Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Materialprüfung an einem wenigstens elektrisch leitende und ferromagnetische Materialanteile aufweisenden Prüfobjekt, das über wenigstens eine technische Oberfläche verfügt, mit wenigstens einer elektromagnetischen Ultraschallwandleranordnung (EMUS), die eine Permanent- oder Elektromagnetanordnung sowie wenigstens eine Wirbelstromspule vorsieht.

Stand der Technik

Elektromagnetische Ultraschallwandler werden in an sich bekannter Weise zu Zwecken der zerstörungsfreien Materialprüfung und Vermessung von aus elektrisch leitenden Materialien bestehenden Prüfkörpern, die vorzugsweise zudem über ferromagnetische Eigenschaften verfügen, herangezogen.

Grundsätzlich können zwei Typen von elektromagnetischen Ultraschallwandler unterschieden werden, einerseits jene, mit denen die Erzeugung so genannter horizontal polarisierter Scherwellen möglich ist, die sich vorwiegend parallel zur Einkoppeloberfläche innerhalb des Prüfkörpers auszubreiten vermögen, und andererseits US-Wandler zur Erzeugung so genannter sich frei im Probenkörper ausbreitenden Ultraschallwellen, die sich vorzugsweise senkrecht zur Einkoppelfläche innerhalb des Probenkörpers ausbreiten. In beiden Fällen ist die

Anregung von Ultraschallwellen innerhalb eines Prüfkörpers auf das Auftreten von Magnetostriktion sowie von Lorenzkräften innerhalb des Prüfkörpermaterials zurückzuführen, die durch die Präsenz eines zeitlich weitgehend konstanten Magnetfeldes in Überlagerung mit einem durch einen elektrischen Wechselstrom hervorgerufenen elektromagnetischen Wechselfeld erzeugbar sind.

Ein typischer Aufbau zur Anregung von Ultraschallwellen nach dem so genannten EMUS-Prinzip ist aus der Figur 5 a, b zu entnehmen. Gängige EMUS-Wandler 3 weisen einen Permanentmagnet 1 sowie eine Wirbelstromspule 2 auf, die zur gemeinsamen Handhabung als Einheit ausgebildet sind. Typischerweise ist die Wirbelstromspule 2 als Rechteck- oder Spiralflachspule ausgebildet und an einer Magnetpolseite des Permanentmagneten 1 angebracht, so dass die Spule 2 senkrecht von einem Permanentmagnetfeld durchsetzt wird. Wird der vorbezeichnete EMUS-Wandler 3 auf ein elektrisch leitendes, ferromagnetisches Prüfobjekt 4 aufgesetzt, so überlagern sich das Permanentmagnetfeld mit einem durch die Wirbelstromspule hervorgerufenen Wirbelstromfeld innerhalb des Prüferkörpers, wodurch sich einerseits aufgrund der Überlagerung der Magnetfeldkomponenten des Wirbelstromfeldes mit dem senkrecht durch die Oberfläche des Prüfobjektes eintretenden Permanentmagnetfeldes magnetostriktive Effekte hervorgerufen werden, andererseits durch die in das Prüfobjekt induzierten Wirbelströme Lorenzkräfte generiert werden, wodurch letztlich normal zur Prüfobjektoberfläche auftretende Druckwellen als auch radial polarisierte Scherwellen erzeugt werden, die sich in Form von Ultraschallwellen innerhalb des Prüfobjektes auszubreiten vermögen. Beide Wellenarten, d.h. die normal zur Prüfobjektoberfläche sich ausbreitenden Ultraschallwellen sowie auch die durch die radial polarisierten Scherwellen sich längs zur Prüfobjektoberfläche ausbreitenden Ultraschallwellen eignen sich nach dem Stand der Technik sowohl zur Fehlerprüfung, wie beispielsweise Rissprüfung innerhalb des Prüfobjektes als auch zur Wandstärken¬ bzw. Wanddickenmessung des Prüfobjektes.

