Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Dedektör Bobin Bazlı Darbeli Eddy Akım Sensörleri Kullanılarak İletken Ferromanyetik Malzemelerin Göreceli Kalınlığının Ölçülmesi

Published: January 16, 2020 doi: 10.3791/59618

Summary

Burada, dedektör bobin bazlı darbeli eddy akım sensörleri kullanılarak iletken ferromanyetik malzemelerin göreceli kalınlığını (yani bir referansa göre yüzde olarak kalınlığı) ölçmek için bir protokol sıyoruz. Gereksinim.

Abstract

İletken ferromanyetik malzemelerin tahribatsız değerlendirme (NDE) yoluyla kalınlık tasnifi, özellikle büyük çaplı iletkenlerin durumunudeğerlendirmek için altyapının yapısal sağlık takibinin önemli bir bileşenidir. enerji, su, petrol ve gaz sektörlerinde bulunan ferromanyetik borular. Darbeli eddy akım (PEC) algılama, özellikle dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisi, bu amaca hizmet etmek için etkili bir araç olarak yıllar içinde kendini kurmuştur. Pec sensörleri ve işleme sinyalleri tasarlamak için yaklaşımlar önceki çalışmalarda sunulmuştur. Son yıllarda kalınlık nicelemesi amacıyla dedektör bobin tabanlı zaman etki alanı PEC sinyalinin bozunma oranı nın kullanımı incelenmiştir. Bu tür çalışmalar, bozunma hızı nadayalı yöntemin dedektör bobini tabanlı sensör mimarisine genellik tuttuğunu ve sensör şekli ve boyutu, bobin dönüşlerinin sayısı ve uyarma akımı gibi faktörlere karşı bir dereceye kadar bağışıklık sahibi olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, bu yöntem gri dökme demirden yapılmış büyük boruların NDE etkinliğini göstermiştir. Bu tür literatürü takiben, bu çalışmanın odak noktası açıkça PEC sensör dedektörü bobin gerilim bozunma hızı esaslı iletken ferromanyetik malzeme kalınlığı nicelleştirmedir. Ancak, bu yöntemin karşılaştığı zorluk kalibrasyon zorluğudur, özellikle bazı boru malzemelerinin elektriksel ve manyetik özelliklerinin ölçülmesi veya kalibrasyon elde edilmesi nedeniyle yerinde boru durum değerlendirmesi gibi uygulamalar söz konusu olduğunda örnekler pratikte zordur. Bu meydan okumadan motive edilen, önceki bazı çalışmalarda olduğu gibi gerçek kalınlığı tahmin etmek yerine, bu çalışma, göreceli kalınlığı (örneğin, belirli bir konumun kalınlığını maksimum kalınlık), kalibrasyon için gerekli olmadan.

Introduction

Darbeli eddy akım (PEC) algılama tekniği belki de eddy akım ailesinin en çok yönlü üyesidir (EC) tahribatsız değerlendirme (NDE) teknikleri ve kusurların tespiti ve nicelleştirilmesi nde birçok uygulama vardır, ve metallerin ve metalik yapıların geometrisi1. Birkaç milimetreden birkaç milimetreye kadar duvar kalınlıklarına sahip iletken ferromanyetik duvar benzeri yapıların kalınlık niceliği, altyapının yapısal sağlık takibi alanında yüksek talep li bir mühendislik hizmetidir. Bu hizmeti gerektiren ferromanyetik alaşımlardan oluşan kritik altyapı, enerji, su, petrol ve gaz endüstrilerinde yaygın olarak mevcuttur. PEC sensörleri çeşitli mimariler aşağıdaki tasarlanmış olsa da, dedektör bobin tabanlı mimari en etkili ve yaygın ferromanyetik malzemelerin durum değerlendirilmesinde kullanılan olarak tespit edilmiştir2,3,4,5. Bu nedenle, iletken ferromanyetik malzemelerin kalınlık niceliği sorununa temel oluşturan dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisidir.

Dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisi genellikle iki eşmerkezli yara oluşur, hava kordin, iletken bobinler2,3,4,5,6 (genellikle bakır bobinler). Bu bobinlerinşekil2,3,4,5,6şeklinde dairesel olması oldukça yaygındır, ancak zaman zaman dikdörtgen şekilli bobinler6 kullanılmıştır. Sensördeki iki bobinden biri uyarıcı bobin, diğeri ise dedektör bobini gibi davranır. BIR PEC sensöründe, eksiter bobin bir gerilim darbesi ile heyecanlanır - prensipte Bir Heaviside adım fonksiyonu olarak karakterize edilebilir bir şey. Bu darbeli uyarma sensörün etrafında geçici bir manyetik alan (birincil alan olarak adlandırılır) oluşturur. Sensör iletken bir test parçasına (örneğin, iletken ferromanyetik duvar benzeri bir yapı) bitişik yerleştirildiğinde, bu geçici manyetik alan test parçasındaki değişen eddy akımlarını tetikler. Bu eddy akımları birincil alana karşı ikincil bir manyetik alan (ikincil alan olarak adlandırılır) oluşturur. Birincil ve ikincil alanların ortaya çıkan etkisine yanıt olarak, geçici bir gerilim dedektör bobinine indüklenir - bu da bu çalışma için ilgi nin zaman alanı PEC sinyali olur.

PEC sensör dedektörü bobin gerilim bozunma hızı olarak gösterilir) rapor edilmiştir6,7,8 orantılılık β Equation 7 μσdgöstermek için2, bir sinyal manyetik geçirgenlik bir iletken ferromanyetik tabaka üzerinde bir PEC sensörü yerleştirerek elde edildiğinde μ, elektrik iletkenlik σ, ve kalınlığı d. Bu bozunma hızı sinyal özelliği sensör boyutu, sensör şekli ve lift-off6,7,8gibi parametrelere önemli bir bağışıklık olmasına rağmen, hangi son derece in situ boru durum değerlendirmesi 9 gibi zorlu NDE senaryoları için çürüme oranı arzu yapar9,10,11, Bu özellik kalibre edilmelidir (yani, μ, incelenen malzemenin σ) kalınlığı sağlamak için (yani. , d) niceleme. Çürüme hızına dayalı kalınlık nicelliği geleneksel yöntemler etkinleştirmek için6,8, Bu kalibrasyon kalibrasyon örnekleri ayıklama tarafından yapılmalıdır6,8 veya eddy akım tabanlı malzeme özelliği karakterizasyon yöntemleri12,13. Alternatif olarak, kalibrasyon karmaşıklığı göreceli kalınlık şeklinde kalınlığı temsil ederek önlenebilir. Bir NDE egzersizi yapıldığını ve β değerlerinin sinyallerden çıkarılırken, test parçasındaki maksimum kalınlık noktasının β değeri nitel olarak temsil edildiğini varsayalım (yani βref Equation 7 μσdmax2); daha sonra, başka bir konumun kalınlığı formda Equation 1 maksimum kalınlığın yüzdesi olarak temsil edilebilir , çıkış olarak göreceli bir kalınlık sunan, hangi hala yararlı nitel bilgi bir NDE çıkış olarak da μiçin kalibre etmek zorunda kalmadan basitlik taşır , σ. Burada sunulan protokol, bunu gerçekleştirmek için izlenecek adımları açıklar.

Çürüme oranı β dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisine genellik gösterdiğinden, sensör tasarımının parametrelerine karşı bağışıklığı gösterirken, asansör 6,7,8,14, uygulayıcılar burada protokolü takip ederek göreceli kalınlık niceliği gerçekleştirmek için uygun bir iletken ferromanyetik malzeme üzerinde seçtikleri herhangi bir dedektör bobin tabanlı PEC algılama sistemini kullanabilirler. İletim ferromanyetik malzeme için PEC sensör tasarım örneği ilgilenen okuyucular için kullanılabilir15. Bu çalışmada sunulan sinyaller ve sonuçlar University of Technology Sydney tarafından geliştirilen PEC sistemi kullanılarak elde edilmiştir6,8. PEC sistemi tarafından elde edilen temsili sonuçlar için kullanılan iletken ferromanyetik malzeme, Sydney Avustralya'da bir boru test yatağı9,10,11 çıkarılan gri dökme demirdir.

