Цилиндрический вихретоковый датчик с миниатюрными магнетометрами для контроля разнонаправленных прорезей в стальных изделиях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Выявление параметров распространения трещин, например, их направления и глубины, является одним из важных аспектов в обеспечении безопасности и надежности стальных конструкций. В данном исследовании представлена разработка датчика для возбуждения круговых вихревых токов с использованием планарного дифференциального миниатюрного магнетометра для обнаружения вертикальных и горизонтальных прорезей. В датчике реализована методика возбуждения круговых вихревых токов, которая приводит к возникновению разнонаправленных вихревых токов в пластине из мягкой стали, а также используется схема для измерения тангенциального магнитного отклика. Рабочие параметры разработанного зонда были определены на основе линейного и двухмерного сканирования магнитного отклика, вызванного индуцированными вихревыми токами в образцах из низкоуглеродистой стали с различной ориентацией и глубиной искусственных прорезей. Результаты показали, что при различных ориентациях прорезей с помощью разработанного зонда была получена корреляция сигнала с глубиной прорези. Вертикальные и горизонтальные прорези можно было визуализировать по распределению магнитного поля, когда дифференциальная мнимая компонента имела лучшую чувствительность к обнаружению вертикальных прорезей, представленных измеренными сигналами от пика до пика. Контроль разнонаправленных прорезей показал, что ориентацию прорези можно оценить по картам магнитного отклика с пределом обнаружения 5 мм по длине прорези и 0,5 мм по ширине прорези соответственно.

