Выбор вихретокового преобразователя

Выбор вихретокового преобразователя имеет большое значение для обеспечения эффективности контроля. В данный раздел мы включили информацию, которая поможет вам сделать правильный выбор.

Абсолютные преобразователи (с одной катушкой)

В самых ранних версиях вихретоковых дефектоскопов использовались однокатушечные преобразователи, работающие на определенной частоте. В большинстве современных вихретоковых дефектоскопов данная схема сохранена для пользователей, но также внедрены более сложные функции. При использовании данных преобразователей требуется уравнительная катушка, которая может быть установлена ​​внутри вихретокового прибора или в корпусе преобразователя, в кабельном разъеме или в отдельном адаптере (см. Рис. 1).

Рис.1

Проблема может возникнуть, если значение индуктивности преобразователя недостаточно близко к значению катушки, что приводит к неправильной балансировке прибора. В результате, мы имеем низкую производительность (шум или нечувствительность) или полное отсутствие реакции (насыщение сигнала).

Преобразователи в мостовой конфигурации

В данной конфигурации катушки преобразователя расположены по схеме электрического «моста» (см. Рис. 2). Прибор уравновешивает мост, и любое изменение баланса отображается как сигнал. В этой схеме одна и та же катушка генерирует вихревые токи и детектирует изменения импеданса, вызванные дефектами (или любыми другими переменными). Практически все приборы способны работать с данным типом катушки.

Рис. 2

Преобразователи в отражательной конфигурации

Также известны как датчики приема-передачи или излучения-приема. В данной конфигурации, вихревые токи создаются катушкой, подключенной к генератору (драйверу) прибора. Сигналы, отраженные обратно на преобразователь, детектируются отдельными приемными катушками (см. Рис. 3 и 4). Все новые приборы для измерения импеданса, а также большинство старых моделей могут работать в мостовой и отражательной конфигурациях. Если у вас есть сомнения, позвоните производителю или свяжитесь с нами.

Рис. 3

Рис. 4

Мостовая или отражательная схема?

Это частый вопрос, который задают пользователи при выборе оптимального преобразователя для контроля. Ответ: «Зависит от разных параметров». Рассмотрим оба варианта.

Усиление: Преобразователи отражательного типа дают более высокое усиление, особенно если они «настроены» на определенную частоту, но обычно разница составляет около 6 дБ. Конечно, это удваивает сигнал, но если учесть, что приборы способны легко увеличить усиление, это не так важно. Тем не менее, в критических приложениях такое увеличение очень приветствуется.

Частотный диапазон: Преобразователи отражательного типа не нуждаются в балансировке драйвера и приемных катушек. Это значит, что они обеспечивают более широкий частотный диапазон. Поскольку драйвер генерирует вихревые токи, датчик их детектирует и отображает некоторые сигналы. Возможно, это не даст точной информации на определенных частотах, но преобразователь работает!

Преобразователи мостового типа использовались для ограниченного диапазона частот в более ранних версиях, поскольку должны были балансировать электрический мост с помощью других рычагов (элементы управления X и R). В современных приборах мост обычно формируется из фиксированных прецизионных резисторов или фиксированного трансформатора. Обнаруженные таким образом сигналы обрабатываются электронным способом без каких-либо «механических» регулировок, а это означает способность балансировки в более широком диапазоне частот.

Дрейф: Дрейф преобразователя в основном вызывается температурными колебаниями в катушках. Это может быть связано с

температурой окружающей среды или теплом, выделяемым током генератора, или и тем, и другим. Конструктивные параметры можно оптимизировать для уменьшения дрейфа (например, диаметр проволоки и выбор феррита), а преобразователи отражательного типа позволят избежать данной проблемы.

В преобразователе отражательного типа ток драйвера не проходит через приемные катушки. Фактически, магнитное поле, получаемое обратно от образца, обычно намного меньше, и, соответственно, ток, протекающий через катушки, также уменьшается. Большинство типов преобразователей (точечные, кольцевые, карандашного типа, преобразователи для контроля болтовых отверстий и т.д.) могут быть выполнены в мостовой и отражательной конфигурации. Имейте в виду, что преобразователи отражательного типа сложнее изготовить, следовательно, их стоимость выше.

