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Verfahren sowie Vorrichtung zur berührungslosen zerstörungsfreien Untersuchung eines Werkstückes

Method and apparatus for contactless nondestructive testing of a workpiece
 
: Jäckel, Patrick

:
Frontpage ()

DE 102017223849 A1: 20171228
Deutsch
Patent, Elektronische Publikation
Fraunhofer IZFP ()

Abstract
Beschrieben werden ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur berührungslosen zerstörungsfreien Untersuchung eines elektrisch leitendes und ferromagnetisches Material aufweisenden Werkstückes im Rahmen einer elektromagnetischen Ultraschallwellen-Untersuchung, bei der das Werkstück zumindest bereichsweise wenigstens einem statischen oder quasistatischen Magnetfeld sowie einem mit Hilfe einer HF-Spulenanordnung erzeugbaren und mit dem Magnetfeld überlagernden elektromagnetischen HF-Feld derart ausgesetzt wird, so dass sich innerhalb des Werkstückes Ultraschallwellen ausbilden, die nach Durchschallen wenigstens eines Bereiches des Werkstückes im Bereich des Magnetfeldes und/oder eines anderen statischen oder quasistatischen Magnetfeldes ein mit Hilfe der HF-Spulenanordnung und/oder einer anderen HF-Spulenanordnung detektierbares HF-Feld erzeugen, das der Untersuchung zugrunde gelegt wird.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mit Hilfe des mit der HF-Spulenanordnung erzeugbaren HF-Feldes in zeitlicher Synchronisation zur elektromagnetischen Ultraschallwellen-Untersuchung das Werkstück induktiv erwärmt und mittels einer Induktionsthermographie untersucht wird. Hierzu ist die wenigstens eine HF-Spulenanordnung mit einer Ansteuereinheit verbunden und derart ansteuerbar, so dass ein von der HF-Spulenanordnung erzeugbares HF-Feld innerhalb des Werkstückes Wirbelströme induziert, durch die Ultraschallwellen innerhalb des Werkstückes erzeugbar sind sowie das Werkstück derart erwärmen, so dass das Werkstück mittels Induktionsthermographie erfassbar ist. Dabei ist die wenigstens eine HF-Spulenanordnung derart ausgebildet und am Werkstück anbringbar ausgebildet, so dass ein Oberflächenbereich des Werkstückes, der von dem HF-Feld zur induktiven Erwärmung des Werkstückes durchsetzbar ist, von einer Thermographiekamera optisch frei zugänglich erfassbar ist.

 

Described are a method and an apparatus for contactless nondestructive testing of a workpiece comprising electrically conductive and ferromagnetic material as part of electromagnetic ultrasonic testing, in which at least portions of the workpiece are exposed to at least one static or virtually static magnetic field and an electromagnetic RF field which is producible with the aid of an RF coil arrangement and superposed on the magnetic field, such that ultrasonic waves form within the workpiece, wherein said ultrasonic waves, after passing through at least a portion of the workpiece in the region of the magnetic field and/or of another static or virtually static magnetic field, produce an RF field that is detectable with the aid of the RF coil arrangement and/or another RF coil arrangement, said detectable RF field forming the basis of the test. The invention is characterized in that, synchronously with the electromagnetic ultrasonic testing, the workpiece is inductively heated with the aid of the RF field producible by the RF coil arrangement and said workpiece is examined by induction thermography. To this end, the at least one RF coil arrangement is connected to an actuation unit and actuatable in such a way that an RF field producible by the RF coil arrangement induces eddy currents within the workpiece, the ultrasonic waves within the workpiece being producible by said eddy currents and said eddy currents heating the workpiece in such a way that the workpiece is detectable by induction thermography. The at least one RF coil arrangement is embodied, and attachable to the workpiece, in such a way that a surface region of the workpiece, which can be penetrated by the RF field for the purpose of inductive heating of the workpiece, is detectable in an optically freely accessible manner by a thermography camera.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-586013.html