NL8020516A

NL8020516A - FLUID PROBE FOR A NON-DESTRUCTIVE TESTING APPARATUS FOR PIPES AND OPENINGS IN WORKPIECES AND A METHOD FOR MANUFACTURING THESE.

Info

Publication number: NL8020516A
Application number: NL8020516A
Authority: NL
Original assignee: Mo Energeticheskij Institut
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1982-06-01
Also published as: GB2102575B; DE3050497T1; JPS57501100A; GB2102575A; DE3050497C2; WO1982000523A1; SU987508A1; FR2487969A1; FR2487969B1; NL186655C; SE8201698L; NL186655B

Description

·> 80 2 0 5 1 6 -j::'>> 80 2 0 5 1 6 -y :: '

N.O. 30963 1 ’ UN.O. 30963 1 U

Aanvraagster noemt als uitvinders:Applicant mentions as inventors:

Vasily Vasilievich SUKHORUKOV,Vasily Vasilievich SUKHORUKOV,

Vyacheslav Davidovich ANNAPOLSKY,Vyacheslav Davidovich ANNAPOLSKY,

Viktor Grigorievich GERASIMOV Mikhail Mikhailovich ZHIVAEV Ljudmila Evgenievna MINYAT,Viktor Grigorievich GERASIMOV Mikhail Mikhailovich ZHIVAEV Ljudmila Evgenievna MINYAT,

Dmitry Vasilievich SOLOMAKHIN,Dmitry Vasilievich SOLOMAKHIN,

Jury Mikhailovich IJLITIN.Jury Mikhailovich IJLITIN.

Wervelstroomsonde voor een niet-destruktieve testinrichting voor pijpen en openingen in werkstukken en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.Eddy current probe for a non-destructive tester for pipes and openings in workpieces and a method for their manufacture.

Gebied van de uitvindingField of the invention

De uitvinding heeft betrekking op een niet-destruktieve testinrichting voor eigenschappen van werkstukken, in het bijzonder wervel-5 stroomsondes voor het niet-destruktief testen van holten in werkstukken en pijpen.The invention relates to a non-destructive testing device for workpiece properties, in particular vortex flow probes for the non-destructive testing of cavities in workpieces and pipes.

Stand van de techniekState of the art

Het testen van de kwaliteit van geleidingsbekledingen in gaten van gedrukte schakelingsplaten, dat uitgebreid wordt toegepast in de moder-10 ne technologie, is van vitaal belang geworden in termen van betrouwbaarheid van talrijke complexe radio-elektronische inrichtingen zoals diverse informatie- en meetsystemen, computers en communicatie-inrich-tingen. De toepassing van gedrukte schakelingsplaten is tegenwoordig een bijna unieke methode van elektrische verbindingen van componenten 15 van elektronische inrichtingen, zoals condensatoren, weerstanden tran-sistoren, microschakelingen enzovoort.Testing the quality of conduction linings in printed circuit board holes, which is extensively used in moder-10 ne technology, has become vital in terms of reliability of numerous complex radio-electronic devices such as various information and measurement systems, computers and communication devices. The use of printed circuit boards is today an almost unique method of electrical connections of components of electronic devices, such as capacitors, resistors, transistors, microcircuits, and so on.

Het bekleden van gaten in uit verscheidene lagen bestaande gedrukte schakelingsplaten is in de moderne elektronica meer populair geworden. Hierbij worden elektrische verbindingen tussen plaatgebieden 20 slechts door het met metaal bekleden van gaten gemaakt. Indien een verbroken verbinding als gevolg van een bekledingsscheur in een gat kan worden gedetecteerd door een elektrische test van de gedrukte schake-lingsplaat, kan een onvoldoende dikte van de bekleding vergeleken met een toelaatbare tolerantie in het geheel niet worden gevonden. Dit 25 laatste gebrek kan zich later tijdens de werking van een kritische en dure eenheid manifesteren, waarvan de gedrukte schakelingsplaat een onderdeel is.Coating holes in multilayer printed circuit boards has become more popular in modern electronics. Here, electrical connections between plate regions 20 are made only by metal-clad holes. If a broken connection due to a coating crack in a hole can be detected by an electrical test of the printed circuit board, an insufficient thickness of the coating compared to an allowable tolerance cannot be found at all. This latter defect can manifest itself later during the operation of a critical and expensive unit, of which the printed circuit board is a part.

Gewoonlijk variëren de gaten van gedrukte schakelingsplaten in 8020516 2 diameter van 0,5 tot 2 mm, terwijl de dikte van de plaat variëert van 0,5 tot 3 mm. De bekledingsdikte ligt binnen het gebied van 15 tot 50/um. Het materiaal bij het elektrolytisch bekleden is gewoonlijk koper.Usually, the holes of printed circuit boards in 8020516 2 diameter range from 0.5 to 2 mm, while the thickness of the plate ranges from 0.5 to 3 mm. The coating thickness is within the range of 15 to 50 µm. The electrolytic coating material is usually copper.

5 Het voorwerp is dus een zeer kleine en het testen is een moeilijke opgave, in het bijzonder wanneer de vorm niet eenvoudig is. De uiteinden van de bekledingsbuis van het gat zijn in kontakt met aansluitvlakken bedoeld voor de uitrusting met componenten. Afmetingen van zulke aansluitvlakken kunnen sterk variëren. In uit verscheidene lagen be-10 staande gedrukte schakelingsplaten kan de bekledingsbuis ook kontakt maken met vlakke geleiders van sommige lagen, waardoor de configuratie nog complexer wordt.5 The object is therefore a very small one and testing is a difficult task, especially when the shape is not simple. The ends of the casing of the hole are in contact with contact surfaces intended for equipment with components. Dimensions of such connecting surfaces can vary greatly. In multilayer printed circuit boards, the casing can also contact planar conductors of some layers, making the configuration even more complex.

Het testen van de kwaliteit van het bekleden van gaten in gedrukte schakelingsplaten kan door middel van diverse methoden worden uitge-15 voerd: optisch, elektrisch kontakt, straling, thermisch wervelstroom en dergelijke. Het optisch testen is gebrekkig, doordat dit subjectief is en niet voldoende doelmatig. Met deze techniek kan de kwaliteit van de bekleding worden vastgesteld, echter kan de dikte daarvan niet worden gemeten.Testing the quality of hole coating in printed circuit boards can be performed by various methods: optical, electrical contact, radiation, thermal eddy current and the like. Optical testing is flawed because it is subjective and not sufficiently effective. The quality of the coating can be determined with this technique, but the thickness thereof cannot be measured.

20 De elektrische kontakttestmethode kan de kwaliteit van de bekle ding van het gat niet bepalen voor het etsen van de gedrukte schakelingsplaten. Dit is het gevolg van het feit dat voor het etsen de gaten elektrisch met elkaar zijn verbonden door een folielaag op het oppervlak van de plaat en de elektrische weerstand tussen de sondekontakten 25 wordt bepaald door het aantal en de parameters van de beklede gaten van de plaat.The electrical contact test method cannot determine the quality of the hole coating for etching the printed circuit boards. This is due to the fact that before etching the holes are electrically joined together by a foil layer on the surface of the plate and the electrical resistance between the probe contacts 25 is determined by the number and parameters of the coated holes of the plate .

De stralingsmethode vereist een grondige calibratie van de inrichting, zijn rendement is slecht (meettijd voor een gat is ongeveer 1 minuut). Bovendien moeten bij de toepassing van deze methode bescher-30 mingsmaatregelen tegen straling worden getroffen, hetgeen een sterke beperking is voor het uitgebreide gebruik.The radiation method requires a thorough calibration of the device, its efficiency is poor (measuring time for a hole is about 1 minute). In addition, when using this method, radiation protection measures must be taken, which is a strong limitation for the extensive use.

De thermische (infrarode) methode vereist gecompliceerde en dure inrichtingen en wordt gebruikt voor een selectieve scheurdetectie in de bekleding van een gat, zoals onderbrekingen, onbedekte plaatsen, in-35 sluitingen enzovoort.The thermal (infrared) method requires complicated and expensive devices and is used for a selective crack detection in the lining of a hole, such as breaks, uncovered places, inclusions and so on.

De wervelstroommethode heeft thans een intensief onderzoek ondergaan voor de toepassing in het testen van de kwaliteit van de bekleding in gaten van gedrukte schakelingsplaten. Het voordeel van deze methode bestaat vergeleken met de hierboven genoemde technieken, uit het kon-40 taktloos testen van de bekleding in gaten van gedrukte schakelingspla- 80 2 0 5 1 6The eddy current method has now undergone intensive research for use in testing the quality of the coating in holes of printed circuit boards. The advantage of this method, compared to the above-mentioned techniques, is that it is possible to test the coating in holes of printed circuit boards 80 2 0 5 1 6 without strokes.

Oi'v;:·;/; .Oi'v;: ·; /; .

3 ten, het hoge rendement, eenvoudige instrumentatie en afwezigheid van speciale veiligheidseisen.3 ten, the high efficiency, simple instrumentation and absence of special safety requirements.

Bekend is de wervelstroom door sondes voor het niet-destruktief testen van de kwaliteit van het inwendige oppervlak van holle geleiden-5 de voorwerpen (Reference Manual Nondesstructive Testing, van R. McMas-ter, vertaald uit het engels, deel 2, Moskou, Energy Publishers, 1965).Known eddy current through probes for non-destructive testing of the internal surface quality of hollow conductors-5 objects (Reference Manual Nondesstructive Testing, by R. McMas-ter, translated from English, Part 2, Moscow, Energy Publishers, 1965).

Zulke bekende wervelstroomsondes voor het niet-destruktief testen van de kwaliteit van inwendige vlakken van holle geleidende voorwerpen, 10 zijn in feite een cilindrisch frame voorzien van een of verscheidene rondlopende wikkelingen of spoelen, welk frame in een opening van het te testen voorwerp kan worden gestoken.Such known eddy current probes for non-destructive testing of the internal surface quality of hollow conductive objects are in fact a cylindrical frame provided with one or several circumferential windings or coils, which frame can be inserted into an opening of the object to be tested .

Deze sonde kan parametrisch zijn, dat wil zeggen wanneer de parameters van het te testen voorwerp moeten worden beoordeeld aan de hand 15 van de complexe impedantie van de wikkeling die wervelstromen in dit te testen voorwerp induceert. Een transformatoruitvoering van deze sonde krijgt de informatie van het te testen voorwerp door de emk van de andere meetwikkeling of spoel. Een transformatorsonde kan differentieel zijn. In dit geval wordt de afwijking van specifieke parameters van het 20 te testen voorwerp ten opzichte van hun nominale waarde gedetecteerd door het verschil van de elektromotorische kracht van twee meetspoelen die worden opgenomen binnen een te testen werkstuk respectievelijk een standaard referentiewerkstuk.This probe can be parametric, ie when the parameters of the object to be tested are to be judged by the complex impedance of the winding inducing eddy currents in this object to be tested. A transformer version of this probe receives the information from the object under test through the emk of the other measuring winding or coil. A transformer probe can be differential. In this case, the deviation of specific parameters of the object under test from their nominal value is detected by the difference of the electromotive force of two measuring coils which are received within a workpiece to be tested and a standard reference workpiece, respectively.

