Figur ist eine Prüfsonde 2 mit zwei Meßspulen 4a und 4b vorgesehen. Die Prüfsonde 2 wird an die Oberfläche eines Prüflings 6 angekoppelt. Die Meßspulen 4a und 4b sind in einer Meßschaltung angeordnet, die von einer Steuer­ einheit 10 nacheinander mit einem elektrischen Eingangssignal unterschiedlicher Frequenz versorgt wird. Die Prüfsonde 2 kann außerdem kontinuierlich oder schrittweise über die Oberfläche des Prüflings 6 bewegt werden.

Die magnetischen Felder der Meßspulen 4a und 4b werden an unterschiedlichen Orten in den Prüfling 6 eingekoppelt. Für jede Meßfrequenz und jeden Meßort werden in einer Datenerfas­ sungseinheit 12 jeweils wenigstens zwei Meßsignale k₁, k₂ abgeleitet. Eines der Meßsignale, beispielsweise das Meßsig­ nal k₁, hängt vom Realteil der komplexen Impedanz der Meß­ schaltung ab. Das andere Meßsignal, beispielsweise das Meß­ signal k₂, entspricht dem Imaginärteil dieser Impedanz. Die Anzahl der von der Datenerfassungseinheit 12 an einen Rechner 14 weitergeleiteten Meßsignale k₁, k₂, . . . ist somit doppelt so groß wie die Anzahl der Meßfrequenzen. Im Rechner 14 ist beispielsweise in Form eines Programms ein neuronales Netz 16 implementiert, in dem die zu unterschiedlichen Meßfrequenzen gehörenden Meßsignale k₁, k₂, . . . zu einem in der Regel mehrkomponentigen, vektoriellen Mischsignal m weiterverarbei­ tet werden. Dieses Mischsignal m, sowie gegebenenfalls auch die ursprünglichen Meßsignale k₁, k₂, . . . können beispiels­ weise in einer Speichereinheit 18 gespeichert werden oder direkt an eine Ausgabeeinheit 19, beispielsweise ein Monitor, ein Plotter oder ein Drucker, ausgegeben werden.

Entsprechend Fig. 2 ist als bevorzugte Meßschaltung eine Brückenschaltung vorgesehen, die zwei Meßspulen 4a und 4b sowie zwei Widerstände R_a und R_b zum Abgleich der Brücken enthalten. Die Brücke wird mit einer Wechselspannung U_V ver­ sorgt und die in der Diagonalen dieser Brücke vorliegenden Brückenspannung U_D wird erfaßt. Aus dieser Brückenspannung können dann Meßsignale abgeleitet werden, die dem Real- bzw. Imaginärteil der Differenz der komplexen Impedanz dieser Meß­ spulen 4a und 4b entsprechen.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Struktur eines zur Auswertung der bei vier Meßfrequenzen vorliegenden 8 Meßsignale k₁, k₈ verwendeten neuronalen Netzwerkes 16. Die einer Ein­ gangsebene 30 mit beispielsweise acht Prozeßelementen 32₁, 32₂, . . ., 32₈ jeweils als Eingangssignale zur Verfügung gestellten Meßsignale k₁, k₂, . . ., k₈ werden über eine Zwischenebene 40 mit Prozeßelementen 42₁, 42₂, . . ., 42₅ und eine Ausgangsebene 50 mit zwei Prozeßelementen 52₁ und 52₂ zu einem zweikomponentigen Mischsignal m = (m₁, m₂) weiterver­ arbeitet. Eine solche Zwischenebene 40 wird auch als verdeckte Schicht oder hidden layer bezeichnet.

Die Meßsignale k₁ und k₂ gehören beispielsweise zu einer Meß­ frequenz von 50 kHz, die Meßsignale k₃ und k₄ zu 200 kHz, die Meßsignale k₅ und k₆ zu 400 kHz und die Meßsignale k₇ und k₈ zu 900 kHz. Die Anzahl der Prozeßelemente 32 _i der Eingangs­ ebene 30 ist somit im Beispiel der Figur doppelt so groß wie die Anzahl der zur Bildung des Mischsignals (m₁, m₂) heran­ gezogenen Meßfrequenzen.

