Физическая сущность вихретокового метода контроля

Методы вихретокового контроля основаны на законе электромагнитной индукции, согласно которому во всяком замкнутом проводящем контуре с числом витков W при изменении потока Ф магнитной индукции В через площадь S, ограниченную этим контуром, возникает электродвижущая сила индукции:

e = -W* dФ/dt

Последняя уменьшается при возрастании и увеличивается при уменьшении Ф (закон Джоуля—Ленца).

В общем случае в контур входит ферромагнитный сердечник с проницаемостью µс, а напряженность Н внешнего поля зависит от угла а к нормали контура. Тогда:

Ф = BScosa = µ0µc*Нcosα.

В результате в контуре наводится ЭДС:

е = -Wµ0µcScosα*dH/dt

что обеспечивает преобразование переменного магнитного поля в электрический сигнал. Пусть источником переменного магнитного поля служит накладная катушка вихретокового преобразователя (ВТП), питаемая переменным током (рис.6,7).

Рис. 6 Сущность ВТК

Обсудим два самых простых, но обладающих достаточной общностью способа формирования этого сигнала, когда источником переменного магнитного поля служит:

1) однообмоточная катушка, питаемая переменным током;

2) катушка с двумя индуктивно связанными обмотками, одна из них питается переменным током. Средой, обеспечивающей наведение ЭДС, будет ОК, обладающий или немагнитными или ферромагнитными свойствами.

Рис. 7 К сущности ВТК: позиция постановки ВТП "на металл" электромагнитное взаимодействие ВТП с ОК в бездефектной зоне

ЭДС (а также сопротивление катушки) зависит от многих параметров ОК (наличия поверхностных дефектов, изменения проводимости и магнитной проницаемости) и взаимного расположения катушки и ОК (зазор, близость к "краю", наклоны катушки и т.п.), при этом получаемая информация зависит от результата взаимодействия полей Нвт и Нв0. Это и хорошо (преимущество в полноте контроля), и плохо (трудности в селекции).

Важно последнее, так как измерение одного параметра ОК, например выявление трещины, сопровождается проявлением взаимодействия по другим параметрам, а они выступают как мешающие факторы. Для их подавления (отстройки) требуются специальные аппаратурные методы.

Вихретоковый контроль — бесконтактный, так как между катушкой и ОК всегда имеется зазор, достаточный для ее свободного перемещения, что способствует достижению высоких скоростей сканирования и, следовательно, высокой производительности контроля. Вторым достоинством является возможность автоматизации ВТК, что предопределено электрической природой сигнала ВТП. Третья отличительная особенность ВТК заключена в возможности его портативного исполнения за счет использования средств микроэлектроники.

Актуально о транспорте

Многовариантное решение транспортной задачи
Доставка груза по прямому варианту представляет собой загрузку крупнотоннажного состава на месте производства и непосредственную доставку груза до потребителей без использования складов и какого-либо другого подвижного состава. Решение транспортной задачи при прямых поставках производилось с помощь ...

Проектирование продольного профиля
Для построения продольного профиля земли по карте в горизонталях на всех пикетах, переломах местности, местах пересечения с водотоками, автомобильными и железными дорогами определили отметки поверхности земли с точностью до 1 см. Вычисленные отметки поверхности земли по оси трассы занесли в графу “ ...

Технические пассажирские станции
Технические пассажирские станции имеют пути и устройства для экипировки, ремонта, дезинфекции и отстоя пассажирских составов, начинающих и заканчивающих свое следование на этой станции. Основным назначением пассажирских технических станций является комплексная подготовка пассажирских составов в рей ...