Da die im Einsatz befindlichen Wirbelstromspulen sehr empfindlich gegenüber äußeren mechanischen Einwirkungen sind, gilt es derartige Spulen prinzipiell vor

mechanischem Verschleiß zu schützen. Dies ist vor allem dadurch erschwert, zumal bei ferromagnetischen Prüfobjekten die zwischen dem Permanentmagnet und dem Prüfobjekt befindliche Wirbelstromspule aufgrund der anziehend wirkenden Magnetkräfte auf die Oberfläche des Prüfobjektes regelrecht gepresst wird und daher einen hohen Reibverschleiß erfährt.

In diesem Zusammenhang geht aus der DE 35 11 076 A1 ein Prüfmolch für elektromagnetische Prüfungen an Rohrleitungswandungen aus Stahl hervor, mit dem beispielsweise im Rahmen einer zerstörungsfreien Prüfung Wandschwächungen durch Rostfraß an Rohrleitungswandungen untersucht und detektiert werden kann. Ein in der Druckschrift näher beschriebenes Molchglied ist mit gleichförmig am Umfang verteilten Elektromagneten versehen, die jeweils zwei in axialer Flucht zueinander liegenden Messköpfe, ein die Messköpfe verbindendes Joch und eine Magnetisierungsspule auf diesen Messköpfen aufweisen. Das Feld eines jeden Elektromagneten verläuft dabei parallel zur Rohrmittelachse. Zur Ultraschallmessung ist direkt an zumindest einem der Pole bzw. Magnetköpfe eine Wirbelstromspule angeordnet, die mit starken und sehr steilflankigen Stromimpulsen beaufschlagt wird. Die als Pipelines ausgebildeten Rohrleitungen sind an den Nahtstellen zweier benachbarter Rohrleitungsstücke Rundnähte vorgesehen, die bei einem Überfahren der Nähte mit dem vorstehend skizzierten Prüfmolch bei einer kontinuierlichen Inspektion eine Schlagbelastung auf den elektromagnetischen Wandler ausüben, die zudem durch die vorhandenen zwischen dem Elektromagneten und der Rohrleitungswand herrschenden magnetischen Kräften deutlich verstärkt wird. Sowohl der vorstehend beschriebene Reibverschleiß als auch die zusätzliche Stossbelastung auf den elektromagnetischen Ultraschallwandler, insbesondere auf die Wirbelstromspule, führen zu geringen Lebensdauern des EMUS-Wandlers, die es zu verbessern gilt.

Zwar ist es möglich, den Reibverschleiß durch Verringern der zwischen dem EMUS- Wandler und den zu untersuchenden Prüfobjekt herrschenden magnetischen Anziehungskräften zu reduzieren, beispielsweise durch Verringern der Magnetfeldinduktion, doch würde diese Maßnahme zugleich auch zu einer deutlichen

Effizienzminderung des EMUS-Wandlers führen, d.h. die zur Ultraschallgenerierung innerhalb des Prüfobjektes induzierte Kraftdichte reduziert sich im gleichem Maße, wodurch die Nachweisempfindlichkeit beim Empfang gestreuter oder reflektierter Ultraschallwellen gleichsam abnimmt.

In dem Dokument JP 111 33 003 wird eine Vorrichtung zur Materialuntersuchung mittels Ultraschall beschrieben, die sich insbesondere für Materialuntersuchungen von Rohren eignet. Gemäß Figur 4 dieses Dokumentes, weist die Vorrichtung einzelne Permanentmagnete auf, die derart angeordnet sind, dass sie als Ringsegmente einen Ring mit einem äußeren und einen inneren Umfangsrand bilden, wobei benachbarte Permanentmagnete am äußeren bzw. inneren Umfangsrand des Ringes unterschiedliche magnetische Pole aufweisen. Auf dem äußeren Umfangsrand dieses Ringes ist in mehreren Windungen eine elektrische Leiterbahn zumindest einer Wirbelstromspule angeordnet. Die Vorrichtung wird im Betrieb in ein zu untersuchendes Rohr eingeführt, so dass der äußere Umfangsrand mit den darauf aufgebrachten Leiterbahnen an der Innenwand des zu untersuchenden Rohres entlang gleitet. Dadurch wird ein entsprechender Reibverschleiß an den Leiterbahnen hervorgerufen.