Anstelle eines zweikomponentigen Mischsignals (m₁, m₂) kön­ nen auch ein einkomponentiges Mischsignal m₁ oder ein aus mehr als zwei Komponenten m₁, m₂, . . ., m_n bestehendes Misch­ signal (m₁, . . . m_n) gebildet und zur Bewertung der Meßsignale k₁, k₂, . . . k_p verwendet werden. Die Anzahl p der zur Bildung des Mischsignals m ausgenutzten Meßsignale k_i ist nicht auf die doppelte Anzahl der Meßfrequenzen festgelegt. So können beispielsweise bei einer Brückenschaltung mit zwei Meßspulen zusätzlich noch Meßsignale k_i erzeugt und berücksichtigt werden, die nur von der Impedanz einer einzelnen Meßspule abhängen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ein neuronales Netzwerk mit wenigstens einer Zwischenebene 40 zu verwenden, die wenig­ stens zwei Prozeßelemente 42 _i enthält. Ein hinsichtlich des Trainingsaufwandes und des erzeugbaren Fehlersignal-Störsignal- Abstandes optimales Ergebnis läßt sich erzielen, wenn die Anzahl der Prozeßelemente 42 _i in der Zwischenebene 40 größer ist als die Anzahl der Meßfrequenzen und die Anzahl der Pro­ zeßelemente 32 _i der Eingangsebene 30 nicht überschreitet.

Den Prozeßelementen 42 _i der Zwischenebene 40 und den Prozeß­ elementen 52 _i der Ausgangsebene 50 sind jeweils nichtlineare Transferfunktionen, insbesondere sogenannte sigmoidale Trans­ ferfunktion, beispielsweise die Funktion

zugeordnet. S ist ein Skalierungsfaktor und F_o ist eine Kon­ stante, die den Offset festlegt. Das Argument x der Transfer­ funktion F(x) ist die gewichtete Summe aller Eingangssig­ nale des jeweiligen Prozeßelementes 42 _i bzw. 52 _i. Für ein Prozeßelement 42 _i der Zwischenebene 42 gilt also

wobei w_ÿ die Gewichtskoeffizienten und e_j die Eingangssignale des Prozeßelementes 42 _i bzw. die Ausgangssignale der Prozeß­ elemente 32 _j der vorgelagerten Eingangsebene 30 sind.

Jedes Prozeßelement der der Eingangsebene 30 nachgeordneten Ebenen 40, 50 ist mit allen Prozeßelementen 32 _i bzw. 42 _i der jeweils vorgelagerten Ebene 30 bzw. 40 verknüpft. Die Aus­ gangssignale der Prozeßelemente 32 _i und 42 _i der Eingangsebene 30 bzw. der Zwischenebene 40 werden in den nachgeordneten Prozeßelementen linear überlagert und mit der Transferfunktion bewertet. Die für die lineare Überlagerung notwendigen Koeffizienten w₁₁, w₁₂, . . ., w₈₅ bzw. v₁₁, v₁₂, . . ., v₅₂ werden durch Training des Netzwerkes 16 mit vorgegebenen Trainingssignalen um den zugehörigen gewünschten idealen Mischsignalen, den sogenannten Target-Signalen gelernt.

Fig. 4 zeigt ein für die Wirbelstromprüfung von Wärme­ tauscherrohren eines Dampferzeugers zum Ermitteln der Trai­ ningssignale verwendetes Testrohr 22, in dem vier unter­ schiedliche Justierfehler 24a, 24b, 24c und 24d sowie ein die Einwalzung wiedergebender Trainingsstörer 24e und ein einem Abstandshalter entsprechenden Trainingsstörer 26e realisiert sind. Der Justierfehler 24a ist in Form einer ringförmig um­ laufenden Nut ausgebildet, deren Tiefe 20% der Wanddicke des Testrohres 22 beträgt. Die Justierfehler 24b, 24c und 24d sind jeweils in Form von drei am äußeren Umfang des Testrohres 22 angeordneten Bohrungen ausgeführt, deren Tiefe das 0,3, das 0,8 bzw. das 1,0-fache der Wandstärke des Testrohres 22 beträgt.

In Fig. 5 sind die zu einer Meßfrequenz von 400 kHz gehören­ den und zu Wertepaaren zusammengefaßten Meßsignale k₅ und k₆ in x- bzw. y-Richtung einer xy-Chart aufgetragen. Die Wir­ belstromschleife a ergibt sich, wenn die Prüfsonde im Inneren des Testrohres 22 über den Justierfehler 24a geführt wird. Die Schleifen b, c und d sind jeweils den Justierfehlern 24b, 24c bzw. 24d zugeordnet. Außerdem erkennt man in der Figur mehrere Schleifen e mit großer Amplitude, die durch die Trainings­ störer 24e und 26e hervorgerufen werden.

