Komplexe Messplattform zur elektromagnetischen zerstörungsfreien Werkstoffprüfung

• Subject Area: Electrical Engineering and Information Technology
• Term: Funded in 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 244312856

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Die Multi-Mess-Plattform (MMP) ist ein neuartiges Messsystem, das mit mehreren Sensorsystemen, Antrieben und elektrischen Schnittstellen ausgestattet ist und eine hervorragende Grundlage für die Erforschung neuer Methoden für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung bietet. Das offene modulare Konzept ermöglicht eine leichte Erweiterbarkeit und die Integration weitere Mess- und Prüfmethoden. Die Experimentsteuerung und Messdatenerfassung an den Messstationen, inklusive der Temperaturüberwachung für alle Messvorgänge, erfolgt über eine gemeinsame Softwareapplikation. Die MMP ermöglicht die Durchführung von computergesteuerten /automatisierten Messungen der Wirbelströme, der Lorentzkräfte (3D), des Magnetfeldes (1D, 3D), und der Impedanz. Durch die Verfügbarkeit zusätzlicher Systemkomponenten können darüber hinaus Ultraschall-Charakterisierungen und Impedanz-Spektroskopie-Untersuchungen vorgenommen werden. Die Montage der acht Messmodule auf einem Granit-Portal garantiert weitgehend schwingungsfreie und somit hochgenaue Untersuchungen mit allen Messstationen unter identischen Messbedingungen. Dabei kann das Prüfobjekt sowohl stationär als auch in Bewegung (Geschwindigkeit bis zu 4m/s) untersucht werden. Die Nachrüstung der MMP mit Kraftsensoren (3D Verformungssonden, piezoelektrische Sensoren) hat ebenso wie die Eigenentwicklung von differentiellen Kraftsensoren (DiLET-Sensoren) wesentlich dazu beigetragen, dass die 3. Phase des DFG-Graduiertenkollegs 1567 „Lorentz Force Velocimetry and Lorentz Force Eddy Current Testing“ sowie das VIP-Projekt 03V0590 erfolgreich abgeschlossen werden konnten. Die MMP stellt für die TU Ilmenau ein Alleinstellungsmerkmal dar und ist sowohl für die Weiterentwicklung bereits etablierter Verfahren als auch für die Durchführung von elektromagnetischen Untersuchungen der zerstörungsfreien Materialprüfung geeignet.

Publications

• Estimation of Lorentz-Force From Dimensional Analysis: Similarity Solutions and Scaling Laws. IEEE Transactions on Magnetics, 52 (2016), Nr. 8, S. 7004813
  M. Carlstedt, K. Weise, M. Ziolkowski, R. Schmidt, H. Brauer
  
• Motion-induced Eddy Current Testing of Composite Materials. Proceedings of the 19th World Conference on Non-Destructive Testing 2016, 13.-17.06.2016, Munich / Germany, 2016, S. p80.pdf, 1-9
  S. Gorges, H. Brauer, M. Ziolkowski, M. Carlstedt, K. Weise, R. Schmidt, J. Mengelkamp
  
• Recent Advancements in Lorentz Force Eddy Current Testing. Proceedings of the 19th World Conference on Non-Destructive Testing 2016, 13.-17.06.2016, Munich / Germany, 2016, S. fr1f3.pdf, 1-8
  R. Schmidt, K. Weise, M. Carlstedt, M. Ziolkowski, H. Brauer, S. Gorges
  
• Bewegungsinduzierte Wirbelstromprüfung von Verbundmaterialien. Proceedings der DGZfP-Jahrestagung 2017, Koblenz, S. 1-8
  H. Brauer, S. Gorges, M. Ziolkowski
  
• Assessment of Two Forward Solution Approaches in Lorentz Force Evaluation. IEEE Transactions on Magnetics, 54 (2018), Nr. 3
  E.-M. Dölker, R. Schmidt, K. Weise, B. Petkovic, M. Ziolkowski, H. Brauer, J. Haueisen
  
• Comparison of defect detection limits in Lorentz force eddy current testing and classical eddy current testing. Journal of Sensors and Sensor Systems, 7 (2018), S.453-459
  J.M. Otterbach, R. Schmidt, H. Brauer, M. Ziolkowski, H. Toepfer
  
• Elastic Net Regularization in Lorentz Force Evaluation. NDT & E International, Vol. 99, October 2018, S. 141-154
  E.-M. Dölker, R. Schmidt, S. Gorges, J.-M. Otterbach, B. Petkovic, D. Strohmeier, R. Eichardt, H. Brauer, J. Haueisen
  
• Motion-Induced Eddy Current Techniques for Non-Destructive Testing and Evaluation. The Institution of Engineering and Technology (IET), London, United Kingdom, 2018. ISBN 978-1-78561-215-2
  H. Brauer, M. Ziolkowski, K. Weise, M. Carlstedt, R.P. Uhlig, M. Zec
  
• Motion-Induced Eddy Current Testing. In: Handbook of Advanced Non-Destructive Evaluation, N. Ida, N. Meyendorf (Eds.) Springer, Cham, 2018. Online 2018: ISBN 978-3-319-30122-8 Printed book 2019: ISBN 978-3-319-26552-0
  H. Brauer, M. Ziolkowski
  
• SCSM for Calculation of Motion-Induced Eddy Currents in Isotropic and Anisotropic Conductive Objects. IEEE Transactions on Magnetics, 54 (2018), Nr. 3
  M. Ziolkowski, R. Schmidt, B. Petkovic, S. Gorges, J.M. Otterbach, K. Weise, H. Brauer