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Informações de seleção de sonda de corrente parasita

A seleção da sonda de corrente parasita adequada é de grande importância para o sucesso de sua inspeção. Nessas páginas, incluímos informações úteis para ajudá-lo a fazer a escolha certa.

Sondas absolutas (Sondas de elemento único)

A forma mais antiga de instrumentos de corrente parasita operava com uma sonda de elemento único enrolada em uma frequência de valor específico. Muitos modelos mais recentes de instrumentos de correntes parasitas mantiveram esse circuito como uma opção popular para os usuários, ao mesmo tempo que incorporam funções mais sofisticadas. Quando essas sondas são usadas, uma bobina de equilíbrio também é necessária, que pode ser definida de dentro do instrumento de corrente parasita ou é comumente encontrada dentro do invólucro da sonda, o conector do cabo ou em um adaptador separado (ver Fig. 1).

Diagrama da caixa da sonda

Figura 1

Um problema pode surgir quando o valor da indutância da sonda não está próximo o suficiente do valor da bobina de equilíbrio, fazendo com que o instrumento não se equilibre corretamente. O resultado é um desempenho ruim (ruidoso ou insensível) ou nenhuma resposta (saturação do sinal).

Sondas de tipo ponte

Nesta configuração, as bobinas da sonda estão localizadas em uma “ponte” elétrica (ver fig. 2). O instrumento equilibra a ponte e qualquer mudança no equilíbrio é exibida como um sinal. Nesse arranjo, o mesmo elemento produz as correntes parasitas e detecta as mudanças de impedância causadas pelos defeitos (ou quaisquer outras variáveis). Quase todos os instrumentos são capazes de operar com este tipo de disposição de elemento.

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Figura 2

Sonda de tipo reflexão

Esses testes também são conhecidos como envio-recebimento ou driver-pickup. Nesta configuração, as correntes parasitas são produzidas por um elemento conectado ao oscilador (driver) do instrumento. Os sinais recebidos de volta na ponta de prova são detectados por elementos separados chamados pickups (ver Fig. 3 e Fig. 4). Todos os novos instrumentos de plano de impedância e também muitos modelos mais antigos são capazes de operar nos modos de ponte e reflexão. Em caso de dúvida, ligue para o fabricante ou ligue para nós.

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Figura 3

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Figura 4

Ponte ou reflexão?

Esta é uma pergunta comum feita por aqueles envolvidos na tentativa de selecionar a melhor sonda para uma inspeção. A resposta é “depende”. Vamos considerar os dois sistemas.

Ganho: As sondas de reflexão darão um ganho maior, principalmente se forem “sintonizadas” em uma frequência específica, mas normalmente a diferença é em média cerca de 6 dB. É verdade que isso dobra o sinal, mas se você considerar que os instrumentos são capazes de dar esse aumento de ganho facilmente, não é tão importante. No entanto, em aplicações críticas, esse aumento é muito bem-vindo.

Faixa de frequência: As sondas de reflexão não precisam equilibrar a unidade para os elementos de captação. Isso significa que eles fornecerão uma faixa de frequência mais ampla. Enquanto a unidade produzir correntes parasitas, o pickup as detectará e algum sinal será exibido. Isso pode não fornecer boas informações em certas frequências, mas a sonda ainda está funcionando!

As sondas do tipo ponte costumavam fornecer um intervalo de frequência limitado nos instrumentos mais antigos, pois tinham que equilibrar uma ponte elétrica usando seus outros braços (controles X e R). Nos instrumentos modernos, a ponte é normalmente formada com resistores de precisão fixos, ou um transformador fixo dentro dela. Os sinais detectados dessa maneira são processados eletronicamente sem quaisquer ajustes “mecânicos”, e isso significa uma maior capacidade de equilíbrio em uma faixa de frequência mais ampla.

Desvio: O desvio da sonda é causado principalmente pela mudança de temperatura dos elementos. Isso pode ser causado pela variação de

temperatura ambiente, ou pelo calor produzido pela corrente do oscilador, ou ambos. Existem parâmetros de projeto que podem ser otimizados para reduzir o desvio, como o diâmetro do fio e a seleção de ferrite, mas as sondas de reflexão são normalmente uma boa escolha para evitar esse problema ainda mais.

