Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Stand der Technik

Eine industrielle Anwendung des Wirbelstromsensors stützt sich auf die Abhängigkeit des Messverfahrens von den Materialeigenschaften und dem Abstand des Sensors zu einem Messobjekt. Durch die Abhängigkeit von mehreren Parametern ergibt sich gleichzeitig eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungs- möglichkeiten. Bild 2.1 zeigt Anwendungsmöglichkeiten für den Wirbelstromsensor.

• 
  Dickenregelung bei der Blechherstellung
  
• 
  Dickenbestimmung
  

• 
  Induktiver Näherungsschalter
  
• 
  Analoger
  

Abstandsmesssensor

• 
  Dickenmessung von Folien
  

Schichtdickenmessung







Elektrische Leitfähigkeit

• 
  Verwechslungsprüfung von Nichteisen-Metallen
  
• 
  Bestimmung des Reinheitsgrades der Legierungen
  
• 
  Flächenwiderstandsmessung in der Halbleiterindustrie
  

Magnetische Permeabilität

Detektion von:

• 
  Lunkern
  
• 
  Rissen
  
• 
  Korrosion
  
• 
  Einschlüssen
  

Auswertung der Ortskurven ergibt:

• 
  Größe und Lage des Fehlers
  

2005 imt 5017-002
Bild 2.1: Anwendungsbereiche des Wirbelstromsensors [RÖP99]
Die Wirbelstromprüfung mit Spulensystemen wird häufig zur Prüfung von Flug- zeugteilen eingesetzt. Der für die Prüfung zugängliche Bereich unterhalb der Ober- fläche hängt von der Frequenz ab, mit der die Wirbelströme erregt werden. Je höher die Frequenz, desto stärker schirmt das Material das Eindringen der Anregungsfelder ab, so dass nur noch oberflächennahe Fehler detektiert werden können. Mit niedrigen Anregungsfrequenzen kann man tiefer liegende Fehler finden. Mit abneh- mender Frequenz sinkt allerdings bei den Spulensystemen die Empfindlichkeit und mit zunehmender Tiefenlage nimmt die auffindbare Fehlergröße zu. Die Empfindlich- keitsverluste können zum Teil durch größere Spulen kompensiert werden, jedoch wird mit wachsenden Durchmessern der Spulen die Ortsauflösung schlechter.

1.