Kvantifiera den relativa tjockleken hos ledande ferromagnetiska material med hjälp av pulsade Virvelströmsensorer med detektor spole

Summary

Här presenterar vi ett protokoll för att kvantifiera den relativa tjocklek (dvs. tjocklek som en procentsats med avseende på en referens) av ledande ferromagnetiska material med hjälp av detektor spole-baserade pulsade virvelströmsensorer, samtidigt övervinna kalibrering Krav.

Abstract

Tjocklek kvantifiering av ledande ferromagnetiska material med hjälp av oförstörande utvärdering (NDE) är en viktig del av strukturell hälsoövervakning av infrastrukturen, särskilt för att bedöma tillståndet hos stor diameter ledande ferromagnetiska rör som finns i energi-, vatten-, olje-och gassektorerna. Pulsad virvelström (PEC) avkänning, speciellt detektor spole-baserade PEC sensor arkitektur, har etablerat sig genom åren som ett effektivt sätt att tjäna detta ändamål. Metoder för att designa PEC-sensorer och process signaler har presenterats i tidigare verk. Under de senaste åren har användningen av sönderfalls frekvensen hos den detektor-baserade tidsdomänen PEC-signalen för att kvantifiera tjockleken har studerats. Sådana verk har fastställt att den sönderfalls hastighet-baserade metoden har allmän giltighet för detektor spole-baserade sensor arkitektur, med en grad av immunitet mot faktorer som sensorns form och storlek, antal spole varv, och excitation ström. Dessutom har denna metod visat sin effektivitet i NDE av stora rör gjorda av grått gjutjärn. Efter sådan litteratur, fokus i detta arbete är uttryckligen PEC sensor detektor spole spänning förfall Rate-baserade ledande ferromagnetiska material tjocklek kvantifiering. Den utmaning som denna metod står inför är dock svårigheten att kalibrera, särskilt när det gäller tillämpningar som in situ-bedömning av rör förhållanden, eftersom mätning av elektriska och magnetiska egenskaper hos vissa rör material eller erhållande av kalibrerings prover är svåra i praktiken. Motiverad av denna utmaning, i motsats till uppskattning av faktisk tjocklek som gjorts av vissa tidigare verk, detta arbete presenterar ett protokoll för att använda den sönderfalls frekvens-baserade metoden för att kvantifiera relativ tjocklek (dvs. tjocklek av en viss plats med avseende på en tjocklek), utan krav på kalibrering.

Introduction

Den pulsade virvelström (PEC) sensing teknik är kanske den mest mångsidiga medlemmen i familjen av Eddy Current (EG) icke-förstörande utvärdering (NDE) tekniker och har många tillämpningar för detektering och kvantifiering av defekter, och geometri av metaller och metalliska strukturer¹. Tjocklek kvantifiering av ledande ferromagnetiska väggliknande strukturer, med väggtjocklekar på högst några millimeter till några tiotals millimeter, är en hög efterfrågan ingenjörstjänster på området strukturell hälsa övervakning av infrastrukturen. Kritisk infrastruktur gjord av ferromagnetiska legeringar som kräver denna service är allmänt tillgängliga inom....

Protocol

1. extrahera sönderfalls hastigheten β från en tillgänglig detektor-baserad PEC-signal

1. Express en tillgänglig experimentellt fångas PEC signal (dvs en tid domän detektor spole spänning (betecknas som V(t))) i den logaritmiska formen av LN [v(t)]. En typisk PEC-signal uttryckt i form av LN [V(t)] visas i figur 1.
2. Hitta en linjär region i form av sådan att signalen uppfyller villkoret

Discussion

Ett protokoll för att kvantifiera den relativa tjocklek (dvs. tjocklek som en procentsats med avseende på en referens) av ledande ferromagnetiska material med hjälp av detektor spole-baserade PEC sensorer presenterades. Den största fördelen med denna metod är förmågan att övervinna kalibrerings kravet (dvs., övervinna behovet av att mäta eller uppskatta magnetisk permeabilitet och elektrisk ledningsförmåga av materialet som inspekteras för att möjliggöra tjocklek kvantifiering). Protokollet inbegriper log.......

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.