Физическая сущность вихретокового метода контроля

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

e = -W* dФ/dt

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

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

Ф = BScosa = µ0µc*Нcosα.

В результате в контуре наводится ЭДС:

е = -Wµ0µcScosα*dH/dt

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

Рис. 6 Сущность ВТК

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

1) однообмоточная катушка, питаемая переменным током;

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

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

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

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

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

Актуально о транспорте

Регулятор напряжения
Регулятор напряжения поддерживает постоянное напряжение тока, вырабатываемого генератором при переменной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Регулятор напряжения (рис. 3) представляет собой двухступенчатый электромагнитный регулятор вибрационного типа. При возрастании напряжения генератора ...

Экономика СТО
Развитие отрасли автомобилестроения влечет за собой развитие автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания в частности. Капиталовложения в развитие СТО это выгодное использование материальных средств с получением прибыли. Сибирская часть Российской федерации занимает 3-е место по ...

Определение осевой силы, действующей на карданный вал
Кроме крутящего момента, на карданный вал действуют осевые силы Q, возникающие при перемещениях ведущего моста. Задний мост при движении автомобиля по неровностям совершает качание относительно оси серьги рессоры по некоторому радиусу R1. Карданный вал колеблется вокруг центра карданного шарнира, к ...