Kwantificeren van de relatieve dikte van geleidende Ferromagnetische materialen met behulp van detector Coil-gebaseerde gepulseerde wervelstroom sensoren
January 16th, 2020
Hier presenteren we een protocol om de relatieve dikte (d.w.z. dikte als een percentage met betrekking tot een referentie) van geleidende Ferromagnetische materialen te kwantificeren met behulp van detector Coil-gebaseerde gepulseerde wervelstroom sensoren, terwijl het overwinnen van de kalibratie Vereiste.
Gepulseerde wervelstroomsening is een elektromagnetische sensingtechniek die wordt gebruikt om bepaalde fysische eigenschappen en effecten van elektrisch geleidende en soms ferromagnetische materialen te beoordelen. We zullen het gebruik van een software-interface van het gebruik van de gepulseerde wervelstroom signalen vastgelegd uit detector spoel gebaseerde sensor architectuur en hoe informatie te extraheren uit deze signalen. Dit protocol maakt een relatieve dikte kwantificering van ferromagnetische metalen wolietstructuren mogelijk met behulp van gepulseerde wervelstroomsen.
Deze techniek maakt het mogelijk de omvang van corrosie, grafvorming of wolverlies van ferromagnetische wol zoals structuren te meten voor de beoordeling van de structuur en te bouwen en te integreren. Voor gepulseerde eddy current signaal processor installatie, lokaliseren en uitvoeren van de PEC signaal processor. exe-bestand, en wanneer de interface wordt weergegeven, klik op volgende.
Wanneer de volgende interface wordt geopend, geeft u de bestandslocatie op voor de installatie en schakelt u het selectievakje Een snelkoppeling naar het bureaublad in om het softwarepictogram aan het bureaublad toe te voegen. Klik op volgende en geef de installatielocatie op voor de vereiste runtime-omgeving. Wanneer de installatie is voltooid, klikt u op Voltooien.
Het bureaubladpictogram wordt weergegeven. Gebruik voor aanvang van de analyse een gepulseerde wervelstroomsensor met een werkende elektronische box en een detectorspoelsensor om gepulseerde wervelstroomsignalen van de metaalstructuur van belang te verzamelen. Exporteer aan het einde van de scan de verzamelde signalen van de sensing-eenheid naar een compatibele, bewerkbare tekstverwerker en bevestigt dat de signalen als tabel zijn gerangschikt.
Kopieer de tabel naar het bureaublad en dubbelklik op het bureaubladpictogram om de toepassing uit te voeren. De interface wordt geopend. Als u de signalen wilt laden, klikt u op het tabblad laadsignalen en selecteert u het bestand met de signalen om de signalen naar de software-interface te importeren.
Wanneer het aantal signalen in de tabel met ruwe signalen verschijnt, klikt u op potsignalen en observeert u de signalen die in logaritmische schaal zijn uitgezet. Klik op het zoomtabblad en pas het plotvenster voor het lineaire gebied aan totdat het duidelijk zichtbaar is. De onderste en bovenste marges moeten een rechte lijn regio binnen de lichte schaduw van de signalen omvatten.
Als dit niet het bekend is, raden we aan relatieve diktewaarden te genereren met behulp van verschillende marges en vervolgens de resultaten te vergelijken. Nadat u redelijke lagere en bovenste marges voor de regio hebt ingeperk, klikt u op plotmarges en wacht u tot de marges in het groen worden uitgezet. Klik extraheren functies, de rechte lijn segmenten zullen worden uitgezet in het rood.
Klik op relatieve dikte berekenen om het plotten van een histogram met berekende relatieve diktewaarden waar te nemen. Klik op relatieve dikte opslaan om de berekende relatieve diktewaarden op te slaan. Voer een bestandsnaam in en klik op ok.
Klik vervolgens opnieuw op ok om de bestandsnaam te bevestigen. De relatieve diktewaarden worden opgeslagen als een tabel op het bureaublad. De relatieve diktewaarden die op het scherm worden weergegeven, zijn in de vorm van breuken.
Een geeft maximale dikte voor de 100%-referentie. Hier wordt de typische vorm van een tijddomeinsignaal weergegeven in de logaritmische vorm die is vastgelegd uit een gepulseerde wervelstroomsensor. Een indicatief lineair gebied van het latere stadium van het logaritmische signaal kan worden waargenomen, waarvoor t veel groter is dan 0 en waaruit de bèta van de vervalsnelheidsfunctie wordt geëxtraheerd.
Hier wordt een reeks signalen getoond die op verschillende diktes van grijs gietijzer worden gevangen. Dit signaal komt overeen met de maximale dikte met de maximale bètawaarde in de set. Dergelijke waarden kunnen worden geselecteerd als referentie bètawaarden om de kwantificering van de relatieve dikte te vergemakkelijken, met behulp van de vergelijking zoals aangegeven.
