DE539295C - Verfahren zur Pruefung von Metallen auf inhomogene Stellen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Prüfung von Metallen auf inhomogene Stellen Es ist bekannt, daß inhomogene Stellen in Metallen durch die Änderung ihrer elektrischen Leitfähigkeit oder ihrer magnetischen Permeabilität nachgewiesen werden können. Zur Messung dieser Änderungen dienen Verfahren, bei denen das zu untersuchende Metallstück in ein magnetisches Wechselfeld gebracht wird und die entstehenden Wirbelströme und die Magnetisierbarkeit an verschiedenen Stellen gemessen und verglichen werden.
• In vielen Fällen ist bei diesem Verfahren die Kenntnis der Art der Inhomogenität, ob diese in der elektrischen Leitfähigkeit oder in der Permeabilität oder in beiden gleichzeitig zu suchen ist, von entscheidender technischer Bedeutung.
• Es wurde nun gefunden, daß die Art der Inhomogenität besonders einfach und sicher durch Messung der Wirbelströme und der Magnetisierbarkeit des zu untersuchenden Materials mit Wechselströmen verschiedener Frequenz festgestellt wird. Aus diesen Messungen kann die Stärke der Wirbelströme und der Magnetisierbarkeit für sich berechnet werden, da bei gleicher Stärke des magnetisierenden Feldes bekanntlich die Wirbelstromstärke proportional der Frequenz, die Magnetisierung jedoch unabhängig von der Frequenz ist. Zur Ausführung des Verfahrens kann beispielsweise die in der Abbildung dargelegte Vorrichtung verwendet werden. Der unterteilte Eisenkern a ist mit drei Spulen b, c und d bewickelt. Die mittlere Spule b dient zur Magnetisierung des Kernes mit Wechselstrom beliebiger Frequenz. Die beiden Sekundärspulenc und d an denEnden des Eisenkernes sind gleich dimensioniert. Sie sind gegeneinandergeschaltet, so daß an den Anschlüssen des Sekundärkreises nur eine kleine Wechselspannung auftritt, die der Differenz der in den Spulen c und d induzierten Spannungen entspricht. Sie kann nach den üblichen Methoden mit einem Wechselstrom- oder einem Gleichstrommeßgerät, bei letzterem unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters, gemessen werden. Im Bedarfsfalle kann zur Erhöhung der Empfindlichkeit die Spannung mit Verstärkern erhöht werden.
• Mit dieser Vorrichtung können in an sich. bekannter Weise inhomogene Stellen in dem zu untersuchenden Metallstück aufgesucht werden. Ist eine solche Stelle gefunden, so wird gemäß der Erfindung durch Messungen mit Wechselfeldern verschiedener Frequenz, z. B. 5o und 5oo Perioden/Sek., festgestellt, ob die betreffende Stelle bezüglich der Leitfähigkeit oder der Magnetisierung oder beider inhomogen ist. Je nach dem technischen Verwendungszweck des Probekörpers kann dieser trotz der Inhomogenität sehr wohl brauchbar sein, da in vielen Fällen eine nur elektrische bzw. nur magnetische Inhomogenität nicht schädlich ist. Beispiel Der Eisenkern a (vgl. Abbildung) wird mit Hilfe der Spule b mit Wechselstrom von 50 Perioden/Sek. magnetisiert. Die in der Spule c induzierte Spannung wird durch die in Spule d induzierte so weit kompensiert, daß das Instrumente eine Spannung von i Volt anzeigt. Nun wird das zu prüfende Metall- f, z. B. ein schwach magnetisierbarer Chromnickelstahl, der Spule G genähert. Das Instrument e zeigt dann eine Spannung von o,85 Volt an. Die Abnahme des Ausschlags um o, 15 Volt wird durch die einander entgegenwirkenden Spannungen hervorgerufen, die durch die Wirbelströme und die Magnetisierung des Probekörpers in c induziert werden. Nimmt man an, daß die Wirbelströme allein eine Spannung von ew Volt, die Magnetisierung allein eine Spannung von e. Volt induzieren würde, so wird e",-em ==0,i 5 Volt, Nun wird der Kern a mit Wechselstrom von 500 Perioden/Sek. magnetisiert, und zwar ebenso stark wie vorher mit 50 Perioden/Sek. Dann zeigt das Instrumente, wenn das zu prüfende Metall f entfernt ist, eine Spannung von io Volt an, entsprechend der iofachen Periodenzahl. Wird f genähert, so steigt der Ausschlag des Instrumentes e auf 31 Volt: Die Zunahme um 2 1 Volt wird ebenfalls durch die Induktion der Wirbelströme und der Magnetisierung in der Spule c hervorgerufen. Die Wirbelströme allein würden eine Spannung von ioo ew Volt induzieren, da sie selbst iomal größer geworden sind und außerdem infolge der iofachenPeriodenzahl bei gleicher Wirbelstromstärke die iofache Spannung induziert wird. Die Magnetisierung allein würde eine Spannung von io e,n Volt induzieren, da ihre Stärke gleich geblieben ist, infolgeder iofachen Periodenzahl jedoch die iofache Spannung induziert wird. Man kann daher setzen: ioo e" - io e", - 21 Volt. Aus den beiden Gleichungen ergibt sich in einfacher Weise: eu, _-._ o,25 Volt, e,n = 0,4 Volt. Andere Steilen des Metallstückes f geben, sofern sie sich von der obigen in ihren elektrischen und magnetischen Eigenschaften nicht unterscheiden, dieselben Werte für ew und e.. An inhomogenen Stellen dagegen erhält man andere Werte. Je nachdem ob e, oder e. verschieden ist von den oben angeführten Werten, handelt es sich um eine bezüglich der Leitfähigkeit bzw. der Magnetisierbarkeit inhomogene Stelle.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Prüfung von Metallen auf die Natur inhomogener Stellen, bei dem das Metall in ein magnetisches Wechselfeld gebracht wird und die im Metall entstehenden Wirbelströme und seine Magnetisierbarkeit an verschiedenen Stellen gemessen und verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu- diesem Zweck Wechselströme verschiedener Frequenz benutzt werden.