5.2.3 Abbildende Wirbelstromsensoren zur hochauflösenden berührungslosen Abbildung von elektrischen Eigenschaften schlecht leitender Objekte
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- 5.2 Strukturmonitoring
- Author(s)
- H. Heuer, M. Schulze - Fraunhofer-Institut - IZFP -, Dresden, M. Klein - SURAGUS GmbH, Dresden
- Pages
- 548 - 554
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/5.2.3
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
Viele Verbundwerkstoffe (z.B. Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe) und Schichtsysteme (z.B. Photovoltaikzellen), die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, lassen sich mit Hilfe fortgeschrittener Wirbelstromprüftechnik charakterisieren. Dieser Beitrag berichtet über eine neu entwickelte, abbildende Hochfrequenz-Wirbelstrommethode, mit der insbesondere schlecht leitfähige Objekte zerstörungsfrei geprüft werden können, die mit konventioneller Wirbelstromtechnik bisher nicht prüfbar waren. Damit können die Vorteile der Wirbelstromprüftechnik wie z.B. Kontakt- und Koppelmittelfreiheit, Schnelligkeit, Automatisierbarkeit auch in der Massenfertigung von Solarzellen oder CFK Strukturen genutzt werden. Zur Messung von sehr kleinen Leitfähigkeitsänderungen oder der Dicke sehr dünner Schichten, werden Wirbelstromverfahren mit sehr hohen Messfrequenzen benötigt. Die Frequenz mit der die Wirbelströme angeregt werden, beeinflusst die Eindringtiefe δ mit δ ~1/f (Skineffekt) und die durch den sich zeitlich ändernden Fluss Uind = - dΦ/dt die Signalamplitude in der Messspule. D.h. mit steigernder Frequenz nehmen die Eindringtiefe ab und die Signalamplitude zu. Das Fraunhofer IZFP in Dresden hat ein Gerätesystem entwickelt, mit dem die zerstörungsfreie Prüfung im Frequenzbereich bis 100 MHz Anregungsfrequenz ermöglicht wird. Die Gerätesystemplattform „EddyCus® beinhaltet angepasste Sensorik, Elektronik, Applikations- und Kalibrierungs-Prozeduren sowie Auswertealgorithmen. Zur Erstellung von Abbildern der elektrischen Eigenschaften von zu prüfenden Objekten werden ortsauflösende Wirbelstromsensoren mit einem mechanischen Manipulator über die Oberfläche des Prüfobjektes bewegt. Durch Auftragen der Messsignale über dem Messort werden C-Scans der Messwerte erzeugt. Zur Reduzierung von Scanzeit und für Inline-Anwendungen können auch Linien- oder Matrix- Sensoren verwendet werden.