Name: quantifying the relative thickness of conductive ferromagnetic materials using detector coil-based pulsed eddy current sensors
Uploaded: 2020-01-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantifying the Relative Thickness of Conductive Ferromagnetic Materials Using Detector Coil-Based Pulsed Eddy Current Sensors at JoVE.com

Forfatterne vil gerne anerkende de bidrag, som Michael Behrens og Damith Abeywardana i udformningen og gennemførelsen af flere sensing hardwarekomponenter. Forsknings tilsynet roller spillet af alen Alempijevic, Teresa Vidal-Calleja, Gamini Dissanayake, og Sarath Kodagoda, samt bidrag fra alle personer og organisationer, der finansierede og partnerskab med kritiske pipes projektet, er også anerkendt .

1. udtrækning af henfalds raten β fra et tilgængeligt detektor SPOLE baseret PEC-signal
<ol><li>Udtrykker et tilgængeligt eksperimentelt registreret PEC-signal (dvs. en tids domæne detektor spolespænding (angivet som V(t))) i logaritmisk form af LN [V(t)]. Et typisk PEC-signal udtrykt i form af LN [V(t)] er vist i figur 1.</li>
	<li>Find en lineær region i form af <img align="center" alt="Equation 2" src="/files/ftp_uplo...

<ol>
	<li>Garc&#237;a-Mart&#237;n, J., G&#243;mez-Gil, J., V&#225;zquez-S&#225;nchez, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-destructive+techniques+based+on+eddy+current+testing.">Non-destructive techniques based on eddy current testing.</a> Sensors. 11 (3), 2525-2565 (2011).</li><li>Huang, C., Wu, X., Xu, Z., Kang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ferromagnetic+material+pulsed+eddy+current+testing+signal+modeling+by+equivalent+multiple-coil-coupling+approach.">Ferromagnetic material pulsed eddy current testing signal modeling by equivalent multiple-coil-coupling approach.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 44 (2), 163-168 (2011).</li><li>Xu, Z., Wu, X., Li, J., Kang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+wall+thinning+in+insulated+ferromagnetic+pipes+using+the+time-to-peak+of+differential+pulsed+eddy-current+testing+signals.">Assessment of wall thinning in insulated ferromagnetic pipes using the time-to-peak of differential pulsed eddy-current testing signals.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 51, 24-29 (2012).</li><li>Huang, C., Wu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+ferromagnetic+material+pulsed+eddy+current+testing+signal+processing+method+based+on+numerical+cumulative+integration.">An improved ferromagnetic material pulsed eddy current testing signal processing method based on numerical cumulative integration.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 69, 35-39 (2015).</li><li>Chen, X., Lei, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+conductivity+measurement+of+ferromagnetic+metallic+materials+using+pulsed+eddy+current+method.">Electrical conductivity measurement of ferromagnetic metallic materials using pulsed eddy current method.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 75, 33-38 (2015).</li><li>Ulapane, N., Alempijevic, A., Valls Miro, J., Vidal-Calleja, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-destructive+evaluation+of+ferromagnetic+material+thickness+using+Pulsed+Eddy+Current+sensor+detector+coil+voltage+decay+rate.">Non-destructive evaluation of ferromagnetic material thickness using Pulsed Eddy Current sensor detector coil voltage decay rate.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 100, 108-114 (2018).</li><li>Ulapane, N., Nguyen, L., Valls Miro, J., Dissanayake, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Solution+to+the+Inverse+Pulsed+Eddy+Current+Problem+Enabling+3D+Profiling.">A Solution to the Inverse Pulsed Eddy Current Problem Enabling 3D Profiling.</a> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. , (2018).</li><li>Ulapane, N., Alempijevic, A., Vidal Calleja, T., Valls Miro, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+Eddy+Current+Sensing+for+Critical+Pipe+Condition+Assessment.">Pulsed Eddy Current Sensing for Critical Pipe Condition Assessment.</a> Sensors. 17 (10), 2208 (2017).