هنا ، نقدم بروتوكولا لقياس السماكة النسبية (اي ، سمك كنسبه مئوية فيما يتعلق بمرجع) من المواد المغناطيسية الموصلة باستخدام أجهزه الاستشعار القائمة علي لفائف نبض الدوامة الحالية ، في حين التغلب علي المعايرة شرط.
Method Article
هنا ، نقدم بروتوكولا لقياس السماكة النسبية (اي ، سمك كنسبه مئوية فيما يتعلق بمرجع) من المواد المغناطيسية الموصلة باستخدام أجهزه الاستشعار القائمة علي لفائف نبض الدوامة الحالية ، في حين التغلب علي المعايرة شرط.
الكمية الحجمية من المواد المغناطيسية الموصلة عن طريق التقييم غير التدميري (NDE) هي عنصر حاسم في الرصد الهيكلي للصحة في البنية التحتية ، وخاصه لتقييم حاله القطر الكبير الموصل الأنابيب المغنطيسية الموجودة في قطاعات الطاقة والمياه والنفط والغاز. نبض الدوامة الحالية (PEC) الاستشعار ، وخاصه الكاشف القائم علي لفائف الاستشعار PEC العمارة ، وقد أثبتت نفسها علي مر السنتين كوسيلة فعاله لخدمه هذا الغرض. وقدمت في الاعمال السابقة نهج لتصميم أجهزه استشعار PEC وكذلك إشارات المعالجة. في السنوات الاخيره ، تمت دراسة استخدام معدل الاضمحلال للكشف عن النطاق الزمني القائم علي اللفائف PEC لغرض القياس الكمي للسمك. وقد ثبت ان هذه الاعمال التي تعتمد علي معدل الاضمحلال الأسلوب القائم علي العمومية للكشف عن الهيكل استشعار لفائف القائم ، مع درجه من الحصانة لعوامل مثل الشكل والحجم الاستشعار ، وعدد من المنعطفات لفائف ، والاثاره الحالية. وعلاوة علي ذلك ، أظهرت هذه الطريقة فعاليتها في NDE من الأنابيب الكبيرة المصنوعة من الحديد الزهر الرمادي. بعد مثل هذه الأدبيات ، والتركيز علي هذا العمل هو بوضوح PEC كاشف الاستشعار لفائف الجهد القائم علي معدل تسوس المواد المغناطيسية موصل القياس سمك الكمية. ومع ذلك ، فان التحدي الذي تواجهه هذه الطريقة هو صعوبة المعايرة ، وخاصه عندما يتعلق الأمر بتطبيقات مثل تقييم حاله الأنابيب في الموقع منذ قياس الخواص الكهربائية والمغناطيسية لبعض مواد الأنابيب أو الحصول علي المعايرة عينات من الصعب في الممارسة العملية. وبدافع هذا التحدي ، وعلي النقيض من تقدير السماكة الفعلية كما فعلت بعض الاعمال السابقة ، يقدم هذا العمل بروتوكولا لاستخدام الأسلوب القائم علي معدل الاضمحلال لقياس السماكة النسبية (اي سمك موقع معين فيما يتعلق سمك الحد الأقصى) ، دون شرط للمعايرة.
الدوامة نبض الحالية (PEC) تقنيه الاستشعار هو ربما العضو الأكثر تنوعا من عائله الدوامة الحالية (EC) التقييم غير التدميرية (NDE) تقنيات ولها العديد من التطبيقات في الكشف والتقدير الكمي من العيوب ، وهندسه المعادن والهياكل المعدنية1. سمك الكمية من الهياكل المغناطيسية التي تشبه الجدار موصل ، وجود سمك الجدار من لا يزيد عن بضعة ملليمترات إلى بضع عشرات من ملليمتر ، هو خدمه الهندسة الطلب العالي في مجال المراقبة الصحية الهيكلية للبنية التحتية. البنية التحتية الحيوية المصنوعة من السبائك المغناطيسية التي تتطلب هذه الخدمة متوفرة عاده في صناعات الطاقة والمياه والنفط والغاز. في حين يمكن تصميم أجهزه استشعار PEC بعد عده ابنيه ، تم تحديد العمارة القائمة علي لفائف الكاشف لتكون الأكثر فعاليه وشيوعا في تقييم حاله المواد المغنطيسية المغناطيسية2،3،4،5. ولذلك ، فانه هو كاشف القائم علي لفائف الهندسة المعمارية الاستشعار PEC التي تحدد الأساس لمشكله سمك الكمي من المواد المغناطيسية موصل.