Bu yayında sunulan yöntemlerin, sonuçların ve tartışmaların açıkça dedektör bobini tabanlı PEC sensör mimarisinin zaman etki alanı sinyalinin iletken ferromanyetik malzemelerin kalınlık niceliği için bozunma oranının kullanımına odaklandığı unutulmamalıdır. Yayın PEC algılama ilkeleri ve sensör yapılandırmaları genel kuralları hakkında daha geniş bir tartışma içermez. Diğer yayınlanan çalışma16,17,18 okuyucular için dedektör bobin tabanlı sensör mimarisi dışında PEC sensör yapılandırmaları hakkında daha fazla fikir edinmek için yararlı olabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Mevcut bir dedektör bobin bazlı PEC sinyalinden bozulma oranı β ayıklanması

  1. Deneysel olarak yakalanan PEC sinyalini (yani, ln[V(t)]] logaritmik formunda bir zaman etki alanı dedektörü bobin gerilimini (V(t))olarak gösterilir) ifade edin. Şekil 1'deln[V(t)] şeklinde ifade edilen tipik bir PEC sinyali gösterilmiştir.
  2. Sinyal in durumu tatmin Equation 2 eder şeklinde doğrusal bir bölge Equation 3 bulun. Equation 4 Şekil 1'dekisinyale Equation 5 göre tatmin edici ve uygulanabilir bir doğrusal bölge olur.
  3. Şekil 2'degösterildiği gibi, tanımlanan Equation 6 doğrusal bölge içindeki deneysel sinyal verilerine düz çizgi modeli sığdırın ve βdeğerini tahmin edin.

2. Bağıl kalınlığın ölçülmesi

  1. Farklı kalınlığa sahip iletken ferromanyetik test parçası üzerinde gerçekleştirilen bir NDE görevinden elde edilen birden fazla sinyal(Şekil 3)olduğunu varsayalım. İlk olarak, tüm sinyalleriçin ortak bir doğrusal bölge tanımlayın ve β değerlerini ayıklayın. Şekil 3'tekisinyallere Equation 8 göre, yeterli ve uygulanabilir bir doğrusal bölge gibi görünmektedir.
  2. Maksimum β değerini seçin ve β Equation 7 μσd2 orantılılık6,7,8'egöre maksimum kalınlığa karşılık gelen maksimum β değeri olmalıdır.
  3. Dizin Equation 10 th ölçümü Equation 9 karşılık gelir şeklinde nispi kalınlık yüzdesi ifade.

3. PEC_Signal_Processor kurulumu

  1. dosyayı PEC_Signal_Processor.exebulun. Dosyayı çift tıklatın ve yürütmeye izin verin.
  2. Aşağıdaki arabirim göründüğünde İleri'yitıklatın. Arabirim açılırsa, yükleme için dosya konumunu belirtin ve yazılım simgesini masaüstüne eklemek için masaüstüne bir kısayol ekleyin onay kutusunu işaretleyin. Ardından İleri'yitıklatın.
  3. Gerekli Çalışma Zamanı Ortamı için yükleme konumunu belirtin ve Sonra İleri'yitıklatın. Gerekli Çalışma Zamanı Ortamı zaten yüklüyse, İleri'yitıklatın.
  4. İstenen lisans hüküm ve koşullarını okuyun ve kabul edin. Ardından Yükle'yitıklatın.
  5. Yükleme tamamlandığında Bitir'i tıklatın. Masaüstü simgesi görüntülenir.

4. Sinyallerin hazırlanması

  1. PEC sensör çıkışlarının [ham sinyaller, yani V(t)] bir tablo olarak düzenlendiğinden emin olun.
  2. Sinyalleri içeren tabloyu masaüstüne (veya uygulamanın yüklü olduğu üst dizinde bulunan bir klasöre) kopyalayın. Kolaylık sağlamak için masaüstü önerilir.