</li><li>Valls Miro, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+live+test-bed+for+the+advancement+of+condition+assessment+and+failure+prediction+research+on+critical+pipes.">A live test-bed for the advancement of condition assessment and failure prediction research on critical pipes.</a> Proceedings of the Leading-Edge Strategic Asset Management Conference (LESAM13). , (2013).</li><li>Valls Miro, J., Ulapane, N., Shi, L., Hunt, D., Behrens, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+pipeline+wall+thickness+evaluation+for+dense+nondestructive+testing+inspection.">Robotic pipeline wall thickness evaluation for dense nondestructive testing inspection.</a> Journal of Field Robotics. 35 (8), 1293-1310 (2018).</li><li>Valls Miro, J., Hunt, D., Ulapane, N., Behrens, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+Automatic+Robotic+NDT+Dense+Mapping+for+Pipeline+Integrity+Inspection.">Towards Automatic Robotic NDT Dense Mapping for Pipeline Integrity Inspection.</a> Field and Service Robotics. , 319-333 (2018).</li><li>Chen, X., Lei, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+conductivity+measurement+of+ferromagnetic+metallic+materials+using+pulsed+eddy+current+method.">Electrical conductivity measurement of ferromagnetic metallic materials using pulsed eddy current method.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 75, 33-38 (2015).</li><li>Desjardins, D., Krause, T. W., Clapham, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+eddy+current+method+for+the+characterization+of+magnetic+permeability+and+conductivity.">Transient eddy current method for the characterization of magnetic permeability and conductivity.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 80, 65-70 (2016).</li><li>Chen, X., Lei, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation+current+waveform+for+eddy+current+testing+on+the+thickness+of+ferromagnetic+plates.">Excitation current waveform for eddy current testing on the thickness of ferromagnetic plates.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 66, 28-33 (2014).</li><li>Ulapane, N., Nguyen, L., Valls Miro, J., Alempijevic, A., Dissanayake, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+a+pulsed+eddy+current+sensing+set-up+for+cast+iron+thickness+assessment.">Designing a pulsed eddy current sensing set-up for cast iron thickness assessment.</a> 12th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). , 901-906 (2017).</li><li>Sophian, A., Tian, G., Fan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+eddy+current+non-destructive+testing+and+evaluation:+A+review.">Pulsed eddy current non-destructive testing and evaluation: A review.</a> Chinese Journal of Mechanical Engineering. 30 (3), 500 (2017).</li><li>Sophian, A., Tian, G. Y., Taylor, D., Rudlin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+pulsed+eddy+current+sensor+for+detection+of+defects+in+aircraft+lap-joints.">Design of a pulsed eddy current sensor for detection of defects in aircraft lap-joints.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 101 (1-2), 92-98 (2002).</li><li>Li, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=System+identification-based+frequency+domain+feature+extraction+for+defect+detection+and+characterization.">System identification-based frequency domain feature extraction for defect detection and characterization.</a> Non-Destructive Testing and Evaluation International. 98, 70-79 (2018).</li><li>Ulapane, N., Nguyen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+Pulsed-Eddy-Current+Signal+Feature-Extraction+Methods+for+Conductive+Ferromagnetic+Material-Thickness+Quantification.">Review of Pulsed-Eddy-Current Signal Feature-Extraction Methods for Conductive Ferromagnetic Material-Thickness Quantification.</a> Electronics. 8 (5), 470 (2019).</li><li>Nguyen, L., Valls Miro, J., Shi, L., Vidal-Calleja, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gaussian+Mixture+Marginal+Distributions+for+Modelling+Remaining+Pipe+Wall+Thickness+of+Critical+Water+Mains+in+Non-Destructive+Evaluation.">Gaussian Mixture Marginal Distributions for Modelling Remaining Pipe Wall Thickness of Critical Water Mains in Non-Destructive Evaluation.</a> arXiv. , 01184 (2019).