ويتالف الكاشف القائم علي لفائف الاستشعار PEC الهندسة المعمارية عاده من اثنين من الجرح تركيزا, الهواء cored, لفائف موصل2,3,4,5,6 (عاده لفائف النحاس). ومن الشائع جدا ان الرياح هذه اللفائف لتكون دائريه في شكل2،3،4،5،6، ولكن في بعض الأحيان ، مستطيله الشكل لفائف6 وقد استخدمت. من لفائف اثنين في جهاز الاستشعار ، واحد يتصرف باعتباره لفائف المثير في حين ان الآخر بمثابه لفائف كاشف. في جهاز استشعار PEC ، هو متحمس لفائف المثير بواسطة نبض الجهد-الشيء الذي يمكن ان توصف بأنها وظيفة خطوه الرفع من حيث المبدا. تولد هذه الاثاره النبضي حقل مغناطيسي عابر (يسمي الحقل الأساسي) حول جهاز الاستشعار. عندما يتم وضع جهاز الاستشعار المتاخمة لقطعه اختبار موصل (علي سبيل المثال ، موصل المغناطيسية الجدار مثل هيكل) ، وهذا المجال المغنطيسي العابر يدفع الوقت متفاوتة التيارات الدوامة في قطعه الاختبار. تولد هذه التيارات الدوامة حقلا مغناطيسيا ثانويا (يسمي الحقل الثانوي) يعارض الحقل الأساسي. واستجابه للتاثير الناتج من الحقول الاوليه والثانوية ، يتم الحث علي الجهد عابر في لفائف كاشف-الذي يصبح المجال الزمني PEC اشاره الفائدة لهذا العمل.
وقد تم الإبلاغ عن الاستشعار pec لفائف معدل تسوس الجهد (المشار اليها باسم β)6,7,8 لإظهار التناسب β
μds2, عندما يتم الحصول علي اشاره وضع الاستشعار بيك فوق طبقه المغناطيسية موصله من نفاذيه مغناطيسيه μ, الموصليه الكهربائية σ, وسمك د. علي الرغم من ان هذه الميزة اشاره معدل الاضمحلال لديه حصانه كبيره للمعلمات مثل حجم الاستشعار ، استشعار الشكل ، ورفع قباله6،7،8، مما يجعل معدل الاضمحلال مرغوب فيه للغاية لسيناريوهات nde صعبه مثل في الموقع الأنابيب تقييم حاله9،10،11، يجب ان تكون هذه الميزة معايره (اي μ، σ من المواد التي يجري تفتيشها تقدر) لتمكين سمك (اي. ، د) القياس الكمي. لتمكين الطرق التقليدية من التحلل القائم علي معدل الاضمحلال الكمي6,8, يجب ان يتم هذا المعايرة عن طريق استخراج عينات المعايرة6,8 أو من خلال اشراك دوامه المواد القائمة علي خصائص الخاصية الحالية12,13. بدلا من ذلك ، يمكن تجنب تعقيد المعايرة عن طريق تمثيل سمك في شكل سمك نسبي. افترضت تمرين عملي [ن] وفيت و [بتا] استخرجت قيم من إشارات, بعد ذلك, ال β قيمه ممثله نوعيا من الحد اقصي سماكه نقطه في الاختبار قطعه اعتبرت كمرجع ([اي.].
ثم ، يمكن تمثيل سمك اي موقع آخر كنسبه مئوية من سمك الحد الأقصى في النموذج
، وتقديم سمك نسبي كالاخراج ، والتي لا تزال معلومات نوعيه مفيده كاخراج nde الذي يحمل أيضا بساطه عدم الحاجة إلى معايره ل μ، σ. يصف البروتوكول المعروض هنا الخطوات الواجب اتباعها لتحقيق ذلك.
وبما ان معدل الاضمحلال β يظهر عمومية للكشف عن المبني القائم علي لفائف الاستشعار بيك العمارة في حين تظهر الحصانة للمعلمات من تصميم الاستشعار فضلا عن رفع قباله6,7,8,14, الممارسين قد تستخدم اي نظام الاستشعار عن بعد لفائف للكشف عن اختيارهم علي المواد المغناطيسية موصل مناسبه لأداء الكمي سمك النسبية بعد وهناك مثال علي تصميم المستشعر PEC لماده مغناطيسيه موصله متاحه للقراء المهتمين15. تم الحصول علي الإشارات والنتائج المقدمة في هذا العمل باستخدام نظام PEC التي وضعتها جامعه التكنولوجيا سيدني6,8. المواد المغناطيسية موصل المستخدمة للنتائج التمثيلية التي حصل عليها نظام PEC هو الحديد الزهر الرمادي المستخرجة من الأنابيب اختبار السرير9,10,11 في سيدني أستراليا.
وتجدر الاشاره إلى ان الأساليب والنتائج والمناقشات المعروضة في هذا المنشور تركز بشكل واضح علي استخدام الكاشف القائم علي لفائف الاستشعار PEC معدل تسوس اشاره النطاق الزمني لقياس سماكه المواد المغناطيسية الموصلة. ولا يتضمن المنشور مناقشه أوسع نطاقا بشان الاتفاقيات العامة لمبادئ الاستشعار عن بعد وتكوينات أجهزه الاستشعار. غيرها من الاعمال المنشورة16,17,18 يمكن ان تكون مفيده للقراء للحصول علي مزيد من البصيرة حول تكوينات الاستشعار PEC غير الكاشف القائم علي لفائف الاستشعار العمارة.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. استخراج معدل الاضمحلال β من المتاحة كاشف القائم علي لفائف PEC اشاره
من هذا القبيل ان الاشاره
يرضي
الشرط حيث. وفقا للاشاره في الشكل 1،
يحدث ان تكون منطقه خطيه مرضيه وقابله للتطبيق.
الخط المستقيم لبيانات الاشاره التجريبية داخل المنطقة الخطية المحددة ويقدر قيمه β.2-القياس الكمي للسمك النسبي
ويبدو ان المنطقة الخطية كافيه وقابله للتطبيق.
بت] μds2 تناسبيه6,7,8.
النسبي في النموذج ، حيث يتوافق المؤشر مع قياس ال th .3. PEC_Signal_Processor التثبيت
4. اعداد الاشارهات
5. تنفيذ الطلب
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
وقد تم توليد النتائج التمثيلية في هذا القسم باستخدام إشارات PEC المقدمة كمواد تكميليه مع المرجع8؛ كما ذكر أعلاه ، وقد تم القبض علي إشارات علي عينات الحديد الزهر الرمادي المستخرجة من السرير اختبار الأنابيب في أستراليا سيدني ، الذي يتم توفير الموقع وتفاصيل خمر في المراجع9،10،11.
يظهر الشكل 1 الشكل النموذجي لاشاره النطاق الزمني (المعبر عنها في النموذج...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
وقدم بروتوكول لقياس السماكة النسبية (اي سمك كنسبه مئوية فيما يتعلق بمرجع) للمواد المغناطيسية الموصلة باستخدام أجهزه استشعار PEC القائمة علي لفائف الكاشف. والميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي القدرة علي التغلب علي متطلبات المعايرة (اي التغلب علي الحاجة إلى قياس أو تقدير النفاذيه المغناطيسية والتوصيل الكهربائي للمواد التي يجري تفتيشها للتمكين من التحديد الكمي للسمك). يتضمن البروتوكول التمثيل اللوغاريتمي لاشاره المجال الزمني PEC ، تحديد المنطقة الخطية في مراحل لاحقه الاشاره ، وتركيب خط مستقيم إلى المنطقة الخطية واستخراج معدل ال...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
وليس لدي المؤلفين اي تضارب في المصالح للكشف عنه. ويود المؤلفون ان يوصوا باعمال2،6،7،8،9،10،11 كماده قراءه اضافيه.
ويود أصحاب البلاغ ان ينووا بالمساهمات التي قدمها كل من مايكل بيهنس وداميث أبييواردانا في تصميم وتنفيذ عده مكونات لأجهزه الاستشعار. ومن المسلم به أيضا ان ادوار الاشراف علي البحوث التي تضطلع بها الن اليبيفيتش ، وتيريزا فيدال-كاليجا ، وجيمي ديسساناكي ، وساراث كوداجودا ، فضلا عن مساهمات جميع الأشخاص والمنظمات الذين مولوا مشروع الأنابيب الحرجة وشاركوا فيه. .
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| نظام استشعار PEC القائم على ملف الكاشف. | غير متاح | تم إنشاء النتائج التمثيلية في هذا العمل باستخدام نظام PEC الذي طورته جامعة سيدني للتكنولوجيا (UTS) ، أستراليا ونشرت في أعمال 6،8. قد يكون هذا النظام متاحا للقراء من خلال التعاون مع UTS. | |
| مادة مغناطيسية موصلة مناسبة ذات سمك متفاوت. | N / A | تم إنشاء النتائج التمثيلية في هذا العمل من خلال الحصول على قياسات PEC على قطع اختبار الحديد الزهر الرمادي المستخرجة من سرير اختبار الأنابيب الموجود في سيدني أستراليا ، والتي يتوفر موقعها وتفاصيلها القديمة في المراجع 9-11. قد يكون سرير اختبار الأنابيب بالإضافة إلى عينات المعايرة المستخرجة في متناول القراء من خلال التعاون مع UTS. | |
| منصة حسابية لمعالجة إشارات PEC | MathWorks ، Natick ، MA ، الولايات المتحدة الأمريكية. | مطلوب نظام أساسي للحساب يمكن من خلاله ترميز خوارزمية معالجة إشارة PEC وتنفيذها. في هذا المنشور ، تمت معالجة إشارة PEC باستخدام برنامج قابل للتنفيذ يسمى "PEC_Signal_Processor" ، تم إنتاجه باستخدام MATLAB R2017b ، الناشر: MathWorks ، Natick ، MA ، الولايات المتحدة الأمريكية. | |
| تطبيق يمكنه إنتاج جدول يحتوي على إشارات PEC الأولية (على سبيل المثال ، Microsoft Office Excel). | شركة مايكروسوفت ، ون مايكروسوفت واي ، ريدموند ، واشنطن ، الولايات المتحدة الأمريكية. | تم استخدام Microsoft Office Excel (Office 16) لعمل هذا المنشور. |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission