Surface Eddy Current Probes: Excitation Systems of the Optimal Electromagnetic Field (Review)
Open Access
- 26 June 2020
- journal article
- review article
- Published by Belarusian National Technical University in Devices and Methods of Measurements
- Vol. 11 (2), 91-104-104
- https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-2-91-104
Abstract
Актуальной задачей вихретокового контроля является разработка технических средств с улучшенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками. Уверенное обнаружение дефектов и определение их геометрических параметров средствами вихретокового контроля осуществляется при обеспечении оптимального распределения электромагнитного поля возбуждения в зоне контроля. Цель работы заключалась в проведении анализа научно-технической информации в области вихретокового контроля для изучения сведений об использовании электромагнитных полей возбуждения с априори заданными свойствами, а также обобщения, систематизации накопленного опыта и подходов к проведению теоретических исследований в данном направлении. Проведён обзор публикаций в области неразрушающего электромагнитного контроля, посвящённых совершенствованию систем возбуждения преобразователей вихретоковых дефектоскопов. Рассмотрены подходы, в которых однородное распределение электромагнитного поля на поверхности объекта контроля достигается линейным и нелинейным оптимальным синтезом систем возбуждения при условии неподвижности преобразователя относительно объекта контроля. Проведён анализ конструкций вихретоковых преобразователей с однородным полем возбуждения, созданным круговыми, прямоугольными тангенциальными и нормальными катушками, а также за счёт создания вращательного поля возбуждения. Изучались конструкции катушек возбуждения преобразователей с полями сложной конфигурации, характеризующиеся оригинальной фрактальной геометрией, которые позволяют увеличить вероятность выявления дефектов, не поддающихся обнаружению классическими преобразователями. Также проанализированы исследования, в которых предлагается формирование полей оптимальной конфигурации в заданной зоне с применением магнитопроводов, концентраторов поля из проводящих материалов и экранов специальной формы. Изучались подходы к реализации оптимального синтеза систем возбуждения преобразователей с равномерной чувствительностью в зоне контроля с использованием суррогатной оптимизации для случаев движущихся объектов контроля с учётом эффекта скорости. Обобщён и систематизирован опыт, а также результаты теоретических исследований, посвящён- ных проблеме проектирования вихретоковых преобразователей с равномерной чувствительностью в зоне контроля, обусловленной однородным распределением плотности индуцированных токов, протекающих в объекте. Предложена классификация преобразователей по ряду признаков, характеризующих их системы возбуждения.Keywords
This publication has 31 references indexed in Scilit:
- Handbook of Advanced Nondestructive EvaluationPublished by Springer Science and Business Media LLC ,2020
- A Uniform Eddy Current Probe with a Double-Excitation Coil for Flaw Detection on Aluminium PlatesMetals, 2019
- The Improvement of Flaw Detection by the Configuration of Uniform Eddy Current ProbesSensors, 2019
- Development of a Bidirectional-Excitation Eddy-Current Sensor With Magnetic Shielding: Detection of Subsurface Defects in Stainless SteelIEEE Sensors Journal, 2018
- Optimization of coil design for eddy current testing of multi-layer structuresInternational Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2016
- Optimization and Validation of Rotating Current Excitation with GMR Array Sensors for Riveted Structures InspectionSensors, 2016
- Optimization of coil design for near uniform interrogating field generationAIP Conference Proceedings, 2015
- Geometric optimization of a differential planar eddy currents probe for non-destructive testingSensors and Actuators A: Physical, 2013
- A simple forward direct problem solver for eddy current non-destructive inspection of aluminum plates using uniform field probesMeasurement, 2012
- Shape design of cylindrical probe coils for the induction of specified eddy current distributionsIEEE Transactions on Magnetics, 1999