Абсолютные, мостовые и дифференциальные преобразователи

Здесь может возникнуть некоторая путаница. Многие пользователи называют преобразователь «дифференциальным», когда отображаемый сигнал двигается вверх-вниз или в форме восьмерки. Это вызвано тем, что обе катушки последовательно обнаруживают несплошность. Когда измерительные катушки находятся на поверхности преобразователя, они компенсируют отрыв, и в результате линия не видна (см. Рис. 5).

Рис. 5

Напротив, абсолютная или мостовая схема образуется одной чувствительной катушкой (см. Рис. 1–Рис. 4), дающей одиночное движение вверх с почти горизонтальной линией отрыва. Другие называют преобразователь «дифференциальным», когда катушки подключены по-разному, например, в мостовой схеме. Проблема с данным определением заключается в том, что преобразователи могут быть подключены по-разному в отражательной схеме, а также при использовании двух приемных катушек (например, большинство преобразователей для контроля болтовых отверстий). В данном случае, обе приемные катушки расположены близко друг к другу, внутри катушки возбуждения (см. Рис. 6).

Рис. 6

Во избежание путаницы следует указать тип преобразователя: абсолютный, мостовой, отражательный, мостовой дифференциальный или дифференциальный в отражательной конфигурации. Имеет смысл уточнять описание в соответствии с отображаемым сигналом, поскольку это действительно важно, и мало кто думает о том, как катушки соединены внутри.

Экранированные и неэкранированные преобразователи

Преобразователи доступны в экранированной и неэкранированной версиях;

однако спрос на экранированные версии растет. Экранирование ограничивает магнитное поле, создаваемое катушками, физическим размером преобразователя. Защитный экран может быть изготовлен из различных материалов, но чаще всего это феррит (например, керамика из оксида железа), мю-металл и малоуглеродистая сталь. Феррит дает лучшую защиту, поскольку обеспечивает легкий путь для магнитного поля, но имеет плохую проводимость. Это означает, что в самом защитном экране есть небольшие потери от вихревых токов. Малоуглеродистая сталь имеет большие потери на вихревые токи, но широко используется в производстве точечных и кольцевых преобразователей ввиду простоты обработки, когда феррит не доступен в определенных размерах или формах. Мю-металл иногда используется для изготовления преобразователей карандашного типа, но менее он эффективен, чем феррит.

Экранирование имеет несколько преимуществ: во-первых, это позволяет использовать преобразователь на кромках детали без вызова ложных сигналов; во-вторых, преобразователь может касаться крепежного элемента из ферромагнитного материала с минимальными помехами; наконец, это позволяет выявлять мелкие дефекты из-за более сильного магнитного поля, сконцентрированного на меньшей площади.

С другой стороны, неэкранированные преобразователи допускают более глубокое проникновение из-за большего магнитного поля. Они также немного более устойчивы к отрыву. Неэкранированные преобразователи рекомендуются для контроля ферроматериалов (стали) на предмет наличия поверхностных трещин, в частности при использовании мультиметра. Причина в том, что отклик мультиметра слишком медленный, чтобы сигнал от экранированного преобразователя отображался с нормальной скоростью сканирования из-за меньшей зоны чувствительности.

Адаптеры

Для подключения преобразователя с разъемом, отличным от типа разъема на приборе, необходимо использовать адаптер. Адаптер состоит из двух разных разъемов, соединенных и подключенных для согласования входов и выходов. Адаптер размещается в небольшом корпусе, который можно разместить у входа прибора. Иногда можно использовать «кабель-переходник» для подключения к разъему преобразователя. В зависимости от схемы подключения прибора можно использовать один адаптер для мостового и для отражательного преобразователей. В остальных случаях необходимо иметь два отдельных адаптера или использовать переключаемый адаптер.