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

Yazarlar michael Behrens ve Damith Abeywardana tarafından tasarım ve çeşitli algılama donanım bileşenleri uygulanmasında yapılan katkıları kabul etmek istiyorum. Alen Alempijeviç, Teresa Vidal-Calleja, Gamini Dissanayake ve Sarath Kodagoda'nın oynadığı araştırma denetim rolleri ve Kritik Borular Projesi'ni finanse eden ve ortak olan tüm kişi ve kuruluşların katkıları da kabul edilmektedir. .

1. Mevcut bir dedektör bobin bazlı PEC sinyalinden bozulma oranı β ayıklanması
<ol><li>Deneysel olarak yakalanan PEC sinyalini (yani, ln[V(t)]] logaritmik formunda bir zaman etki alanı dedektörü bobin gerilimini (V(t))olarak gösterilir) ifade edin. Şekil 1'deln[V(t)] şeklinde ifade edilen tipik bir PEC sinyali gösterilmiştir.</li>
	<li>Sinyal in durumu tatmin <img align="center" alt="Equation 2" src="/files/ftp_up...

<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>

Dedektör bobin bazlı PEC sensörleri kullanılarak iletken ferromanyetik malzemelerin bağıl kalınlığını (yani bir referansa göre yüzde olarak kalınlığı) ölçen bir protokol sunuldu. Bu yöntemin en büyük avantajı kalibrasyon gereksiniminin üstesinden gelebilme yeteneğidir (örneğin, kalınlık nicelemesini sağlamak için incelenen malzemenin manyetik geçirgenliğini ve elektriksel iletkenliğini ölçme veya tahmin etme ihtiyacının üstesinden gelmek). Protokol, zaman etki alanı PEC sinyalinin ...