Een cilindrisch lichaam met spoelen wordt zodanig in een opening 25 van het te testen voorwerp gebracht, dat hun hartlijnen samenvallen. De met een wisselstroomgenerator verbonden bekrachtigingsspoel iduceert de cirkelvormige wervelstromen in het werkstuk. Het totale elektromagnetische veld dat het resultaat is van zowel het bekrachtlgingsveld als het circulerende wervelstroomveld, heeft een directe invloed op de weer-30 stand van de bekrachtigingswikkelen en op de emk van de meetspoelen. Informatie zoals wijzigingen van de complexe impedantie, of emk van de respectieve spoelen, wordt geregistreerd door meetinstrumenten na behandeling door elektronische schakelingen.A cylindrical body with coils is inserted into an opening 25 of the object to be tested so that their center lines coincide. The excitation coil connected to an alternating current generator induces the circular eddy currents in the workpiece. The total electromagnetic field resulting from both the excitation field and the circulating eddy current field has a direct influence on the excitation winding resistance and on the emk of the measuring coils. Information such as changes of the complex impedance, or emk of the respective coils, is recorded by measuring instruments after treatment by electronic circuits.

Ook is een wervelstroomsonde voor het niet-destruktief testen van 35 de geleidende bekleding in gaten van de gedrukte schakelingsplaten bekend, die bestaat uit een langwerpige cilindrische kern voorzien van bekrachtigings- en meetspoelen die de kern omgeven en waarvan de draden gestrekt zijn langs de hartlijn van de kern (zie Amerikaans octrooi-ischrift 4.072.895, klasse 324/238, 1978). Deze sonde wordt in een te 40 testen gat ingestoken, zodat de kern coaxiaal is met het gat. De lengte 8020516 4 van de spoelen overschrijdt de dikte van de gedrukte schakelingsplaat met tenminste een factor van 1,2.An eddy current probe for non-destructive testing of the conductive coating in holes of the printed circuit boards is also known, which consists of an elongated cylindrical core provided with excitation and measuring coils surrounding the core and the wires of which are stretched along the axis of the core (see U.S. Patent No. 4,072,895, class 324/238, 1978). This probe is inserted into a hole to be tested, so that the core is coaxial with the hole. The length 8020516 4 of the coils exceeds the thickness of the printed circuit board by at least a factor of 1.2.

Een bekende werkwijze voor het vervaardigen van de genoemde sonde bestaat uit het wikkelen van een geïsoleerde draad op het cilindrische 5 lichaam als de spoel daarvan. Deze werkwijze wordt uitgebreid toegepast bij de fabrikage van andere wervelsatroomsondes (zie bijvoorbeeld de hierboven genoemde publikaties).A known method of manufacturing said probe consists of winding an insulated wire on the cylindrical body as the spool thereof. This method is extensively used in the manufacture of other vortex atlas probes (see, for example, the publications cited above).

Deze sonde werkt op dezelfde wijze als de hierboven genoemde interne sondes met coaxiale spoelen, met het enige verschil dat de wer-10 velstromen die in de wanden van de gaten van het te testen werkstuk worden geïnduceerd, langs de hartlijn van het gat zijn gericht en sluiten in de uiteinden van het gat.This probe works in the same way as the internal coaxial coil probes mentioned above, with the only difference that the flux currents induced in the walls of the holes of the workpiece under test are directed along the axis of the hole and close in the ends of the hole.

Aangezien de geleiders van de spoelen van de bekende sonde de cilindrische kern omgeven en aan de uiteinden daarvan elkaar snijden, is 15 het wikkelen van zulke geleiders een moeilijke taak als gevolg van de kleine afmetingen van de kern (minder dan 1 mm). Door het met de hand wikkelen uitgevoerd met behulp van een microscoop, hebben de elektrische eigenschappen van de sondes een aanzienlijke spreiding. Bovendien kunnen de geleiders van de sondespoelen gemakkelijk worden beschadigd, 20 wanneer de sonde in een te testen gat wordt gestoken, in het bijzonder wanneer de geleiders draaien van het cilindrische vlak van de kern naar het uiteinde daarvan.Since the conductors of the coils of the known probe surround the cylindrical core and intersect at the ends thereof, winding such conductors is a difficult task due to the small size of the core (less than 1 mm). By hand winding using a microscope, the electrical properties of the probes have a significant spread. In addition, the conductors of the probe coils can be easily damaged when the probe is inserted into a hole to be tested, especially when the conductors rotate from the cylindrical face of the core to the end thereof.

Beschrijving van de uitvinding.Description of the invention.

De uitvinding is in beginsel gelegen in de voorziening van zulk 25 een ontwerp van een wervelstroomsonde voor een niet-destruktieve test-inrichting voor gaten in een werkstuk en buizen, en een werkwijze daarvoor, waarbij door een nieuwe rangschikking van de spoelen op de kern en een werkwijze voor het vervaardigen van zulke spoelen deze spoelen meer bestand zijn tegen slijtage en eenvoudiger kunnen worden gefabri-30 ceerd.The invention is in principle in the provision of such a design of an eddy current probe for a non-destructive tester for holes in a workpiece and pipes, and a method therefor, whereby a new arrangement of the coils on the core and a method of manufacturing such coils these coils are more resistant to wear and can be manufactured more simply.

Dit doel wordt bereikt, doordat de geleiders van de spoelen van de sonde met elkaar zijn verbonden door het vormen van een spiraal en ;slechts op het dwarsvlak van de kern zijn aangebracht.This object is achieved in that the conductors of the coils of the probe are connected to each other by forming a spiral and are arranged only on the transverse plane of the core.

De sonde is derhalve meer bestand tegen slijtage dan de geleiders 35 van spoelen die zich niet naar het eindgedeelte van het kernvlak uitstrekken, welke geleiders minder kunnen worden beschadigd, wanneer het uiteinde van de sonde bij een testhandeling tegen een hard vlak botst.Thus, the probe is more resistant to wear than the conductors 35 of coils that do not extend to the end portion of the core face, which conductors are less likely to be damaged if the end of the probe collides with a hard face in a test operation.

Een ander voordeel van de sonde volgens de uitvinding is, dat deze eenvoudig kan worden vervaardigd. Aangezien de spoelgeleiders zich vol-40 ledig op het laterale vlak van de kern bevinden en elkaar niet snijden, 8020516 5 is er geen arbeidsintensief en onnauwkeurig wikkelen van spoelen met behulp van een draad nodig, hetgeen wordt vervangen door zeer doelmatige en nauwkeurige processen van het vormen van een spoel, zoals een fo-tolithografisch proces of een proces met een laserbundel.Another advantage of the probe according to the invention is that it can be easily manufactured. Since the bobbin guides are completely located on the lateral face of the core and do not intersect, 8020516 5, no labor-intensive and inaccurate bobbin winding is required, which is replaced by highly efficient and precise forming a coil, such as a photolithographic process or a laser beam process.

5 Er wordt geadviseerd dat de spoel van de sonde moet worden gemaakt als een regelmatig veelvlak of cilinder met een in lengterichting verlopende symmetrie-as.5 It is recommended that the probe coil should be made as a regular polyhedron or cylinder with a longitudinal axis of symmetry.

Eveneens wordt geadviseerd dat de doorsnede van de kern moet overeenkomen met de doorsnede van een te testen gat.It is also recommended that the diameter of the core should match the diameter of a hole to be tested.

10 Het vervaardigen van sondespoelen is derhalve vereenvoudigd, aan gezien vlakke zijden van de kern geschikt zijn voor het daarop vormen van spoelen door middel van een fotolithografisch proces of met behulp van een laserbundel. Bovendien heeft de sonde waarvan de doorsnede van de kern overeenkomt met die van het te testen gat, de maximale gevoe-15 ligheid ten aanzien van parameters van het te testen voorwerp.The production of probe coils is therefore simplified, since flat sides of the core are suitable for forming coils thereon by means of a photolithographic process or by means of a laser beam. In addition, the probe whose core diameter corresponds to that of the hole to be tested has the maximum sensitivity to parameters of the object to be tested.

Het is mogelijk de sondespoelen uit te rusten met hechtvlakken en te vervaardigen als een paar secties die symmetrisch ten opzichte van een van de in lengterichting verlopende symmetrie-assen van de kern zijn opgesteld, waarbij in elke sectie geleiders in paren symmetrisch 20 ten opzichte van een andere symmetrievlak van de kern moeten worden geplaatst, dat zich dwars op het ene symmetrievlak van de kern uitstrekt, waarbij de secties van een paar in serie zijn verbonden.It is possible to equip the probe coils with bonding surfaces and fabricate as a pair of sections arranged symmetrically to one of the longitudinal axes of symmetry of the core, in each section conductors in pairs symmetrical with respect to a other plane of symmetry of the core must be placed, which extends transversely to one plane of symmetry of the core, the sections of a pair being connected in series.

Er wordt eveneens aanbevolen, dat de kern van een geleidend of dielektrisch materiaal moet worden gemaakt.It is also recommended that the core be made of a conductive or dielectric material.

25 Er wordt geadviseerd dat de spoelen op een zijde van een elas tisch dielektrisch substraat worden aangebracht, dat in een laag op de kern wordt bevestigd, en dat de sonde moet worden uitgerust met extra spoelen die aan de andere zijde van het dielektrische substraat zijn aangebracht.It is recommended that the coils be applied to one side of an elastic dielectric substrate, which is layered onto the core, and that the probe be fitted with additional coils mounted on the other side of the dielectric substrate .

30 De symmetrische rangschikking van de spoelgeleiders op het vlak van de kern maakt de vermindering van de effecten mogelijk, die door dwarse bewegingen van de sonde in het gat worden opgewekt, hetgeen bij-draagt aan de meetnauwkeurigheid van de sonde. Door de toepassing van een elastisch dielektrisch substraat is de vervaardiging van de sonde 35 vereenvoudigd, omdat de processen van het vormen van de spoel op het substraat en het hechten van de spoel op de kern kunnen worden gescheiden. Extra spoelen aan de andere zijde van het substraat verhogen de gevoeligheid van de sonde met betrekking tot parameters van het te testen voorwerp.The symmetrical arrangement of the coil conductors on the plane of the core allows for the reduction of the effects generated by transverse movements of the probe in the hole, which contributes to the measurement accuracy of the probe. The use of an elastic dielectric substrate has simplified the manufacture of the probe 35 because the processes of forming the coil on the substrate and bonding the coil to the core can be separated. Additional coils on the other side of the substrate increase the probe's sensitivity to parameters of the object under test.

40 Voorts wordt geadviseerd, dat de hechtvlakken van de spoelen aan 8 0 2 0 5 1 6 6 beide zijden van het substraat ten opzichte van elkaar worden verschoven langs de hartlijn van de kern en het substraat met daarop gevormde spoelen, in verscheidene lagen op de kern moet worden gewikkeld, of dat de sonde verscheidene substraten met daarop gevormde spoelen omvat, die 5 over elkaar zijn bevestigd.40 Furthermore, it is recommended that the bonding surfaces of the coils on both sides of the substrate be shifted relative to each other along the axis of the core and the substrate with coils formed thereon, in several layers on the core, or that the probe comprises several substrates with coils formed thereon, which are attached one over the other.

Dit draagt bij aan een verdere verhoging van de gevoeligheid van de sonde voor parameters van het te testen voorwerp vanwege het groter aantal spoelwlndlngen. De verschuiving van de hechtvlakken ten opzichte van elkaar en langs de hartlijn van de kern maakt de verbinding van de 10 spoelen mogelijk, die in verschillende lagen liggen.This contributes to a further increase in the sensitivity of the probe to parameters of the object under test due to the increased number of coil windings. The displacement of the bonding surfaces relative to each other and along the centerline of the core allows the connection of the 10 coils which are in different layers.