</li><li>Ulapane, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gaussian+process+for+interpreting+pulsed+eddy+current+signals+for+ferromagnetic+pipe+profiling.">Gaussian process for interpreting pulsed eddy current signals for ferromagnetic pipe profiling.</a> 2014 9th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. , 1762-1767 (2014).</li><li>Ulapane, A. M. N. N. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nondestructive evaluation of ferromagnetic critical water pipes using pulsed eddy current testing (Doctoral dissertation). , (2016).</li><li>Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Alvarez, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+instrumentation+system+for+smart+monitoring+of+surface+temperature.">An instrumentation system for smart monitoring of surface temperature.</a> 2016 14thInternational Conference on Control, Automation, Robotics and Vision (ICARCV). , 1-6 (2016).</li><li>Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Van Nguyen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictive+analytics+for+detecting+sensor+failure+using+autoregressive+integrated+moving+average+model.">Predictive analytics for detecting sensor failure using autoregressive integrated moving average model.</a> 2017 12th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). , 1926-1931 (2017).</li><li>Thiyagarajan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Robust sensor technologies combined with smart predictive analytics for hostile sewer infrastructures (Doctoral dissertation). , (2018).</li><li>Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Van Nguyen, L., Ranasinghe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensor+failure+detection+and+faulty+data+accommodation+approach+for+instrumented+wastewater+infrastructures.">Sensor failure detection and faulty data accommodation approach for instrumented wastewater infrastructures.</a> IEEE Access. 6 (56), 562-574 (2018).</li><li>Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Ranasinghe, R., Vitanage, D., Iori, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+sensing+suite+for+measuring+temporal+dynamics+of+surface+temperature+in+sewers.">Robust sensing suite for measuring temporal dynamics of surface temperature in sewers.</a> Scientific Reports. 8, 16020 (2018).</li><li>Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Van Nguyen, L., Wickramanayake, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gaussian+Markov+random+fields+for+localizing+reinforcing+bars+in+concrete+infrastructure.">Gaussian Markov random fields for localizing reinforcing bars in concrete infrastructure.</a> 35th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. , 1052-1058 (2018).</li><li>Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Ulapane, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Data-driven+machine+learning+approach+for+predicting+volumetric+moisture+content+of+concrete+using+resistance+sensor+measurements.">Data-driven machine learning approach for predicting volumetric moisture content of concrete using resistance sensor measurements.</a> 2016 IEEE 11th Conference on Industrial Electronics and Applications. , 1288-1293 (2016).</li><li>Giovanangelia, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Development+of+Drill-Resistance+Sensor+Technology+for+Accurately+Measuring+Microbiologically+Corroded+Concrete+Depths.">Design and Development of Drill-Resistance Sensor Technology for Accurately Measuring Microbiologically Corroded Concrete Depths.</a> 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. , (2019).</li><li>Wickramanayake, S., Thiyagarajan, K., Kodagoda, S., Piyathilaka, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+Sweep+Based+Sensing+Technology+for+Non-destructive+Electrical+Resistivity+Measurement+of+Concrete.">Frequency Sweep Based Sensing Technology for Non-destructive Electrical Resistivity Measurement of Concrete.</a> 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. (771), (2019).</li><li>Ulapane, N., Wickramanayake, S., Kodagoda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+Eddy+Current+Sensing+for+Condition+Assessment+of+Reinforced+Concrete.">Pulsed Eddy Current Sensing for Condition Assessment of Reinforced Concrete.</a> 14th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. , (2020).</li></ol>