Darbeli eddy akım (PEC) algılama tekniği belki de eddy akım ailesinin en çok yönlü üyesidir (EC) tahribatsız değerlendirme (NDE) teknikleri ve kusurların tespiti ve nicelleştirilmesi nde birçok uygulama vardır, ve metallerin ve metalik yapıların geometrisi1. Birkaç milimetreden birkaç milimetreye kadar duvar kalınlıklarına sahip iletken ferromanyetik duvar benzeri yapıların kalınlık niceliği, altyapının yapısal sağlık takibi alanında yüksek talep li bir mühendislik hizmetidir. Bu hizmeti gerektiren ferromanyetik alaşımlardan oluşan kritik altyapı, enerji, su, petrol ve gaz endüstrilerinde yaygın olarak mevcuttur. PEC sensörleri çeşitli mimariler aşağıdaki tasarlanmış olsa da, dedektör bobin tabanlı mimari en etkili ve yaygın ferromanyetik malzemelerin durum değerlendirilmesinde kullanılan olarak tespit edilmiştir2,3,4,5. Bu nedenle, iletken ferromanyetik malzemelerin kalınlık niceliği sorununa temel oluşturan dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisidir.
Dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisi genellikle iki eşmerkezli yara oluşur, hava kordin, iletken bobinler2,3,4,5,6 (genellikle bakır bobinler). Bu bobinlerinşekil2,3,4,5,6şeklinde dairesel olması oldukça yaygındır, ancak zaman zaman dikdörtgen şekilli bobinler6 kullanılmıştır. Sensördeki iki bobinden biri uyarıcı bobin, diğeri ise dedektör bobini gibi davranır. BIR PEC sensöründe, eksiter bobin bir gerilim darbesi ile heyecanlanır - prensipte Bir Heaviside adım fonksiyonu olarak karakterize edilebilir bir şey. Bu darbeli uyarma sensörün etrafında geçici bir manyetik alan (birincil alan olarak adlandırılır) oluşturur. Sensör iletken bir test parçasına (örneğin, iletken ferromanyetik duvar benzeri bir yapı) bitişik yerleştirildiğinde, bu geçici manyetik alan test parçasındaki değişen eddy akımlarını tetikler. Bu eddy akımları birincil alana karşı ikincil bir manyetik alan (ikincil alan olarak adlandırılır) oluşturur. Birincil ve ikincil alanların ortaya çıkan etkisine yanıt olarak, geçici bir gerilim dedektör bobinine indüklenir - bu da bu çalışma için ilgi nin zaman alanı PEC sinyali olur.
PEC sensör dedektörü bobin gerilim bozunma hızı (βolarak gösterilir) rapor edilmiştir6,7,8 orantılılık β <img align="center" alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq7a.jpg"> </img> μσdgöstermek için2, bir sinyal manyetik geçirgenlik bir iletken ferromanyetik tabaka üzerinde bir PEC sensörü yerleştirerek elde edildiğinde μ, elektrik iletkenlik σ, ve kalınlığı d. Bu bozunma hızı sinyal özelliği sensör boyutu, sensör şekli ve lift-off6,7,8gibi parametrelere önemli bir bağışıklık olmasına rağmen, hangi son derece in situ boru durum değerlendirmesi 9 gibi zorlu NDE senaryoları için çürüme oranı arzu yapar9,10,11, Bu özellik kalibre edilmelidir (yani, μ, incelenen malzemenin σ) kalınlığı sağlamak için (yani. , d) niceleme. Çürüme hızına dayalı kalınlık nicelliği geleneksel yöntemler etkinleştirmek için6,8, Bu kalibrasyon kalibrasyon örnekleri ayıklama tarafından yapılmalıdır6,8 veya eddy akım tabanlı malzeme özelliği karakterizasyon yöntemleri12,13. Alternatif olarak, kalibrasyon karmaşıklığı göreceli kalınlık şeklinde kalınlığı temsil ederek önlenebilir. Bir NDE egzersizi yapıldığını ve β değerlerinin sinyallerden çıkarılırken, test parçasındaki maksimum kalınlık noktasının β değeri nitel olarak temsil edildiğini varsayalım (yani βref <img align="center" alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq7a.jpg"> </img> μσdmax2); daha sonra, başka bir konumun kalınlığı formda <img align="center" alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59618/59618eq1g.jpg"> </img>maksimum kalınlığın yüzdesi olarak temsil edilebilir , çıkış olarak göreceli bir kalınlık sunan, hangi hala yararlı nitel bilgi bir NDE çıkış olarak da μiçin kalibre etmek zorunda kalmadan basitlik taşır , σ. Burada sunulan protokol, bunu gerçekleştirmek için izlenecek adımları açıklar.
Çürüme oranı β dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisine genellik gösterdiğinden, sensör tasarımının parametrelerine karşı bağışıklığı gösterirken, asansör 6,7,8,14, uygulayıcılar burada protokolü takip ederek göreceli kalınlık niceliği gerçekleştirmek için uygun bir iletken ferromanyetik malzeme üzerinde seçtikleri herhangi bir dedektör bobin tabanlı PEC algılama sistemini kullanabilirler. İletim ferromanyetik malzeme için PEC sensör tasarım örneği ilgilenen okuyucular için kullanılabilir15. Bu çalışmada sunulan sinyaller ve sonuçlar University of Technology Sydney tarafından geliştirilen PEC sistemi kullanılarak elde edilmiştir6,8. PEC sistemi tarafından elde edilen temsili sonuçlar için kullanılan iletken ferromanyetik malzeme, Sydney Avustralya'da bir boru test yatağı9,10,11 çıkarılan gri dökme demirdir.
Bu yayında sunulan yöntemlerin, sonuçların ve tartışmaların açıkça dedektör bobini tabanlı PEC sensör mimarisinin zaman etki alanı sinyalinin iletken ferromanyetik malzemelerin kalınlık niceliği için bozunma oranının kullanımına odaklandığı unutulmamalıdır. Yayın PEC algılama ilkeleri ve sensör yapılandırmaları genel kuralları hakkında daha geniş bir tartışma içermez. Diğer yayınlanan çalışma16,17,18 okuyucular için dedektör bobin tabanlı sensör mimarisi dışında PEC sensör yapılandırmaları hakkında daha fazla fikir edinmek için yararlı olabilir.