Das Dokument US 4,898,034 beschreibt eine Vorrichtung zur Materialprüfung von heißen Materialien, wie Metallen und Keramik, mittels Ultraschall. Eine Ausführungsform der beschriebenen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein aus Zirkon bestehendes Mittel vorgesehen ist, das mit dem zu untersuchenden heißen Material in Kontakt steht, dass weiterhin ein flüssiges Kopplungsmedium (Borax) vorgesehen ist, das mit dem zu untersuchenden heißen Material und dem Mittel aus Zirkon in Kontakt steht, und dass ein Ultraschalltransmitter vorgesehen ist, der durch das Mittel aus Zirkon und das Kopplungsmedium Ultraschallwellen in das zu untersuchende heiße Material einkoppelt bzw. Ultraschallwellen aus dem heißen Material durch das Kopplungsmedium und das Mittel aus Zirkon empfängt. In der in Figur 1 des Dokuments US 4,898,034 dargestellten Ausführungsform ist das Mittel aus Zirkon als Ring mit einem äußeren und einem inneren Umfangsrand ausgeführt. Der äußere Umfangsrand des Ringes wird dabei im Betrieb auf dem zu

untersuchenden heißen Material abgerollt. Ein an der Rotationsachse des Zirkonringes befestigter Hebel hält den Ultraschalltransmitter fortwährend in der dargestellten, senkrecht nach unten gerichteten Position. Dadurch wird der Ultraschalltransmitter samt der daran angebrachten Wirbelstromspule gegen den inneren Umfangsrand des Rings gedrückt, wodurch wiederum ein Reibverschleiß beim Ultraschalltransmitter erzeugt wird.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Materialprüfung an einem wenigstens elektrisch leitende und ferromagnetische Materialanteile aufweisenden Prüfobjekte auf Basis elektromagnetischer Ultraschallanregung und unter Einsatz einer elektromagnetischen Ultraschallwandleranordnung (EMUS), derart weiterzubilden, dass dafür Sorge getragen wird, dass die zur Erzeugung von Wirbelströmen erforderliche Wirbelstromspule keinen oder nur geringfügigen Reibverschleiß unterliegen soll. Darüber hinaus soll es möglich sein Materialprüfungen an Prüfobjekten kontinuierlich vorzunehmen.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

In Abkehr zu bisher üblichen elektromagnetischen Ultraschallwandleranordnungen, die über eine Permanent- oder Elektromagnetanordnung sowie wenigstens eine Wirbelstromspule verfügen und bei denen die Wirbelstromspule zu Zwecken der Materialprüfung an der Oberfläche eines Prüfobjektes gleitend verschoben wird und daher einem Schleifreibungsverschleiß unterliegt, sieht der lösungsgemäße elektromagnetische Ultraschallwandler ein neues Wirbelstromspulendesign vor, das mit einem Rollkörper kombiniert ist, der auf der Oberfläche eines Prüfobjektes abgerollt wird. Der Verschleiß des lösungsgemäßen elektromagnetischen Ultraschallwandlers, kurz EMUS-Wandler, ist im Vergleich zu bisher bekannten

Standardausführungen geringer, zumal die beim lösungsgemäßen EMUS-Wandler auftretenden Rollreibungskräfte wesentlich kleiner sind als die vorstehend beschriebenen Schleifreibungskräfte. Hierdurch wird die Lebensdauer des lösungsgemäß ausgebildeten EMUS-Wandlers erheblich verlängert.