5. Uygulamanın yürütülmesi

  1. Uygulamayı çalıştırmak için masaüstü simgesini çift tıklatın. Arayüz açılacak.
  2. Sinyalleri Yük Sinyalleri sekmesine tıklayarak yükleyin ve sinyalleri yazılım arabirimine aktarmak için sinyalleri içeren dosyayı seçin.
  3. Tabloda ham sinyaller içeren sinyal sayısı = .
  4. Çizim Sinyalleri'ne tıklayın ve logaritmik ölçekte çizilen sinyalleri gözlemleyin.
  5. Yakınlaştırma sekmesine tıklayın ve doğrusal bölgenin net bir şekilde görülebilmesi için çizim penceresini ayarlayın.
  6. Gözlemden sonra, doğrusal bölge için makul alt ve üst kenar boşluklarına karar verin ve kullanılabilir metin boşluklarındaki değerleri girin.
  7. Çizim Kenar Boşlukları'na tıklayın ve kenar boşluklarının yeşil olarak çizilen olmasını bekleyin.
  8. Ekstrin Özellikleri'ni tıklatın ve düz çizgili kesimlerin nasıl kırmızı çizilir gözlemlenin.
  9. Bağıl Kalınlığı Hesapla'ya tıklayın ve hesaplanan göreli kalınlık değerlerinin histogramının nasıl çizilene dikkat edin.
  10. Hesaplanan göreli kalınlık değerlerini kaydetmek için Bağıl Kalınlığı Kaydet'i tıklatın. Dosya adı sağlayın ve Tamam'ıtıklatın.
  11. Dosya adını onaylamak için tekrar Tamam'ı tıklatarak dosya adını onaylayın. Göreli kalınlık değerleri masaüstünde bir tablo olarak kaydedilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bu bölümdeki temsili sonuçlar, referans8ile ek malzeme olarak sağlanan PEC sinyalleri kullanılarak oluşturulmuştur; Yukarıda belirtildiği gibi, sinyalleri sydney Avustralya, konumu ve vintage detayları referanslar9,10,11sağlanır boru test yatağından çıkarılan gri dökme demir örnekleri ele geçirilmiştir.

Şekil 1, dedektör bobini tabanlı PEC sensöründen yakalanan bir zaman etki alanı sinyalinin (logaritmik formda ifade edilen) tipik şeklini gösterirken, Şekil 2 logaritmik sinyalin işaret edici doğrusal bölgesini t >> 0 olarak gösterir ve bozulma hızı β'dan çıkarılır. Birden fazla PEC sinyalleri Şekil 3'tegösterilmiştir; gösterge olarak maksimum β değerini gösteren bir sinyal dahildir. Böyle bir maksimum β değeri, denklemi Equation 9 kullanarak bağıl kalınlığı ölçmek için referans β değerleri olarak kullanılabilir.

Tablo 1, çıkarılan bazı β değerlerini ve bunlar kullanılarak ölçülen göreli kalınlık değerlerini gösterir. Tablo 1'deki sonuçlar, referans8'inŞekil 20'sinde sunulan 14 mm kaldırma kılıfı için üretilmiştir; gri dökme demir üzerinde yakalanan ilgili ham PEC sinyalleri referans8ile sağlanan ek malzeme mevcuttur. Tablo 1'in ilk sütunu, PEC sinyallerinin yakalandığı gri dökme demir test parçalarının gerçek kalınlığını (milimetre cinsinden) sağlarken, ikinci sütun buna karşılık gelen β değerlerini içerir. Maksimum β değeri (yani β = 0.010078491) referans β değeri olarak kabul edilir (yani, βref). Üçüncü sütunda sağlanan olarak ölçülen ve son sütun olarak Equation 12 hesaplanan oluşan ilgili göreli kalınlık değerleri ilk sütunda listelenen gerçek kalınlık değerleri kullanılarak hesaplanan karşılık gelen gerçek göreli kalınlık değerleridir. PEC sinyallerinden hesaplanan göreli kalınlık değerlerine (β değerleri kullanılarak hesaplanan) göreli kalınlık değerlerinin grafiği Şekil 4'tegösterilmiştir. Bu veri setinde gözlenen tahminler ve gerçeklik arasında %99'un üzerinde bir korelasyon, göreceli kalınlık niceleme yönteminin etkinliğini gösterir.