Het doel van de uitvinding wordt eveneens bereikt door een werkwijze voor het vervaardigen van een sonde, bestaande uit de volgende stappen: een plat substraat uit een elastisch dielektrisch materiaal wordt zodanig vervaardigd, dat de afmetingen daarvan overeenkomen met 15 de afmeting van de kern; spoelen worden op het genoemde substraat gevormd en het substraat wordt op het vlak van de kern gehecht.The object of the invention is also achieved by a method of manufacturing a probe, comprising the following steps: a flat substrate of an elastic dielectric material is manufactured such that its dimensions correspond to the size of the core; coils are formed on said substrate and the substrate is adhered to the plane of the core.

De werkwijze voor het vervaardigen van de sonde is op deze wijze vereenvoudigd en de werkwijze wordt minder arbeidsintensief. Spoelen van een plat substraat kunnen worden gevormd met behulp vein een groep-20 werkwijze, waardoor ook het vervaardigen van de sondes minder arbeidsintensief worden en bovendien de variaties van hun eigenschappen worden verminderd.The method of manufacturing the probe is simplified in this way and the method becomes less labor intensive. Coils of a flat substrate can be formed using a group-20 method, which also makes the manufacture of the probes less labor intensive and, moreover, reduces the variations in their properties.

Het is mogelijk dat gaten in een elastisch substraat worden gemaakt, het substraat met metaal wordt bekleed en de spoelen aan beide 25 zijden van het substraat zodanig worden gevormd, dat het begin en het einde van de spoel aan de ten opzichte van de kern binnenste zijde van het substraat worden verbonden met de bekleding van respectieve gaten in het substraat, de hechtvlakken aan de tegenover liggende zijde van het substraat worden gevormd, waarbij elk vlak wordt verbonden met de 30 bekleding van een respectief gat, en dat hechtvlakken worden verbonden met aansluitklemmen nadat het substraat op het vlak van de kern is gehecht.Holes may be made in an elastic substrate, the substrate is coated with metal, and the coils on both sides of the substrate are formed such that the beginning and end of the coil are on the inner side relative to the core of the substrate are bonded to the coating of respective holes in the substrate, the bonding surfaces are formed on the opposite side of the substrate, each face is bonded to the coating of a respective hole, and bonding surfaces are bonded to terminals after the substrate is adhered to the plane of the core.

Dit draagt bij tot een verdere vereenvoudiging van de vervaardiging swerkwij ze van de sonde, aangezien beklede gaten in het substraat 35 het gemakkelijker maken om buitenklemmen te verbinden met de spoelen aan de ten opzichte van de kern binnenste zijde van het substraat, alsmede om afzonderlijke paren secties van meer-lagenspoelen te verbinden.This contributes to further simplifying the manufacturing process of the probe, since coated holes in the substrate 35 make it easier to connect outer clamps to the coils on the core inner side of the substrate, as well as to separate pairs sections of multilayer coils.

Het verdient ook de voorkeur dat het substraat door neerslag in 40 vacuüm wordt bekleed door achtereenvolgens een chemische en elektroly- 80 2 0 5 1 6 7 tische neerslagwerkwijze. De spoelen kunnen ook op een plat substraat worden gevormd, dat met een metalen folie is bekleed. Een fotolithogra-fische methode verdient de voorkeur om spoelen op een met metaal bekleed substraat te vormen.It is also preferable that the substrate is vacuum-coated in a vacuum deposition by successively a chemical and electrolytic precipitation process. The coils can also be formed on a flat substrate coated with a metal foil. A photolithographic method is preferred to form coils on a metal coated substrate.

5 Op deze wijze kan het vormen van de spoel worden geautomatiseerd.In this way, the forming of the coil can be automated.

Het vervaardigen van sondes wordt minder arbeidsintensief en variaties van eigenschappen worden verminderd.Probe manufacturing is less labor intensive and variations in properties are reduced.

Spoelen met hechtvlakken kunnen rechtstreeks op de kern worden gevormd.Coils with bonding surfaces can be formed directly on the core.

10 De hoeveelheid arbeid wordt nog minder verminderd, aangezien het hechten van een elastisch substraat met spoelen op de kern niet langer nodig is.The amount of labor is reduced even less, since the adhesion of an elastic substrate with coils to the core is no longer necessary.

Teneinde de spoelen direct op de kern te vormen, is het oppervlak van de kern bij voorkeur voorzien van een metalen laag door neerslag in 15 vacuüm, of door achtereenvolgens een chemische en elektrolytische neerslag. Indien de kern uit een geleidend materiaal is vervaardigd, wordt deze voor het bekleden, voorzien van een laag uit dielektrisch materiaal. Op een bekleed oppervlak worden de spoelen bij voorkeur langs fo-tolithografische weg gevormd. Het verdient ook aanbeveling de spoelen 20 op het beklede oppervlak te vormen met behulp van een laserbundel. In dit geval moet het materiaal van de dielektrische laag op het oppervlak van de kern warmtebestendig zijn.In order to form the coils directly on the core, the surface of the core is preferably coated with a metal layer by vacuum deposition, or by successive chemical and electrolytic deposition. If the core is made of a conductive material, it is coated with a layer of dielectric material before coating. The coils are preferably formed on a coated surface by pholithithography. It is also recommended to form the coils 20 on the coated surface using a laser beam. In this case, the material of the dielectric layer on the surface of the core must be heat resistant.

De hierboven genoemde werkwijzen voor het direct op de kern vormen van spoelen dragen bij aan de vermindering van arbeid bij het vervaar-25 digen van de sonde.The above-mentioned methods of forming coils directly on the core contribute to the reduction of labor in the manufacture of the probe.

Voorgesteld wordt dat nadat de spoelen op de kern zijn gevormd, deze spoelen met een dielektrische laag worden bekleed, waarbij elke laag wordt voorzien van extra gevormde spoelen die bij voorkeur met elkaar worden verbonden via gaten in de laag van het dielektrische mate-30 riaal, die vooraf zijn gemaakt.It is proposed that after the coils are formed on the core, these coils are coated with a dielectric layer, each layer being provided with additional shaped coils which are preferably joined together through holes in the layer of the dielectric material, that are pre-made.

Hierdoor wordt de gevoeligheid van de sonde verhoogd.This increases the sensitivity of the probe.

Het verdient ook aanbeveling dat de sondespoelen door neerslag in vacuüm met behulp van maskers worden gevormd, alsmede door een stencil-werkwijze.It is also recommended that the probe coils are formed by vacuum deposition using masks, as well as by a stencil method.

35 ; Op deze wijze wordt de technologie van het vervaardigen van de sonde verder vereenvoudigd, aangezien hierbij de bekledings- en fotoli-thografische werkwijzen zijn vermeden.35; In this way, the probe manufacturing technology is further simplified since it avoids the coating and photolithographic methods.

Korte beschrijving van de tekeningenBrief description of the drawings

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van 40 Me tekeningen. In de tekeningen toont: 802 05 1 § 8 figuur 1 een wervelstroomsonde volgens de uitvinding met een spoel die volledig op een laterale zijde van de kern is aangebracht; figuur 2 spiraalvormige spoelen van een sonde aan beide zijden van een plat elastisch substraat volgens de uitvinding; 5 figuur 3 een dwarsdoorsnede van een sonde met een cirkel-cilindri- sche geleidende kern en twee spoelen volgens de uitvinding; figuur 4 een doorsnede van een sonde met een vierkante geleidende kern en een spoel volgens de uitvinding; figuur 5 een doorsnede van een sonde met een hexagonale geleidende 10 kern en een uit een enkele sectie bestaande spoel volgens de uitvinding; figuur 6 een wervelstroomsonde van het transformatortype met twee uit een dubbele sectie bestaande spoelen die op een elastisch dielek-trisch substraat zijn gevormd, dat op een cilindrische kern is beves-15 tigd, die zich in een gat van een uit verscheidene lagen bestaande, gedrukte schakelingsplaat volgens de uitvinding bevindt; figuur 7 een plat substraat volgens de uitvinding uit een elastisch dielektricum, waarbij twee uit een dubbele sectie bestaande spoelen aan beide zijden daarvan zijn aangebracht; 20 figuur 8 een doorsnede van een plat substraat volgens de uitvin ding die voorzien is van twee uit een dubbele sectie bestaande spoelen die aan beide zijden van het substraat zijn aangebracht; figuur 9 een doorsnede van een sonde volgens de uitvinding, die voorzien is van een uit verscheidene lagen bestaande spoel die op een 25 elastisch dielektrisch substraat is gevormd; figuur 10 een doorsnede van een sonde volgens de uitvinding, die voorzien is van een cirkel-cilindrische kern uit een dielektrisch materiaal en drie paren spoelsecties die ten opzichte van elkaar onder een hoek van 60° zijn geplaatst; 30 figuur 11 een doorsnede van een sonde volgens de uitvinding die voorzien is van een hexagonale dielektrische kern en drie paren spoelsecties die ten opzichte van elkaar over een hoek van 60° zijn verschoven; figuur 12 een doorsnede van een sonde volgens de uitvinding voor-35 zien van een cirkel-cilindrische kern uit een dielektrisch materiaal en een uit twee lagen bestaande spoel, die bestaat uit vier paren secties,The invention will be explained in more detail below with reference to 40 Me drawings. In the drawings: 802 05 1 § 8 figure 1 shows an eddy current probe according to the invention with a coil completely mounted on a lateral side of the core; Figure 2 shows spiral coils of a probe on both sides of a flat elastic substrate according to the invention; Figure 3 shows a cross section of a probe with a circular-cylindrical conductive core and two coils according to the invention; Figure 4 shows a cross section of a probe with a square conductive core and a coil according to the invention; Figure 5 is a cross section of a probe with a hexagonal conductive core and a single section coil according to the invention; FIG. 6 is a transformer type eddy current probe with two double section coils formed on an elastic dielectric substrate mounted on a cylindrical core inserted into a multilayered, pressed hole circuit board according to the invention; Figure 7 shows a flat substrate according to the invention of an elastic dielectric, in which two double section coils are arranged on both sides thereof; Figure 8 is a cross-sectional view of a flat substrate according to the invention, comprising two double section coils arranged on both sides of the substrate; Figure 9 is a sectional view of a probe according to the invention, comprising a multi-layered coil formed on an elastic dielectric substrate; Figure 10 is a cross-sectional view of a probe according to the invention, comprising a circular-cylindrical core of a dielectric material and three pairs of coil sections arranged at an angle of 60 ° to each other; Figure 11 shows a cross section of a probe according to the invention, which is provided with a hexagonal dielectric core and three pairs of coil sections which are displaced by an angle of 60 ° relative to each other; Fig. 12 shows a cross-section of a probe according to the invention of a circular-cylindrical core of a dielectric material and a two-layer coil consisting of four pairs of sections,

De beste modus voor het uitvoeren van de uitvinding.The best mode for carrying out the invention.

Hoewel zoals hierboven herhaaldelijk is vermeld, kan de uitvinding 40 met voordeel worden toegepast in testinrichtingen voor de niet-destruk- 80 2 0 5 1 6 9 tieve inspectie van openingen in diverse werkstukken en pijpen, wordt verondersteld dat de uitvinding het meest doelmatig kan worden toegepast voor het niet-destruktief testen van een gatbekleding in gedrukte schakelingsplaten, zodat de hierna volgende gedetailleerde beschrijving 5 van een concrete uitvoeringsvorm van deze uitvinding eenvoudigheidshal-ve en duidelijkheidshalve zal worden beperkt tot het niet-destruktief testen van de gatbekleding van gedrukte schakelingsplaten.Although as has been repeatedly stated above, the invention 40 can be advantageously applied in test devices for the non-destructive inspection of openings in various workpieces and pipes, it is believed that the invention may be most effective used for non-destructive testing of a hole coating in printed circuit boards, so that the detailed description of a concrete embodiment of the present invention hereinafter described will be limited, for simplicity and clarity, to non-destructive testing of the hole coating of printed circuit boards.