Wird ein bisher bekannter EMUS-Wandler im Wege eines Schleifvorganges über eine nicht ebene Oberfläche eines Prüfobjektes bewegt, so unterliegt eine bis anhin bekannte Wirbelstromspule erhöhten Verschleißerscheinungen aufgrund von Unebenheiten an der Prüf Objektoberfläche, beispielsweise durch Schweißnaht- Überhöhungen. Mit dem lösungsgemäß ausgebildeten EMUS-Wandler werden derartige Oberflächenunebenheiten lediglich überrollt, ohne dabei die Wirbelstromspule nachhaltig zu beeinträchtigen.

Ein weiterer Vorteil des lösungsgemäßen EMUS-Wandlers besteht in der Möglichkeit der Durchführung kontinuierlicher Materialprüfungen, wie dies im Weiteren noch im Einzelnen beschrieben wird.

Somit zeichnet sich eine lösungsgemäße Vorrichtung zur Materialprüfung an einem wenigstens elektrisch leitende und ferromagnetische Materialanteile aufweisenden Prüfobjekt, das über wenigstens eine technische Oberfläche verfügt, mit wenigstens einer elektromagnetischen Ultraschallwandleranordnung, die eine Permanent- oder Elektromagnetanordnung sowie wenigstens eine Wirbelstromspule vorsieht, derart aus, dass die wenigstens eine Wirbelstromspule wenigstens eine elektrische Leiterbahnanordnung aufweist, die an oder parallel zu einem Oberflächenbereich eines auf der technischen Oberfläche des Prüfkörpers abrollbaren Rollkörpers angeordnet ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Rollkörper, der vorzugsweise als Scheibe, Rolle, Rad oder Kugel ausgebildet ist, mit der Permanent¬ oder Elektromagnetanordnung derart kombiniert, dass sowohl der Rollkörper, die Permanent- oder Elektromagnetanordnung sowie auch die an dem Rollkörper angebrachte oder mit dem Rollkörper verbundene Wirbelstromspulenanordnung als

eine einheitliche hand zu habende Einheit gegenüber dem Prüfobjekt zu bewegen ist.

Eine weitere Ausführungsform sieht eine getrennte Handhabung von Permanent¬ oder Elektromagnetanordnung und der Kombination aus Rollkörper und Wirbelstromspule vor. Weitere Einzelheiten zu den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind im Weiteren unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Schematisierte Zweiseitendarstellung eines EM US-Wandlers mit

Permanentmagnet und einer am Umfangsrand eines Rollkörpers angebrachten Wirbelstromspule in Form elliptisch geformter Leiterbahnschlaufen,

Fig. 2 Schematisierte Zweiseitendarstellung eines EM US-Wandlers mit

Permanentmagnet und einer am Umfangsrand eines Rollkörpers in Form von Leiterbahnwindungen ausgebildeten Wirbelstromspule,

Fig. 3 Schematisierte Zweiseitendarstellung eines EMUS-Wandlers mit

Permanentmagnet und zwei ferromagnetischen Rückschlüssen,

Fig. 4+5 Zweiseitenansicht eines EMUS-Wandlers mit zwei Permanentmagneten und einer Wirbelstromspulenanordnung,

Fig. 6+7 Schematisierte Zweiseitendarstellung eines EMUS-Wandlers mit Elektromagnetanordnung und getrennter Wirbelstromspule sowie