<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

İletken ferromanyetik malzemelerin tahribatsız değerlendirme (NDE) yoluyla kalınlık tasnifi, özellikle büyük çaplı iletkenlerin durumunudeğerlendirmek için altyapının yapısal sağlık takibinin önemli bir bileşenidir. enerji, su, petrol ve gaz sektörlerinde bulunan ferromanyetik borular. Darbeli eddy akım (PEC) algılama, özellikle dedektör bobin tabanlı PEC sensör mimarisi, bu amaca hizmet etmek için etkili bir araç olarak yıllar içinde kendini kurmuştur. Pec sensörleri ve işleme sinyalleri tasarlamak için yaklaşımlar önceki çalışmalarda sunulmuştur. Son yıllarda kalınlık nicelemesi amacıyla dedektör bobin tabanlı zaman etki alanı PEC sinyalinin bozunma oranı nın kullanımı incelenmiştir. Bu tür çalışmalar, bozunma hızı nadayalı yöntemin dedektör bobini tabanlı sensör mimarisine genellik tuttuğunu ve sensör şekli ve boyutu, bobin dönüşlerinin sayısı ve uyarma akımı gibi faktörlere karşı bir dereceye kadar bağışıklık sahibi olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, bu yöntem gri dökme demirden yapılmış büyük boruların NDE etkinliğini göstermiştir. Bu tür literatürü takiben, bu çalışmanın odak noktası açıkça PEC sensör dedektörü bobin gerilim bozunma hızı esaslı iletken ferromanyetik malzeme kalınlığı nicelleştirmedir. Ancak, bu yöntemin karşılaştığı zorluk kalibrasyon zorluğudur, özellikle bazı boru malzemelerinin elektriksel ve manyetik özelliklerinin ölçülmesi veya kalibrasyon elde edilmesi nedeniyle yerinde boru durum değerlendirmesi gibi uygulamalar söz konusu olduğunda örnekler pratikte zordur. Bu meydan okumadan motive edilen, önceki bazı çalışmalarda olduğu gibi gerçek kalınlığı tahmin etmek yerine, bu çalışma, göreceli kalınlığı (örneğin, belirli bir konumun kalınlığını maksimum kalınlık), kalibrasyon için gerekli olmadan.

Bu bölümdeki temsili sonuçlar, referans8ile ek malzeme olarak sağlanan PEC sinyalleri kullanılarak oluşturulmuştur; Yukarıda belirtildiği gibi, sinyalleri sydney Avustralya, konumu ve vintage detayları referanslar9,10,11sağlanır boru test yatağından çıkarılan gri dökme demir örnekleri ele geçirilmiştir.
Şekil 1, dedektör bobi...

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

Burada, dedektör bobin bazlı darbeli eddy akım sensörleri kullanılarak iletken ferromanyetik malzemelerin göreceli kalınlığını (yani bir referansa göre yüzde olarak kalınlığı) ölçmek için bir protokol sıyoruz. Gereksinim.

Dedektör Bobin Bazlı Darbeli Eddy Akım Sensörleri Kullanılarak İletken Ferromanyetik Malzemelerin Göreceli Kalınlığının Ölçülmesi

