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

Författarna skulle vilja erkänna de bidrag som Michael Behrens och Damith Abeywardana i utformningen och genomförandet av flera Sensing hårdvara komponenter. Forsknings tillsyn roller som spelas av Alen Alempijevic, Teresa Vidal-Calleja, Gamini Dissanayake, och Sarath Kodagoda, samt bidrag från alla personer och organisationer som finansieras och samarbetar med kritiska rör projektet, erkänns också .

1. extrahera sönderfalls hastigheten β från en tillgänglig detektor-baserad PEC-signal
<ol><li>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.</li>
	<li>Hitta en linjär region i form av <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>

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...

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 energi, vatten, olja och gas industrier. Medan PEC-sensorer kan utformas efter flera arkitekturer, var detektor spolen-baserad arkitektur fast beslutna att vara den mest effektiva och vanligt förekommande i Tillståndsbedömning av ferromagnetiska material2,3,4,5. Därför är det detektor spole-baserade PEC sensor arkitektur som sätter grunden till problemet med tjocklek kvantifiering av ledande ferromagnetiska material.
Den detektor spole-baserade PEC sensor arkitektur består vanligtvis av två koncentriskt sår, luft cored, ledande spolar2,3,4,5,6 (typiskt koppar spolar). Det är ganska vanligt att vinden dessa spolar vara cirkulär i form2,3,4,5,6, men ibland, rektangulära formade spolar6 har använts. Från de två spolar i sensorn, en uppför sig som en magnetiseringsspole medan den andra fungerar som detektor spole. I en PEC-sensor är exciterarspolen upphetsad av en spännings puls-något som kan karakteriseras som en Artillarsidostegfunktion i princip. Denna pulsade excitation genererar ett övergående magnetfält (kallas det primära fältet) runt sensorn. När sensorn är placerad i anslutning till ett ledande provstycke (t. ex. en ledande ferromagnetisk väggliknande struktur) inducerar detta transienta magnetfält tids varierande virvelströmmar i provstycket. Dessa virvelströmmar genererar ett sekundärt magnetfält (kallas det sekundära fältet) som motsätter sig det primära fältet. Som svar på den resulterande effekten av den primära och sekundära fält, en övergående spänning induceras i detektor spole-som blir den tid domänen PEC signal av intresse för detta arbete.
PEC-sensorns detektor spole spänning sönderfalls frekvens (betecknas som β) har rapporterATS 6,7,8 för att Visa proportionaliteten β <img align="center" alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq7a.jpg"> </img> μσd2, när en signal förvärvas som placerar en PEC-sensor över ett ledande ferromagnetiskt skikt av magnetisk permeabilitet μ, elektrisk ledningsförmåga σ, och tjocklek d. Även om denna funktion för sönderfalls frekvens signal har avsevärd immunitet mot parametrar som sensor storlek, sensor form, och lyft-off6,7,8, vilket gör sönderfalls frekvensen mycket önskvärt för utmanande NDU scenarier såsom in situ pipe Condition Assessment9,10,11, denna funktion måste kalibreras (dvs μ, σ av det material som inspekteras uppskattas) för att möjliggöra tjocklek (dvs. , d) kvantifiering. För att möjliggöra konventionella metoder för sönderfalls frekvens-baserad tjock Leks beräkning6,8, måste denna kalibrering göras genom att extrahera kalibreringsprov6,8 eller genom att involvera virvelströmsbaserade material egenskaps karakteriseringsmetoder12,13. Alternativt kan komplexiteten i kalibrering undvikas genom att representera tjocklek i form av relativ tjocklek. Antag att en NDU-övning utförs och β -värden extraheras från signaler, därefter anses β -värdet kvalitativt representativt för den maximala tjock Leks punkten i provstycket som referens (dvs. βRef <img align="center" alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq7a.jpg"> </img> μσdMax2). sedan kan tjockleken på någon annan plats representeras som en procentandel av den maximala tjockleken i form <img align="center" alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq1g.jpg"> </img>, presentera en relativ tjocklek som produktionen, som fortfarande är användbar kvalitativ information som en nde-utgång som också bär enkelheten att inte behöva kalibrera för μ, σ. Det protokoll som presenteras häri beskriver de åtgärder som ska följas för att åstadkomma detta.
Eftersom sönderfalls frekvensen β visar allmän till detektor spole-baserade PEC sensor arkitektur samtidigt visar immunitet mot parametrar av sensorn design samt lyft-off6,7,8,14, kan utövare använda någon detektor spole-baserade PEC Sensing system efter eget val på en lämplig ledande ferromagnetiska material för att utföra relativ tjocklek kvantifiering efter protokollet här. Ett PEC-sensordesignexempel för ett ledande ferromagnetiskt material finns tillgängligt för intresserade läsare15. De signaler och resultat som presenteras i detta arbete förvärvades med hjälp av PEC-systemet som utvecklats av University of Technology Sydney6,8. Det ledande ferromagnetiska materialet som används för representativa resultat som erhållits av PEC-systemet är grått gjutjärn som utvinns ur ett rörtest-Bed9,10,11 i Sydney Australia.
Det bör noteras att de metoder, resultat och diskussioner som presenteras i denna publikation uttryckligen fokuserar på användningen av detektor spole-baserade PEC sensor arkitekturens tid domän signalens sönderfalls frekvens för tjocklek kvantifiering av ledande ferromagnetiska material. Publikationen omfattar inte en bredare diskussion om allmänna konventioner om PEC-analysprinciper och sensorkonfigurationer. Annat publicerat arbete16,17,18 kan vara användbart för läsarna att få mer insikt om PEC sensorkonfigurationer än detektor spole-baserade 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

