Quantificare lo spessore relativo dei materiali Ferromagnetici conduttivi utilizzando sensori di corrente eddy a coil e urio
16 gennaio 2020
Qui presentiamo un protocollo per quantificare lo spessore relativo (cioè lo spessore come percentuale rispetto a un riferimento) dei materiali ferromagnetici conduttivi utilizzando sensori di corrente eddy a base di bobina del rivelatore, superando la calibrazione Requisito.
Il rilevamento della corrente parassddy pulsata è una tecnica di rilevamento elettromagnetico utilizzata per valutare alcune proprietà fisiche ed effetti di materiali elettricamente conduttivi e talvolta ferromagnetici. Introdurremo l'uso di un'interfaccia software per l'utilizzo dei segnali di corrente parasddy pulsata catturati dall'architettura del sensore basata sulla bobina del rivelatore e come estrarre informazioni da tali segnali. Questo protocollo consente una quantificazione relativa dello spessore delle strutture di lana metallica ferromagnetica utilizzando il rilevamento della corrente parasddy pulsata.
Questa tecnica consente di misurare l'entità della corrosione, la grafizzazione o la perdita di lana di lana ferromagnetica come strutture per la valutazione della struttura e costruirla e integrarla. Per l'installazione del processore del segnale di corrente parasddy pulsata, individuare ed eseguire il processore del segnale PEC. exe e, quando viene visualizzata l'interfaccia, fare clic su Avanti.
All'apertura dell'interfaccia successiva, specificare il percorso del file per l'installazione e selezionare la casella di controllo Aggiungi collegamento al desktop per aggiungere l'icona del software al desktop. Fare clic su avanti e specificare il percorso di installazione per l'ambiente di esecuzione richiesto. Al termine dell'installazione, fare clic su Fine.
Verrà visualizzata l'icona del desktop. Prima di iniziare l'analisi, utilizzare un'unità di rilevamento della corrente parasata pulsata basata su bobina del rivelatore con una scatola elettronica operativa e un sensore basato sulla bobina del rivelatore per raccogliere segnali di corrente parassata pulsata dalla struttura metallica di interesse. Al termine della scansione, esportare i segnali raccolti dall'unità di rilevamento in un elaboratore di testi compatibile e modificabile e confermare che i segnali sono disposti come tabella.
Copiare la tabella sul desktop e fare doppio clic sull'icona del desktop per eseguire l'applicazione. L'interfaccia si aprirà. Per caricare i segnali, fare clic sulla scheda segnali di carico e selezionare il file contenente i segnali per importare i segnali nell'interfaccia software.
Quando appare il numero di segnali contenuti all'interno della tabella contenenti segnali grezzi, fare clic sui segnali del vaso e osservare i segnali tracciati in scala logaritmica. Fate clic sulla scheda zoom e regolate la finestra del plottaggio per la regione lineare fino a quando non sarà chiaramente visibile. I margini inferiore e superiore dovrebbero comprendere una regione di linea retta all'interno della tonalità di luce dei segnali.
Se non sono sicuri, si consiglia di generare valori di spessore relativi utilizzando più margini e quindi confrontare i risultati. Dopo aver immesso margini ragionevoli inferiori e superiori per l'area, fare clic sui margini del plottaggio e attendere che i margini siano tracciati in verde. Fate clic su Estrai feature (Extract features), i segmenti a linea retta verranno tracciati in rosso.
Fate clic su calcola spessore relativo (Calculate relative thickness) per osservare il plottaggio di un istogramma dei valori di spessore relativi calcolati. Fate clic su Salva spessore relativo (Save relative thickness) per salvare i valori di spessore relativo calcolati. Immettere un nome di file e fare clic su OK.
Quindi fare di nuovo clic su OK per confermare il nome del file. I valori di spessore relativi verranno salvati come tabella sul desktop. I valori di spessore relativi visualizzati sullo schermo sono sotto forma di frazioni.
Uno indica lo spessore massimo per il riferimento al 100%. Qui viene mostrata la forma tipica di un segnale di dominio del tempo espresso nella forma logaritmica catturata da un sensore di corrente parasddy pulsata basato su bobina del rivelatore. Si può osservare una regione lineare indicativa dello stadio successivo del segnale logaritmico, per la quale t è molto maggiore di 0, e da cui viene estratta la caratteristica del tasso di decadimento beta.
Qui viene mostrata una serie di segnali catturati su diversi spessori di ghisa grigia. Questo segnale corrisponde allo spessore massimo con il valore beta massimo nell'insieme. Tali valori possono essere selezionati come valori beta di riferimento per facilitare la quantificazione dello spessore relativo, utilizzando l'equazione come indicato.
In questa tabella vengono mostrati i valori di spessore relativo effettivi e i valori di spessore relativi calcolati dai valori beta ottenuti dai segnali di corrente parasto pulsata per un esperimento rappresentativo. Qui, si può osservare la corelazione tra le stime dello spessore relativo basate sul segnale di corrente parasddy pulsata e i valori di spessore relativo effettivi. L'efficacia del metodo è dimostrata dall'alta correlazione raffigurata dalla relazione lineare.
Fare attenzione ad evitare la regione corrente del segnale di corrente parasto pulsata e a selezionare la regione lineare nella fase di luce per consentire l'estrazione della funzione beta. Le tecniche di corrente pulsata e altre tecniche di corrente parassddy sono comunemente utilizzate per il rilevamento di anomalie, misurazioni di proprietà fisiche e per la valutazione di rivestimenti non metallici che coprono strutture metalliche.
