Исследование сигналов вихретокового преобразователя при контроле методом высших гармоник

Аннотация

Разработан метод выбора режимов вихретокового контроля при использовании метода высших гармоник, но без использования предварительно подготовленных образцов. Методы вихретокового контроля объектов с постоянными свойствами неприменимы к объектам с нелинейными свойствами. Исследован численный алгоритм решения задачи неразрушающего контроля ферромагнитных цилиндрических объектов в проходном вихретоковом преобразователе. Контроль, основанный на анализе высших гармоник, повышает эффективность контроля структурного состояния стальных изделий и предназначен, например, для соблюдения их качества. Анализ электромагнитного поля проходного преобразователя с учетом нелинейной зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля становится актуальным для выбора режимов работы приборов неразрушающего контроля. Для решения использовано численное моделирование с использованием метода прогонки. Проверка результатов, полученных по выбранной расчетной схеме, выполнялась путем сравнения с опубликованными результатами для частного случая постоянных магнитных свойств, а проверка результатов выбранной схемы расчета, — путем сравнения с опубликованными результатами для конкретного случая постоянных магнитных свойств. По выбранной методике исследовано влияние магнитной проницаемости и удельной электрической проводимости на первую и третью гармоники магнитного потока в цилиндрическом объекте контроля, по которым определяется их влияние на сигнал преобразователя. Полученные зависимости позволяют определить влияние напряженности возбуждающего поля, существенное при контроле ферромагнитных объектов. Показано преимущество третьей гармоники на частотах возбуждения в десятки герц, приемлемых с точки зрения производительности и получения достаточной амплитуды сигналов на измерительной обмотке. Приведены результаты выбора режимов контроля для объектов из конструкционной стали. Даны рекомендации по выбору параметров контроля при использовании третьей гармоники сигнала. Рекомендован диапазон частот и напряженность возбуждающего поля в приборах, работающих по методу высших гармоник.