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.

Representativa resultat inom detta avsnitt har genererats med hjälp av PEC-signalerna som tillhandahålls som tilläggsmaterial med referens8. som nämnts ovan har signalerna fångats på grå gjutjärn prover extraheras från röret testbädd i Sydney Australien, vars läge och Vintage Detaljer finns i referenser9,10,11.
Figur 1 visar den typiska...

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

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.

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

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

Pulsed eddy current sensing är en elektro-magnetisk avkänningsteknik som används för att bedöma vissa fysikaliska egenskaper och effekter av elektriskt ledande och ibland ferromagnetiska material. Vi kommer att införa användningen av en programvara gränssnitt för att utnyttja den pulsade virvelström signaler fångas från detektor spole baserad sensor arkitektur och hur man extraherar information från dessa signaler. Detta protokoll möjliggör en relativ tjocklek kvantifiering av ferromagnetiska metalliska woolite strukturer med hjälp av pulsade virvelström avkänning.Denna teknik möjliggör mätning av omfattningen av korrosion, grafitisering eller ull förlust av ferromagnetisk ull liknande strukturer för bedömning av det struktur och bygga och integrera den. För pulsad eddy current signalprocessorinstallation, lokalisera och utför PEC-signalprocessorn. exe-filen, och när gränssnittet visas klickar du på nästa.När nästa gränssnitt öppnas anger du filplatsen för installation och kontrollerar kryssrutan Lägg till en genväg till skrivbordet för att lägga till programikonen på skrivbordet. Klicka på nästa och ange installationsplatsen för den nödvändiga körningsmiljön. När installationen är klar klickar du på finish.Skrivbordsikonen kommer att visas. Innan du påbörjar analysen, använd en detektor spole baserad pulsed virvelström avkänningsenhet med en fungerande elektronisk låda och en detektor spole baserad sensor för att samla pulsade virvelströmssignaler från metallstrukturen av intresse. I slutet av genomsökningen exporterar du de insamlade signalerna från avkänningsenheten till en kompatibel, redigerbar ordbehandlare och bekräftar att signalerna är ordnade som en tabell.Kopiera tabellen till skrivbordet och dubbelklicka på skrivbordsikonen för att köra programmet. Gränssnittet kommer att öppnas. Om du vill läsa in signalerna klickar du på fliken belastningssignaler och väljer den fil som innehåller signalerna för att importera signalerna till programvarugränssnittet.När antalet signaler som finns i tabellen som innehåller råsignaler visas klickar du på pot-signaler och observerar de signaler som ritas i logaritmisk skala. Klicka på zoomfliken och justera plotfönstret för den linjära regionen tills den syns tydligt. De lägre och övre marginalerna bör omfatta en rak linjeregion inom den ljusa skuggan av signalerna.Om osäker, rekommenderar vi att generera relativa tjocklek värden med hjälp av flera marginaler och sedan jämföra resultaten. När du har angett rimliga lägre och övre marginaler för regionen klickar du på plottmarginaler och väntar på att marginalerna ska ritas in i grönt. Klicka utdrag funktioner, kommer de raka linjesegmenten att ritas i rött.Klicka på beräkna relativ tjocklek för att observera plottningen av ett histogram av beräknade relativa tjockleksvärden. Klicka på spara