Een wervelstroomsonde 1 (figuur 1) voor het niet-destruktief testen van openingen in werkstukken en pijpen omvat een langwerpige kern 2 10 en een spoel 3 waarvan de geleiders 4 en 5 evenwijdig aan de hartlijn Z van de kern 2 zijn gerangschikt. De spoel 3 is een spiraal die geheel is aangebracht op een lateraal vlak van de kern 2 (figuren 1-5).An eddy current probe 1 (Figure 1) for the non-destructive testing of openings in workpieces and pipes comprises an elongated core 2 and a coil 3, the conductors 4 and 5 of which are arranged parallel to the axis Z of the core 2. The coil 3 is a coil that is entirely arranged on a lateral plane of the core 2 (Figures 1-5).

Zulk een sonde is uiterst bestand tegen slijtage, voor zover de geleiders van de spoelen daarvan, die volledig op het laterale vlak van 15 de kern zijn opgenomen minder onderhevig zijn aan beschadiging, vergeleken met sondes waarbij de geleiders het einddeel van de kern in beslag nemen.Such a probe is highly resistant to wear insofar as the conductors of its coils, which are fully received on the lateral plane of the core, are less subject to damage, compared to probes in which the conductors occupy the end portion of the core .

De spoel 3 en een extra spoel 6 kunnen ook worden vervaardigd als paren spiraalvormige secties 7, 8 respectievelijk 9, 10 (figuren 6 en 20 7), die symmetrisch ten opzichte van de in lengterichting verlopende symmetrievlakken XOZ van de kern 2 zijn aangebracht. In elke sectie 7-10 zijn de geleiders 4 en 5, 11 en 12 in paren symmetrisch gerangschikt ten opzichte van een ander in lengterichting verlopend symmetrievlak YOZ van de kern 2, dat loodrecht staat op het vlak XOZ.The coil 3 and an additional coil 6 can also be manufactured as pairs of spiral sections 7, 8 and 9, 10 respectively (Figures 6 and 20 7), which are arranged symmetrically with respect to the longitudinal symmetry planes XOZ of the core 2. In each section 7-10, the conductors 4 and 5, 11 and 12 are arranged in pairs symmetrically with respect to another longitudinal symmetry plane YOZ of the core 2, which is perpendicular to the plane XOZ.

25 De secties 7 en 8 die een paar vormen, zijn zodanig in serie geschakeld, dat de magnetische flexen daarvan elkaar aanvullen. De secties 9 en 10 van de spoel 6 zijn op een zelfde wijze vervaardigd. Wanneer de spoelen 3 en 6 paren 7, 8 respectievelijk 9, 10 van secties (figuren 2 en 7) zijn, kan het lengteverschil van de geleiders 4, 30 alsmede van de geleiders 5, 11, 12 worden verminderd in vergelijking tot dezelfde geleiders die bij een uit een enkele sectie bestaande spoel 3 of 6 behoren, die hetzelfde aantal geleiders (figuur 2) heeft. Als gevolg daarvan kan de lengte van loze delen van geleiders worden i verkort, dat wil zeggen de delen die tijdens bedrijf van de sonde, zich 35 voorbij de grenzen van een te testen gat uitstrekken. Zoals hierna zal worden aangetoond, moet de lengte van de kortste geleider 11 van de kortere spoel 6 de dikte van een gedrukte schakelingsplaat 13 overschrijden. Kort samengevat neemt wanneer de spoelen 3 en 6 elk twee secties hebben, de relatieve gevoeligheid van de sonde toe, welke 40 laatstgenoemde is gedefinieerd als de variatie van het relatieve 8020516 10 signaal van de sonde bij een kleine wijziging van de testparameter zoals bekledingsdichten in het gat. Het relatieve signaal is hier de verhouding tussen het sondesignaal en het initiële sondesignaal wanneer geen te testen voorwerp de sonde beïnvloed.The sections 7 and 8 forming a pair are connected in series such that their magnetic flexes complement each other. The sections 9 and 10 of the coil 6 are manufactured in a similar manner. When the coils 3 and 6 are pairs 7, 8 and 9, 10 respectively of sections (Figures 2 and 7), the length difference of the conductors 4, 30 as well as of the conductors 5, 11, 12 can be reduced compared to the same conductors belong to a single section coil 3 or 6, which has the same number of conductors (Figure 2). As a result, the length of empty parts of conductors can be shortened, ie the parts that extend beyond the limits of a hole under test during operation of the probe. As will be shown below, the length of the shortest conductor 11 of the shorter coil 6 must exceed the thickness of a printed circuit board 13. Briefly, when coils 3 and 6 each have two sections, the relative sensitivity of the probe increases, the latter defined as the variation of the relative 8020516 signal from the probe with a slight change in the test parameter such as coatings in the probe. hole. The relative signal here is the relationship between the probe signal and the initial probe signal when no object under test affects the probe.

5 De kern 2 is als een cilinder vervaatdigd, die kan zijn afgerond (figuren 1, 3, 6, 9, 10, 12). Bij een andere uitvoeringsvorm is de kern 2 een regelmatig veelvlak met een vierkante (figuur 4) of hexagonale (figuur 5, 11) doorsneden. Het materiaal van de kern kan dielektrische of geleidende eigenschappen hebben. Het verdient aanbeveling dat het 10 kernmateriaal voor de sonde een hoge buigsterkte heeft om buigkrachten te weerstaan, in het geval dat deze in het te testen gat wordt gebogen. Bijvoorbeeld kan industriële diamant als materiaal van de kern voordelen bieden. Een metaal of een legering kan ook worden gekozen, teneinde de kosten te verlagen en de vervaardigingswerkwijze te 15 vereenvoudigen. In dit laatstgenoemde geval moet de kern een lage soortgelijke geleidbaarheid hebben, teneinde de gevoeligheid van de sonde te verhogen door het verminderen van de dichtheid van de wervelstromen in de kern. Koestvast staal is juist een voorbeeld van zulk een materiaal.5 The core 2 is made like a cylinder, which can be rounded (figures 1, 3, 6, 9, 10, 12). In another embodiment, the core 2 is a regular polyhedron with a square (Figure 4) or hexagonal (Figure 5, 11) intersections. The core material can have dielectric or conductive properties. It is recommended that the probe core material has a high bending strength to withstand bending forces in the event that it is bent into the hole under test. For example, industrial diamond as a core material can offer advantages. A metal or an alloy can also be selected to reduce costs and simplify the manufacturing process. In the latter case, the core must have a low similar conductivity in order to increase the sensitivity of the probe by reducing the density of the eddy currents in the core. Stainless steel is just one example of such a material.

20 Bij voorkeur moet de doorsnede van de kern 2 lijken op de doorsne de van een te testen gat 14.Preferably, the cross-section of the core 2 should resemble the cross-section of a hole 14 to be tested.

De uiteinden van elke spoel 3 en 6 zijn voorzien van aansluit- of hechtvlakken 15, 16 respectievelijk 17, 18 (figuren 1, 2, 3, 6, 7) bedoeld voor de verbinding van uitwendige draadleidingen 19, 20, 21, 22 25 (figuren 1 en 6).The ends of each coil 3 and 6 are provided with connecting or bonding surfaces 15, 16 and 17, 18 respectively (Figures 1, 2, 3, 6, 7) intended for the connection of external wire lines 19, 20, 21, 22 25 ( Figures 1 and 6).

De verbinding van de sondespoelen met een niet-destruktieve test-inrichting wijkt niet af van alle andere soortgelijke inrichtingen, waarbij wervelstroomomzetters worden toegepast.The connection of the probe coils to a non-destructive test device is no different from all other similar devices using eddy current transducers.

De spoel 3 is via de hechtvlakken 15, 16 (figuren 1, 2, 6, 7) ver-30 bonden met een uitgang van een wisselstroomgenerator (niet getoond) en wekt een wisselende magnetische flux 23 op (figuren 3, 4, 5), waarvan de richting dwars op de hartlijn Z van de kern 2 verloopt, welke flux wervelstromen in het te testen gat 14 iduceert (figuur 6), die langs de hartlijn van het gat zijn gericht. Indien de sonde wordt gebruikt voor 35 het testen van pijpen, worden wervelstromen in de pijpwanden geïnduceerd, die ook langs de hartlijn van de pijp zijn gericht.The coil 3 is connected via the bonding surfaces 15, 16 (Figures 1, 2, 6, 7) to an output of an alternating current generator (not shown) and generates an alternating magnetic flux 23 (Figures 3, 4, 5) , the direction of which extends transversely to the center line Z of the core 2, which induces flux eddy currents in the hole 14 to be tested (figure 6), which are directed along the center line of the hole. If the probe is used for pipe testing, eddy currents are induced in the pipe walls, which are also directed along the axis of the pipe.

De spoel 6 is via de hechtvlakken 17 en 18 (figuren 6 en 7) verbonden met een meetinrichting (niet getoond) die de in de spoel 6 opgewekte elektromotorische kracht moet registreren, die een functie is van 40 ,de gatparameters, zoals de dikte van de geleidende bekleding 24 in het 8020516 11 geteste gat 14, of de dikte van een wand van de geteste pijp, of de inwendige diameter van een gat van een pijp, alsmede soortelijke geleidbaarheid van het materiaal van de bekleding 24 van de wand van het gat 14 of een pijp.The coil 6 is connected via the bonding surfaces 17 and 18 (Figures 6 and 7) to a measuring device (not shown) which is to record the electromotive force generated in the coil 6, which is a function of 40, the hole parameters, such as the thickness of the conductive cladding 24 in the hole 2020516 11 tested, or the thickness of a wall of the tested pipe, or the internal diameter of a hole of a pipe, as well as specific conductivity of the material of the cladding 24 of the wall of the hole 14 or a pipe.

5 Mogelijkerwijze heeft de sonde 1 een spoel 3 (parametrische vari ant) die wervelstromen in de bekleding 24 moet opwekken, waarbij de spoelweerstand wordt geregistreerd, die een functie is van de parameters van de bekleding 24. In dit geval wordt de spoel opgenomen in een brugschakeling (niet getoond) waarvan een arm met de generator is ge-10 koppeld, terwijl de andere arm met de meetinrichting is gekoppeld. Mogelijkerwijze wordt de spoel geplaatst in een resonantieschakeling van een terugkoppeloscillator of versterker (niet getoond), (zie bijvoorbeeld "Pribory dlia Nerazrushayuschego Kontrolya Kachestva Materialov i Izdeliy", Instruments for Nondestructive Quality of Materials and Work-15 'pieces, Reference Guide, e.d. V.V.Kliuev, Vol. 2, Moscow, Mashinostroe-nie Publ., 1976).Possibly, the probe 1 has a coil 3 (parametric variant) which is to generate eddy currents in the coating 24, recording the coil resistance, which is a function of the parameters of the coating 24. In this case, the coil is incorporated in a bridge circuit (not shown) one arm of which is coupled to the generator, while the other arm is coupled to the measuring device. The coil may be placed in a resonant circuit of a feedback oscillator or amplifier (not shown), (see for example "Pribory dlia Nerazrushayuschego Kontrolya Kachestva Materialov i Izdeliy", Instruments for Nondestructive Quality of Materials and Work-15 'pieces, Reference Guide, ed VV Kliuev, Vol. 2, Moscow, Mashinostroeie Publ., 1976).