Fig. 8 a, b EMUS-Wandlθr gemäß Stand der Technik.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Fig. 1 , linke Bilddarstellung, ist die Vorderansicht, in der rechten Bilddarstellung eine Seitenansicht einer lösungsgemäßen EM US-Wandleranordnung dargestellt, die aufgrund ihres Konstruktionsprinzips auch als EMUS-Rad zu bezeichnen ist. Die EMUS-Wandleranordnung weist einen Rollkörper 5 auf, der in dem Ausführungsbeispiel ring- oder rollenartig und somit innen hohl ausgebildet ist und einen äußeren Umfangsrand 51 aufweist. Der Rollkörper 5 weist eine mittige Drehachse A auf, um die der Rollkörper 5 relativ zur technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 abrollt. Längs des Umfangsrandes 51 des Rollkörpers 5 ist eine Wirbelstromspule 2 in der angegebenen Weise gemäß Fig. 1 , linke Bilddarstellung, aufgewickelt. Die Wirbelstromspule 2 besteht aus einem durchgehenden elektrischen Leiter, der zu elliptischen Leiterbahnschlaufen geformt ist, die längs des Umfangsrandes 51 des Rollkörpers 5 versetzt zueinander angeordnet sind, so dass der gesamte Umfangsrand 51 des Rollkörpers 5 von der Schlaufenanordnung abgedeckt ist. Es liegt auf der Hand, dass bei Bestromung dieser Leitebahnanordnung zwei unmittelbar nebeneinander liegende Leiterbahnabschnitte mit entgegengesetzten Stromrichtungen durchflössen werden. In der Detaildarstellung unterhalb der Vorderansicht des Rollkörpers in Figur 1 ist eine alternative Leiterbahnanordnung 2' abgebildet, die ebenfalls längs des Umfangsrandes 51 des Rollkörpers anzuordnen ist. Die alternative Leiterbahnanordnung 2' ist derart gewickelt, dass zwei längs des Umfangsrandes 51 unmittelbar benachbart verlaufende Leiterbahnabschnitte in gleicher Richtung vom Strom durchflössen werden. Eine derartige Leiterbahnanordnung eignet sich besonders für eine effektive Ultraschallwelleneinkopplung in den Prüfkörper 4.

Der in Figur 1 dargestellte EM US-Wandler sieht zur Einspeisung eines zeitlich konstanten Magnetfeldes in einen Prüfkörper einen Permanentmagnet 7 vor, der derart asymmetrisch an der Drehachse A drehbeweglich befestigt ist, so dass ein Magnetpol, vorzugsweise der Magnetnordpol N maximal nahe zum Umfangsrand 51

des Rollkörpers 5 angeordnet ist. Beim Abrollen des Rollkörpers 7 längs der technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 wird der Magnetnordpol N des Permanentmagneten 7 zum ferromagnetischen Prüfobjekt 4 angezogen und bleibt aufgrund seiner Drehbeweglichkeit um die Drehachse A stets dem Prüfobjekt 4 zugewandt, d.h. der Magnetnordpol ist stets nach unten gerichtet. Der Permanentmagnet 7 erzeugt somit ein Magnetfeld, dessen Magnetfeldlinien stets senkrecht zur technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 orientiert sind.

Wird die Wirbelstromspulenanordnung 2 mit Stromimpulsen gespeist, so werden Wirbelströme in das Prüfobjekt induziert, die mit dem normal zur technischen Oberfläche 6 orientierten Magnetfluss zusammenwirken. Im Wege von sich ausbildenden Lorenzkräften werden Ultraschallwellen mit zirkularer Polarisation innerhalb des Prüfobjektes 4 erzeugt, die sich im Wesentlichen senkrecht zur technischen Oberfläche 6 innerhalb des Prüfobjektes 4 ausbreiten.

In an sich bekannter Weise dient die Wirbelspulenanordnung 2 auch als Empfängerspule für innerhalb des Prüfobjektes 4 zurückreflektierte Ultraschallwellen.

Alternativ zu der Leiterbahnanordnung der in Fig. 1 dargestellten Wirbelstromspulenanordnung 2 ist in Fig. 2 eine Variante des EMUS-Wandlers dargestellt, bei der die Wirbelstromspule 2 elektrische Windungen aufweist, die jeweils um den Umfangsrand 51 des Rollkörpers 5 angeordnet sind. Die genaue Anordnung und Ausbildung der Leiterbahnanordnung der Wirbelstromspule 2 ist aus Fig. 2, linke Bilddarstellung, zu entnehmen. Durch die alternative Leiterbahnanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 werden innerhalb des Prüfobjektes 4 Ultraschallwellen mit linearer Polarisation angeregt, die jedoch auf das gleiche Anregungsprinzip im Wege auftretender Lorenzkräften, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1, zurückzuführen sind.