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

Darbeli eddy akım algılama elektriksel iletken ve bazen ferromanyetik malzemelerin belirli fiziksel özellikleri ve etkilerini değerlendirmek için kullanılan bir elektro-manyetik algılama tekniğidir. Dedektör bobini tabanlı sensör mimarisinden yakalanan darbeli eddy akım sinyallerini niçin kullanabileceğimizi ve bu sinyallerden nasıl bilgi alınacağını gösteren bir yazılım arabiriminin kullanımını tanıtacağız. Bu protokol, darbeli eddy akım algılaması kullanarak ferromanyetik metalik yünlü yapıların göreceli kalınlıkta nicelemesini sağlar.Bu teknik, orada yapının değerlendirilmesi ve inşa ve entegre için yapılar gibi ferromanyetik yün korozyon, grafitizasyon veya yün kaybı ölçüde ölçümü sağlar. Darbeli eddy akım sinyal işlemcisi kurulumu için PEC sinyal işlemcisini bulun ve çalıştırın. exe dosyası ve arabirim göründüğünde, sonrakini tıklatın.Bir sonraki arabirim açıldığında, yükleme için dosya konumunu belirtin ve yazılım simgesini masaüstüne eklemek için masaüstü onay kutusuna kısayol eklemeyi işaretleyin. İleri'yi tıklatın ve gerekli çalışma süresi ortamı için yükleme konumunu belirtin. Yükleme tamamlandığında, bitiş'i tıklatın.Masaüstü simgesi görüntülenir. Analize başlamadan önce, bir dedektör bobini tabanlı darbeli eddy akım algılama ünitesi işletim elektronik kutusu ve bir dedektör bobin tabanlı sensör ilgi metal yapısından darbeli eddy akım sinyalleri toplamak için kullanın. Taraya sonunda, algılama biriminden toplanan sinyalleri uyumlu, düzenlenebilir bir sözcük işlemcisine aktarın ve sinyallerin tablo olarak düzenlendiğini onaylayın.Tabloyu masaüstüne kopyalayın ve uygulamayı çalıştırmak için masaüstü simgesini çift tıklatın. Arayüz açılacak. Sinyalleri yüklemek için yük sinyalleri sekmesini tıklatın ve sinyalleri yazılım arabirimine aktarmak için sinyalleri içeren dosyayı seçin.Tabloda ham sinyaller içeren sinyal sayısı göründüğünde, pot sinyallerini tıklatın ve logaritmik ölçekte çizilen sinyalleri gözlemleyin. Yakınlaştırma sekmesini tıklatın ve doğrusal bölge için çizim penceresini açıkça görünene kadar ayarlayın. Alt ve üst kenar boşlukları, sinyallerin ışık tonu içinde düz bir çizgi bölgesini kapsamalıdır.Emin değilse, birkaç kenar boşluğu kullanarak göreli kalınlık değerleri oluşturmanızı ve ardından sonuçları karşılaştırmanızı öneririz. Bölge için makul alt ve üst kenar boşlukları girdikten sonra, çizim kenar boşluklarını tıklatın ve kenar boşluklarının yeşil olarak çizilen olmasını bekleyin. Ekstre özelliklerini tıklatın, düz çizgi segmentleri kırmızı çizilir.Hesaplanan göreli kalınlık değerlerinin bir histogramının çizimini gözlemlemek için göreli kalınlığı hesapla'yı tıklatın. Hesaplanan göreli kalınlık değerlerini kaydetmek için göreli kalınlığı kaydet'i tıklatın. Bir dosya adı girin ve Tamam'ı tıklatın.Ardından dosya adını onaylamak için tamam'ı yeniden tıklatın. Göreli kalınlık değerleri masaüstünde bir tablo olarak kaydedilir. Ekranda gösterilen göreli kalınlık değerleri kesirler şeklindedir.Bir% 100 referans için maksimum kalınlığı gösterir. Burada, bir dedektör bobini tabanlı darbeli eddy akım sensörü yakalanan logaritmik formda ifade edilen bir zaman etki alanı sinyalinin tipik şekli gösterilir. Logaritmik sinyalin sonraki evresinin gösterge doğrusal bölgesi gözlemlenebilir, bunun için t 0'dan çok daha büyüktür ve bozunma oranı beta sı elde edilir.Burada farklı kalınlıklarda gri dökme demirden yakalanan bir dizi sinyal gösterilir. Bu sinyal, kümedeki maksimum beta değeriile maksimum kalınlığa karşılık gelir. Bu değerler, belirtilen denklem kullanılarak bağıl kalınlığın nicelleştirilmesini kolaylaştırmak için referans beta değerleri olarak seçilebilir.Bu tabloda, temsili bir deney için darbeli eddy akım sinyallerinden elde edilen beta değerlerinden hesaplanan gerçek nispi kalınlık değerleri ve göreli kalınlık değerleri gösterilmiştir. Burada, darbeli eddy akım sinyali negöreli kalınlık tahminleri ve gerçek bağıl kalınlık değerleri arasındaki ilişki gözlemlenebilir. Yöntemin etkinliği doğrusal ilişki ile betimlenen yüksek korelasyon ile gösterilmiştir.Darbeli eddy akım sinyalinin mevcut bölgesinden kaçınmaya ve beta özelliğinin çıkarılmasına izin vermek için ışık aşamasında doğrusal bölgeyi seçmeye özen. Darbeli ve diğer eddy akım teknikleri genellikle bir anomali algılama, fiziksel özellik ölçümleri ve metalik yapıları kapsayan metalik olmayan kaplamaların değerlendirilmesi için kullanılır.

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

Yumuşak Malzemelerin Mekaniği Çalışması Dijital Projektör ve Uygulama Kullanarak Mikro 3D Baskı

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

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

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

Nötron Spin Echo'nun Kullanılması, Organik Güneş Hücresi Malzemelerini Araştırmak İçin Otlatma İnsidansını Dağıtmayı Çözdü

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

Düzensiz Fotonik Bandgap Malzemelerin Fotonik Properties Çalışması Mikrodalga ve Dielektrik Katı makroskopik Örnekleri kullanma

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

Aerosol Birikimi Kullanarak Kalın Yoğun Yttrium Iron Garnet Filmleri oluşumu

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

Algılama ve Palladium Kurtarma Kentsel Madeninde Altın ve Kobalt Metal Nano Wagon tekerlekli şeklindeki Porların ile Belirlenmiş Yeni Sensörler / adsorbanlar kullanma

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

Tam Set Malzeme sabitleri Karakterizasyonu ve rezonans Ultrason Spektroskopisi kullanarak Piezoelektrik Malzemelerin Onların Sıcaklık Bağımlılığı

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

Düzgün kalınlığı Ge Elektro Biriktirme<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Ve de<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalcogenide Cam Filmleri

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

İletim Kikuchi difraksiyonu kullanılarak ultra-ince taneli ve Nanokristal Malzemelerin Karakterizasyonu

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

Hibrid akıllı sensörler imalatı için yazdırma

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