DE7533531U

DE7533531U - DIVISIBLE COIL ARRANGEMENT FOR THE GENERATION OF A MAGNETIC FIELD IN A LONGITUDINAL DUTY

Info

Publication number: DE7533531U
Application number: DE7533531U
Authority: DE
Original assignee: Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Current assignee: Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Priority date: 1974-11-07
Filing date: 1975-10-22
Publication date: 1976-08-05
Also published as: FR2290748B1; IT1048615B; JPS5170690A; BE835318A; FR2290748A1; CH615042A5

Description

Die Erfindung betrifft eine teilbare Spulenanordnung, insbesondere zur zerstörungsfreien Prüfung von die wechselstromdurchflossene Spule durchwandernden Teilen, wobei Änderungen in der Impedanz auftreten infolge von Fehlern in den Materialcharakteristika der Teile, wie beispielsweise einer Inhomogenität des Materials, die zu Veränderungen der magnetischen Permeabilität und der elektrischen Leitfähigkeit führt, die sich infolge von Veränderungen in der Stärke der Foucaultströme, die beim Durchwandern der Teile durch die Spule auftreten, übertragen .The invention relates to a divisible coil arrangement, in particular for the non-destructive testing of the alternating current Coil traversing parts, with changes in impedance occurring as a result of Defects in the material characteristics of the parts, such as an inhomogeneity of the material, which leads to changes in magnetic permeability and electrical conductivity, which result from Changes in the strength of the Foucault currents that occur as the parts move through the coil are transmitted .

Handelt es sich bei den zu prüfenden Teilen um solche, deren Abmessungen relativ groß sind, oder um solche, die die Form einer Stange oder eines metallischen Kabels auf-Are the parts to be tested such, the dimensions of which are relatively large, or those that take the form of a rod or a metallic cable.

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weisen, wobei deren Enden unzugänglich sind oder deren Enden Verdickungen aufweisen, deren Durchmesser weit größer ist, als der Teile» die zwischen den Enden liegen, dann kann man Spulen der vorerwähnten Art nicht einsetzen, da es nicht möglich ist, die zu messenden Teile in die Spule einzuführen.have, the ends of which are inaccessible or the ends of which have thickenings, the diameter of which is far larger is, as the parts' which lie between the ends, then you cannot use coils of the type mentioned above, since it is not possible to put the parts to be measured into the coil to introduce.

Um solche Teile auf Fehler prüfen zu können, ist es bekannt, teilbare Spulen zu verwenden. Solche Spulen jedoch werden von einem Gleichstrom großer Stärke durchflossen und erzeugen ein Magnetfeld, dessen Veränderungen infolge von Fehlern im Material der zu prüfenden Teile gemessen werden können in einer Meßspule, welche von der Erregerspule unabhängig ist. Hierbei können jedoch nur ferromagnetische Teile geprüft werden und nur dann, wenn eine Relativverschiebung zwischen der Spule und dem zu prüfenden Teil vorhanden ist.In order to be able to check such parts for errors, it is known to use divisible coils. Such coils, however are traversed by a direct current of great strength and generate a magnetic field, which changes as a result of defects in the material of the parts to be tested can be measured in a measuring coil, which is from the excitation coil is independent. However, only ferromagnetic Parts are checked and only if a Relative displacement between the coil and the part to be tested is present.

Es besteht die Aufgabe, eine Spule der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie teilbar ist und an Stelle von einem Gleichstrom von einem Wechselstrom durchflossen werden kann.The object is to design a coil of the type mentioned in such a way that it is divisible and instead of a direct current flowed through by an alternating current can be.

Die Spule gemäß der Heuerung wird lediglich mit Wechselstrom gespeist, wobei die im Prüfling entstehenden Änderungen in der Intensität der Foucaultströme erfaßt werden. Hierbei wird vorzugsweise mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz zwischen 1 und 100 kHz gespeist. Mit einer solchen Spule können längliche Prüflinge aus elektrisch leitendem Material zerstörungsfrei geprüft werden, wobei die Prüflinge nicht aus einem ferromagnetischen Material zu bestehen brauchen.The coil according to the hiring is only with alternating current fed, whereby the changes in the intensity of the Foucault currents occurring in the test object are detected. This is preferably done with an alternating current fed at a frequency between 1 and 100 kHz. With such a coil elongated test objects can be made electrically conductive material can be tested non-destructively, whereby the test items are not made of a ferromagnetic material need to exist.

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UtL.UtL.

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Für die Prüfung ist es nicht erforderlich, daß eine Relativverschiebung zwischen der Spule und dem Prüfling herrscht.For the test it is not necessary that a relative shift exists between the coil and the test item.

Die Spule gemäß der Neuerung ist teilbar und kann auf diese Weise um den zu prüfenden Prüfling geklappt werden, wobei sodann die Spulenteile miteinander verbunden werden, so daß der Spulenkörper den Prüfling umfaßt. Das Zusammenfügen der Spulenteile erfolgt auf solche Weise, daß sich automatisch Spulenwindungen aus Leiterdraht ergeben, ohne daß es hierbei notwendig ist, die Spulenwindungen durch eine Vielzahl von äußeren Verbindungsmitteln miteinander zu verbinden. Vielmehr bilden die Spulenwindungen zwei Spulen, welche voneinander getrennt sind.The coil according to the innovation is divisible and can be on this Way around the test item to be tested, whereby the coil parts are then connected to one another, so that the bobbin surrounds the test object. The assembly of the coil parts is done in such a way that automatically result in coil turns from conductor wire without it being necessary to pass the coil turns to interconnect a plurality of external connecting means. Rather, the coil turns form two turns Coils, which are separated from each other.