En protokol til at kvantificere den relative tykkelse (dvs. tykkelse som en procentdel med hensyn til en reference) af ledende ferromagnetiske materialer ved hjælp af detektor Coil-baserede PEC-sensorer blev præsenteret. Den største fordel ved denne metode er evnen til at overvinde kalibrerings kravet (dvs. overvinde behovet for at måle eller estimere den magnetiske permeabilitet og elektrisk ledningsevne af det materiale, der inspiceres for at muliggøre tykkelsen kvantificering). Protokollen indebærer logaritmisk ...

Den pulserende Eddy Current (PEC) sensing teknik er måske den mest alsidige medlem af familien af Eddy Current (EC) ikke-destruktiv evaluering (NDE) teknikker og har mange anvendelser i påvisning og kvantificering af defekter, og geometrien af metaller og metalliske strukturer1. Tykkelse kvantificering af ledende ferromagnetiske væg-lignende strukturer, der har vægtykkelser på ikke mere end et par millimeter til et par snesevis af millimeter, er en høj efterspørgsel ingeniør service i området for strukturel sundhedsovervågning af infrastruktur. Kritisk infrastruktur fremstillet af ferromagnetiske legeringer, der kræver denne service er almindeligt tilgængelige i energi, vand, olie og gas industrier. Mens PEC-sensorer kan designes efter flere arkitekturer, blev detektor spole baseret arkitektur fast besluttet på at være den mest effektive og almindeligt anvendte i tilstandsvurdering af ferromagnetiske materialer2,3,4,5. Derfor er det detektor spole-baseret PEC sensor arkitektur, der sætter fundamentet til problemet med tykkelse kvantificering af ledende ferromagnetiske materialer.
Den detektor spiral baserede PEC-sensor arkitektur består typisk af to koncentrisk sår, Air cored, ledende Coils2,3,4,5,6 (typisk kobber spoler). Det er helt almindeligt at vinden disse Coils til at være cirkulær i form2,3,4,5,6, men lejlighedsvis, rektangulære formede Coils6 har været anvendt. Fra de to spoler i sensoren opfører man sig som en Exciter-spole, mens den anden fungerer som Detektorspolen. I en PEC-sensor er Exciter-spolen spændt af en spændings impuls-noget der kan karakteriseres som en Heaviside Step-funktion i princippet. Denne pulserende excitation genererer et forbigående magnetfelt (kaldet det primære felt) omkring sensoren. Når sensoren er placeret ved siden af et ledende prøveemne (f. eks. en ledende ferromagnetisk væglignende struktur), inducerer dette forbigående magnetfelt tidsvariable hvirvelstrømninger i prøveemnet. Disse hvirvelstrømninger genererer et sekundært magnetfelt (kaldet det sekundære felt), der modsætter sig det primære felt. Som reaktion på den resulterende virkning af de primære og sekundære felter, en forbigående spænding er induceret i detektor spole-som bliver den tid domæne PEC signal af interesse for dette arbejde.
PEC-sensor detektor spole spændings henfalds hastigheden (angivet som β) er rapporteret6,7,8 for at vise proportionaliteten β <img align="center" alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq7a.jpg"> </img> μσd2, når der erhverves et signal, der placerer en PEC-sensor over et ledende ferromagnetisk lag af Magnetisk permeabilitet μ, elektrisk ledningsevne σog tykkelse d. Selv om denne henfalds rate signalfunktion har betydelig immunitet over for parametre såsom sensor størrelse, sensor form, og løft-off6,7,8, hvilket gør henfalds raten meget ønskelig for udfordrende NDE scenarier såsom in situ pipe condition vurdering9,10,11, skal denne funktion kalibreres (dvs. μ, σ af det materiale, der inspiceres skønnes) for at muliggøre tykkelse (dvs. , d) kvantificering. For at muliggøre konventionelle metoder til beregning af henfalds hastigheden med en tykkelse på6,8skal denne kalibrering foretages ved ekstraktion af kalibrerings prøver6,8 eller ved inddragelse af hvirvelstrømsbaserede materialeegenskabs karakteriserings metoder12,13. Alternativt kan kompleksiteten af kalibrering undgås ved at repræsentere tykkelse i form af relativ tykkelse. Antag, at der udføres en NDE-øvelse, og at β -værdierne udvindes af signalerne, da β -værdien, som er kvalitativt repræsentativ for det maksimale tykkelses punkt i prøveemnet, betragtes som en reference (dvs. βRef <img align="center" alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq7a.jpg"> </img> μσdMax2); derefter kan tykkelsen af enhver anden placering repræsenteres som en procentdel af den maksimale tykkelse i formularen <img align="center" alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq1g.jpg"> </img>, der præsenterer en relativ tykkelse som output, som stadig er nyttige kvalitative oplysninger som en NDE output, der også bærer den enkelhed ikke at skulle kalibrere for μ, σ. Den protokol, der præsenteres heri, beskriver de trin, der skal følges for at opnå dette.
Da henfalds raten β viser generalitet til detektor spole baseret PEC-sensor arkitektur, samtidig med at den viser immunitet over for parametrene for sensor konstruktionen samt lift-off6,7,8,14, kan praktikere bruge ethvert detektor spole baseret PEC-detekteringssystem efter eget valg på et egnet ledende ferromagnetisk materiale til at udføre relativ tykkelses kvantificering i følge protokollen her. En PEC sensor designeksempel for en ledende ferromagnetisk materiale er tilgængelig for interesserede læsere15. Signalerne og resultaterne præsenteret i dette arbejde blev erhvervet ved hjælp af PEC system udviklet af University of Technology Sydney6,8. Det ledende ferromagnetiske materiale, der anvendes til repræsentative resultater erhvervet af PEC-systemet, er gråt støbejern ekstraheret fra en rørtest-seng9,10,11 i Sydney Australia.
Det skal bemærkes, at de metoder, resultater, og diskussioner præsenteret i denne publikation eksplicit fokusere på brugen af detektor spole-baserede PEC sensor arkitektur tid domæne signal forfald sats for tykkelse kvantificering af ledende ferromagnetiske materialer. Publikationen indeholder ikke en bredere drøftelse af generelle konventioner for PEC-sensor principper og sensor konfigurationer. Andet offentliggjort arbejde16,17,18 kan være nyttigt for læserne at få mere indsigt om PEC sensor konfigurationer andre end detektor Coil-baseret sensor arkitektur.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>A Detector Coil-based PEC Sensing System.</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A suitable conductive ferromagnetic material of varying thickness.</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A computation platform for PEC signal processing</td>
			<td>MathWorks, Natick, MA, USA.</td>
			<td></td>
			<td>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 &#34;PEC_Signal_Processor&#34;, produced using MATLAB R2017b, Publisher: MathWorks, Natick, MA, USA.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>An application that can produce a table containing raw PEC signals (e.g., Microsoft Office Excel).</td>
			<td>Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, Washington, USA.</td>
			<td></td>
			<td>Microsoft Office Excel (Office 16) was used for the work of this publication.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantifying the relative thickness of conductive ferromagnetic materials using detector coil-based pulsed eddy current sensors

