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.
Method Article
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.
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.
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 (βolarak gösterilir) rapor edilmiştir6,7,8 orantılılık β
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
μσdmax2); daha sonra, başka bir konumun kalınlığı formda
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.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. Mevcut bir dedektör bobin bazlı PEC sinyalinden bozulma oranı β ayıklanması
eder şeklinde doğrusal bir bölge
bulun.
Şekil 1'dekisinyale
göre tatmin edici ve uygulanabilir bir doğrusal bölge olur.
doğrusal bölge içindeki deneysel sinyal verilerine düz çizgi modeli sığdırın ve βdeğerini tahmin edin.2. Bağıl kalınlığın ölçülmesi
göre, yeterli ve uygulanabilir bir doğrusal bölge gibi görünmektedir.
μσd2 orantılılık6,7,8'egöre maksimum kalınlığa karşılık gelen maksimum β değeri olmalıdır.
th ölçümü
karşılık gelir şeklinde nispi kalınlık yüzdesi ifade.3. PEC_Signal_Processor kurulumu
4. Sinyallerin hazırlanması
5. Uygulamanın yürütülmesi
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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 sensörün...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarların ifşa etmesi gereken çıkar çatışmaları yoktur. Yazarlarekokuma malzemesi olarak 2,6,7,8,9,10,11 işleri tavsiye etmek istiyorum.
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. .
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Bir Dedektör Bobini Tabanlı PEC Algılama Sistemi. | N / A | Bu çalışmadaki temsili sonuçlar, Avustralya'daki Sidney Teknoloji Üniversitesi (UTS) tarafından geliştirilen PEC sistemi kullanılarak oluşturulmuş ve 6,8 numaralı çalışmalarda yayınlanmıştır. Bu sistem, UTS ile işbirliği yaparak okuyucular tarafından erişilebilir olabilir. | |
| Değişen kalınlıkta uygun bir iletken ferromanyetik malzeme. | N/A | Bu çalışmadaki temsili sonuçlar, konumu ve vintage detayları referans 9-11'de bulunan Sidney, Avustralya'da bulunan bir boru test yatağından çıkarılan gri dökme demir test parçaları üzerinde PEC ölçümleri elde edilerek oluşturulmuştur. Boru test yatağı ve ekstrakte edilen kalibrasyon numuneleri, UTS ile işbirliği yaparak okuyucular tarafından erişilebilir olabilir. | |
| PEC sinyal işleme için bir hesaplama platformu | MathWorks, Natick, MA, ABD. | PEC sinyal işleme algoritmasının kodlanabildiği ve yürütülebildiği bir hesaplama platformu gereklidir. Bu yayında, PEC sinyal işleme, MATLAB R2017b, Yayıncı: MathWorks, Natick, MA, ABD kullanılarak üretilen "PEC_Signal_Processor" adlı bir yazılım yürütülebilir dosyası kullanılarak yapıldı. | |
| Ham PEC sinyalleri içeren bir tablo oluşturabilen bir uygulama (örneğin, Microsoft Office Excel). | Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, Washington, ABD. | Bu yayının çalışması için Microsoft Office Excel (Office 16) kullanılmıştır. |
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