Figure 1
Şekil 1: PEC sinyalinin tipik şekli, yani, indüklenen dedektör bobin gerilimi (yani, V(t))şeklinde ifade edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Dedektör bobini bazlı PEC sinyalinin t >>0 şeklinde ifade edilen temsili bir bölge, çürüme hızı nın (yani β)çıkarılması gerekenyerden. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Bir NDE egzersizinden kaynaklanan çoklu PEC sinyalleri (gri dökme demir üzerinde gerçekleştirilen) maksimum β değerini gösteren bir sinyali gösteren, prensipte nitel olarak orantılılık6,15: β Equation 7 μσd2. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4: Gerçek kalınlıktan ölçülen Bağıl Kalınlık % % ile β'dan ölçülen Bağıl Kalınlık lar arasındaki korelasyon (gri dökme demir üzerinde yapılan ölçümlere göre). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Test Parçasının Gerçek Kalınlığı (mm) β PEC Sinyalinden Çıkarılan Değer Göreli Kalınlık % β'dan ölçülür Göreli Kalınlık % Gerçek Kalınlıktan Ölçülü
3 0.000228395 15.05379428 15
5 0.000538137 23.10728068 25
7 0.001018941 31.79631773 35
9 0.001701758 41.09141494 45
11 0.003091023 55.38005157 55
15 0.005853939 76.2125254 75
20 0.010078491 100 100

Tablo 1: Bazı çıkarılan β değerleri ve gri dökme demirin niceliksel göreceli kalınlığı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dedektör bobin bazlı PEC sensörleri kullanılarak iletken ferromanyetik malzemelerin bağıl kalınlığını (yani bir referansa göre yüzde olarak kalınlığı) ölçen bir protokol sunuldu. Bu yöntemin en büyük avantajı kalibrasyon gereksiniminin üstesinden gelebilme yeteneğidir (örneğin, kalınlık nicelemesini sağlamak için incelenen malzemenin manyetik geçirgenliğini ve elektriksel iletkenliğini ölçme veya tahmin etme ihtiyacının üstesinden gelmek). Protokol, zaman etki alanı PEC sinyalinin logaritmik gösterimini, sinyalin sonraki aşamalarında doğrusal bir bölgenin tanımlanmasını, doğrusal bölgeye düz bir çizgi takılmasını ve çürüme hızının (yani Equation 9 β)ayıklanmaoranını ve denklem yoluyla bir referansa göre göregöreli kalınlığın ölçülmesini içerir, bu da malzeme özelliklerini (yani, μσσ)iptal eder ve β Equation 7 μσd2 orantılılık nedeniyle göreceli bir kalınlık üretir. Deneysel sonuçlar(Tablo 1 ve Şekil 4)bu çalışmada protokolden bağıl kalınlık nicelleştirme yönteminin etkinliğini göstermektedir.

Yazılım arabirimine aktarım için veri hazırlarken Bölüm 4'teki yönergelere uyulduğundan emin olun. Hesaplama ve grafik donanımı üzerinde ağır bir yük ten kaçınmak için, sinyalleri daha küçük boyuttaki veri dosyalarının ayrı ayrı işlenebileceği şekilde birden çok tabloya düzenleyin. Kullanıcıların kullanabileceği hesaplama gücüne bağlı olduğundan, veri dosyalarının boyutuna gerçek kısıtlamalar getirmek kolay değildir. Kullanıcılar için kullanılabilir hesaplama gücüne göre uygulanabilecek dosya boyutu kısıtlamalarını belirlemek için birkaç deneme yanılma testi önerilir. Modifikasyonlar açısından, kullanıcılar kendi yazılım paketlerini kendi seçtikleri herhangi bir hesaplama platformunu kullanarak kendi seçtikleri birden çok veya herhangi bir PEC sinyal işleme algoritması ile programlayabilirler. Iletken ferromanyetik malzemelerin kalınlık niceliği için yakın zamanda yayınlanan PEC sinyal işleme algoritmalarının gözden geçirilmesi19.