relativ tjocklek för att spara de beräknade relativa tjockleksvärdena. Ange ett filnamn och klicka på ok.Klicka sedan på ok igen för att bekräfta filnamnet. De relativa tjockleksvärdena kommer att sparas som en tabell på skrivbordet. De relativa tjockleksvärden som visas på skärmen är i form av bråk.En betecknar maximal tjocklek för 100%-referensen. Här visas den typiska formen av en tidsdomänsignal uttryckt i den logaritmiska formen som fångas från en detektorspole baserad pulsad virvelströmssensor. En vägledande linjär region i det senare skedet av logaritmisk signal kan observeras, för vilken t är mycket större än 0, och från vilken förfallshastigheten funktionen beta utvinns.Här visas en uppsättning signaler som fångas på olika tjocklekar av grått gjutjärn. Denna signal motsvarar den maximala tjockleken med det maximala betavärdet i uppsättningen. Sådana värden kan väljas som referens beta-värden för att underlätta kvantifiering av den relativa tjockleken, med hjälp av ekvationen som anges.I den här tabellen visas de faktiska relativa tjockleksvärdena och de relativa tjockleksvärden som beräknats från betavärden som erhållits från pulsade virvelströmssignaler för ett representativt experiment. Här kan korelationen mellan pulsade virvelströmsignal baserade relativa tjockleksuppskattningar och de faktiska relativa tjockleksvärdena observeras. Metodens effektivitet visas av den höga korrelationen som skildras av det linjära sambandet.Var noga med att undvika den aktuella regionen av pulsad virvelströmssignal och för att välja den linjära regionen i ljusstadiet för att möjliggöra extraktion av beta-funktionen. Pulsed och andra virvel nuvarande tekniker används vanligen för en anomali upptäckt, fysiska egendom mätningar, och för bedömning av icke-metalliska beläggningar som täcker metalliska 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 Printing Med hjälp av en digital projektor och dess tillämpning i studien av mjuka material Mekanik

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

Tillverkning av Nano-engineered transparent ledande Oxider av pulsad 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

Användning av Neutron Spin Echo löste betesincidensspridning för att undersöka organiska solcellsmaterial

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

Använda mikrovågsugn och Makroskopiska Prover av Dielektriska Solids att Studera Fotoniska egenskaper Oordnade Photonic bandgap

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

Bildning av Tjocka Tät Yttrium Järn Garnet filmer Använda 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

Upptäckt och Återvinning av palladium, guld och kobolt Metals från Urban Mine Använda Nya Sensorer / Adsorbents Utsedda med Nanoscale Wagon-hjulformade 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 av full uppsättning Material Constants och deras temperaturberoende för piezoelektriska material med användning av resonans Ultraljud 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

Elektro Deposition jämntjock Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Och As<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; kalkogenidglas 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

Karaktärisering av ultra finkornig och nanokristallina material att använda 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 utskrift för tillverkning av smarta sensorer

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