Wirbelstrommessungen mit einem örtlich hochauflösenden SQUID-System
M. v. Kreutzbruck, J. Dechert, F. Gruhl, M. Muck, C. Heiden, Universität Gießen
ABSTRACT
Eine zuverlässige Detektion von Materialfehlern in Prüfkörpern auf der Basis der niederfrequenten Wirbelstromprüfung beruht sowohl auf einer genügend hohen Feldempfindlichkeit als auch auf einer ausreichenden Ortsauflösung des Sondensystems. Beim Einsatz von konventionellen Spulensystemen als Detektorsonde für die von Materialfehlern hervorgerufenen magnetischen Feldänderungen kann man bei geringen Arbeitsfrequenzen die ohnehin geringe Feldauflösung nur durch vertikale und horizontale Vergrößerung der Spulenabmessungen kompensieren. Eine Steigerung der Feldempfindlichkeit ist dann allerdings stets mit einer Verschlechterung des örtlichen Auflösungsvermögen verbunden. Alternative Sondensysteme, die das magnetische Feld direkt messen - und nicht wie im Fall von Induktionsspulen die Zeitableitung des Feldes - können auch im niederen Frequenzbereich eine gesteigerte Feldauflösung bei konstant guter Ortsauflösung zur Verfügung stellen. Hierzu berichten wir über ein örtlich hochauflösendes SQUID-System, welches neben einer hohen Feldempfindlichkeit von wenigen pT/ Hz überdies auch eine hervorragende Ortsauflösung von etwa 50 µm besitzt. Mit diesem Wirbelstromsystem wurden mehrlagige Nietnahtverbindungen des Flugzeugrumpfes mit einer Gesamtstärke von etwa 5mm untersucht, die an unterschiedlichen Nietpositionen Ermüdungsrisse enthielten. Zur Wirbelstromerzeugung diente sowohl ein differentielles Spulenpaar als auch ein einfacher Draht. Die Messungen belegen, daß eine Separation der Defektsignale von überlagerten Nietsignalen bei gesteigerter Ortsauflösung einfacher zu realisieren ist. Es konnten Fehler bis zu 1,5 mm Länge in einer Tiefe von mehr als 2,5 mm eindeutig detektiert werden. Die Ergebnisse wurden mit den Resultaten alternativer Wirbelstromsysteme verglichen.