Tahmini göreli kalınlık değerlerinin doğruluğunu etkileyecek önemli bir faktör uyarma mukavemetinin yeterliliğidir. Referans8, çok az uyarma mukavemetinin penetrasyon derinliğini yüksek kalınlık değerlerine karşı hassasiyeti azaltarak nasıl sınırlandırabileceğini, çok fazla uyarma mukavemetinin ise düşük kalınlık değerlerine karşı hassasiyeti sınırlandırabileceğini bildirmiştir. Uyarma mukavemeti ile ilgili bu sorun, belirli bir malzemenin belirli bir kalınlık aralığı yetersiz uyarma mukavemeti ile değerlendirilirse, ortaya Equation 7 çıkan çürüme hızı hala kalınlığa duyarlı olsa da, evrensel olarak β Equation 9 μσd2prensibini takip etmek yanlış olabilir , bu da sonunda hatalı göreli kalınlık değerlerinin sayısallaştırılmasına neden olabilir. Bu sınırlama, nicel NDE sonuçlarında kesin hassasiyetin önemli olduğu durumlarda uygulayıcılar tarafından dikkate alınmalıdır. Ancak, nicel çıktıların gerekli olmadığı ve test parçası durumunun nitel gösteriminin yeterli olduğu durumlarda bu bir sorun haline gelmez. Bilinen kalınlıktaki kalibrasyon numunelerinin kullanılmadan uyarma mukavemetini ayarlamak için bir prosedür tanımlamak önemsiz olduğundan, uyarma mukavemeti ile herhangi bir belirsizliğe karşı iyi bir uygulama uyarma güçlü bir dizi altında sinyalleri toplamak olacaktır. Bu tür yaklaşımlar bazı gelişmiş postprocessing için temelleri oluşturan zengin veri kümeleri oluşturacak ve robotik araçlar tarafından gerçekleştirilen NDE görevleri için yararlı olabilir10,11. Ayrıca, bazı yaşlı kritik su borularında karşılaşılan gri dökme demir gibi bazı homojen iletken ferromanyetik malzemelerin elektriksel vemanyetik özellikleri, önemli bir varyans 8 görüntüler. Bu varyans, özelliklerin bir boru kohortu içinde, hatta bazen tek bir boru içinde bir konumdan diğerine farklı olmasını sağlayarak kalibrasyonu daha da zorlaştırmasını sağlar. Malzeme özelliklerindeki bu tür farklılıklar, bu çalışmada öngörülen yöntem için de bir hata kaynağı olarak rol oynayacaktır.

Son çalışmalar kritik boruların durum değerlendirmesi için PEC algılama sık ve sürekli kullanımı göstermiştir8,9,10,11,20,21,22. Bu tür çalışmalar büyük miktarda PEC verisi üretme eğilimindedir ve bu çalışmada sunulana benzer sinyal analizi protokolleri ve çerçevelerinden yararlanır. Kritik borular üzerinde yapılan çalışmalara paralel olarak, son yıllarda beton kanalizasyonlarının durum değerlendirmesi ile ilgili araştırmalara da ilgi artmıştır23,24,25,26,27,28,29,30,31. Bu tür çalışmaların yanı sıra, PEC algılama tekniği çelik takviyeli kanalizasyon durum değerlendirmesinde de32kullanım buldu. Bu çalışmada sunulan gibi PEC sinyal analizi protokolleri, durum değerlendirmesi ile ilgili çalışmaların sonucu olarak üretilen büyük miktardaki PEC verilerinin analizinde yararlı olabilir.

Yöntemin kritik adımları şu şekilde sıralanabilir: (1) ham PEC sinyallerinin düzenlenmesi [V(t)] tablo olarak; (2) ham sinyalleri yazılım arabirimine yüklemek; (3) sinyalleri logaritmik ölçekte çizmek ve görselleştirmek (örneğin, sinyalleriln[V(t)şeklinde çizmek); (4) çizilen sinyalleri görsel olarak incelemek ve uygun bir doğrusal aralığı belirlemek; (5) özellik çıkarma gerçekleştirme; (6) göreceli kalınlık nicelik leme gerçekleştirin; ve (7) sonuçları kaydetme. Bölüm 3, yukarıda listelenen görevleri gerçekleştirmek için daha ayrıntılı adım adım yönergeler sağlar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların ifşa etmesi gereken çıkar çatışmaları yoktur. Yazarlarekokuma malzemesi olarak 2,6,7,8,9,10,11 işleri tavsiye etmek istiyorum.

Acknowledgments

Yazarlar michael Behrens ve Damith Abeywardana tarafından tasarım ve çeşitli algılama donanım bileşenleri uygulanmasında yapılan katkıları kabul etmek istiyorum. Alen Alempijeviç, Teresa Vidal-Calleja, Gamini Dissanayake ve Sarath Kodagoda'nın oynadığı araştırma denetim rolleri ve Kritik Borular Projesi'ni finanse eden ve ortak olan tüm kişi ve kuruluşların katkıları da kabul edilmektedir. .

