Erklärung
Bei der Wirbelstromprüfung werden durch ein magnetisches Wechselfeld in dem zu untersuchenden Material Wirbelströme induziert. Mit einer Empfängerspule, die zusammen mit der Erregerspule den Wirbelstromsensor bildet, wird das erzeugte Magnetfeld detektiert.
Durch eine entsprechende Auswertung können Rückschlüsse auf den zu untersuchenden Prüfling gezogen werden. Hier können je nach Anwendung Risse erkannt werden oder auch Aussagen über die Härte des Werkstoffes getroffen werden.
Das Funktionsprinzip der Wirbelstromprüfung
Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes Hp durch ein elektrisches Wechselfeld.
In einem elektisch leitfähigen Material führt dieses magnetische Wechselfeld Hp zu Wirbelströmen gw
Das aus den Wirbelströmen resultierene Magnetfeld Hs wird mit dem Erregermagnetfeld überlagert und in der Empfängerspule in eine messbare elektrische Wechselspannung umgewandelt, die dann im Wirbelstromprüfgerät ausgewertet werden kann.
Die zwei wichtigen Informationen, die bei der Wirbelstromprüfung zur Auswertung dienen, sind:
a.) die Amplitude des empfangenen Welchselsignals – also die Intensität der erzeugten Wirbelströme
b.) die Phasenverschiebung – also der zeitliche Versatz zwischen gesendetem Sinussignal und empfangenem Sinussignal
Als Darstellungsform für Signale in die Wirbelstromprüfung wird in den allermeisten Fällen die komplexe Impedanz-Ebene gewählt. So kann sowohl Betrag (=Amplitude) und Phase in einem Diagramm dargestellt werden.
Als Beispiel sind hier die resultierenden Wirbelstromsignale von verschiedenen leitfähigen Materialien in der komplexen Impedanz-Ebene eingetragen:
Die Nutzung der elektrischen und magnetischen Felder für die zerstörungsfreie Materialprüfung
Die Wirbelströme, genauer gesagt die Wirbelstromdichte, wird von elektrischer Leitfähigkeit und Permeabilität (=Durchlässigkeit für magnetische Felder) des zu prüfenden Materials beeinflusst. Diese Abhängigkeit macht sich die Wirbelstromprüfung zu Nutze und das Material kann somit auf Risse, Härte oder auch Schleifbrand hin untersucht werden.