In Fig. 6 ist ein für die gleiche Meßaufgabe wie in Fig. 5 gewünschtes und zu lernendes ideales Wirbelstromschleifen-Dia­ gramm dargestellt. Das hier zweikomponentige Mischsignal (m₁, m₂) ist in dieser und den folgenden Darstellungen mit der einen Komponente in x-Richtung und der anderen Komponente in y-Richtung dargestellt. Der Figur ist zu entnehmen, daß im Idealfall durch die Bildung des Mischsignales die zu den Trainingsstörern 24e und 26e gehörenden Wirbelstromschleifen vollständig unterdrückt sind und die Lage der einzelnen Schleifen a′ , b′ , c′ und d′ gegenüber der Lage der Wirbel­ stromschleifen a bis d in Fig. 5 verdreht sind, so daß beispielsweise ein 20%-Justierfehler durch eine Wirbel­ stromschleife a′ repräsentiert wird, die annähernd unter 45° zur x-Achse verläuft. Die durch die Wirbelstromschleifen a′ bis d′ repräsentierten Punkte stellen die sogenannten Target-Daten oder Target-Mischsignale für den Lernvorgang des neuronalen Netzwerkes dar.

Beim Training des neuronalen Netzes wird hier ein Trainings­ signal jeweils aus acht Trainings-Meßsignalen und einem zwei­ komponentigen Target-Mischsignal zusammengesetzt. Der Lern­ vorgang des neuronalen Netzwerkes wird vorzugsweise mit einer sogenannten Backpropagation durchgeführt. Ein hierzu erforderlicher Algorithmus ist beispielsweise in "Schöneburg, E., Hansen, N., Gawelczyk, A., Neuronale Netzwerke: Ein­ führung, Überblick und Anwendungsmöglichkeiten, Markt und Technik Verlag 1990, Haar b. München, S. 90 ff" näher darge­ stellt.

In Fig. 7 sind die Wirbelstromschleifen a′′ bis d′′ darge­ stellt, die zu den Justierfehlern 24a bis 24d gehören, wie sie sich in Wirklichkeit bei der Messung am Testrohr 22 bei einem trainierten neuronalen Netzwerk ergeben.

Dem Training lagen die zu 8 × 25 Trainingssignalen gehörenden und in Fig. 6 dargestellten Target-Mischsignale zugrunde. Der Fig. 7 ist zu entnehmen, daß die tatsächlich mit dem trainierten neuronalen Netzwerk ermittelten Wirbelstromschlei­ fen a′′ bis d′′ mit den gewünschten Wirbelstromschleifen a′ bis d′ der Fig. 5 weitgehend übereinstimmen.

In Fig. 8 sind im gleichen Maßstab wie in Fig. 6 die Wirbel­ stromschleifen e′′ aufgetragen, die sich durch die Störer 24e und 26e bei einem trainierten neuronalen Netzwerk tatsächlich ergeben. Es ist zu erkennen, daß die Störsignale insbesondere im Vergleich zu Fig. 4 deutlich unterdrückt sind.

Im Vergleich zu dem mit einem neuronalen Netzwerk erzielbaren Wirbelstromschleifen sind in der Fig. 9 die Wirbelstrom­ schleifen aufgetragen, die sich durch die Justierfehler 24a bis 24d und in Fig. 10 die Wirbelstromschleifen, die sich durch die Störer 24e und 26e ergeben, wenn der Mischsignal­ bildung anstelle eines neuronalen Netzwerkes ein lineares Netzwerk zugrundeliegt, dessen Koeffizienten mit Hilfe eines Lagrange-Verfahrens ermittelt wurden. Es ist der Fig. 9 deutlich zu entnehmen, daß die Interpretation der Wirbelstrom­ schleifen gegenüber den in Fig. 7 dargestellten Wirbelstrom­ schleifen deutlich erschwert ist. Außerdem ist der Fig. 10 zu entnehmen, daß die sich in der Praxis den eigentlichen Fehlern überlagernden Störsignale eine deutlich größere Amplitude haben als in Fig. 8.

Wenn die Aufgabenstellung der Wirbelstromprüfung keine Bewer­ tung der Anzeige durch den Prüfer erfordert, sondern eine Klassifizierung ausreichend ist, die darin besteht, nur eine Aussage darüber zu machen, ob ein Fehler vorliegt oder nicht, so genügt zur Erfüllung der Prüfaufgabe die Bildung eines einkomponentigen Mischsignals. Als Targetsignal genügt dann eine einzige Signalkomponente, beispielsweise die y-Komponente des in Fig. 6 dargestellten Targetsignals. Über eine Schwell­ wertüberwachung kann dann eine Unterscheidung "Fehler ja/nein" erfolgen.

Falls eine detailliertere Prüfaussage erforderlich ist, kann diese Bewertung auch direkt durch das neuronale Netzwerk erfolgen, indem man das neuronale Netzwerk in der Ausgangs­ schicht erweitert und den Mischsignalkomponenten jeweils eine Fehler-oder Störerklasse zuordnet, die mit Hilfe der Justierfehler und Trainingsstörer trainiert werden. So kann beispielsweise der Komponente m₁ eines vierkomponentigen Meßsignals (m₁, m₂, m₃, m₄) der Justierfehler 24a (Fig. 4) derart zugeordnet werden, daß dann, wenn die Komponente m₁ einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, auf einen Fehler geschlossen werden kann, der in einer durch den Justierfehler 24a repräsentierten Fehlerklasse liegt. Die Komponenten m₂, m₃ und m₄ können in entsprechender Weise den durch die Justier­ fehler 24b, c bzw. d repräsentierten Fehlerklassen zugeordnet werden. Außerdem können dem Mischsignal noch weitere Kompo­ nenten zur Klassifizierung der Störer hinzugefügt werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur elektrischen Wirbelstromprüfung, bei dem jeweils bei unterschiedlichen Meßfrequenzen Meßsignale (k₁, k₂, . . .) erfaßt werden, die von der komplexen Impedanz einer wenigstens eine Meßspule (4a, 4b) enthaltenden Meßschaltung abhängig sind und in einem neuronalen Netzwerk (16) zu einem Mischsignal (m) weiterverarbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein neuronales Netzwerk (16) mit wenigstens einer Zwischenebene (40) vorgesehen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Zwischenebene (40) vorgesehen ist, die wenigstens zwei Prozeßelemente (42 _i) enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Prozeßelemente (42 _i) in der Zwischenebene (40) größer ist als die Anzahl der zur Bildung des Mischsignals (m) ausgewer­ teten Meßfrequenzen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Prozeß­ elementen (42 _i) der Zwischenebene (40) und den Prozeßelementen (52 _i) der Ausgangsebene (50) jeweils eine nichtlineare Trans­ ferfunktion zugeordnet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine sigmoidale Transferfunktion vorgesehen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Prozeßelementen (42 _i, 52 _i) der Eingangsebene nachgeordneten Ebenen (40, 50) die Ausgangssignale der Prozeßelemente (32 _i, 42 _i) der jeweils vorgelagerten Ebene (30 bzw. 40) gewichtet addiert und danach mit der Transferfunktion abgebildet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Mischsignals (m) Meßsignale (k_i) herangezogen werden, die bei wenigstens zwei unterschiedlichen Meß­ frequenzen ermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Koeffizienten (w_ÿ, v_ÿ) der gewichteten Addition mit einem Backpropagation-Verfahren ermittelt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweikomponentiges Mischsignal (m₁, m₂) gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Komponente (m_i) des Mischsignals (m) ein vorbestimmter Schwellwert zugeordnet ist und ein Überschreiten dieses Schwellwertes überwacht und angezeigt wird.

12. Vorrichtung zur elektrischen Wirbelstromprüfung mit Mitteln zum Erfassen von jeweils zu unterschiedlichen Meß­ frequenzen gehörenden Meßsignalen (k_i), die von der komplexen Impedanz einer wenigstens eine Meßspule (4) enthaltenden Meßschaltung abhängig sind, sowie Mitteln zum Erzeugen eines Mischsignals (m) aus diesen Meßsignalen (k_i), dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Mischsignals (m) ein neuronales Netzwerk (16) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das neuronale Netzwerk (16) in Gestalt eines Programmes in einem Rechner (14) implementiert ist.