Materials

Name Company Catalog Number Comments
A Detector Coil-based PEC Sensing System. N/A The representative results in this work were generated using the PEC system developed by University of Technology Sydney (UTS), Australia and published in works 6,8. This system may be accessible to readers via collaborating with UTS.
A suitable conductive ferromagnetic material of varying thickness. N/A The representative results in this work were generated by acquiring PEC measurements on grey cast iron test pieces extracted from a pipe test-bed located in Sydney Australia, whose location and vintage details are available in references 9-11. The pipe test-bed as well as the extracted calibration samples may be accessible to readers via collaborating with UTS.
A computation platform for PEC signal processing MathWorks, Natick, MA, USA. A computation platform in which the PEC signal processing algorithm can be coded and executed is required. In this publication, PEC signal processing was done using a software executable named "PEC_Signal_Processor", produced using MATLAB R2017b, Publisher: MathWorks, Natick, MA, USA.
An application that can produce a table containing raw PEC signals (e.g., Microsoft Office Excel). Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, Washington, USA. Microsoft Office Excel (Office 16) was used for the work of this publication.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. García-Martín, J., Gómez-Gil, J., Vázquez-Sánchez, E. Non-destructive techniques based on eddy current testing. Sensors. 11 (3), 2525-2565 (2011).
  2. Huang, C., Wu, X., Xu, Z., Kang, Y. Ferromagnetic material pulsed eddy current testing signal modeling by equivalent multiple-coil-coupling approach. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 44 (2), 163-168 (2011).
  3. Xu, Z., Wu, X., Li, J., Kang, Y. Assessment of wall thinning in insulated ferromagnetic pipes using the time-to-peak of differential pulsed eddy-current testing signals. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 51, 24-29 (2012).
  4. Huang, C., Wu, X. An improved ferromagnetic material pulsed eddy current testing signal processing method based on numerical cumulative integration. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 69, 35-39 (2015).
  5. Chen, X., Lei, Y. Electrical conductivity measurement of ferromagnetic metallic materials using pulsed eddy current method. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 75, 33-38 (2015).
  6. Ulapane, N., Alempijevic, A., Valls Miro, J., Vidal-Calleja, T. Non-destructive evaluation of ferromagnetic material thickness using Pulsed Eddy Current sensor detector coil voltage decay rate. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 100, 108-114 (2018).
  7. Ulapane, N., Nguyen, L., Valls Miro, J., Dissanayake, G. A Solution to the Inverse Pulsed Eddy Current Problem Enabling 3D Profiling. IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. , (2018).
  8. Ulapane, N., Alempijevic, A., Vidal Calleja, T., Valls Miro, J. Pulsed Eddy Current Sensing for Critical Pipe Condition Assessment. Sensors. 17 (10), 2208 (2017).
  9. Valls Miro, J., et al. A live test-bed for the advancement of condition assessment and failure prediction research on critical pipes. Proceedings of the Leading-Edge Strategic Asset Management Conference (LESAM13). , (2013).
  10. Valls Miro, J., Ulapane, N., Shi, L., Hunt, D., Behrens, M. Robotic pipeline wall thickness evaluation for dense nondestructive testing inspection. Journal of Field Robotics. 35 (8), 1293-1310 (2018).
  11. Valls Miro, J., Hunt, D., Ulapane, N., Behrens, M. Towards Automatic Robotic NDT Dense Mapping for Pipeline Integrity Inspection. Field and Service Robotics. , Springer. Cham. 319-333 (2018).
  12. Chen, X., Lei, Y. Electrical conductivity measurement of ferromagnetic metallic materials using pulsed eddy current method. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 75, 33-38 (2015).
  13. Desjardins, D., Krause, T. W., Clapham, L. Transient eddy current method for the characterization of magnetic permeability and conductivity. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 80, 65-70 (2016).
  14. Chen, X., Lei, Y. Excitation current waveform for eddy current testing on the thickness of ferromagnetic plates. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 66, 28-33 (2014).
  15. Ulapane, N., Nguyen, L., Valls Miro, J., Alempijevic, A., Dissanayake, G. Designing a pulsed eddy current sensing set-up for cast iron thickness assessment. 12th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). , 901-906 (2017).
