Hochauflösende Wirbelstromprüfung mittels GMR-Sensorik am Beispiel supraleitender Drähte
- Aufgrund eines anhaltenden Trends der Miniaturisierung von Bauteilen sowie eines gesteigerten Qualitätsanspruches in Fertigung und Instandhaltung besteht ein wachsender Bedarf für hochauflösende zerstörungsfreie Prüfverfahren. Ein derzeit vielversprechender Lösungsansatz in der elektromagnetischen Prüfung wird durch die magnetischen Mikrosysteme eröffnet. Insbesondere die jüngst mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnete GMR-Technologie bietet neben einer hohen Feldempfindlichkeit zugleich hervorragende Ortsauflösungen mit Schichtabmessungen bis in den unteren µm-Bereich. Hierdurch werden magnetische Feldverteilungen bei der Wirbelstromprüfung oder der Streuflussprüfung mit einem gegenüber Spulensystemen erhöhten Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) und einer verbesserten Ortsauflösung gemessen. Im vorliegenden Beitrag wird das Potenzial der MR-Technologie anhand der Wirbelstromprüfung von Drähten verdeutlicht. Hierbei wird ein kreuzförmiges GMR-Sensor-Array um den zu untersuchenden DrahtAufgrund eines anhaltenden Trends der Miniaturisierung von Bauteilen sowie eines gesteigerten Qualitätsanspruches in Fertigung und Instandhaltung besteht ein wachsender Bedarf für hochauflösende zerstörungsfreie Prüfverfahren. Ein derzeit vielversprechender Lösungsansatz in der elektromagnetischen Prüfung wird durch die magnetischen Mikrosysteme eröffnet. Insbesondere die jüngst mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnete GMR-Technologie bietet neben einer hohen Feldempfindlichkeit zugleich hervorragende Ortsauflösungen mit Schichtabmessungen bis in den unteren µm-Bereich. Hierdurch werden magnetische Feldverteilungen bei der Wirbelstromprüfung oder der Streuflussprüfung mit einem gegenüber Spulensystemen erhöhten Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) und einer verbesserten Ortsauflösung gemessen. Im vorliegenden Beitrag wird das Potenzial der MR-Technologie anhand der Wirbelstromprüfung von Drähten verdeutlicht. Hierbei wird ein kreuzförmiges GMR-Sensor-Array um den zu untersuchenden Draht positioniert. Jeder einzelne GMR-Sensor misst dabei mit einer Feldempfindlichkeit von etwa 200pT/√Hz und einer Ortsauflösung von 100µm. Der Nachweis von im Durchmesser etwa 200µm großen Defekten in einer Tiefenlage von 200µm unterhalb der Drahtoberfläche gelingt mit einem SNR von über 400. Oberflächendefekte ähnlicher Größenordnung können mit einem SNR von nahezu 104 detektiert werden. Ein derart hohes SNR birgt in Kombination mit der hohen örtlichen Auflösung Potenzial für eine 3D-Fehlerlokalisierung. Unter Verwendung eines analytischen Ansatzes sowie auf FEM beruhende Dateninversionsalgorithmen können Defekte mit einer Abmessung von größer 200µm auf einige 10µm exakt lokalisiert werden.…
MetadatenAutor*innen: | Marc Kreutzbruck, H. Bernau, K. Allweins |
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Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
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Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
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Sprache: | Deutsch |
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Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch): | Technisches Messen |
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Jahr der Erstveröffentlichung: | 2008 |
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Verlag: | Oldenbourg |
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Verlagsort: | München |
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Jahrgang/Band: | 75 |
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Ausgabe/Heft: | 9 |
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Erste Seite: | 477 |
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Letzte Seite: | 484 |
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Freie Schlagwörter: | Drahtprüfung; Eddy current; Finite elements method; Finite-Elemente-Methode; GMR effect; GMR-Effekt; Reconstruction; Rekonstruktion; Sensor-Array; Superconducting wire; Wirbelstromprüfung |
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DOI: | 10.1524/teme.2008.0879 |
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ISSN: | 0340-837X |
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ISSN: | 0178-2312 |
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ISSN: | 0171-8096 |
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Verfügbarkeit des Dokuments: | Physisches Exemplar in der Bibliothek der BAM vorhanden ("Hardcopy Access") |
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Bibliotheksstandort: | Sonderstandort: Publica-Schrank |
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Datum der Freischaltung: | 19.02.2016 |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 02.10.2008 |
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