Zu diesem Zweck weist die neuerungsgemäße Spule einen röhrenförmigen Spulenkörper auf, welcher in Längsrichtung geteilt ist, so daß sich mehrere, miteinander vereinigbare Elemente ergeben. Oedes dieser Spulenkörperelemente trägt Spulenwindungssegmente aus einem Leiterdraht, die sich in Querebenen im wesentlichen von einer Schnittoder Teilungskante zur benachbarten Schnitt- oder Teilungskante erstrecken. Diese Segmente sind unterteilt in zwei Gruppen von gleichzahligen Segmenten, welche zwei voneinander getrennte Spulen bilden. Die Enden der Segmente der einen Gruppe sind fortlaufend mit den entsprechenden Enden der Segmente der anderen Gruppe durch Leiter verbunden, welche entlang der Schnitt- oder Teilungskante verlaufen, die den jeweiligen Enden benachbart ist. Die Spiralsegmente auf jedem Spulenkförperelement weisen zwei freie Drahtsegmentenden auf, welche über eine lösbareFor this purpose, the coil according to the invention has a tubular coil body which extends in the longitudinal direction is divided, so that there are several elements that can be combined with one another. Oedes of these bobbin elements carries coil winding segments from a conductor wire, which are in transverse planes essentially from a cut or Extend the dividing edge to the adjacent cutting or dividing edge. These segments are divided into two groups of equal segments which form two separate coils. The ends of the segments of one group are continuous with the corresponding ends of the segments of the other group by ladder connected, which run along the cutting or dividing edge which is adjacent to the respective ends. The spiral segments on each bobbin have two free wire segment ends, which have a detachable

II· «HIII · «HI

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Verbindung mit den entsprechenden freien Drahtsegmentenden der anderen Spulenkörperelemente verbunden sind, mit Ausnahme eines Segmentendes auf zwei Elementen der Spulenkörperelemente zur Bildung eines Stromein- und ausgangs für die zwei in Serie geschalteten Spulen. Die beiden im Abstand voneinander angeordneten Spulen sind bezüglich ihrer Leitungen auf jeder der beiden Spulen so geschaltet, daß der Strom in allen Leitersegmenten in gleicher Richtung fließt.Connection with the corresponding free wire segment ends of the other bobbin elements are connected, with the exception a segment end on two elements of the coil body elements to form a current input and output for the two coils connected in series. The two spaced apart coils are with respect to their lines on each of the two coils are switched so that the current in all conductor segments is the same Direction flows.

Infolge dieses besonderen Aufbaues kann man um jeden länglichen Prüfling, dessen Enden unzugänglich sind, eine Doppelspule anordnen. Die aktiven Spulenwindungen werden hierbei durch die querverlaufenden Windungsteile gebildet, während die längsverlaufenden Windungsteile, die die vorgenannten querverlaufenden Windungsteile miteinander verbinden, inaktiv sind. Dies wird dadurch hervorgerufen, daß die Hälfte dieser inaktiven Windungsteile von einem Strom in der einen Richtung und die andere Hälfte dieser Windungsteile von einem Strom in der Gegenrichtung durchflossen werden, so daß die Gesamtheit dieser längsverlaufenden Windungsteile ein Feld erzeugt, welches gleich Null ist. Die Zahl der äußeren Anschlüsse, außer dem Eingangs- und dem Ausgangsanschluß der Spule, ist auf ein Mindestmaß reduziert. Ist der Spulenkörper in zwei Teile unterteilt, dann ist die Zahl dieser äußeren Anschlüsse auf einen einzigen Anschluß reduziert, wobei über diesen Anschluß die Enden der beiden Windungssegmente, die auf den beiden Spulenkörperelementen angeordnet sind, miteinander verbunden werden.As a result of this special construction, a double coil can be placed around every elongated test object whose ends are inaccessible arrange. The active coil windings are formed by the transverse winding parts while the longitudinal parts of the winding, the aforementioned connect transverse winding parts with each other, are inactive. This is caused by the fact that half of these inactive parts of the winding are from a current in one direction and the other half of these winding parts are traversed by a current in the opposite direction, so that the entirety of these longitudinal winding parts produces a field which is equal to zero. The number the external connections, except for the input and output connection of the coil, is reduced to a minimum. If the bobbin is divided into two parts, then the number of these external connections is on a single connection reduced, with this connection the ends of the two Winding segments which are arranged on the two bobbin elements are connected to one another.

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Die Doppelspule gemäß der Neuerung bildet in sich eine Meßeinheit, welche äquivalent zu zwei in Serie geschalteten und den Prüfling umgebenden Spulen ist. Diese beiden Spulen werden in ,jedem Augenblick im umgekehrten Sinne von einem Wechselstrom durchflossen. Die beiden Spulen sind voneinander im Abstand angeordnet, derart, daß eine gegenseitige Beeinflussung der erzeugten entgegengesetzt gerichteten Magnetfelder verhindert wird.The double coil according to the innovation forms one in itself Measuring unit which is equivalent to two coils connected in series and surrounding the test object. These two An alternating current flows through coils in the opposite sense at every moment. The two coils are spaced from each other in such a way that a mutual influence is opposed to the generated directed magnetic fields is prevented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Spulenkör perelemente miteinander mittels abnehmbarer Befestigungsmittel miteinander verbunden, derart, daß eine Einheit gebildet wird, als ob der Spulenkörper aus einem einzigen starren Teil bestünde.According to an advantageous embodiment, the bobbins are perelements connected to one another by means of removable fastening means, such that one unit is formed as if the bobbin from a single rigid part.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Gegenstandes anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The following is an embodiment of the innovation according to the invention Subject explained with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt längs der Linie I-IFig. 1 is a longitudinal section along the line I-I

in Fig. 2 durch eine teilbare elektrische Spule, deren Spulenkörper aus zwei Elementen besteht;in Fig. 2 by a divisible electrical coil, the coil body of two elements consists;

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht auf die Spule gemäß Fig. 1;FIG. 2 shows an end view of the coil according to FIG. 1; FIG.

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung der Anordnung der Leiterdrähte bei einer Spule nach den Fig. 1 und 2;3 shows a schematic perspective illustration of the arrangement of the conductor wires in a coil according to Figures 1 and 2;

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Fig. k eine schematische perspektivische Darstellung einer sich von Fig. 3 unterscheidenden Ausführung sform;FIG. K shows a schematic perspective illustration of an embodiment which differs from FIG. 3; FIG.

Fig. 5 eine Abwicklung der Spulenanordnung nach Fig. Ψ;FIG. 5 shows a development of the coil arrangement according to FIG.

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Spule mit zwei asymmetrischen Spulenanordnungen;6 shows a section through a coil with two asymmetrical coil arrangements;

Fig. 7 eine schematische perspektivische Darstellung durch eine Spule für eine differentielle Messung;7 shows a schematic perspective illustration through a coil for a differential Measurement;

Fig. 8 eine Abwicklung der Spule nach Fig. 7 und8 shows a development of the coil according to FIGS. 7 and

Fig. 9 einen Schnitt durch eine fokussierende Spule . 9 shows a section through a focusing coil.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte teilbare elektrische Spule weist einen röhrenförmigen Spulenkörper 1 auf, der durch einen längsverlaufenden Spalt 2, welcher sich über ' die gesamte Länge des Spulenkörpers 1 erstreckt, in mehrere Elemente 3, ^ geteilt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen diametral verlaufenden Schlitz 2, so dalo lediglich zwei Spulenkorperelemente 3, k entstehen.The divisible electrical coil shown in FIGS. 1 and 2 has a tubular bobbin 1 which is divided into several elements 3, ^ by a longitudinal gap 2 which extends over the entire length of the bobbin 1. In the illustrated embodiment, it is a diametrically extending slot 2, so that only two Spulenkorperelemente 3, k arise.

Jedes dieser beiden Spulenkorperelemente besteht aus einem halbzylindrischen Teil 5, an dessen beiden Enden je ein Flansch 7, 8 beispielsweise mittels Schrauben 9 befestigtEach of these two coil body elements consists of one semi-cylindrical part 5, at both ends of which one each Flange 7, 8 fastened by means of screws 9, for example

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»ft ft * *»Ft ft * *

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ist. Im gezeigten Beispiel sind die Flansche 7, 8 rechteckig, mit einer Verbindungsebene, welche mit der Verbindungsebene der beiden halbzylindrischen Elemente 5 des Spulenkörpers übereinstimmt. Jede Flanschhälfte weist eine halbkreisförmige Ausnehmung 11, 12 auf, die übereinstimmt mit den Ausnehmungen der halbzylindrischen Elemente 5 .is. In the example shown, the flanges 7, 8 are rectangular, with a connection plane, which is with the connection plane of the two semi-cylindrical elements 5 of the bobbin coincides. Each flange half has a semicircular recess 11, 12 which corresponds to the recesses of the semicylindrical elements 5.

Bei jedem der beiden halbzylindrischen Elemente 5 des Spulenkörpers sind zwei Nuten 21, 22 vorgesehen, in welchen die Windungssegmente aus Leiterdraht angeordnet sind, welche im wesentlichen über einen Halbkreis sich erstrecken. Die Zahl dieser Windungssegmente kann entsprechend einem gewünschten Wert und entsprechend der Drahtdicke festgelegt werden, während die Abmessungen der Sektion der ringförmigen Nuten 21 und 22 bestimmt sind in Abhängigkeit der Charakteristiken, welche die Spule aufweisen soll.In each of the two semi-cylindrical elements 5 of the bobbin two grooves 21, 22 are provided in which the turn segments are arranged from conductor wire, which extend essentially over a semicircle. The number of these winding segments can be according to one desired value and set according to the wire thickness, while the dimensions of the section of the annular Grooves 21 and 22 are determined depending on the characteristics which the coil is to have.

Wegen der besseren Übersichtlichkeit sind in Fig. 3 lediglich zwei Windungssegmente für jede Nut dargestellt. In der Nut 21 befinden sich zwei Windungssegmente 25 und 26, während in der Nut 22 die Windungssegmente 27 und 28 angeordnet sind. Ein Ende A des Windungssegments 25, welches in der ersten Nut 21 angeordnet ist, bildet den Eingangsanschluß der sich ergebenden Spule, während das andere Ende B über einen längsverlaufenden Leiter 31 mit dem Ende C des Windungssegments 27 verbunden ist, das in der zweiten Nut 22 angeordnet ist. Der längsverlaufende Leiter 31 verläuft im wesentlichen nahe dem Rand des Spulenkörperelements nahe der Verbindungsebene 2 in einer Ausnehmung Das andere Ende D des Windungssegments 27 ist über einen weiteren längsverlaufenden Leiter 32 mit dem Ende E desFor the sake of clarity, FIG. 3 only shows two turn segments shown for each groove. In the In the groove 21 there are two winding segments 25 and 26, while the winding segments 27 and 28 are arranged in the groove 22 are. One end A of the winding segment 25, which is arranged in the first groove 21, forms the input connection of the resulting coil, while the other end B via a longitudinal conductor 31 to end C of the winding segment 27, which is arranged in the second groove 22. The longitudinal conductor 31 runs substantially near the edge of the bobbin member near the connection plane 2 in a recess The other end D of the turn segment 27 is about a further longitudinal conductor 32 with the end E of the