  16. Sophian, A., Tian, G., Fan, M. Pulsed eddy current non-destructive testing and evaluation: A review. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 30 (3), 500 (2017).
  17. Sophian, A., Tian, G. Y., Taylor, D., Rudlin, J. Design of a pulsed eddy current sensor for detection of defects in aircraft lap-joints. Sensors and Actuators A: Physical. 101 (1-2), 92-98 (2002).
  18. Li, P., et al. System identification-based frequency domain feature extraction for defect detection and characterization. Non-Destructive Testing and Evaluation International. 98, 70-79 (2018).
  19. Ulapane, N., Nguyen, L. Review of Pulsed-Eddy-Current Signal Feature-Extraction Methods for Conductive Ferromagnetic Material-Thickness Quantification. Electronics. 8 (5), 470 (2019).
  20. Nguyen, L., Valls Miro, J., Shi, L., Vidal-Calleja, T. Gaussian Mixture Marginal Distributions for Modelling Remaining Pipe Wall Thickness of Critical Water Mains in Non-Destructive Evaluation. arXiv. , 01184 (2019).
  21. Ulapane, N., et al. Gaussian process for interpreting pulsed eddy current signals for ferromagnetic pipe profiling. 2014 9th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. , IEEE. 1762-1767 (2014).
  22. Ulapane, A. M. N. N. B. Nondestructive evaluation of ferromagnetic critical water pipes using pulsed eddy current testing (Doctoral dissertation). , University of Technology Sydney. (2016).
  23. Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Alvarez, J. K. An instrumentation system for smart monitoring of surface temperature. 2016 14thInternational Conference on Control, Automation, Robotics and Vision (ICARCV). , IEEE. 1-6 (2016).
  24. Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Van Nguyen, L. Predictive analytics for detecting sensor failure using autoregressive integrated moving average model. 2017 12th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). , IEEE. 1926-1931 (2017).
  25. Thiyagarajan, K. Robust sensor technologies combined with smart predictive analytics for hostile sewer infrastructures (Doctoral dissertation). , University of Technology Sydney. (2018).
  26. Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Van Nguyen, L., Ranasinghe, R. Sensor failure detection and faulty data accommodation approach for instrumented wastewater infrastructures. IEEE Access. 6 (56), 562-574 (2018).
  27. Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Ranasinghe, R., Vitanage, D., Iori, G. Robust sensing suite for measuring temporal dynamics of surface temperature in sewers. Scientific Reports. 8, 16020 (2018).
  28. Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Van Nguyen, L., Wickramanayake, S. Gaussian Markov random fields for localizing reinforcing bars in concrete infrastructure. 35th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. , IAARC. 1052-1058 (2018).
  29. Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Ulapane, N. Data-driven machine learning approach for predicting volumetric moisture content of concrete using resistance sensor measurements. 2016 IEEE 11th Conference on Industrial Electronics and Applications. , 1288-1293 (2016).
  30. Giovanangelia, N., et al. Design and Development of Drill-Resistance Sensor Technology for Accurately Measuring Microbiologically Corroded Concrete Depths. 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. , (2019).
  31. Wickramanayake, S., Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Piyathilaka, L. Frequency Sweep Based Sensing Technology for Non-destructive Electrical Resistivity Measurement of Concrete. 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. (771), (2019).
  32. Ulapane, N., Wickramanayake, S., Kodagoda, S. Pulsed Eddy Current Sensing for Condition Assessment of Reinforced Concrete. 14th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. , (2020).

Tags

Mühendislik Sayı 155 Dedektör Bobini Ferromanyetik NDE NDT Darbeli Eddy Akım Algılama Sinyal İşleme Kalınlık Nicelik
Dedektör Bobin Bazlı Darbeli Eddy Akım Sensörleri Kullanılarak İletken Ferromanyetik Malzemelerin Göreceli Kalınlığının Ölçülmesi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ulapane, N., Thiyagarajan, K., Hunt, More

Ulapane, N., Thiyagarajan, K., Hunt, D., Valls Miro, J. Quantifying the Relative Thickness of Conductive Ferromagnetic Materials Using Detector Coil-Based Pulsed Eddy Current Sensors. J. Vis. Exp. (155), e59618, doi:10.3791/59618 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter