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Verfahren und Einrichtung zur Aufnahme von
Magnetostriktionskennlinien
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wellenenergie ein Sender und Empfänger, beispielsweise als über den Prüfling geschobene Spulen ausgeführt, an gleicher Stelle in einem bestimmten Abstand von einem Ende des Prüflings angeordnet sind und von dem Empfänger das Endecho ausgewertet wird.
Eine weitere erfindungsgemässe Einrichtung sieht vor, dass zur Erzeugung der Grundmagnetisierung und Magnetisierungsimpulse und zur Abnahme der im Material erzeugten Schallwellenenergie ein Sender und ein Empfänger, beispielsweise als über den Prüfling geschobene Spulen ausgeführt,'in einem bestimmten Abstand voneinander längs des Prüflings angeordnet sind und von dem Empfänger eine direkte Welle des Senders ausgewertet wird.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Es zeigen die Fig. 1 und Fig. 2 die Anordnung eines Senders und Empfängers zur Aufnahme von Magnetostriktionskennlinien, die Fig. 3 die Prinzipdarstellung einer Magnetostriktionskurve und ihre Differentation, die Magnetostriktionskennlinie und die Fig. 4 Magnetostriktionskennlinien einiger Materialien.
BeieinerAnordnung nach Fig. 1 besteht der Prüfkopf 1 aus einer Kombination von zwei Senderspulen 2 und 3 und einer Empfängerspule 4. Der Prüfkopf 1 wird bis zu einem Anschlag 5 auf den Prüfkopf 6 ge- schoben, um eine konstante Messlänge L zu erhalten. Die Sendespule 2 wird mit einer regelbaren Gleichspannung erregt und bewirkt die Grundmagnetisierung des unter dem Prüfkopf befindlichen Teiles des Prüflings 6. Die Senderspule 3 des Prüfkopfes 1 erzeugt durch Erregung mit einem Rechteckimpuls auf Grund
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die sich nach beiden Richtungen mit Schall-der Steilheit der Magnetostriktionskurve bei der Feldstärke H, abhängig. Die Höhe des waagrecht an der Kurve projizierten Impulses ist damit ein Mass für die Schallenergie.
Derselbe Vorgang bei einer Grund- magnetisierungH liefertauf Grund der steiler abfallenden Kurve eine Schallwelle grösserer Energie, nur dass der unter dem Prüfkopf 1 liegende Teil des Prüflings 6 diesmal impulsartig zusammengezogen wird.
Zur Abnahme der vom Ende 8 des Prüflinge 6 reflektierten Schallenergie wird der magnetoelastische Effekt ausgenutzt. DieScnallwelle bewirkt durch die mechanische Spannung im Material eine Änderung der Per- meabilität. Eine mechanische Ultraschallwelle wird also von einer g-Welle begleitet.
Diese Komponente wird durch die Empfängerspule 4 induktiv vom Material abgenommen und nach entsprechender Verstärkung beispielsweise einem Kennlinienschreiber zugeführt, Durchfährt man mit Hilfe von kleinen, während der Messung gleichbleibenden Magnetisierungsimpulsen bei Änderung der Grundmagnetisierung die Magnetostriktionskurve, so ergeben die von der Empfängerspule 4 abgenommenen Werte der Schallenergie, die abhängig von der Feldstärke H und der Steilheit der Kurve im Impulsbereich sind, eine differenzierte Magnetostriktionskurve, die sogenannte Magnetostriktionskennlinie 9.
Die Anordnung nach Fig. 1 gestattet nur eine Messung an der unter dem Prüfkopf 1 liegenden Stelle des Prüflings 6. Soll ein Prüfling auf seiner ganzen Länge messbar sein, so lässt sich vorteilhaft eine Einrichtung anwenden, bei der der Sender und Empfänger entsprechend Fig. 2 angeordnet sind. Der Empfänger 10 befindet sich in einem festen Abstand vom Sender 11 und wenet eine direkte Welle des Senders aus.
Wird die Grundmagnetisierung auf einer markanten Stelle der Magnetostriktionskennlinie eingestellt und der Ausgangswert des Empfängers zur Anzeige gebracht, so kann beim kontinuierlichen Durchschieben des Prüflings 12 an der Änderung der Anzeige eine Abweichung der Materia. lstruktur erkannt werden. Auch in diesem Fall wird immer nur die sich unter dem Sender befindliche Stelle des PrHfUngs gemessen. Während der Sender und Empfänger vorzugsweise als über den Prüfling steckbare Spule oder Hufeisenmagnet ausgebildet sein können, kann die Erzeugung der Magnetisierungsimpulse in bekannter Weise auch dadurch erfolgen, dass Stromimpulse durch einen Teil des Prüflings geleitet werden, die im Prüfling entsprechende magnetische Felder und infolge Magnetostriktion mechanische Schwingungen erzeugen.
Durch besonders kurze Magnetisierungsimpulse wird der Magnetostriktionseffekt nur an der Oberfläche des Prüflings wirksam,
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ergibtziehen. Nach diesem Verfahren aufgenommene Magnetostriktionskennlinien fm verschiedene Materialien sind in Fig. 4 dargestellt. An Hand dieser Kurven ist ersichtlich, dass man ohne weiteres eine Materialtrennung bei Verwechslung vornehmen oder auf magnetische und technologische Eigenschaften sowie auf die metallurgische Zusammensetzung schliessen kann.
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Nach diesem Verfahren ist es möglich, eine Materialprüfung bis zu Temperaturen von 6000 C durchzuführen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aufnahme von Magnetostriktionskennlinien magnetostriktiver Materialien, insbesondere zur Beurteilung von magnetischen und technologischen Eigenschaften und metallurgischen Zusammensetzungen, bei dem durch Magnetisierungsimpulse Schallwellen im Material erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Material bei verschiedener Grundmagnetisierung im Bereich der Magnetostriktionskurve kleinen, während einer Messung gleichbleibenden Magnetisierungsimpulsen ausgesetzt wird und die durch den Magnetostriktionseffekt im Material entstehenden Schallwellen induktiv derart abge- nommen werden, dass die bei der verschiedenen Grundmagnetisierung abgenommeneIÌS challwellenenergien die differenzierten Werte der Magnetostriktionskurve darstellen.