Об авторах

Мохд Маварди Саари

Университет Малайзии

Email: mmawardi@ump.edu.my
Паханг, Малайзия

А'ин Нурул Надзри

Университет Малайзии

Паханг, Малайзия

Мохд Ауфа Хади Путера Зайни

Университет Малайзии

Паханг, Малайзия

Мохд Херван Сулейман

Университет Малайзии

Паханг, Малайзия

Тошихико Кива

Университет Окаямы

Окаяма, Япония

Список литературы

  1. Garc�a-Mart�n J., G�mez-Gil J., V�zquez-S�nchez E. Non-destructive techniques based on eddy current testing // Sensors. 2011. V. 11. No. 3. P. 2525-2565. doi: 10.3390/s110302525
  2. Tsukada K., Hayashi M., Nakamura Y., Sakai K., Kiwa T. Small Eddy Current Testing Sensor Probe Using a Tunneling Magnetoresistance Sensor to Detect Cracks in Steel Structures // IEEE Trans. Magn. 2018. V. 54. No. 11. P. 1-5. doi: 10.1109/TMAG.2018.2845864
  3. Xu P., Shida K. Eddy Current Testing Probe Composed of Double Uneven Step Distributing Planar Coils for Crack Detection // IEEJ Trans. Sensors Micromachines. 2008. V. 128. No. 1. P. 18-23. doi: 10.1541/ieejsmas.128.18
  4. Kiselev E.K., Gol'dshtein A.E. Eddy-Current System for Testing Inner Diameter of Pipes // Russ. J. Nondestruct. Test. 2019. V. 55. No. 3. P. 210-216. doi: 10.1134/S1061830919030069
  5. Nadzri N.A. Development of Eddy Current Testing System for Welding Inspection // 2018 9th IEEE Control Syst. Grad. Res. Colloq. 2018. P. 94-98. doi: 10.1109/ICSGRC.2018.8657511
  6. Jiang Feng, Liu S., Xin S. Influences of Excitation Current Frequency and Amplitude on Corrosion Evaluation Based on Analytical Model for Surface Magnetic Field // Russ. J. Nondestruct. Test. 2020. V. 56. No. 8. P. 668-680. doi: 10.1134/S1061830920080057
  7. Mardaninejad R., Safizadeh M.S. Gas Pipeline Corrosion Mapping Through Coating Using Pulsed Eddy Current Technique // Russ. J. Nondestruct. Test. 2019. V. 55. No. 11. P. 858-867. doi: 10.1134/S1061830919110068
  8. Sasayama T., Ishida T., Matsuo M., Enpuku K. Thickness Measurement of an Iron Plate Using Low-Frequency Eddy Current Testing With an HTS Coil // IEEE Trans. Appl. Supercond. Aug. 2016. V. 26. No. 5. P. 1-5. doi: 10.1109/TASC.2016.2535366
  9. Repelianto A.S., Kasai N. The improvement of flaw detection by the configuration of uniform eddy current probes // Sensors (Switzerland). 2019. V. 19. No. 2. doi: 10.3390/s19020397
  10. Saari M.M., Nadzri N.A., Zaini M.A.H.P., Ramlan N.H., Tsukada K. A Low-frequency Eddy Current Probe Based on Miniature Fluxgate Array for Defect Evaluation in Steel Components // IEEE Trans. Magn. 2021. P. 1-5. doi: 10.1109/TMAG.2021.3076441
  11. Zaini M.A.H.P., Saari M.M., Nadzri N.A.I., Aziz Z., Ramlan N.H., Tsukada K. Extraction of Flux Leakage and Eddy Current Signals Induced by Submillimeter Backside Slits on Carbon Steel Plate Using a Low-Field AMR Differential Magnetic Probe // IEEE Access. 2021. V. 9. P. 146755-146770. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3123421
  12. Pavlyuchenko V.V., Doroshevich E.S. Detecting Extended Complex-Shaped Defects in Electroconductive Plates Using a Magnetic Carrier // Russ. J. Nondestruct. Test. 2019. V. 55. No. 3. P. 217-224. doi: 10.1134/S1061830919030094
  13. Saari M.M. et al. Design of eddy current testing probe for surface defect evaluation // Int. J. Automot. Mech. Eng. 2019. V. 16. No. 1. doi: 10.15282/ijame.16.1.2019.19.0481
  14. Yoshimura W., Sasayama T., Enpuku K. Optimal Frequency of Low-Frequency Eddy-Current Testing for Detecting Defects on the Backside of Thick Steel Plates // IEEE Trans. Magn. 2019. V. PP. P. 1-5. doi: 10.1109/TMAG.2019.2896590
  15. Vyhnanek J., Ripka P. Experimental Comparison of the Low-Frequency Noise of Small-Size Magnetic Sensors // IEEE Trans. Magn. 2017. V. 53. No. 4. doi: 10.1109/TMAG.2016.2633398
  16. Shleenkov A.S., Bulychev O.A., Shleenkov S.A., Novgorodov D.V. Features and Advantages of Applying Anisotropic Magnetoresistive Field Sensors to Testing the Full Volume of Small- and Medium-Diameter Pipes // Russ. J. Nondestruct. Test. 2020. V. 56. No. 5. P. 417-425. doi: 10.1134/S1061830920050083
  17. Postolache O., Ramos H.G., Ribeiro A.L.Computer Standards & Interfaces Detection and characterization of defects using GMR probes and arti fi cial neural networks // Comput. Stand.Interfaces. 2011. V. 33. No. 2. P. 191-200. doi: 10.1016/j.csi.2010.06.011
  18. Carr C., Graham D., Macfarlane J.C., Donaldson G.B. HTS SQUIDs for the nondestructive evaluation of composite structures. V. 1387.
  19. Hatsukade Y., Tanaka S. Mobile NDE System Utilizing Robust HTS-SQUID Magnetometer for Use in Unshielded Environments // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2016. V. 26. No. 3. doi: 10.1109/TASC.2015.2512845
  20. Xu Z., Wang X., Deng Y. Rotating focused field eddy-current sensing for arbitrary orientation defects detection in carbon steel // Sensors (Switzerland). 2020. V. 20. No. 8. doi: 10.3390/s20082345
  21. Chang. Y., Jiao J., Li G., Liu X., He C., Wu B. Effects of excitation system on the performance of magnetic-flux-leakage-type non-destructive testing // Sensors Actuators A Phys. Dec. 2017. V. 268. P. 201-212. doi: 10.1016/j.sna.2017.08.009

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023