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Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per la quantificazione dello spessore relativo di materiali ferromagnetici conduttivi mediante sensori a correnti parassite impulsive. Il metodo consente la valutazione dell'integrità strutturale misurando proprietà come la corrosione e la grafitizzazione.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Scienza dei materiali
- Rilevamento elettromagnetico
Sfondo
- La rilevazione a correnti parassite impulsive è una tecnica elettromagnetica.
- Viene utilizzata per valutare le proprietà fisiche di materiali conduttivi.
- La tecnica può analizzare materiali ferromagnetici.
- Le applicazioni includono la misurazione della corrosione e dell'integrità strutturale.
Scopo dello studio
- Quantificare lo spessore relativo dei materiali ferromagnetici.
- Fornire un metodo per la valutazione del degrado del materiale.
- Utilizzare segnali a correnti parassite impulsive per l'estrazione dei dati.
Metodi Utilizzati
- Utilizzo di sensori a correnti parassite impulsive basati su bobine di rilevamento.
- Interfaccia software per l'elaborazione dei segnali a correnti parassite impulsive.
- Installazione del software del processore di segnali PEC.
- Estrazione di informazioni dai segnali acquisiti.
Risultati Principali
- Quantificazione riuscita dello spessore in percentuale.
- Capacità di valutare la corrosione e il degrado dei materiali.
- Efficacia dimostrata del protocollo in applicazioni pratiche.
- Fornito un metodo affidabile per valutare le strutture ferromagnetiche.
Conclusioni
- Il protocollo migliora la valutazione dei materiali ferromagnetici.
- Offre un metodo non distruttivo per valutare l'integrità strutturale.
- Applicazioni future potrebbero estendersi a vari materiali conduttori.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Questo protocollo consente la valutazione non distruttiva dello spessore relativo di materiali ferromagnetici conduttivi, supportando il monitoraggio dello stato strutturale nelle infrastrutture energetiche, idriche, petrolifere e del gas. Quantificando degradi come la corrosione e la grafitizzazione senza richiedere una calibrazione specifica per il materiale, facilita il rilevamento precoce della perdita di integrità in tubazioni di grande diametro. Il metodo migliora l'affidabilità predittiva nelle decisioni di manutenzione e riduce il rischio operativo nei flussi di gestione delle attività critiche.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi dei meccanismi di degradazione dei materiali in sistemi ferromagnetici rilevanti per l'integrità dei dispositivi biomedici.
- Valore operativo: Supporta la verifica di ipotesi sui modi di guasto correlati alla corrosione in componenti ferromagnetici impiantabili o diagnostici.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Fornisce letture quantitative e riproducibili per la valutazione dello spessore di rivestimenti ferromagnetici nello sviluppo di sensori o elettrodi.
- Valore operativo: Consente la standardizzazione della valutazione dello spessore in lotti di biomateriali conduttivi utilizzati in piattaforme diagnostiche.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Consente il monitoraggio longitudinale dei sistemi di somministrazione di biomarcatori ferromagnetici o della degradazione degli impianti in modelli preclinici.
- Valore operativo: Collega la selezione dei materiali nella fase di scoperta alla valutazione preclinica della sicurezza attraverso metriche di degradazione basate sullo spessore costante.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si integra nei flussi di lavoro di scoperta in cui la stabilità dei materiali ferromagnetici influisce sull'affidabilità del saggio o sul funzionamento del dispositivo, in particolare nella selezione iniziale di biomateriali conduttivi.
- Biologia della scoperta: Supporta la valutazione della stabilità delle nanoparticelle ferromagnetiche o dell'integrità del rivestimento nello sviluppo di biosensori.
- Screening: Permette una quantificazione dello spessore ad alta riproducibilità per l'analisi comparativa di lotti di materiali ferromagnetici.
- Analisi: Genera valori relativi di spessore derivati dalla velocità di decadimento, che consentono il confronto statistico tra diverse condizioni sperimentali.
- Ricerca traslazionale: Favorisce la continuità dalla scoperta del materiale alla validazione preclinica monitorando il degrado dei componenti ferromagnetici in sistemi rilevanti per le malattie.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una capacità di ispezione non distruttiva (NDE) riutilizzabile per il monitoraggio delle prestazioni dei materiali ferromagnetici in diversi programmi di R&S.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica negli studi di degrado dei materiali ferromagnetici mediante una valutazione quantitativa dello spessore senza necessità di calibrazione.
- Valore operativo: Garantisce riproducibilità e scalabilità delle misurazioni dello spessore su diversi insiemi di campioni ferromagnetici.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di accettazione o rifiuto nella selezione di biomateriali fornendo indicatori predittivi precoci della perdita di integrità strutturale.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione basata sul rischio delle tecnologie basate su materiali ferromagnetici in funzione della resistenza al degrado quantificata.
Considerazioni per l'Implementazione
- Richiede competenze nel campo della sensoristica elettromagnetica e dell'elaborazione dei segnali per l'estrazione accurata del tasso di decadimento.
- È subordinato all'uso di unità di sensoristica a correnti parassite impulsive basate su bobine detector e a interfacce software compatibili.
- Necessita della standardizzazione dei protocolli di acquisizione del segnale tra i diversi gruppi per garantire risultati comparabili in termini di spessore relativo.
- L'adattamento a sistemi biomimetici o compositi ferromagnetici può richiedere la validazione della linearità del segnale in matrici complesse.
- I limiti pratici includono una sensibilità ridotta in strutture ferromagnetiche non uniformi o geometricamente complesse, come indicato nella fonte.