De spoelen 3 en 6 van de sonde 1 zijn aan tegenover elkaar liggende zijden van een elastisch diëlektrisch substraat 25 aangebracht( figuren 2, 3, 6, 7, 8), dat op de kern 2 vast is bevestigd, bijvoorbeeld 20 gelijmd met behulp van een lijmmiddel. In dit geval wordt de geleidende kern 2 voor de lijmbewerking bekleed met een dunne dielektrische laag 26, teneinde de kortsluiting van de windingen van de spoel 6 (figuren 3 en 9) te verhinderen. Bij voorkeur zijn de geleiders 4, 5 en 11, 12 van de respectieve spoelen 3 en 6 tegenover elkaar aan de tegenover elkaar 25 liggende zijden van het substraat 25 aangebracht, teneinde de gevoeligheid van de sonde te verhogen door een betere magnetische fluxkoppeling van de spoelen 3 en 6 in dit geval. Dan heeft de sonde een spoel 3, die ten opzichte van de kern 2 aan de buitenzijde van het substraat 25 is geplaatst (figuren 4 en 5).The coils 3 and 6 of the probe 1 are arranged on opposite sides of an elastic dielectric substrate 25 (Figures 2, 3, 6, 7, 8), which is fixedly attached to the core 2, e.g. glued by means of an adhesive. In this case, the conductive core 2 for the gluing operation is coated with a thin dielectric layer 26, in order to prevent the short circuits of the windings of the coil 6 (Figures 3 and 9). Preferably, the conductors 4, 5 and 11, 12 of the respective coils 3 and 6 are arranged opposite each other on the opposite sides of the substrate 25, in order to increase the sensitivity of the probe by better magnetic flux coupling of the coils 3 and 6 in this case. Then the probe has a coil 3, which is placed with respect to the core 2 on the outside of the substrate 25 (figures 4 and 5).

30 De hechtvlakken 15 en 17 zijn ten opzichte van elkaar zodanig langs de hartlijn Z van de kern 2 geplaatst, dat zij elkaar niet overlappen. De spoel 6 aan de buitenzijde van het substraat 25 is hiervoor korter gemaakt dan de spoel 3 aan de binnenzijde van het substraat.The bonding surfaces 15 and 17 are arranged relative to each other along the axis Z of the core 2 so that they do not overlap. The coil 6 on the outside of the substrate 25 has been made shorter for this purpose than the coil 3 on the inside of the substrate.

I Hetzelfde geldt voor de hechtvlakken 16 en 18, de lengten van de spoe-35 len met de secties 7 en 8. In dit geval moet de lengte van de kortste geleider 11 (figuren 6 en 7), of 12 (figuur 2) van de kortere spoel 6 de dikte van de gedrukte schakelingsplaat 13 met tenminste een factor 1, 2 overschrijden, teneinde het effect op de sondesignalen van een mogelijke axiale foutieve oplijning 1 in het gat 14 te verminderen.The same applies to the bonding surfaces 16 and 18, the lengths of the coils with the sections 7 and 8. In this case, the length of the shortest conductor 11 (Figures 6 and 7), or 12 (Figure 2) must be the shorter coil 6 exceeds the thickness of the printed circuit board 13 by at least a factor of 1.2 to reduce the effect on the probe signals of a possible axial misalignment 1 in the hole 14.

40 Indien de sonde 1 bedoeld is voor een scheurdetectie in lange pij- 8020516 12 pen of openingen in dikke werkstukken, is de lengte van de spoelgelei-ders van de sonde 1 minder dan de lengte van de te testen pijpen of de dikte van de werkstukken met de te testen gaten. In zulke gevallen wordt de lengte van de spoelgeleiders bepaald door het gemak van werken 5 van de sonde, omdat de lengte van de spoelgeleiders de lengte van de kern 2 bepaalt en het effect van mogelijke axiale verplaatsingen van de sonde 1 in openingen of pijpen op de sondesignalen is nagenoeg nul.40 If the probe 1 is intended to detect cracks in long pipes or openings in thick workpieces, the length of the coil conductors of the probe 1 is less than the length of the pipes to be tested or the thickness of the workpieces with the holes to be tested. In such cases, the length of the coil guides is determined by the ease of operation of the probe, because the length of the coil guides determines the length of the core 2 and the effect of possible axial displacements of the probe 1 in openings or pipes on the probe signals is virtually zero.

De hechtvlakken 27 en 28 aan het ten opzichte van de kern 2 buitenste vlak van het substraat 25 worden verbonden met respectieve ge-10 leiders 4 van de spoel 3 via de gaten 29 en 30 in het substraat 25 (figuur 6 en 7). De verbinding kan worden tot stand gebracht door een metalen bekleding die op de wanden van de gaten 29 en 30 zijn neergeslagen en die met respectieve hechtvlakken 27 en 28 zijn verbonden, en door geleiders 4 van de spoel 3 via de hechtvlakken 15 en 16 aan de ten 15 opzichte van de kern 2 binnenste zijde van het substraat 25. Op deze wijze is de verbinding van externe geleiders met spoelen eenvoudiger.The bonding surfaces 27 and 28 on the outer surface of the substrate 25 relative to the core 2 are connected to respective conductors 4 of the coil 3 via the holes 29 and 30 in the substrate 25 (Figures 6 and 7). The connection can be made by a metal coating deposited on the walls of the holes 29 and 30 and connected to respective bonding surfaces 27 and 28, and by conductors 4 of the coil 3 via the bonding surfaces 15 and 16 on the relative to the core 2 inner side of the substrate 25. In this way the connection of external conductors with coils is simpler.

Een andere uitvoeringsvorm van de sonde heeft spoelen die op het substraat 25 zijn aangebracht, dat op de kern 2 in verscheidene lagen is gewikkeld, die onderling elektrisch zijn geïsoleerd (figuur 9). Het 20 substraat 25 en de daarop aangebrachte spoelgeleiders 4, 5 zijn gehecht op de kern 2 die met verscheidene lagen 26 van dielektrisch materiaal is bekleed, waarbij in dit geval vier lagen zijn toegepast. De geschikte verbindingen tussen spoelen die in lagen zijn aangebracht, die door het substraat 25 worden gevormd, worden uitgevoerd door beklede gaten 25 (niet getoond in figuur 9) zoals bij de inrichting van figuur 6.Another embodiment of the probe has coils mounted on the substrate 25, which is wound on the core 2 in several layers, which are electrically insulated from each other (figure 9). The substrate 25 and the coil conductors 4, 5 provided thereon are adhered to the core 2 which is coated with several layers 26 of dielectric material, in which case four layers are used. The appropriate interlayer coils formed by the substrate 25 are made through coated holes 25 (not shown in Figure 9) as in the device of Figure 6.

De sonde 1 voorzien van een uit meer lagen bestaande spoel (figuur 9) kan parametrisch zijn, dat wil zeggen uitgerust met een spoel bestaande uit verscheidene enkelvoudige secties zoals die in de figuren 1, 2 zijn getoond, of verscheidene paren in serie geschakelde secties 30 zoals de secties 9 en 10 van figuur 7.The probe 1 provided with a multilayer coil (Figure 9) can be parametric, ie equipped with a coil consisting of several single sections as shown in Figures 1, 2, or several pairs of series-connected sections. such as sections 9 and 10 of figure 7.

Deze sonde kan een transformatorvariant zijn, wanneer deze is uitgerust met twee spoelen, een bekrachtigingsspoel en een meetspoel, elk bestaande uit verscheidene paren in serie geschakelde secties zoals die van de figuren 6 en 7.This probe can be a transformer variant when it is equipped with two coils, an excitation coil and a measuring coil, each consisting of several pairs of series-connected sections such as those of Figures 6 and 7.

35 Bij een andere uitvoeringsvorm van de sonde die voorzien is van een uit verscheidene lagen bestaande rangschikking van spoelen, is de sonde een kern met verscheidene substraten die op elkaar zijn gehecht, waarbij elk substraat spoelgeleiders draagt die daarop zijn aangebracht .In another embodiment of the probe that is provided with a multilayer array of coils, the probe is a core with several substrates adhered to each other, each substrate carrying coil guides mounted thereon.

40 Bij nog een andere uitvoeringsvorm van de sonde zijn paren 9a, 8 0 2 0 5 1 6 13 10a, 9b, 10b, 9c, 10c, 9d, lOd van spoelsecties ten opzichte van elkaar onder een bepaalde hoek geplaatst rondom de lengtehartlijn van de kern (figuren 10, 11 en 12). In dit geval kunnen de hoeken tussen de assen 31a, 31b, 31c, 31d van de magnetische fluxen die door de paren spoel-5 secties worden opgewekt, wel 60° bedragen (figuren 10, 11), of 45° (figuur 12).In yet another embodiment of the probe, pairs 9a, 8 0 2 0 5 1 6 13 10a, 9b, 10b, 9c, 10c, 9d, 10d of coil sections are spaced relative to each other about the longitudinal axis of the probe. core (Figures 10, 11 and 12). In this case, the angles between the axes 31a, 31b, 31c, 31d of the magnetic fluxes generated by the pairs of coil-5 sections can be as much as 60 ° (Figures 10, 11), or 45 ° (Figure 12).

Deze uitvoeringsvorm van de sonde kan gemakkelijk worden gerealiseerd door toepassing van een uit verscheidene lagen bestaande spoel (figuur 12). Hier is de sonde 9a, 10a die in beslag wordt genomen door 10 een respectief paar spoelsecties die bij een laag behoren, over een hoek van bijvoorbeeld 45° ten opzichte van de sonde 9c, 10c verdraaid, die door een respectief paar spoelsecties in beslag wordt genomen, die bij een andere laag behoren.This embodiment of the probe can be easily realized by using a multilayer coil (Figure 12). Here, the probe 9a, 10a occupied by a respective pair of coil sections associated with a layer is rotated through an angle of, for example, 45 ° relative to the probe 9c, 10c, which is occupied by a respective pair of coil sections taken that belong to another layer.

Door vergroting van de hoek waarover de paren spoelsecties ten op-15 zichte van elkaar zijn verdraaid, door de toepassing van een groter aantal sectieparen, kan de hoek tussen de assen van de magnetische fluxen van de sectieparen overeenkomstig worden verkleind en kan een uniformer gevoeligheid van de sonde worden verkregen langs de coördinaat die onder een hoek ten opzichte van de in lengte verlopende hart-20 lijn van de sonde staat.By increasing the angle by which the pairs of coil sections are rotated relative to each other, by using a greater number of section pairs, the angle between the axes of the magnetic fluxes of the section pairs can be correspondingly reduced and a more uniform sensitivity of the probe is obtained along the coordinate at an angle to the longitudinal axis of the probe.

De sonde 1 met uit een enkele sectie bestaande spoelen 3, 6 (figuren 1, 2), of spoelen 3, 6 bestaande uit een paar 9, 10 respectievelijk 7, 8 van de secties (figuren 6, 7), bezit de grootste onregelmatigheid van de gevoeligheid langs de hoekcoördinaat, voor zover de daardoor op-25 gewekte magnetische flux 23 de grootste onregelmatigheid in verdeling langs die hoekcoördinaat heeft. Deze eigenschap van de sonde heeft de voorkeur om de kwaliteit van wanden van een te testen gat rondom de hartlijn daarvan vast te stellen, bijvoorbeeld voor de detectie van variaties in dikte van de bekleding in het gat, of variaties in dikte van 30 pijpwanden.The probe 1 with single section coils 3, 6 (Figures 1, 2), or coils 3, 6 consisting of a pair of 9, 10 and 7, 8 respectively of the sections (Figures 6, 7), has the greatest irregularity of the sensitivity along the angular coordinate, insofar as the magnetic flux 23 generated thereby has the greatest irregularity in distribution along that angular coordinate. This property of the probe is preferred to determine the quality of walls of a hole to be tested around its axis, for example, for detecting variations in thickness of the casing in the hole, or variations in thickness of pipe walls.

Keuze-opstellingen van de spoelsecties van de sonde op de kern die hierboven beschreven zijn, maken de vervaardiging van sondes met verschillende hoekgevoeligheld mogelijk, die diverse toepassingen kunnen hebben. Aldus is een sonde met een uniforme hoekgevoeligheid geschikt 35 voor het integraal bepalen van eigenschappen van een te testen voorwerp, zoals het meten van de gemiddelde dikte langs een cirkel van de bekleding in gaten van gedrukte schakelingsplaten. Anderzijds is een sonde met een niet-uniforme hoekgevoeligheid geschikt voor het plaatselijk bepalen van eigenschappen van een te testen voorwerp, zoals het 40 meten van variaties in dikte van wanden van geleidende pijpen, varia- 8029516 14 ties van dikte van de bekleding van gaten in gedrukte schakelingspla-ten, of de detectie van scheuren, holten en andere fouten in de continuïteit van pijpen, wanden van openingen in werkstukken vervaardigd uit geleidende materialen, of in metalen bekledingen van gaten in diëlek-5 trische werkstukken, bijvoorbeeld in de bekleding van gaten in gedrukte schakelingsplaten.Selection arrangements of the coil sections of the probe on the core described above allow the manufacture of probes with different angle sensitivity, which can have various applications. Thus, a probe with a uniform angle sensitivity is suitable for the integral determination of properties of an object to be tested, such as measuring the average thickness along a circle of the coating in holes of printed circuit boards. On the other hand, a probe with a non-uniform angle sensitivity is suitable for locally determining properties of an object to be tested, such as measuring variations in thickness of walls of conductive pipes, variations in the thickness of the coating of holes in holes. printed circuit boards, or the detection of cracks, cavities and other faults in the continuity of pipes, walls of openings in workpieces made of conductive materials, or in metal coatings of holes in dielectric workpieces, for example in the lining of holes in printed circuit boards.

Een sonde volgens de uitvinding wordt als volgt vervaardigd.A probe according to the invention is manufactured as follows.

De spoelen 3 en 6 (figuren 2 en 7) zijn gevormd op een plat substraat 25 vervaardigd uit een elastisch dielektrisch materiaal, waarvan 10 de afmetingen overeenkomen met de afmetingen van de kern 2. De breedte 1 van het substraat 25 moet gelijk zijn aan de omtrek van de kern 2.The coils 3 and 6 (Figures 2 and 7) are formed on a flat substrate 25 made of an elastic dielectric material, the dimensions of which correspond to the dimensions of the core 2. The width 1 of the substrate 25 must be equal to the circumference of the core 2.

Een laag uit dielektrisch materiaal 26 (figuur 3) moet kunnen worden aangebracht, wanneer het substraat 25 op de kern 2 in een laag wordt vastgehecht, terwijl een dielektrische laag niet behoeft te worden aan-15 gebracht, wanneer het substraat 25 op de kern 2 uit een dielektrisch materiaal moet worden gehecht. Indien het substraat 25 op de kern 2 in verscheidene lagen wordt gehecht, moet de breedte 1 van elke volgende laag van het substraat 25 worden vergroot, zodat zijn omtrek gelijk is aan die van de voorafgaande laag.It must be possible to apply a layer of dielectric material 26 (Figure 3) when the substrate 25 is adhered to the core 2 in a layer, while a dielectric layer need not be applied when the substrate 25 is applied to the core 2 must be bonded from a dielectric material. If the substrate 25 is adhered to the core 2 in several layers, the width 1 of each subsequent layer of the substrate 25 must be increased so that its circumference is equal to that of the previous layer.

20 Eerst worden gaten 29 en 30 in het elastische substraat 25 aange bracht. Het substraat 25 wordt daarna bekleed met inbegrip van de wanden van de gaten 29 en 30. De spoelen 3 en 6 worden aan beide zijden van het substraat 25 gevormd, zodat het begin en einde van de spoel 6 aan de ten opzichte van de kern 2 binnenste zijde van het substraat 25 worden verbonden met de bekledingen 32 en 33 van de respectieve gaten 29 en 30 in het substraat 25 (figuren 6 en 7). De hechtvlakken 27 en 28 zijn gevormd op de tegenover liggende zijde van het substraat 25 en worden verbonden met de bekledingen 32 en 33 van de respectieve gaten 29 en 30. De hechtvlakken 27, 28 en 27, 18 worden met externe geleiders 30 21, 34 respectievelijk 22, 35 verbonden, nadat het substraat 25 op het oppervlak van de kern 2 is gehecht. De vlakken 27, 28 en 17, 18 worden met de geleiders 21, 34 en 22, 35 verbonden door solderen of lassen.Holes 29 and 30 are first made in the elastic substrate 25. The substrate 25 is then coated, including the walls of the holes 29 and 30. The coils 3 and 6 are formed on both sides of the substrate 25, so that the beginning and end of the coil 6 are at the core 2 inner side of the substrate 25 are joined to the coatings 32 and 33 of the respective holes 29 and 30 in the substrate 25 (Figures 6 and 7). The bonding surfaces 27 and 28 are formed on the opposite side of the substrate 25 and are bonded to the coatings 32 and 33 of the respective holes 29 and 30. The bonding surfaces 27, 28 and 27, 18 are formed with external conductors 30 21, 34 22, 35 respectively, after the substrate 25 is adhered to the surface of the core 2. The surfaces 27, 28 and 17, 18 are connected to the conductors 21, 34 and 22, 35 by soldering or welding.

Een betrouwbare warmte-afvoer van het verbindingspunt af vindt plaats via de kern 2 en geen beschadiging kan op het substraat 25 ontstaan.A reliable heat dissipation from the connection point takes place via the core 2 and no damage can occur on the substrate 25.

35 Het substraat 25 is met metaal bekleed door een neerslag in vacuüm, of achtereenvolgens een chemische en elektrolytische neerslag.The substrate 25 is coated with metal by a vacuum deposition, or sequentially a chemical and electrolytic deposition.

Bij een andere uitvoeringsvorm van een wervelstroomsonde wordt een plat dielektrisch substraat 25 aan beide zijden bekleed met een folie, welke folie bijvoorbeeld uit koper bestaat. Daarna worden de spoelen 3 40 en 6 die voorzien zijn van hechtvlakken 15, 16 en 17, 18 op het sub- 8020515 15 straat 25 gevormd en worden externe geleiders daarmee verbonden, welk substraat vervolgens op het oppervlak van de kern 2 door middel van een of ander hechtmiddel wordt vastgehecht. In dit geval kunnen van een folie voorziene dielektrische materialen die in de handel verkrijgbaar 5 zijn, worden gebruikt om het substraat 25 te vervaardigen en de werkwijze voor het vervaardigen van de sonde wordt verder vereenvoudigd door het vermijden van het bekleden van het genoemde substraat 25.In another embodiment of an eddy current probe, a flat dielectric substrate 25 is coated on both sides with a foil, which foil consists of, for example, copper. Thereafter, the coils 3 40 and 6 provided with bonding surfaces 15, 16 and 17, 18 are formed on the substrate 2520515 and external conductors are connected thereto, which substrate is then applied to the surface of the core 2 by means of a or other adhesive is adhered. In this case, foil-coated dielectric materials commercially available can be used to manufacture the substrate 25, and the method of manufacturing the probe is further simplified by avoiding coating the said substrate 25.

De spoelen 3 en 6 worden door middel van een bekende fotolithogra-fische werkwijze gevormd. Bij voorkeur worden de spoelen 3 en 6 op het 10 substraat 25 vervaardigd volgens een groepmethode, waarbij een meervoudig gecombineerd fotomasker wordt gebruikt om een hele groep van wel vijfentwintig spoelen 3 en 6 aan beide zijden van het substraat 25 voort te brengen, dat daarna in delen wordt gesneden om te voldoen aan bepaalde afmetingen. De opbrengst van de vervaardiging van de spoelen 15 wordt op deze wijze aanzienlijk verhoogd. Een meervoudig fotomasker wordt vervaardigd door het vermenigvuldigen van een originele kopie, waarbij een hoge mate van reproduceerbaarheid van vormen en afmetingen van spoelen kan worden bereikt en derhalve een betrekkelijk kleine spreiding van elektrische eigenschappen van de sonde.The coils 3 and 6 are formed by a known photolithographic method. Preferably, the coils 3 and 6 on the substrate 25 are fabricated by a group method, using a multiple combined photomask to produce an entire group of as many as twenty-five coils 3 and 6 on both sides of the substrate 25 which is then parts are cut to meet certain dimensions. The yield of the manufacture of the coils 15 is considerably increased in this way. A multiple photomask is produced by multiplying an original copy, whereby a high degree of reproducibility of coil shapes and sizes can be achieved and therefore a relatively small spread of electrical properties of the probe.

20 Nog een andere uitvoeringsvorm van het vervaardigen van een wer- velstroomsonde bestaat uit het rechtstreeks op de kern 2 aanbrengen van de spoelen 3 en 6. Het oppervlak van de kern 2 wordt door neerslag onder vacuüm, of door achtereenvolgens chemische en elektrolitische neerslag bekleed, waarna de spoelen bijvoorbeeld volgens een fotolithogra-25 ;fische techniek, of door middel van een laserbundel worden gevormd. Indien de spoel 2 uit een geleidend materiaal is vervaardigd, wordt het oppervlak van de kern voor het bekleden, voorzien van een laag uit di-elektrisch materiaal 26. Wanneer de spoelen door een laserbundel worden gevormd, moet het dielektrische materiaal 26 worden gekozen uit een 30 warmtebestendige groep, zoals email of glas.Yet another embodiment of the manufacture of a fluid flow probe consists of applying coils 3 and 6 directly to the core 2. The surface of the core 2 is coated by vacuum deposition, or by chemical and electrolytic deposition successively, after which the coils are formed, for example, according to a photolithographic technique, or by means of a laser beam. If the coil 2 is made of a conductive material, the surface of the core for coating is coated with a dielectric material 26. When the coils are formed by a laser beam, the dielectric material 26 must be selected from a 30 heat resistant group, such as enamel or glass.

Dit voorgestelde rechtstreeks op de kern vormen van de spoelen vermijdt het met de hand vormen van de spoel door bijvoorbeeld fotoli-thografische werkwijzen, neerslag onder toepassing van een masker en andere.This proposed formation of the coils directly on the core avoids the manual formation of the coil by, for example, photolithographic methods, deposition using a mask and others.

35 Bij voorkeur worden de spoelen rechtstreeks op de kern gevormd, wanneer de kern een veelvlakvormige doorsnede heeft. In dit geval kunnen de spoelen gemakkelijk op de platte vlakken van de kern worden gevormd door een kontaktwerkwijze of fotolithografische projectie, of door middel van een laserbundel. Teneinde multi-lagenspoelen te ver-40 krijgen, wordt het vormen van een laag spoelen op de kern gevolgd door 8020516 16 het aanbrengen van een laag uit diëlektrisch materiaal op de kern, waarna de spoelen van de volgende laag worden gevormd door middel van dezelfde werkwijze enzovoort, De aldus gevormde spoelen worden later verbonden via gaten die vooraf in de diëlektrische lagen zijn voorbe-5 reid door hekelden van de genoemde gaten.Preferably, the coils are formed directly on the core when the core has a polyhedral cross section. In this case, the coils can easily be formed on the flat surfaces of the core by a contact method or photolithographic projection, or by a laser beam. In order to overcome multi-layer coils, forming a layer of coils on the core is followed by applying a layer of dielectric material to the core, after which the coils of the next layer are formed by the same method and so on. The coils thus formed are later connected through holes pre-prepared in the dielectric layers by pinching said holes.