Der Rollkörper 5 ist in den vorstehend beiden Ausführungsvarianten, vorzugsweise aus einem nicht metallischen Material gefertigt. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, den Rollkörper 5 aus ferromagnetischem und elektrisch leitfähigem Material

zu fertigen, in diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, dass die Leiterbahnanordnung der Wirbelstromspule 2 gegenüber dem Rollkörper 5 elektrisch isoliert ist. Auch ist es zweckdienlich, zur weiteren Reduzierung von zwischen dem Rollkörper 5 und der technischen Oberfläche 6 auftretenden Rollreibung eine die Wirbelstromspulenanordnung 2 schützende Schutzschicht (nicht dargestellt) vorzusehen.

Im Gegensatz zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen, bei denen ein senkrecht zur technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 orientiertes zeitlich konstantes Magnetfeld in das Prüfobjekt 4 eingekoppelt wird, sieht das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines lösungsgemäß ausgebildeten EMUS-Wandlers die Einkopplung eines tangential zur technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 orientierten Magnetfeldes vor. In Fig. 3 ist wiederum in der linken Bilddarstellung die Vorderansicht, in der rechten Bilddarstellung die Seitenansicht eines derartigen EMUS-Wandlers dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Leiterbahnanordnung der Wirbelstromspule 2 um die Mantelfläche eines zylinder- oder stabförmigen Permanentmagneten 7 gewickelt. An den sich gegenüberliegenden Magnetpolen N, S des Permanentmagneten 7 sind zwei scheibenartig ausgebildete Rollkörper 5 angebracht, die aus ferromagnetischem Material, vorzugsweise aus Ferrostahl, bestehen und die den Permanentmagnet 7 samt Wirbelstromspulenanordnung 2 radialwärts zur Drehachse A überragen. Die scheibenartig ausgebildeten Rollkörper 5 dienen jeweils als ein die Magnetfeldlinien weiterleitendes Joch, so dass der Magnetkreis über die ferromagnetischen Rollkörper 5 und das Prüfobjekt 4 geschlossen sind. Durch den magnetischen Rückschluss wird ein tangential zur technischen Oberfläche 6 innerhalb des Prüfobjektes 4 verlaufendes Magnetfeld eingekoppelt. Die von der Wirbelstromspule 2 angeregten Wirbelströme erzeugen innerhalb des Prüfobjektes 4 ein sekundäres Wechselmagnetfeld, das sich mit dem konstanten Magnetfeld der Permanentmagnetanordnung überlagert. Die Ultraschallwellen werden durch den sich ausbildenden magnetostriktiven Effekt angeregt und verfügen gleichsam wie im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 über eine lineare Polarisation. Den scheibenartig ausgebildeten Rollkörpern 5, die beidseitig den Permanentmagneten 7

einschließen, kommen demzufolge zwei Funktionen zu, zum einen dienen sie als Magnetjoch, zum anderen ermöglichen sie dem Ultraschallwandler ein Abrollen längs der technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4, wobei die Wirbelstromspulenanordnung 2 stets einen konstanten Abstand zur technischen Oberfläche 6 einnimmt, wodurch die Leiterbahnanordnung keinerlei mechanischem Rollreibungsverschleiß unterliegt.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele für einen lösungsgemäß ausgebildeten EMUS-Wandler dargestellt, die jeweils zwei Permanentmagnete 7, T und eine Wirbelstromspule 2 aufweisen und die sich lediglich in der Ausgestaltung der Wirbelstromspule 2 unterscheiden. Die Permanentmagnete 7, T sind mit ihren gleichnamigen Magnetnordpolen an dem ferromagnetischen Rollkörper 5 befestigt, der vorzugsweise in Art eines Ringes oder Rades ausgebildet ist. Durch die in Opposition gegenüber liegenden Magnetnordpole findet eine gegenseitige Verdrängung der Magnetfeldlinien derart statt, so dass sie über den ferromagnetischen Ringkörper des Rollkörpers 5 senkrecht zur technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 einkoppeln. Der ferromagnetische Rollkörper 5 dient zugleich als Konzentrator des Magnetfeldes, durch den der Magnetfluss an der Kontaktstelle zwischen dem Rollkörper 5 und der technischen Oberfläche 6 konzentriert in das Prüfobjekt 4 eingekoppelt wird. Ansonsten gleicht das Anregungsprinzip für Ultraschallwellen jenen gemäß den Ausführungsbeispielen in Fig. 1 und 2.

Um den Magnetringschluss bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen zu verbessern, könnte erwogen werden, jeweils an den stirnseitigen Magnetsüdpolen ein entsprechend scheibenartig ausgebildetes, ferromagnetisches Abschlussstück vorzusehen, die ebenso wie der Rollkörper 5 in Kontakt mit der technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 gelangen.

In einigen Materialprüfanwendungen kann auf den Einsatz von Permanentmagneten verzichtet werden, wie beispielsweise bei der Materialprüfung an Blechen. Hierfür eignet sich vorzugsweise der Einsatz so genannter Elektromagnete. In den Figuren 6

und 7 sind Ausführungsbeispiele dargestellt, mit jeweils getrennter Anordnung zwischen Elektromagnetanordnung 7 und Wirbelstromspulenanordnung 2. Die jochartig ausgebildete Elektromagnetanordnung 7 weist zwei Magnetpole N, S auf, die jeweils zur Einspeisung eines tangentialen Magnetfeldes auf der technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 auflegbar sind. Im Bereich des tangentialen Magnetfeldes ist ein Rollkörper 5 vorgesehen, an dessen Umfangsrand eine Wirbelspulenanordnung 2 angebracht ist. Im Fallbeispiel der Fig. 6 befindet sich der Rollkörper 5 auf einer der Elektromägnetanordnung 7 abgewandten Oberseite des Prüfkörpers 4. Im Fallbeispiel gemäß Fig. 6 befinden sich sowohl die Elektromagnetanordnung 7 als auch der Rollkörper 5 auf einer gemeinsamen technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4. Das Anregungsprinzip für Ultraschallwellen im inneren des Prüfobjektes 4 ist identisch zu jenem gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3. Das tangential verlaufende Magnetfeld, das vom Elektromagnet 7 in das Prüfobjekt 4 eingespeist wird, wirkt mit den Wirbelströmen bzw. mit dem Wechselmagnetfeld derart zusammen, dass aufgrund des Auftretens magnetostriktiver Effekte linear polarisierte Ultraschallwellen entstehen. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere als Rollkörper 5 ausgebildete Wirbelstromspulen 2 im Bereich des tangentialen Magnetfeldes vorzusehen. Da bei den in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen keine magnetischen Anziehungskräfte zwischen dem Rollkörper 5 und der technischen Oberfläche 6 des Prüfobjektes 4 wirken, ist der Verschleiß des EMUS-Wandlers hier minimal.

Durch den Abrollvorgang des Rollkörpers 5, längs dessen Umfangsrand die Wirbelstromspule gleichmäßig verteilt angeordnet ist, ist es möglich, eine kontinuierliche Prüfung im Gegensatz zu bisher eingesetzten lokal diskreten EMUS- Prüfanordnungen durchzuführen. Die erfindungsgemäße, auch als EMUS-Rad zu bezeichnende Lösung eignet sich grundsätzlich für mehrere Einsatzgebiete, u.a. für eine Wanddickenmessung und Fehlerprüfung an Blechen, Schienen, Rohren und Rohrleitungen, sowie Eisenbahnräder, Ölbehälter oder Außenwänden von Schiffen sowie sonstigen Sicherheitsbehältern. Ebenso lässt sich der vorgeschlagene EMUS- Wandler mit Fortbewegungssystemen, beispielsweise so genannten Molch-

Systemen, kombinieren, mit denen eine Untersuchung von Fern roh rleitungen und ähnliches möglich ist.

Bezugszeichenliste

Permanentmagnet

Wirbelstromspule

EMUS-Wandler

Prüfobjekt

Rollkörper

Technische Oberfläche

Permanentmagnet