Technical Diagnostics and Non-Destructive Testing, 2013, №04



2013 №04 (02)

2013 №04 (04)

---

Техническая диагностика и неразрушающий контроль, №4, 2013 стр. 37-43

АНАЛИЗ СИГНАЛОВ АНАКСИАЛЬНЫХ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫМ НЕМАГНИТНЫМ ПОЛУПРОСТРАНСТВОМ

В.Н. УЧАНИН

Физ.-мех. ин-т им. Г. В. Карпенко НАН Украины. 79060, г. Львов, ул. Наукова, 5. E-mail:uchanin@ipm.lviv.ua
 
Реферат:
Исследуются вихретоковые преобразователи анаксиального типа с разнесенными обмотками при взаимодействии с немагнитным электропроводным полупространством. Вносимый немагнитным полупространством импеданс вихретокового преобразователя анаксиального типа рассчитан методом объемных интегральных уравнений с помощью специализированной программы VIC-3D. Построены годографы внесенного импеданса вследствие изменений удельной электрической проводимости в диапазоне от 1,0 до 56,0 МСм/м на рабочих частотах 10, 100 кГц и 1 МГц для классического коаксиального вихретокового преобразователя и анаксиальных преобразователей с различными расстояниями между обмотками. Для отдельных значений удельной электропроводности построены годографы вносимого импеданса при изменении зазора между вихретоковым преобразователем и поверхностью электропроводящего полупространства. Проведено сравнение вихретоковых преобразователей анаксиального типа с классическими коаксиальными преобразователями. Показаны характерные особенности годографов анаксиальных вихретоковых преобразователей при изменении удельной электрической проводимости и зазора. Библиогр. 18, табл. 1, рис. 7.
 
Ключевые слова: анаксиальный вихретоковый преобразователь, немагнитное электропроводное полупространство, метод интегральных уравнений, годограф, удельная электропроводность
 
The paper studies the eddy-current transducers of anaxial type with spaced winding at interaction with nonmagnetic conductive half-space. Impedance of the eddy-current transducer of anaxial type induced by nonmagnetic half-space was calculated by method of volume integral equations using special program VIC-3D. Hodographs of the impedance induced due to change of specifi c conductivity in the range from 1.0 to 56.0 MCm/m at 10.0, 100 kHz and 1.0 Hz operating frequencies for classic coaxial eddy-current transducer and anaxial transducers with different distance between the windings were built. The hodographs of induced impendence were built for separate values of specifi c conductivity during change of a gap between the eddy-current transducer and surface of the conductive half-space. Comparison of the eddy-current transducers of anaxial type with classic co-axial transducers was made. Typical peculiarities of the hodographs of anaxial eddy-current transducers during change of specifi c conductivity and gap were shown. Ref. 18, Table 1, Figures 7.
 
Keywords: anaxial eddy-current transducer, nonmagnetic conductive half-space, method of integral equations, hodograph, specifi c conductivity
 
1. Учанин В. Н. Вихретоковые накладные преобразователи: расширенная классификация, сравнительный анализ и характерные примеры реализации (Обзор) // Техн. диагностика и неразруш. контроль. – 2010. – № 4. – С. 24–29.
2. Дорофеев А. Л., Казаманов Ю. Г. Электромагнитная дефектоскопия. – М.: Машиностроение, 1980. – 232 с.
3. Соболев В. С., Шкарлет Ю. М. Накладные и экранные датчики. – Новосибирск: Наука. – 1967. – 144 с.
4. Дякин В. В., Сандовский В. А. Теория и расчет накладных вихретоковых преобразователей. – М.: Наука, 1981. – 136 с.
5. Libby H. L. Introduction to Electromagnetic Nondestructive Test Methods. – New-York etc: Wiley – Interscience, 1971. – 365 p.
6. Dood C. V., Deeds W. E. Analytical Solution to Eddy Current Probe Coil problems // J. Appl. Phys. 1968. – 39, № 6. – P. 2829–2838.
7. Контроль структуры и толщины металлических изделий с использованием анаксиальных преобразователей / Б.И.Блажкевич, Г.Н. Макаров, Л.Л. Либацкий, Ю.М. Шумков // Физ.-хим. механика материалов. – 1974. – № 3. – С. 89–94.
8. Mayos M., Muller J. L. Geometrically Anisotropic Probes: an Improved Eddy Current Technique // J. of Nondestructive Evaluation. – 1987. – 6, № 2. – P. 109–116.
9. Marinov S. G. Analysis of fl at system with displaced sensors for eddy current NDE of ferromagnetic metals // Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. – Vol. 4A. – New York: Plenum Press. – 1984. – P. 443–451.
10. Cecco V. S., Carter J. R., Sullivan S. P. An Eddy Current Technque for Detection and Sizing Surface Cracks in Carbon Steel // Materials Evaluation. – 1993. – № 5. – P. 572–577.
11. Уменьшение чувствительности к влиянию зазора при контроле импульсным вихретоковым методом и использованием двухступенчатых дифференциальных датчиков / Ли Шу, Хуанг Сон-линь, Жао Вей, Ю Пенг // Дефектоскопия. – 2008. – № 2. – С. 84–93.
12. Рибачук В. Г. Накладний вихрострумовий перетворювач анаксіального типу над провідним півпростором // Мат. 7 Нац. наук.-техн. конф. «Неруйнівний контроль і технічна діагностика». – Київ:УТНКТД, 2012. – С. 155–161.
13. Учанин В. Н. Вихретоковые мультидифференциальные преобразователи и их применение // Техн. диагностика и неразруш. контроль. – 2006. – №3. – С. 34–41.
14. Учанин В. Н. Вихретоковый контроль сварных соединений // Там же. – 2008. – № 4. – С. 71–80.
15. Uchanin V., Mook G., Stepinski T. The investigation of deep penetrating high resolution EC probes for subsurface flaw detection and sizing // Proc. 8-th Europ.Conf. for NDT. – Barcelona. – 2002. – Р. 312. (www.ndt.net. - Feb. 2003. – Vol. 8. – № 2).
16. Dunbar W. S. The Volume Integral Method of Eddy Current Modeling // J. of Nondestructive Evaluation. – 1985. – 5, № 1. – P. 9–14.
17. User’s Guide for VIC-3D: An Eddy current NDE Code. Version 2.4. – USA, Bloomington: Sabbagh Associates, Inc. – 1996. – 90 p.
18. Учанин В. Н., Макаров Г. Н. Подавление влияния зазора при бесконтактном измерении удельной электрической проводимости методом вихревых токов // Техн. диагностика и неразруш. контроль. – 1996. – № 4. – С. 41–45.
 
Поступила в редакцию 12.06.2013
Подписано к печати 31.10.2013