Het rechtstreeks op de kern vormen van spoelen vermijdt het hechten van het elastische substraat 25 op het oppervlak van de kern 2 waardoor het vervaardigen van de sonde als geheel wordt vereenvoudigd.Forming coils directly on the core avoids adhering the elastic substrate 25 to the surface of the core 2 thereby simplifying the fabrication of the probe as a whole.

Een andere werkwijze voor het vormen van spoelen 3 en 6 op het 10 elastische substraat 25, of rechtstreeks op de kern 2 bestaat uit de neerslag in vacuüm door middel van maskers. In dit geval komen sleuven in een masker overeen met het patroon van geleiders en hechtvlakken van de spoelen.Another method of forming coils 3 and 6 on the elastic substrate 25, or directly on the core 2, consists of depositing in vacuum by means of masks. In this case, slots in a mask correspond to the pattern of conductors and bonding surfaces of the coils.

Een andere werkwijze voor het vormen van spoelen bestaat uit het 15 stencildrukken.Another method of forming coils consists of stencil printing.

De twee laatstgenoemde werkwijzen moeten worden gebruikt om spoelen 3 en 6 te,vormen, waarvan de geleiders 4, 5, 11 en 12 meer dan 100/um breed zijn.The latter two methods must be used to form coils 3 and 6, the conductors 4, 5, 11 and 12 of which are more than 100 µm wide.

Een wervelstroomsonde 1 werkt als volgt.An eddy current probe 1 operates as follows.

20 De bekrachtigingsspoel 3 en de meetspoel 6 van de sonde zijn res pectievelijk verbonden met een wisselstroomgenerator en een meetinrich-ting (niet getoond) zoals hierboven is beschreven. De voorgestelde sonde 1 heeft een parametrische uitvoering die slechts een spoel bevat en een deel kan vormen van een resonantieketen van een zelfwerkende oscil-25 lator, of een resonantieversterker, of een brugschakeling van een arm met de generator is gekoppeld, terwijl de andere arm met de meetinrich-ting is gekoppeld (niet getoond). Alle hierboven genoemde schakelingen zijn bekend.The excitation coil 3 and the measuring coil 6 of the probe are respectively connected to an alternating current generator and a measuring device (not shown) as described above. The proposed probe 1 has a parametric design that contains only one coil and may form part of a resonant circuit of a self-acting oscillator, or a resonant amplifier, or a bridge circuit of one arm coupled to the generator, while the other arm is the measuring device is coupled (not shown). All the above-mentioned circuits are known.

De kern 2 met de spoelen 3 en 6 wordt in het te testen gat 14 in 30 de gedrukte schakelingsplaat 13 loodrecht op het oppervlak daarvan aangebracht en wordt coaxiaal ten opzichte van het gat 14 ingesteld, zodat de meetspoel 6 de middenpositie ten opzichte van het gat 14 inneemt (figuur 6).The core 2 with the coils 3 and 6 is placed in the hole 14 in 30 in the printed circuit board 13 perpendicular to its surface and is adjusted coaxial to the hole 14, so that the measuring coil 6 is in the center position relative to the hole 14 (Figure 6).

Voor het testen van een pijp wordt de kern 2 met de spoelen 3 en 6 35 in de pijp en ciaxiaal ten opzichte daarvan geplaatst. De sonde 1 wordt op soortgelijke wijze voor de scheurdetectie in openingen van werkstukken geplaatst, zoals metalen componenten.To test a pipe, the core 2 with the coils 3 and 6 is placed in the pipe and ciaxial to it. Probe 1 is similarly placed in openings of workpieces for crack detection, such as metal components.

Een wisselstroom circuleert in de spoel 3 en induceert een wisselende magnetische flux 23 waarvan de assen 31 dwars op de hartlijn van 40 de sonde 1 zijn gericht (figuren 3, 4, 5, 10, 11 en 12). Deze magneti- 8020516 17 sche flux wekt wervelstromen in de bekleding 24 van het geteste gat 14 op, die langs de hartlijn van het genoemde gat 14 circuleren. De frequentie van de wisselstroom in de spoel 3 wordt zodanig gekozen, dat de indringingsdiepte van de wervelstromen in de bekleding 24 van het gat 5 14 nagenoeg gelijk is aan de dikte van de bekleding 24. Daarom dringen de wervelstromen nauwelijks door tot in de randgebieden van de hecht-vlakken 36, 37 van het gat 14 en tot in geleiders 38-41 in de lagen van de uit verscheidene lagen bestaande gedrukte schakelingsplaten 13. Als gevolg daarvan beïnvloeden mogelijke variaties van de afmetingen van de 10 hechtvlakken 36, 37 en geleiders 38-41 nagenoeg niet de wervelstromen. Echter zijn tegelijkertijd de wervelstromen een functie van de dikte van de bekleding 24 van het gat 14 en derhalve van in dwarsrichting en lengterichting verlopende scheuren en andere fouten van de bekleding. Het door de wervelstromen opgewekte magnetische veld is een functie van 15 dezelfde parameters van het geteste gat 14, evenals het resulterende magnetische veld in het gat. De elektromagnetische kracht opgewekt in de spoel 6 van de transformatorvariant van de sonde 1 is derhalve ook een functie van dezelfde parameters, evenals de complexe impedantie van de spoel in de parametrische uitvoering van de sonde 1. Op deze wijze 20 kan de sonde 1 worden gebruikt voor het meten van de dikte van de bekleding 24 van het gat 14, of voor de scheurdetectie daarin. Hierbij is de voorgestelde sonde bijna ongevoelig voor de variëteit van vormen en afmetingen van de hechtvlakken 36, 37 van het gat 14 en de geleiders 38-41 in de lagen van de uit verscheidene lagen bestaande gedrukte 25 schakelingsplaat 13. Als gevolg daarvan is de nauwkeurigheid van de meting van de dikte van de gatbekleding hoog.An alternating current circulates in the coil 3 and induces an alternating magnetic flux 23 whose axes 31 are oriented transverse to the axis of the probe 1 (Figures 3, 4, 5, 10, 11 and 12). This magnetic flux generates eddy currents in the casing 24 of the tested hole 14, which circulate along the axis of said hole 14. The frequency of the alternating current in the coil 3 is chosen such that the depth of penetration of the eddy currents into the casing 24 of the hole 14 is substantially equal to the thickness of the casing 24. Therefore, the eddy currents hardly penetrate into the peripheral areas of the bonding surfaces 36, 37 of the hole 14 and into conductors 38-41 in the layers of the multilayer printed circuit boards 13. As a result, possible variations in the dimensions of the bonding surfaces 36, 37 and conductors 38 affect -41 practically not the eddy currents. However, the eddy currents are at the same time a function of the thickness of the casing 24 of the hole 14 and therefore of transverse and longitudinal cracks and other flaws of the casing. The magnetic field generated by the eddy currents is a function of the same parameters of the tested hole 14, as does the resulting magnetic field in the hole. The electromagnetic force generated in the coil 6 of the transformer variant of the probe 1 is therefore also a function of the same parameters, as is the complex impedance of the coil in the parametric version of the probe 1. In this way, the probe 1 can be used for measuring the thickness of the casing 24 of the hole 14, or for the crack detection therein. Here, the proposed probe is nearly insensitive to the variety of shapes and sizes of the bonding surfaces 36, 37 of the hole 14 and the conductors 38-41 in the layers of the multi-layer printed circuit board 13. As a result, the accuracy is of the measurement of the thickness of the hole cladding high.

Voor de inspectie van pijpen of gaten in werkstukken worden wervelstromen in de wanden van de pijpen of gaten in axiale richting opgewekt. De dichtheid van de wervelstromen hangt af van de afmeting van de 30 pijpen en gaten, bijvoorbeeld van hun diameter, dikte van de pijpwan-den, soortelijke geleidbaarheid en magnetische eigenschappen van materialen waaruit de pijpen of werkstukken zijn gemaakt. Zoals hierboven is aanbevolen moet de keuze van de frequentie van de wisselstroom in de spoel 3 van de sonde 1 zodanig zijn, dat wervelstromen worden opgewekt 35 en derhalve het sondesignaal hoofdzakelijk een functie is van de parameter van het te meten voorwerp, zoals de diameter van een gat of de binnendiameter van een pijp. Als gevolg daarvan geeft de indicator die met de uitgang van de meetinrichting is gekoppeld, waarvan de ingang met de sonde is gekoppeld, de grootte van de gemeten parameter weer, 40 zoals de diameter. Een geschikte calibratie van de meetinrichting kan 8020516 O-:'-"'/· 18 worden uitgevoerd met behulp van een stel monsters. De sonde kan daarna worden gebruikt voor het meten van diameters van openingen, pijpen, soortelijke geleidbaarheid van materialen waaruit de werkstukken zijn vervaardigd, enzovoort.Eddy currents are generated in the walls of the pipes or holes in the axial direction for the inspection of pipes or holes in workpieces. The density of the eddy currents depends on the size of the pipes and holes, for example on their diameter, thickness of the pipe walls, specific conductivity and magnetic properties of materials from which the pipes or workpieces are made. As recommended above, the selection of the frequency of the alternating current in the coil 3 of the probe 1 should be such that eddy currents are generated and therefore the probe signal is mainly a function of the parameter of the object to be measured, such as the diameter of a hole or the inner diameter of a pipe. As a result, the indicator coupled to the output of the measuring device, the input of which is coupled to the probe, displays the size of the measured parameter, 40 such as the diameter. A suitable calibration of the measuring device 8020516 O -: '- "' / · 18 can be performed using a set of samples. The probe can then be used to measure diameters of openings, pipes, specific conductivity of materials from which the workpieces are manufactured, and so on.

5 Hierboven is gesteld dat de voorgestelde sonde geometrische en elektro-fysische parameters van te testen voorwerpen kan meten en bovendien fouten van de continuïteit daarin kan detecteren. Aldus hebben scheuren, holten, merken en andere fouten van de geteste voorwerpen een herverdeling van wervelstromen daarin tot gevolg, waardoor de sondesig-10 nalen overeenkomstig daarmee wijzigen. Anderzijds kunnen variaties van elektro-fysische parameters helpen bij het detecteren van andere parameters van geteste voorwerpen. Bijvoorbeeld kunnen variaties in soortelijke weerstand een indicatie zijn van veranderingen in de chemische samenstelling, hardheid, beschikbaarheid en mate van mechanische span-15 ningen in het materiaal van het geteste voorwerp. De voorgestelde sonde kan daarom worden gebruikt voor het meten van een groot aantal parameters van zulke te testen voorwerpen, zoals pijpen en gaten in werkstukken.5 It has been stated above that the proposed probe can measure geometric and electro-physical parameters of objects to be tested and, in addition, it can detect errors of continuity therein. Thus, cracks, voids, marks and other errors of the tested articles result in a redistribution of eddy currents therein, thereby changing the probe signals accordingly. On the other hand, variations of electro-physical parameters can help detect other parameters of tested objects. For example, variations in resistivity may indicate changes in chemical composition, hardness, availability, and degree of mechanical stresses in the material of the tested article. The proposed probe can therefore be used to measure a large number of parameters of such objects to be tested, such as pipes and holes in workpieces.

De voorgestelde sonde kan eenvoudig worden vervaardigd als gevolg 20 van het nieuwe ontwerp en de produktiewerkwijze. De configuratie van spoelgeleiders maakt de toepassing van moderne technieken van het vormen van een spoel met een hoog rendement mogelijk, zoals een fotolitho-grafische werkwijze, neerslag met behulp van een masker, stencildrukken enzovoort. Het vormen van spoelen volgens een groepwerkwijze op een 25 plat elastisch substraat gevolgd door het hechten van het substraat op de kern is een methode waardoor het mogelijk is sondes te vervaardigen, waarvan de elektrische eigenschappen uiterst stabiel zijn. Daarom zijn de sondes onderling uitwisselbaar.The proposed probe can be easily manufactured due to the new design and production method. The configuration of coil guides allows the application of modern techniques of forming a coil with high efficiency, such as a photolithographic method, deposition using a mask, stencil printing and so on. Forming coils according to a group method on a flat elastic substrate followed by bonding the substrate to the core is a method by which it is possible to manufacture probes whose electrical properties are extremely stable. Therefore, the probes are interchangeable.