Tykkelse kvantificering af ledende ferromagnetiske materialer ved hjælp af ikke-destruktiv evaluering (NDE) er et afgørende element i strukturel sundhedsovervågning af infrastrukturen, især for at vurdere tilstanden af stor diameter ledende ferromagnetiske rør findes i energi-, vand-, olie-og gassektorerne. Pulserende Eddy Current (PEC) sensing, især detektor spole-baseret PEC sensor arkitektur, har etableret sig gennem årene som et effektivt middel til at tjene dette formål. Tilgange til design af PEC-sensorer og behandlings signaler er blevet præsenteret i tidligere værker. I de seneste år er brugen af henfalds hastigheden for detektor spole baseret tids domæne PEC-signal med henblik på kvantificering af tykkelse blevet undersøgt. Sådanne værker har fastslået, at henfalds hastigheden-baseret metode holder generalitet til detektor Coil-baseret sensor arkitektur, med en grad af immunitet over for faktorer som sensor form og størrelse, antallet af spole sving, og excitation strøm. Desuden har denne metode vist sin effektivitet i NDE af store rør lavet af gråt støbejern. Efter sådan litteratur, er fokus for dette arbejde eksplicit PEC sensor detektor spolespænding henfalds rate-baseret ledende ferromagnetisk materialetykkelse kvantificering. Men udfordringen ved denne metode er vanskeligheden ved kalibrering, især når det drejer sig om applikationer såsom in situ-rørtilstands vurdering, da måling af elektriske og magnetiske egenskaber af visse rørmaterialer eller opnåelse af kalibrering prøver er vanskeligt i praksis. Motiveret af denne udfordring, i modsætning til at anslå den faktiske tykkelse som udført af nogle tidligere værker, dette arbejde præsenterer en protokol for at bruge den henfalds rate-baserede metode til at kvantificere relativ tykkelse (dvs. tykkelse af en bestemt placering med hensyn til en maksimal tykkelse) uden krav om kalibrering.

Repræsentative resultater i dette afsnit er genereret ved hjælp af PEC-signaler, der leveres som supplerende materiale med reference8. som nævnt ovenfor, er signalerne blevet fanget på grå støbejern prøver udvundet fra røret test seng i Sydney Australia, hvis placering og vintage detaljer er angivet i referencer9,10,11.
Figur 1 viser den ty...

Watch this Scientific Journal Video about Quantifying the Relative Thickness of Conductive Ferromagnetic Materials Using Detector Coil-Based Pulsed Eddy Current Sensors at JoVE.com

Quantifying the Relative Thickness of Conductive Ferromagnetic Materials Using Detector Coil-Based Pulsed Eddy Current Sensors

Her præsenterer vi en protokol til at kvantificere den relative tykkelse (dvs. tykkelse som en procentdel med hensyn til en reference) af ledende ferromagnetiske materialer ved hjælp af detektor spole baserede pulserende hvirvelstrømssensorer, samtidig med at kalibreringen overvindes Krav.

Kvantificering af den relative tykkelse af ledende ferromagnetiske materialer ved brug af detektor spole baserede pulserende Hvirvelstrømssensorer

Thickness quantification of conductive ferromagnetic materials by means of non-destructive evaluation (NDE) is a crucial component of structural health ...

Pulserende eddy strøm sensing er en elektromagnetisk sensing teknik, der anvendes til at vurdere visse fysiske egenskaber og effekter af elektrisk ledende og undertiden ferromagnetiske materialer. Vi vil indføre brugen af en software-interface for at udnytte de pulserende eddy aktuelle signaler fanget fra detektor spole baseret sensor arkitektur og hvordan man kan udtrække oplysninger fra disse signaler. Denne protokol muliggør en relativ tykkelse kvantificering af ferromagnetiske metalliske woolit strukturer ved hjælp af pulserende eddy strøm sensing.Denne teknik gør det muligt at måle omfanget af korrosion, grafitisering eller uld tab af ferromagnetisk uld som strukturer til vurdering af der struktur og opbygge og integrere det. Find og udfør PEC-signalprocessoren til pulserende eddy-strømsignalprocessor. exe-filen, og klik på næste gang, når grænsefladen vises.Når den næste grænseflade åbnes, skal du angive filplaceringen til installation og markere afkrydsningsfeltet Tilføj en genvej til skrivebordet for at føje softwareikonet til skrivebordet. Klik på næste, og angiv installationsplaceringen for det nødvendige kørselstidsmiljø. Klik på Udfør, når installationen er fuldført.Skrivebordsikonet vises. Før analysen påbegyndes, skal du bruge en detektorspolebaseret pulserende eddystrømsfølerenhed med en fungerende elektronisk boks og en detektorspolebaseret sensor til at indsamle pulserende eddystrømssignaler fra den indskiftede metalstruktur. Ved scanningens afslutning eksporteres de indsamlede signaler fra følerenheden til et kompatibelt, redigerbart tekstbehandlingsprogram, og det bekræftes, at signalerne er arrangeret som en tabel.Kopiér tabellen til skrivebordet, og dobbeltklik på skrivebordsikonet for at køre programmet. Grænsefladen åbnes. Hvis du vil indlæse signalerne, skal du klikke på fanen Belastningssignaler og vælge den fil, der indeholder signalerne, for at importere signalerne til softwaregrænsefladen.Når antallet af signaler i tabellen, der indeholder rå signaler vises, skal du klikke på pot signaler, og observere de signaler afbildet i logaritmisk skala. Klik på zoomfanen, og juster afbildningsvinduet for det lineære område, indtil det er tydeligt synligt. De nederste og øvre margener bør omfatte en lige linje region inden for lyset skygge af signalerne.Hvis du er usikker, anbefaler vi, at du genererer relative tykkelsesværdier ved hjælp af flere margener og derefter sammenligner resultaterne. Når du har indtastet rimelige lavere og øvre margener for området, skal du klikke på plotmargener og vente på, at margenerne afbildes med grønt. Klik uddrag funktioner, vil den lige linje segmenter blive afbildet med rødt.Klik på beregn relativ tykkelse for at observere plotning af et histogram af beregnede relative tykkelsesværdier. Klik på Gem relativ tykkelse for at gemme de beregnede relative tykkelsesværdier. Angiv et filnavn, og klik på ok.Klik derefter på ok igen for at bekræfte filnavnet. De relative tykkelsesværdier gemmes som en tabel på skrivebordet. De relative tykkelsesværdier, der vises på skærmen, er i form af brøker.En angiver maksimal tykkelse for referencen på 100 %. Her vises den typiske form af et tidsdomænesignal udtrykt i logaritmisk form, der er fanget fra en detektorspolebaseret pulserende eddystrømssensor. En vejledende lineær region i det senere stadium af logaritmisk signal kan observeres, for hvilket t er meget større end 0, og hvorfra henfaldshastigheden funktion beta er udvundet.Her vises et sæt signaler, der opfanges på forskellige tykkelser af gråt støbejern. Dette signal svarer til den maksimale tykkelse med den maksimale betaværdi i sættet. Sådanne værdier kan vælges som reference betaværdier for at lette kvantificeringen af den relative tykkelse ved hjælp af ligningen som angivet.I denne tabel vises de faktiske relative tykkelsesværdier og de relative tykkelsesværdier, der er beregnet ud fra betaværdier, der er opnået fra pulserende eddy-strømsignaler for et repræsentativt eksperiment. Her kan corelationen mellem pulserende eddy strøm signal baseret relativ tykkelse skøn og de faktiske relative tykkelse værdier observeres. Metodens effektivitet fremgår af den høje korrelation, der er afbildet af det lineære forhold.Vær forsigtig med at undgå den aktuelle region af pulserende eddy strømsignal og for at vælge den lineære region på lysstadiet for at tillade udvinding af beta-funktionen. Pulserende og andre eddy strøm teknikker er almindeligt anvendt til en anomali detektion, fysisk ejendom målinger, og til vurdering af ikke-metalliske belægninger, der dækker metalliske strukturer.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Engineering

