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

Процесс накопления вагонов
Сокращение простоя вагонов в ожидании накопления полного состава с увеличением дальности пробега поездов без переработки плана формирования. Различают процесс накопления состава по вагоноперевозке и по поступлению вагонов на пути сортировочного парка. Процесс накопления по вагонопотоку начинается с ...

Назначение, устройство, работа, проверка технического состояния крана машиниста №394
Краны машиниста № 394 для грузовых локомотивов выпускали двух модификаций: № 394.000 с шестью положениями ручки крана и № 394.000-2 с семью положениями (добавлено положение VA). С 1977 г. для грузовых локомотивов выпускают краны машиниста № 395.000-3 (с контроллером). Конструктивно краны № 394.000 ...

Подбор технологического оборудования
Таблица 4.3 - «Технологическое оборудование» Наименование Кол Тип и модель Размер в плане, мм Общая площадь, м2 Приспособление для правки замочных колец 1 383×620 0,23 Станок для очистки ободьев дисков 1 1100×1100 0,06 Сушильная камера 1 1500×1500 2,25 Стенд для монтажа колес 1 13 ...