De voorgestelde sonde is bovendien maar matig gevoelig voor moge-30 lijke verplaatsing in radiale en axiale richting binnen het geteste gat, voor variaties van geometrische parameters van hechtvlakken en geleiders in lagen van uit verscheidene lagen bestaande gedrukte schakelingsplaten binnen een uitgebreid gebied. Het voorgestelde ontwerp en werkwijze zijn bijzonder geschikt voor het vervaardigen van miniatuur-35 sondes voor het testen van de bekleding van gaten in gedrukte schakelingsplaten, waarvan de diameter kleiner is dan 1 mm.In addition, the proposed probe is only moderately sensitive to possible displacement in radial and axial directions within the tested hole, for variations of geometric parameters of bonding surfaces and conductors in layers of multi-layer printed circuit boards within an extended range. The proposed design and method are particularly suitable for the manufacture of miniature probes for testing the lining of holes in printed circuit boards, the diameter of which is less than 1 mm.

De voorgestelde sonde voorziet in een kontaktloos en met een hoog redement inspecteren van gedrukte schakelingsplaten in de beginfase van de produktie en voor het etsen. Scheuren in de bekleding van een gat 40 van gedrukte schakelingsplaten kunnen daarom op geschikte wijze worden 8020516 19 gedetecteerd, waardoor stappen kunnen worden ondernomen om uitval te vermijden.The proposed probe provides for contactless, high-efficiency inspection of printed circuit boards in the initial stages of production and before etching. Therefore, cracks in the lining of a hole 40 of printed circuit boards can be suitably detected 8020516 19, whereby steps can be taken to avoid failure.

Industriële toepasbaarheidIndustrial applicability

De uitvinding kan primair worden gebruikt in alle gebieden van de 5 techniek, waarbij gedrukte schakelingsplaten worden vervaardigd en toegepast, in het bijzonder instrument- en radio-ontwikkeling, elektrische ontwikkeling en elektronica voor niet-destruktieve scheursetectie in de geleidende bekleding van gaten in gedrukte schakelingsplaten. De uitvinding kan ook worden toegepast bij de mechanische ontwikkeling, in 10 het bijzonder luchtvaartindustrie, instrumentmakerij, machinegereed-schapindustrie voor het meten van geometrische parameters van een opening, zoals de diameter, in geleidende werkstukken, zoals metalen platen, walsprodukten enzovoort, alsmede voor de detectie van discontinuïteiten (detectie van scheuren, holten en dergelijke) in wanden van ope-15 ningen van dezelfde voorwerpen.The invention can be used primarily in all fields of the art manufacturing and applying printed circuit boards, in particular instrument and radio development, electrical development and electronics for non-destructive crack detection in the conductive coating of holes in printed circuit boards . The invention can also be applied in mechanical development, in particular aerospace industry, instrument manufacturing, machine tool industry for measuring geometrical parameters of an opening, such as the diameter, in conductive workpieces, such as metal plates, rolling products, etc., as well as for the detection of discontinuities (detection of cracks, cavities and the like) in walls of openings of the same objects.

De uitvinding kan ook worden gebruikt voor het testen van de eigenschappen van het geleidende materiaal van de wanden van openingen, zoals de soortelijke weerstand in magnetische eigenschappen. In dit verband kan de uitvinding worden gebruikt voor kwaliteitsbepaling, 20 waarbij het materiaal van de wanden van de opening wordt onderworpen aan een behandeling, zoals het testen van de juistheid van de voorwaarden van de warmtebehandeling of thermische en chemische behandeling, of het detecteren van oververhitte zones gedurende het bewerken van gaten, enzovoort.The invention can also be used to test the properties of the conductive material of the walls of openings, such as the resistivity in magnetic properties. In this connection, the invention can be used for quality determination, in which the material of the walls of the opening is subjected to a treatment, such as testing the correctness of the conditions of the heat treatment or thermal and chemical treatment, or the detection of superheated zones during hole machining, etc.

25 Voorts kan de uitvinding in de metallurgie worden toegepast, ver- mogensontwikkeling, in het bijzonder bij het ontwerpen van nucleaire krachtinstallaties en andere takken van mechanisch ontwerp en transport, voor kwaliteitstesten van pijpen uit geleidende materialen, zoals het meten van de binnendiameter van pijpen of de dikte van de wanden 30 van de pijp, en ook voor het meten van de dikte van geleidende bekledingen op het binnenoppervlak van de pijp vervaardigd uit diëlektrische en geleidende materialen, voor de scheurdetectie in de wanden van deze pijpen. De laatstgenoemde toepassing is nog belangrijker, wanneer de pijpen slechts van binnenuit kunnen worden geïnspecteerd, zoals in 35 krachtstoominstallaties, in het bijzonder die in nucleaire krachtsta-tions.Furthermore, the invention can be applied in metallurgy, power development, in particular in the design of nuclear power plants and other branches of mechanical design and transport, for quality testing of pipes made of conductive materials, such as the measurement of the inner diameter of pipes or the thickness of the walls 30 of the pipe, and also for measuring the thickness of conductive coatings on the inner surface of the pipe made of dielectric and conductive materials, for crack detection in the walls of these pipes. The latter application is even more important when the pipes can only be inspected from the inside, such as in power steam installations, in particular those in nuclear power stations.

802 0 5 1 6802 0 5 1 6

Claims

Eddy current probe for a non-destructive tester for holes in workpieces and pipes, consisting of an elongated core and coils, the conductors of which are arranged parallel to the longitudinal axis of the 5 core, characterized in that the conductors (4 and 5) of the coils (3) are joined together to form a spiral and are mounted only on the lateral face of the core (2).

Eddy current probe according to claim 1, characterized in that the cross section of the core (2) corresponds to the cross section of a hole (14) to be tested.

Eddy current probe according to claim 1, characterized in that the core (2) is a regular polyhedron with at least two longitudinal symmetry planes perpendicular to each other.

Eddy current probe according to claim 1, characterized in that the core (2) is a cylinder with at least two longitudinal symmetry planes which are perpendicular to each other.

A vortex styro probe according to claim 1, characterized in that each coil (3) is formed from a pair of spiral sections (7, 8, and 9, 10) symmetrical to one of the longitudinal symmetry planes (XOZ) of the core (2) are arranged, and the conductors (4 and 5, 11 and 12) in each section (7-10) are paired symmetrically to the other longitudinal symmetry plane (Υ0Ζ) of the core ( 2) are arranged, the latter plane being perpendicular to the former symmetry plane (XOZ) of the core 25 (2), the sections (7 and 8) forming a pair being connected in series.

Eddy current probe according to claims 1 to 5, characterized in that the ends of each coil are provided with adhesive surfaces (15, 16 and 17, 18).

Eddy current probe according to one of the preceding claims, characterized in that the core (2) is made of a conductive material.

Eddy current probe according to one of the preceding claims, characterized in that the core (2) is made of a dielectric material.

Eddy current probe according to claim 1, characterized in that the: coils (3 and 6) are placed on a side of a dielectric substrate (25) which is coated on the core (2).

Eddy current probe according to claim 9, characterized in that it is provided with additional coils placed on the other side of the di-802 (0) 1 5 ethereal substrate (25).

Eddy current probe according to claim 10, characterized in that the bonding surfaces (15 and 17, 16 and 18) of the coils on both sides of the substrate (25) are relative to each other along the axis of the core (2). shifted.

Eddy current probe according to claims 9, 10 and 11, characterized in that the substrate (25) with coils formed thereon is wound in several layers around the core (2).

Eddy current probe according to claims 9, 10 and 11, characterized in that several substrates with coils formed thereon are attached to each other and to the core (2).

Method of manufacturing an eddy current probe for the non-destructive testing of holes in workpieces and pipes according to claim 1, characterized in that a flat substrate (25) is first manufactured from an elastic dielectric material, the dimensions of which correspond with the dimensions of the core (2), after which coils (3 and 6) are formed thereon and then the substrate (25) is attached to the surface of the core (2).

Method for manufacturing an eddy current probe according to claim 14, characterized in that holes (29, 30) are made in the elastic substrate (25), the substrate (25) is coated with metal, coils (3 and 6) are formed on both sides of the substrate (25), the beginning and end of the coil on the inner side of the substrate (25) relative to the core (2) are joined to the coating (32, 33) of respective holes (29, 30) in the substrate (25), bonding surfaces (27, 28) are formed on the opposite face of the substrate (25), each face with the coating of a respective hole (29, 30 ), while the bonding surfaces (27, 28 and 117 »18) are joined to external conductors (21, 34 and 17, 35) after the substrate (25) is affixed to the face of the core (2).

An eddy current probe manufacturing method according to claim 15, characterized in that the substrate (25) is coated by a vacuum deposition method.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claim 15, characterized in that the substrate (25) is successively coated by a chemical and electrolytic deposition method.

An eddy current probe manufacturing method according to claim 14, characterized in that coils (3 and 6) and bonding surfaces (15, 16 and 17, 18) are formed on a flat substrate (25), which is 8020516 is pre-coated with a foil, then the bonding surfaces are joined to external conductors and the substrate (25) is attached to the surface of the core (2).

A method of manufacturing an eddy current probe according to claims 14, 15, 16, 17 and 18, characterized in that coils (3 and 6) and adhesive surfaces are formed by a photolithography method.

20. A method of manufacturing an eddy current probe for a non-destructive tester for holes and pipes according to claim 1, characterized in that coils (3 and 6) and bonding surfaces (15, 16 and 17, 18) directly on the core (2) is formed.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claims 20 and 8, characterized in that the surface of the core (2) is coated with metal, after which coils (3 and 6) are formed thereon.

An eddy current probe manufacturing method according to claim 21, characterized in that the surface of the core (2) is coated by a vacuum deposition method.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claim 21, characterized in that the surface of the core (2) is successively coated by a chemical and electrolytic deposition method.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claims 21 and 7, characterized in that the surface of the core 25 (2) is pre-coated with a dielectric layer.

An eddy current probe manufacturing method according to claim 21, characterized in that coils (3 and 6) are formed by a photo-lithographic method.

26. A method of manufacturing an eddy current probe according to claim 24, characterized in that the material of the dielectric layer is selected from a group of heat resistant materials.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claims 21 and 8, characterized in that the dielectric material of the core (2) is selected from a group of heat resistant materials.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claims 26 and 27, characterized in that coils (3 and 6) are formed by means of a laser beam.

29. Method for manufacturing an eddy current probe according to claims 20-28, characterized in that after coils (3 and 6) 8020516 are formed on the core (2), the coils (3 and 6) are coated with dielectric layers (26) and additional coils (6) are formed on each dielectric layer (26).

A method of manufacturing an eddy current probe according to claim 29, characterized in that holes (29, 30) are first made in the dielectric layers (26) and then coils are connected through said holes.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claim 30, characterized in that the holes (29, 30) are coated with metal 10.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claims 14, 20, 24, 29, 30, 31, characterized in that coils (3 and 6) are formed by vacuum deposition by means of masks.

A method of manufacturing an eddy current probe according to claims 14, 20, 24, 29, 30, 31, characterized in that coils (3 and 6) are formed by stencil printing. 1 8020516