In deze tabel worden de werkelijke relatieve diktewaarden en de relatieve diktewaarden weergegeven die zijn berekend op basis van bètawaarden die zijn verkregen uit gepulseerde wervelstroomsignalen voor een representatief experiment. Hier kan de corelation tussen gepulseerde wervelstroomsignaal gebaseerde relatieve dikteschattingen en de werkelijke relatieve diktewaarden worden waargenomen. De effectiviteit van de methode wordt aangetoond door de hoge correlatie afgebeeld door de lineaire relatie.
Zorg ervoor dat het huidige gebied van het gepulseerde wervelstroomsignaal wordt vermeden en dat u het lineaire gebied in de lichtfase selecteert om extractie van de bètafunctie mogelijk te maken. Gepulseerde en andere wervelstroomtechnieken worden vaak gebruikt voor een anomaliedetectie, fysieke eigenschapsmetingen en voor de beoordeling van niet-metalen coatings die metalen structuren bedekken.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel presenteert een protocol voor het kwantificeren van de relatieve dikte van geleidende ferromagnetische materialen met behulp van gepulseerde wervelstroomsensoren. De methode maakt de beoordeling van de structurele integriteit mogelijk door eigenschappen zoals corrosie en grafitisering te meten.
Belangrijkste onderdeel van het onderzoek
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Materiaalkunde
- Elektromagnetisch detectie
Achtergrond
- Gepulseerde wervelstroomdetectie is een elektromagnetische techniek.
- Het wordt gebruikt om de fysische eigenschappen van geleidende materialen te evalueren.
- De techniek kan ferromagnetische materialen beoordelen.
- Toepassingen omvatten het meten van corrosie en structurele integriteit.
Doel van het onderzoek
- Om de relatieve dikte van ferromagnetische materialen te kwantificeren.
- Om een methode te bieden voor het beoordelen van materiaaldegradatie.
- Om gepulseerde wervelstroomsignalen te gebruiken voor gegevensextractie.
Gebruikte methoden
- Gebruik van gepulseerde wervelstroomsensoren op basis van detectorspoelen.
- Software-interface voor het verwerken van gepulseerde wervelstroomsignalen.
- Installatie van de PEC-signaalprocessorsoftware.
- Extractie van informatie uit vastgelegde signalen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle kwantificering van dikte als percentage.
- Vermogen om corrosie en materiaaldegradatie te beoordelen.
- Aangetoonde effectiviteit van het protocol in praktische toepassingen.
- Een betrouwbare methode geboden voor het evalueren van ferromagnetische structuren.
Conclusies
- Het protocol verbetert de beoordeling van ferromagnetische materialen.
- Het biedt een niet-destructieve methode voor het evalueren van de structurele integriteit.
- Toekomstige toepassingen kunnen zich uitbreiden naar verschillende geleidende materialen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This protocol enables non-destructive relative thickness assessment of conductive ferromagnetic materials, supporting structural health monitoring in energy, water, oil, and gas infrastructure. By quantifying degradation such as corrosion and graphitization without requiring material-specific calibration, it facilitates early detection of integrity loss in large-diameter pipes. The method enhances predictive confidence in maintenance decisions and reduces operational risk in critical asset management workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of material degradation mechanisms in ferromagnetic systems relevant to biomedical device integrity.
- Operational Value: Supports hypothesis testing on corrosion-related failure modes in implantable or diagnostic ferromagnetic components.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides quantitative, reproducible readouts for assessing ferromagnetic coating thickness in sensor or electrode development.
- Operational Value: Enables standardization of thickness evaluation across batches of conductive biomaterials used in diagnostic platforms.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Facilitates longitudinal monitoring of ferromagnetic biomarker delivery systems or implant degradation in preclinical models.
- Operational Value: Connects discovery-phase material screening to preclinical safety assessment through consistent thickness-based degradation metrics.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into discovery workflows where ferromagnetic material stability impacts assay reliability or device function, particularly in early-stage screening of conductive biomaterials.
- Discovery Biology: Supports evaluation of ferromagnetic nanoparticle stability or coating integrity in biosensor development.
- Screening: Enables high-reproducibility thickness quantification for comparative analysis of ferromagnetic material batches.
- Analytics: Generates decay rate-derived relative thickness values that allow statistical comparison across experimental conditions.
- Translational Research: Supports continuity from material discovery to preclinical validation by tracking degradation of ferromagnetic components in disease-relevant systems.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable NDE capability for monitoring ferromagnetic material performance across multiple R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in ferromagnetic material degradation studies through quantitative, calibration-free thickness assessment.
- Operational Value: Ensures reproducibility and scalability of thickness measurements across diverse ferromagnetic sample sets.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in biomaterial selection by providing early, predictive indicators of structural integrity loss.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of ferromagnetic-based technologies based on quantified degradation resistance.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electromagnetic sensing and signal processing for accurate decay rate extraction.
- Dependent on detector coil-based pulsed eddy current sensing units and compatible software interfaces.
- Necessitates standardization of signal acquisition protocols across teams to ensure comparable relative thickness outputs.
- Adaptation to biomimetic or composite ferromagnetic systems may require validation of signal linearity in complex matrices.
- Practical limitations include reduced sensitivity in non-uniform or geometrically complex ferromagnetic structures, as noted in source material.