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Windungssegments 26 in der ersten Nut 21 verbunden. Der längsverlaufende Leiter 32 erstreckt sich nahe dem Rand des Spulenkörpere'lements und ist angeordnet in einer Ausnehmung 30 A. Das andere Ende F des Windungssegments 26 ist mit dem Ende G des Windungssegments 28 über einen weiteren längsverlaufenden Leiter 33 verbunden, der parallel zum längsverlaufenden Leiter 31 in der gleichen Ausnehmung 30 angeordnet ist. Letztlich ist das andere Ende H des Windungssegments 28 nach außen geführt und mit dem Ende 3 eines Windungssegments 28 A verbunden, das zu dem Windungssegment 28 korrespondiert und welches von der anderen Hälfte des Spulenkörpers getragen wiru.Winding segment 26 connected in the first groove 21. The longitudinal conductor 32 extends near the edge of the coil body element and is arranged in a recess 30 A. The other end F of the winding segment 26 is connected to the end G of the winding segment 28 via a further longitudinal conductor 33 which is parallel to the longitudinal conductor 31 is arranged in the same recess 30. Ultimately, the other end H of the winding segment 28 is led to the outside and is connected to the end 3 of a winding segment 28 A which corresponds to the winding segment 28 and which is carried by the other half of the bobbin.

In der unteren Hälfte der Fig. 3 ist schematisch der Teil der Leiterdrähte dargestellt, welcher auf der anderen Hälfte des Spulenkörpers angeordnet ist, wobei die Anordnung der Segmente des Leiterdrahts derjenigen auf der ersten Spulenhälfte entspricht und wobei korrespondierende Teile mit dem zusätzlichen Buchstaben A versehen sind.In the lower half of Fig. 3, the part of the conductor wires is shown schematically, which on the other half of the bobbin is arranged, the arrangement of the segments of the conductor wire of those on the first coil half corresponds to and where corresponding parts are provided with the additional letter A.

Das freie Ende S des Windungssegments A in der ersten Nut bildet den Ausgang der Spule.The free end S of the winding segment A in the first groove forms the exit of the coil.

Die Segmentenden H und 0 sind miteinander über eine leicht lösbare Verbindung 41 verbunden, wobei es sich beispielsweise um eine Steckverbindung handeln kann.The segment ends H and 0 are connected to one another via an easily detachable connection 41, for example can be a plug connection.

Ua die beiden Hälften des Spulenkörpers wie in Fig. 2 dargestellt, miteinander verbunden sind, wirken die Windungssegmente 25, 23 A und 26, 26 A so zusammen, daß sie in der ersten Nut 21 zwei komplette Windungen bilden, In analoger Weise bilden die Windungssegmente 27, 27 A und 28, 28 A zu-Including the two halves of the bobbin as shown in Fig. 2, are connected to each other, the turn segments 25, 23 A and 26, 26 A work together so that they are in the first groove 21 form two complete turns, in an analogous manner the turn segments 27, 27 A and 28, 28 A to-

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sammen zwei komplette Windungen in der zweiten Nut 22. Wenn ein Strom beim Punkt A in die Spule eintritt und bei Punkt S austritt, dann fließt dieser Strom in allen Windungssegmenten, die in der ersten Nut 21 angeordnet sind, in der gleichen Richtung. Entsprechendes gilt für die Windungssegmente, die in der zweiten Nut 22 angeordnet sind, jedoch ist hier die Stromrichtung genau umgekehrt zu derjenigen der Windungssegmente in der ersten Nut 21. Der in den beiden längsverlaufenden Leitern 31 und 33 flreßen'le Strom weist jeweils eine Richtung auf, welche entgegengesetzt ist zu der Stromrichtung in den längsverlaufenden Leitern 31A und 33A, wobei diese Leiter praktisch dicht nebeneinander verlaufen, wenn die Spule zusammengebaut ist. Entsprechendes gilt auch für die beiden längsverlaufenden benachbarten Leiter 32 und 32A. Hieraus ergibt sich , daß die Wirkungen des in den längsverlaufenden Leitern fließenden Stroms sich aufheben, was dazu führt, daß die zusammengebaute Spule praktisch aus einer in der Nut 21 angeordneten Spule und einer weiteren in der Nut 22 angeordneten Spule besteht, wobei beide Spulen vom gleichen Strom, jedoch mit entgegengesetzter Flußrichtung, durchwandert werden .together two complete turns in the second slot 22. If a current enters the coil at point A and at Point S exits, then this current flows in all winding segments that are arranged in the first groove 21, in the same direction. The same applies to the winding segments that are arranged in the second groove 22, however, the direction of the current is exactly the opposite of that here of the winding segments in the first groove 21. The flow in the two longitudinal conductors 31 and 33 Current in each case has a direction which is opposite to the direction of current in the longitudinal ones Conductors 31A and 33A, these conductors being practically close together when the coil is assembled. The same applies to the two longitudinal ones adjacent conductors 32 and 32A. It follows that the effects of the flowing in the longitudinal conductors Current cancel each other, which leads to the fact that the assembled coil practically from one arranged in the slot 21 Coil and a further coil arranged in the groove 22, both coils having the same current, however with the opposite direction of flow .

Der Abstand zwischen den beiden Nuten 21 und 22 ist ausreichend groß gewählt, damit die in einen Prüfling induzierten Foucaultströme einander nicht beeinflussen. Der Prüfling wird hierbei in die vom Spulenkörper gebildete Ausnehmung eingeschoben.The distance between the two grooves 21 and 22 is chosen to be sufficiently large so that the induced in a test object Foucault currents do not influence one another. The examinee is pushed into the recess formed by the bobbin.

Zum Gebrauch trennt man die beiden Hälften des Spulenkörpers, nachdem die Verbindung 41 entfernt wurde, und sodann werden die beiden Spulenhälften um den Prüfling, beispiels-For use, the two halves of the bobbin are separated after the connection 41 has been removed and then the two coil halves are placed around the test item, for example

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weise um einen Stab kO angeordnet. Die beiden Spulenhälften werden sodann längs der Verbindungsebene 2 miteinander verbunden und schließlich die Verbindung 41 wieder angebracht, wonach der Eingangsanschluß A und der Ausgangsanschluß S mit einer Wechselstromquelle und einem Meßgerät verbunden werden. Die SpuJe dient hierbei gleichzeitig zur Übertragung des Wechselstroms zur Erzeugung eines Foucaultstroms und andererseits zur Messung eventueller Impedanz veranderungen der Spule infolge von Fehlern im Prüfling.wise arranged around a rod kO . The two coil halves are then connected to one another along the connecting plane 2 and finally the connection 41 is reattached, after which the input connection A and the output connection S are connected to an alternating current source and a measuring device. The coil serves to transmit the alternating current to generate a Foucault current and, on the other hand, to measure any impedance changes in the coil as a result of errors in the test object.

In Abänderung hiervon kann man auf denselben Spulenkörperelementen weitere Gruppen von Windungssegmenten anordnen, beispielsweise zwei weitere Gruppen, wobei die ersten beiden Gruppen dazu dienen, zur Erzeugung von Foucaultströmen mit einem Wechselstrom gespeist zu werden, während die beiden anderen Gruppen mit einem Meßgerät verbunden sind und zum Erfassen von Signalen dienen.As an alternative to this, the same bobbin elements can be used arrange further groups of winding segments, for example two further groups, the first two groups serving to generate Foucault currents to be fed with an alternating current while the two other groups are connected to a measuring device and are used to acquire signals.

Um die Handhabung der Spule zu erleichtern, können die beiden Spulenhälften mit leicht lösbaren Verbindungsmitteln versehen sein.In order to facilitate the handling of the reel, the two reel halves can be connected with easily detachable connecting means be provided.

Es ist nicht erforderlich, daß der Spulenkörper zylindrisch ausgebildet ist. Er kann jede andere gewünschte Form, beispielsweise, eine prismatische Form, aufweisen.It is not necessary that the bobbin be cylindrical is trained. It can be any other desired shape, for example, a prismatic shape.

Die Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 3 lediglich dadurch, daß die Verbindung der Enden der beiden Windungssegmente zwischen den beiden Punkten M und N verläuft und zwar in Höhe des Eingangs- und des Ausgangsanschlusses A und S an-The embodiment according to FIGS. 4 and 5 differs differs from the embodiment according to FIG. 3 only in that that the connection of the ends of the two winding segments runs between the two points M and N at the level of the input and output connections A and S

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stelle der in Fig. 3 gezeigten Verbindung zwischen den Enden H und 0. Zu diesem Zweck sind zwei zusätzliche längsverlaufende Leiter 37 und 37A vorgesehen, wobei der eine den Punkt H verbindet mit dem Punkt M und der andere den Punkt 3 verbindet mit dem Punkt N. Die Wirkungsweise der Spule wird hierdurch nicht beeinflußt, da die Zahl der längsverlaufenden Leiter, die in einer Richtung vom Strom durchflossen werden, stets gleich der Zahl der längsverlaufenden Leiter ist, die von einem Strom in entgegengesetzter Richtung durchflossen werden.Place the connection between ends H and 0 shown in FIG. 3. For this purpose, two additional longitudinal conductors 37 and 37A are provided, one connecting point H to point M and the other connecting point 3 to point N The operation of the coil is not influenced by this, since the number of longitudinal conductors through which the current flows in one direction is always equal to the number of longitudinal conductors through which a current flows in the opposite direction.

Die zuvor beschriebenen und in den Figuren 3 und 4 dargestellten Spulen können jeweils als einfache Sonde mit einer Doppelfunktion angesehen werden, das heißt, die gleiche Spule dient einmal zur Erzeugung eines wechselnden Magnetfeldes und zur Messung der Wirkungen der induzierten Ströme. Die Messungen der Impedanz entspricht derjenigen bei zwei einfachen Spulen und die erhaltenen Informationen stellen eine Zusammensetzung von Informationen dar, die von den beiden Abschnitten des Prüflings erhalten werden.Those previously described and shown in FIGS. 3 and 4 Coils can each be viewed as a simple probe with a dual function, that is, the same The coil is used to generate an alternating magnetic field and to measure the effects of the induced Currents. The measurements of the impedance correspond to those of two simple coils and the information obtained represent a composite of information obtained from the two sections of the specimen can be obtained.

Die beiden Spulenteile 25, 25A, 26, 26A einerseits und 27, 27A, 28, ?8A andererseits, können identisch ausgebildet sein, wie dies den Fig. 3 und k zu entnehmen ist. Es kann sich jedoch als vorteilhaft erweisen, diesen beiden Spulen eine unterschiedliche Geometrie zu geben, wie dies schematisch in Fig. 6 dargestellt ist, wobei in dieser Figur lediglich die aktiven Teile der jeweiligen Spule dargestellt sind und die längsverlaufenden Verbindungsleiter weggelassen wurden. Da die beiden asymmetrischen Spulen gleichzeitig über den Prüfling verschoben werden,The two coil parts 25, 25A, 26, 26A on the one hand and 27, 27A, 28, 8A on the other hand, can be of identical design, as can be seen from FIGS. 3 and k. However, it can prove to be advantageous to give these two coils a different geometry, as is shown schematically in FIG. 6, only the active parts of the respective coil being shown in this figure and the longitudinal connecting conductors being omitted. Since the two asymmetrical coils are shifted over the test object at the same time,

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erhält man, um einen Fehler zu lokalisieren. Informationenis obtained to locate an error. information

T
von unterschiedlicher Dauer und Amplitude.T
of different duration and amplitude.

Im Fall einer einfachen Sonde mit Doppelfunktion, die in zwei Teile teilbar ist und wie sie in den Fig. 3 bis 4· und 6 dargestellt ist, sind die beiden voneinander demontierbaren Teile lediglich verbunden über eine einzige äußere Verbindungsstelle (Verbindung H-J oder M-N), unabhängigIn the case of a simple probe with a double function, which can be divided into two parts and as shown in FIGS. 3 to 4 and 6 , the two parts that can be dismantled from one another are only connected via a single external connection point (connection HJ or MN), independent

von der Zahl der Windungen der Spulen. ion the number of turns of the coils. i

Im zuvor erwähnten Fall einer Sonde mit getrennten Funktionen, das heißt mit einer ersten Spulenanordnung aus zwei Spulen, welche von Wechselstrom durchflossen wird und einer jIn the aforementioned case of a probe with separate functions, that is to say with a first coil arrangement made up of two Coils through which alternating current flows and a j

zweiten Spulenanordnung aus zwei Spulen, die zur Signalmessung dient, können die beiden Spulenanordnungen mit ihren jeweiligen Windungssegmenten auf den gleichen Spulenkörper-second coil arrangement of two coils, which is used for signal measurement, the two coil arrangements with their respective winding segments on the same bobbin

elementen angeordnet sein. In diesem Fall und wo die Spule j in zwei Teile trennbar ist, sind die beiden miteinander verbindbaren Teile lediglich über zwei äußere Verbindungen miteinander verbunden, unabhängig von der Gesamtanzahl der Spu- j lenwindungen. jelements be arranged. In this case and where the coil j is separable into two parts, the two are connectable to each other Parts are only connected to one another via two external connections, regardless of the total number of spu j turns. j

Mit einer Spule gemäß der Neuerung können nicht nur Absolutmessungen durchgeführt werden, sondern es ist auch möglich, differentielle Messungen auszuführen. In diesem Fall weist die Sonde zwei Spulen auf, deren Eigenschaften in jedem Augenblick gemessen und miteinander verglichen werden.With a coil according to the innovation, not only absolute measurements can be made but it is also possible to carry out differential measurements. In this case, points the probe has two coils, their properties at each instant measured and compared with each other.

Ein Beispiel einer Differenzspule wird anhand der Fig. 7 und 8 erläutert. Zum Zwecke einer besseren Übersichtlichkeit ist in Fig. 7 jede Teilspule durch lediglich eine Windung dargestellt, während in Fig. 8 jeweils zwei WindungenAn example of a differential coil is illustrated in FIG. 7 and 8 explained. For the sake of clarity, each sub-coil is only one turn in FIG. 7 shown, while in Fig. 8 two turns

- 13 -- 13 -

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I I - *I I - *

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dargestellt sind. Die Spule setzt sich zusammen aus zwei identischen Gruppen 25, 25A, 27, 27A und 25', 25¹A, 27', 27¹A, welche nebeneinander auf gemeinsamen Spulenkörperelementen angeordnet sind, derart, daß eine Spule 27, 27A und 25', 25¹A von jeder der Gruppen miteinander verbunden sind. Infolge ihres entgegengesetzten Wickelsinnes heben sich ihre jeweiligen magnetischen Wirkungen auf. Auf diese Weise bilden die äußeren Spulen 25, 25A und 27', 27¹A die aktiven Spulen der Sonde. Für den Fall einer in zwei Teile teilbaren Spule sind die beiden voneinander trennbaren Teile lediglich verbunden über zwei äußere Verbindungen 41, 41', gleichgültig wie groß die Zahl der Windungen ist.are shown. The coil is composed of two identical groups 25, 25A, 27, 27A and 25 ', 25 ¹ A, 27', 27 ¹ A, which are arranged next to one another on common bobbin elements, such that a coil 27, 27A and 25 ' , 25 A ¹ are connected to each other by each of the groups. As a result of their opposite winding direction, their respective magnetic effects cancel each other out. In this way, the outer coils 25, 25A and 27 ', 27 ¹ A form the active coils of the probe. In the case of a coil that can be divided into two parts, the two parts that can be separated from one another are merely connected via two external connections 41, 41 ', regardless of the number of turns.

Handelt es sich um eine Sonde mit getrennten Funktionen, wird die Spule gebildet durch zwei miteinander verschachtelte Gruppen der vorbeschriebenen Art, wobei die Verbindung zwischen den zwei trennbaren Teilen über vier äußere Verbindungsstellen erfolgt, gleichgültig von der Anzahl der Windungen.If it is a probe with separate functions, the coil is formed by two nested ones Groups of the type described above, with the connection takes place between the two separable parts via four external connection points, regardless of the number of the turns.

Die Verbindungsleitung 42 zwischen den beiden Segmenten 25A und 27'A kann mit einer mittig angeordneten elektrischen Anschlußstelle 43 versehen sein, über welche sowohl eingespeist, als auch gemessen wird.The connecting line 42 between the two segments 25A and 27'A can be equipped with a centrally arranged electrical Connection point 43 may be provided, via which both feeding and measurement are carried out.

Wie schon zuvor angedeutet wurde, können die Spulenwindungen ein von einer Kreisform abweichendes Profil aufweisen. Hierbei kann ein Profil gewählt werden, welches der Geometrie des Prüflings angepaßt ist. Es ist weiterhin nicht erforderlich, daß die Achsen der verschiedenen Spulen, aus denen sich die Sonde zusammensetzt, auf derAs already indicated above, the coil windings can have a profile that deviates from a circular shape. Here, a profile can be selected which is adapted to the geometry of the test object. It is still does not require the axes of the different Coils that make up the probe on the

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• Il• Il

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gleichen Achse angeordnet sind. Handelt es sich um einen langen und nicht gerade verlaufenden Prüfling, beispielsweise um eine gekrümmte Stange, können die die Spule tragenden Spulenkör per elemente eine entsprechend gekrümmteare arranged on the same axis. Is the test object long and not straight, for example around a curved rod, the coil-carrying Spulenkör can per elements a correspondingly curved

j. Form aufweisen, so daß die Ebenen der verschiedenen Teil-j. Have a shape so that the levels of the various parts

spulen nicht parallel zueinander verlaufen, wie dies derbobbins do not run parallel to each other, like the

ε Fall ist bei den in den Figuren dargestellten Ausführungs-ε case is in the embodiments shown in the figures

\- beispielen. \ - examples.

ί. Bei der neuerungsgemä'ßen Spule können die Einzelspulenί. In the case of the coil according to the invention, the individual coils

. blank sein oder gebündelt oder gekapselt. Im letzteren. be bare or bundled or encapsulated. In the latter

Fall, der in Fig. 9 dargestellt ist, sind die aktiven Teile 44 und 45 der Spule jeweils von einem Magnetkreis 46 und 47 hoher Permeabilität und geeigneter Form umge-In the case shown in Fig. 9, the active parts 44 and 45 of the coil are each of a magnetic circuit 46 and 47 high permeability and suitable shape

; ben.; ben.

Weisen die Prüflinge ungünstige Formen oder Abmessungen auf, kann es notwendig sein, die Spule in mehr als zwei Teile zu teilen. Für diesen Fall erhöht sich natürlich die Anzahl der äußeren Verbindungsanschlüsse, jedoch ist '* auch in diesem Fall die Anzahl der VerbindungsanschlüsseIf the specimens have unfavorable shapes or dimensions, it may be necessary to split the coil in more than two Parts to share. In this case, of course, the number of external connection terminals increases, but is '* also in this case the number of connection ports

sehr gering und unabhängig von der Anzahl der Spulenwindungen infolge der längsverlaufenden Leiter, deren magnetische Einflüsse sich aufheben.very small and independent of the number of coil turns due to the longitudinal conductors, their magnetic Influences cancel each other out.

Um rasch Messungen durchführen zu können, kann man bei einer in zwei Teile teilbaren SpuJe diese in Form einer Zange ausbilden, wodurch die Handhabung im Vergleich zu einer aus zwei getrennten Teilen bestehenden Spule wesentlich erleichtert ist.In order to be able to carry out measurements quickly, you can go to a SpuJe divisible into two parts, these form a pair of pliers, which makes the handling easier compared to a coil consisting of two separate parts is made much easier.

- 15 Ansprüche - 15 claims

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Claims

I 1 ·I 1

I I *I I *

G 75 33 531.8 15. April 1976G 75 33 531.8 April 15, 1976

CENTRE TECHNIQUE 698o/o2CENTER TECHNIQUE 698o / o2

AnsprücheExpectations

1. Teilbare Spulenanordnung zur Erzeugung eines Magnetfeldes in einem länglichen Prüfling, wobei das Magnetfeld äquivalent ist einem von zwei getrennten, von Strom in entgegengesetzter Richtung durchflossenen Spulen erzeugten Feld und wobei die Spulenanordnung aus mindestens zwei getrennten Teilen besteht, die um den Prüfling angeordnet werden können, ohne die Spulenanordnung über ein Ende des Prüflings zu führen, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Teil der Spulenanordnung zwei Spulenteile (21, 22) aus einer Vielzahl von Windungen (25, 26, 25A, 26A; 27, 28, 27A, 28A) umfaßt, von denen jedes einer Spule zugeordnet ist und die miteinander über zwei Leiterbündel (31, 33, 32; 31A, 33A, 32A) verbunden sind, daß die der einen Spule zugeordneten Spulenteile (25, 26, 25A, 26A) der Teile der teilbaren Spulenanordnung in einer ersten Ebene und die der anderen Spule zugeordneten Spulenteile (27, 28; 27A, 28A) in einer zweiten Ebene angeordnet sind, daß jeweils das eine Leiterbündel (31, 33, 32) eines Teils der teilbaren Spulenanordnung neben dem anderen Leiterbündel (31A, 33A, 32A) des benachbarten Teils verläuft und beide Leiterbündel die gleiche Anzahl von Leitern aufweisen, daß die Windungen von jeweils zwei Teilen der teilbaren Spulenanordnung über einen Anschluß (H, J; M, N) miteinander verbunden sind und daß ausgehend von jedem Eingangsanschluß (A) die Leiterdrähte jedes Teils der teilbaren Spulenanordnung gleichen Wicklungssinn aufweist.1. Divisible coil arrangement for generating a magnetic field in an elongated specimen, where the magnetic field is equivalent to one of two separate, field generated by current flowing through coils in the opposite direction and wherein the coil arrangement consists of at least two separate parts that can be arranged around the test object, without guiding the coil arrangement over one end of the test object, characterized in that, that each part of the coil arrangement has two coil parts (21, 22) with a plurality of turns (25, 26, 25A, 26A; 27, 28, 27A, 28A), each of which is assigned to a coil and which are connected to one another via two conductor bundles (31, 33, 32; 31A, 33A, 32A) are connected that those associated with one coil Coil parts (25, 26, 25A, 26A) of the parts of the divisible coil arrangement in a first plane and the the other coil associated coil parts (27, 28; 27A, 28A) are arranged in a second plane, that in each case one conductor bundle (31, 33, 32) of a part of the divisible coil arrangement next to the other Conductor bundles (31A, 33A, 32A) of the adjacent part and both conductor bundles the same number of conductors have that the turns of two parts of the divisible coil assembly via a Terminal (H, J; M, N) are connected to one another and that, starting from each input terminal (A), the conductor wires each part of the divisible coil arrangement has the same sense of winding.

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2. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine weitere Spulenanordnung der gleichen Art neben der ersten Spulenanordnung angeordnet 1st.2. Coil arrangement according to claim 1, characterized in that a further coil arrangement of the same type in addition to the first coil arrangement arranged 1st.

3. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die aus den Spulenteilen zusammengesetzten Spulen (44, 45) gebündelt sind.3. Coil arrangement according to claim 1, characterized in that from the coil parts composite coils (44, 45) are bundled.

4. Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die aus den Spulenteilen zusammengesetzten Spulen (44, 45) jeweils von einer nach innen offenen Bündelungsvorrichtung (46, 47) umkapselt sind.4. Coil arrangement according to claim 1 or 3, characterized characterized in that the coils (44, 45) assembled from the coil parts are each encapsulated by an inwardly open bundling device (46, 47).

5. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen in Längsrichtung geteilten und aus mehreren Spulenkörperteilen (3, 4) bestehenden Spulenkörper (1) aufweist, jedes Spulenkörperteil (3, 4) Windungssegmente (25 bis 28; 25A bis 28A) aus Spulendraht aufweist, die sich von der einen Trennebene zur anderen Trennebene quer zur Längsachse erstrecken, wobei die Segmente auf jedem Spulenkörperteil (3, 4) mindestens in ein Paar von Gruppen der gleichen Anzahl von Segmenten unterteilt ist, welche nach Zusammenbau der Spulenkörperteile (3, 4) mindestens ein Spulenkörperpaar bilden, wobei die Enden (A, B, E, F) der Segmente (25, 26) einer Gruppe fortlaufend und in stets gleichem Wicklungssinn mit den Enden (D, C, G, H) der Segmente (27, 28) der anderen Gruppe des Paares längs einer Trennebene (2) verbunden (31, 33, 32) sind, bei welcher jeweils die Segmente enden, bei jeder Gruppe ein einzelnes Ende (H, J; M, N) der Segmente nach5. Coil arrangement according to claim 1, characterized in that it has a longitudinal direction has split bobbins (1) made up of several bobbin parts (3, 4), each bobbin part (3, 4) has winding segments (25 to 28; 25A to 28A) made of coil wire, which extend from one parting plane to the other parting plane transversely to the longitudinal axis, the Segments on each bobbin part (3, 4) at least in a pair of groups of the same number of Segments is divided, which after assembly of the coil body parts (3, 4) at least one coil body pair form, the ends (A, B, E, F) of the segments (25, 26) of a group continuously and in always same direction of winding with the ends (D, C, G, H) of the Segments (27, 28) of the other group of the pair are connected (31, 33, 32) along a parting plane (2), at which ends the segments, after each group a single end (H, J; M, N) of the segments

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t I * ι t*a »at I * ι t * a »a

außen geführt, mindestens zwei Segmentenden (A, S) als freie Eingangs- und Ausgangsanschlüsse ausgebildet sind und zwischen dem einzelnen, nach außen geführten Ende (H, M) der Segmente und einem korrespondierenden Ende (J; N) der Segmente des benachbarten Spulenkörperteils eine lösbare Verbindungseinrichtung angeordnet ist.Outwardly guided, at least two segment ends (A, S) designed as free input and output connections are and between the single, outwardly leading end (H, M) of the segments and one Corresponding end (J; N) of the segments of the adjacent bobbin part a releasable connecting device is arranged.

6. Spulenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper (1) nach dem Zusammenbau der Spulenkörperteile (3, 4) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.6. Coil arrangement according to claim 5, characterized in that the coil body (1) after the assembly of the bobbin parts (3, 4) has a circular cross-section.

7. Spulenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper (1) nach dem Zusammenbau der Spulenkörperteile (3, 4) einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweist.7. coil arrangement according to claim 5, characterized in that the coil body (1) after assembly of the coil body parts (3, 4) a cross-section deviating from the circular cross-section Has cross section.

8. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper (1) nach dem Zusammenbau der Spulenkörperteile (3, 4) eine geradlinig verlaufende Achse aufweist.8. Coil arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the Coil body (1) after assembly of the coil body parts (3, 4) a straight line Having axis.

9. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper (1) nach dem Zusammenbau der Spulenkörperteile (3, 4) eine gekrümmte Achse aufweist.9. Coil arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the The coil body (1) has a curved axis after the coil body parts (3, 4) have been assembled.

1o. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper (1) in zwei Teile (3, 4) unterteilt ist, wobei die Trennebene (2) beider Teile durch die Spulenkörperachse hindurchgeht.1o. Coil arrangement according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the coil body (1) is divided into two parts (3, 4), the plane of separation (2) of both parts passing through the coil body axis.

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11. Spulenanordnung nach Anspruch 1 ο, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Spulenkörperteile (3, 4) von den Armen einer zangenförmigen Vorrichtung getragen sind.11. Coil arrangement according to claim 1 o, characterized in that the two coil body parts (3, 4) from the arms of a pincer-shaped Device are worn.

12. Spulenanordnung nach Anspruch 1 ο oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der beiden Spulenkörperteile (3, 4) ein Paar der Segmentgruppen trägt, die nach Zusammenbau der Teile eine Anordnung äquivalent zweier Spulen ergeben.12. Coil arrangement according to claim 1 or 11, characterized characterized in that each of the two coil body parts (3, 4) is a pair of the segment groups carries, which after assembly of the parts result in an arrangement equivalent to two coils.

13. Spulenanordnung nach Anspruch 1 ο oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der beiden Spulenkörperteile (3, 4) zwei Paare von Segmentgruppen trägt, die nach dem Zusammenbau der Teile eine Anordnung äquivalent zweier Spulenpaare ergeben,13. Coil arrangement according to claim 1 or 11, characterized characterized in that each of the two coil body parts (3, 4) has two pairs of segment groups carries, which after the assembly of the parts result in an arrangement equivalent to two pairs of coils,

14. Spulenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß eine Gruppe eines Segmentpaares neben einer Gruppe eines anderen Segmentpaares angeordnet ist und der Wicklungssinn der einen Gruppe entgegengesetzt dem der anderen Gruppe ist.14. Coil arrangement according to claim 13, characterized in that a group of one Segment pair is arranged next to a group of another segment pair and the winding sense of one group is opposite to that of the other group.

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