Unit 1

Sources of Magnetic Fields

SCIENTISTS IN ACTION

Micro 3D Printing Using a Digital Projector and its Application in the Study of Soft Materials Mechanics

Micro 3D Udskrivning ved hjælp af en digital projektor og dens anvendelse i studiet af bløde materialer Mechanics

Buckling is a classical topic in mechanics. While buckling has long been studied as one of the major structural failure modes1, it has recently drawn new ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Fremstilling af Nano-manipuleret ledende gennemsigtige Oxider af Impuls Laser Deposition

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

Brug Neutron Spin Echo løst græsning Incidens Scattering at undersøge organiske solcellematerialer

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

Hjælp af mikrobølger og Makroskopiske Prøver af dielektriske Tørstof at studere den fotoniske egenskaber Disordered Fotoniske Bandgap Materialer

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Dannelse af Tykke Tætte Yttrium Iron Garnet Films Brug Aerosol Deposition

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Detektion og Inddrivelse af Palladium, Guld og kobolt Metaller fra Urban Mine Brug Nye sensorer / Adsorbenter Udpegede med Nanoscale Wagon-hjul-formede porer

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

Karakterisering af komplet sæt Materiale konstanter og deres temperatur Afhængighed for piezoelektriske materialer Brug Resonant Ultralyd spektroskopi

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Elektrospraymassespek Deposition af ensartet tykkelse Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Og As<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; chalcogenid Glas Films

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two ...

Characterization of Ultra-fine Grained and Nanocrystalline Materials Using Transmission Kikuchi Diffraction

Karakterisering af Ultra-finkornede og Nanokrystallinske Materialer Brug Transmission Kikuchi Diffraction

One of the challenges in microstructure analysis nowadays resides in the reliable and accurate characterization of ultra-fine grained (UFG) and ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

Hybrid udskrivning for fabrikation af Smart sensorer

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...