Der letzte Schritt wurde jetzt durch die Realisierung volldigitaler Wirbelstrom-Prüfgeräte für die Wärmetauscherprüfung vollzogen. Von der Erzeugung beliebiger, auch mehrfrequenter Signalformen über die numerische Demodulation und die digitale Filterung bis hin zur inzwischen selbstverständlichen digitalen Bildverarbeitung sind alle wesentlichen Komponenten auf Basis digitaler Signalprozessoren verwirklicht.

Damit ergeben sich eine Reihe beträchtlicher Vorteile: Die Geräte können bei hoher Leistungsfähigkeit sehr klein und kompakt gebaut werden, es können Eigenschaften wie z.B. adaptive Filter sehr einfach verwirklicht werden, alle Arten von Temperatur- und Altersdriften können vermieden werden und das Gesamtsystem erreicht sehr hohe Langzeitstabilitäten. Außerdem kann durch die Digitaltechnik eine sehr hohe, gleichbleibende Nutzdynamik verwirklicht werden, die typischerweise 20dB und mehr über der von vergleichbaren analogen Systemen liegt.

Der Beitrag beschäftigt sich mit der Anwendung von Methoden der Systemanalyse in der Wirbelstrom-Prüftechnik. Funktionen und Operationen der Systemanalyse ermöglichen sowohl die Charakterisierung von Wirbelstrom-Sensoren hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit als auch die Beschreibung des Verlaufs von Materialfehlern aus den Meßwerten (inverses Problem).

Die Signaltheorie ist vor allem für lineare zeitinvariante (LTI - Linear Time Invariant) Systeme entwickelt, ist jedoch ebenfalls auf lineare "ortsinvariante" (LLI - Linear Local Invariant) Systeme anwendbar. Das System Material - Wirbelstrom-Sensor wird als ein solches LLI-System aufgefaßt.

Die Gewichtsfunktion eines linearen Systems übernimmt in der Systemanalyse eine zentrale Rolle, Denn ist die Gewichtsfunktion g(x) eines linearen Systems bekannt, sind für beliebige Eingangssignale u(x) mit dem Faltungsintegral

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die Ausgangssignale y(x) des Systems bestimmbar. Somit charakterisiert die Gewichtsfunktion das System vollständig. Eine äquivalente Funktion, die Green'sche Funktion, ist bekannt aus dem Gebiet der linearen Randwertaufgaben.

Höhe und Breite der meist glockenförmgen Gewichtsfunktion kennzeichnen die Empfindlichkeit eines Material-Sensor-Systems d.h. das örtliche Auflösungsvermögen und den Signal-Rausch-Abstand. Die experimentell bestimmten Gewichtsfunktionen ausgewählter Wirbelstrom-Sensoren werden vorgestellt und diskutiert.

Für diskrete Werte wird das Faltungsintegral zur Faltungs- oder Superpositionssumme

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Damit steht ein Gleichungssystem zur Verfügung, mit dem für eine bekannte Eingangsfunktion u(x) die Ausgangsfunktion y(x) bzw. umgekehrt bei bekannter Ausgangsfunktion y(x) die Eingangsfunktion u(x) eines Sensor-Systems ermittelt werden kann. Letzteres entspricht dem inversen Wirbelstrom-Problem. Für einfache Fehler, Nuten und Risse verschiedener Breite, werden Lösungen gezeigt und diskutiert.