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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 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 10 4  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.

tm - technisches messen

Hochauflösende Wirbelstromprüfung mittels GMR-Sensorik am Beispiel supraleitender Drähte    High Resolution Eddy Current Testing of Superconducting Wires by Means of GMR Sensors