Em uma sonda de reflexão, a corrente da unidade não flui através das bobinas de captação; na verdade, o campo magnético recebido de volta do corpo de prova normalmente é muito menor e, consequentemente, a corrente que flui nos captadores também é reduzida. A maioria dos tipos de sonda (lápis, ponto, anel, orifício do parafuso, etc.) pode ser feita como ponte ou reflexo. Lembre-se de que uma sonda de reflexão é quase invariavelmente mais difícil de fabricar e, portanto, mais cara.

Sondas absoluta, ponte e diferencial

Esta é uma área em que existe alguma confusão. Muitos usuários chamam uma sonda de “diferencial” quando o sinal exibido fornece um movimento para cima e para baixo ou um sinal do tipo figura 8. Isso é causado pelas duas bobinas que detectam o defeito em sequência. Quando ambos os elementos de detecção estão na superfície da sonda, eles compensam a elevação e, como resultado, nenhuma linha é visível (ver Fig. 5).

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Figura 5

Em contraste, uma exibição absoluta ou em ponte é produzida por um único elemento de detecção (ver Fig. 1 a Fig. 4), dando um único movimento ascendente com uma linha de levantamento quase horizontal. Outros chamam uma sonda de “diferencial” simplesmente quando os elementos são conectados diferencialmente, como em um circuito de ponte. O problema com esta definição é que as sondas podem ser conectadas diferencialmente em um sistema de reflexão, bem como ao usar dois captadores (como a maioria das sondas de orifício de parafuso acionadas por escâner). Neste caso, os dois elementos de captação são posicionados próximos um do outro e contidos dentro de um elemento de acionamento (ver Fig. 6).

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Figura 6

A melhor maneira de sair dessa confusão geralmente é especificar a sonda como absoluta, ponte, reflexão, diferencial de ponte ou diferencial de reflexão, conforme necessário. Faz mais sentido qualificar a descrição de acordo com o sinal exibido, pois isso é o que realmente importa e muitas pessoas não se preocupam em como as bobinas são conectadas internamente.

Sondas blindadas e não blindadas

As sondas estão normalmente disponíveis em versões blindadas e não blindadas; no entanto, há um aumento de

demanda pela variedade blindada. A blindagem restringe o campo magnético produzido pelos elementos ao tamanho físico da sonda. Uma blindagem pode ser feita de vários materiais, mas os mais comuns são: ferrita (como uma cerâmica feita de óxidos de ferro), Mumetal e aço carbono. A ferrita é a melhor blindagem porque fornece um caminho fácil para o campo magnético, mas tem baixa condutividade. Isso significa que há pouca perda de corrente parasita na própria blindagem. O aço macio tem mais perdas, mas é amplamente utilizado para sondas pontuais e sondas de anel devido à sua facilidade de usinagem quando a ferrita não está disponível em determinados tamanhos ou formatos. Mumetal às vezes é para sondas de lápis, pois está disponível em placas finas; no entanto, é menos eficaz do que a ferrite.

A blindagem tem várias vantagens: primeiro, permite que a sonda seja usada perto de alterações de geometria, como bordas, sem fornecer falsas indicações; em seguida, permite que a sonda toque as cabeças dos fixadores ferrosos com interferência mínima; por último, permite a detecção de defeitos menores devido ao campo magnético mais forte concentrado em uma área menor.

Por outro lado, as sondas não blindadas permitem uma penetração um pouco mais profunda devido ao maior campo magnético. Elas também são ligeiramente mais tolerantes à descolagem. Sondas não blindadas são recomendadas para a inspeção de materiais ferrosos (aço) quanto a trincas superficiais e, em particular, com instrumentos de medição. A razão para isso é que a resposta do medidor é muito lenta para permitir que o sinal de uma sonda blindada seja exibido em velocidades normais de varredura devido à menor área sensível.

Adaptadores

Para conectar uma sonda com um conector diferente do tipo usado no instrumento, é necessário usar um adaptador. Um adaptador consiste em dois conectores diferentes unidos e conectados para corresponder às entradas e saídas conforme necessário. Normalmente é alojado em um corpo curto que pode ser posicionado na entrada do instrumento. Às vezes, também é possível ter um “adaptador de cabo”, que é feito para corresponder a um conector localizado no corpo da sonda. Dependendo da fiação do instrumento, pode ser possível ter um único adaptador para as pontas de prova ponte e reflexão. Em outros casos, é necessário ter dois adaptadores separados ou usar um tipo comutável.

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