Метод неразрушающего контроля на основе спин-поляризационного эффекта
Аннотация
Предложен новый метод неразрушающего контроля электропроводящих объектов. Он основан на применении принципиально нового, не используемого ранее в системах неразрушающего контроля физического эффекта. Для реализации этого метода используются спин-поляризационные явления, возникающие при воздействии переменного электрического поля на свободные электроны электропроводящих материалов. В качестве объекта контроля в статье рассмотрены электропроводящие элементы электрических проводов и кабелей. На продольно перемещающийся контролируемый кабель воздействуют направленным переменным электрическим полем, которым в электропроводящих элементах кабеля возбуждают волновой физический процесс в виде поляризации спиновых магнитных моментов свободных электронов. Индукционным датчиком регистрируют этот процесс и формируют контрольный сигнал в виде ЭДС индукции. Параметры контрольного сигнала сравнивают с параметрами опорного сигнала, полученного заранее аналогичным образом с применением спин-поляризационных явлений. Наличие и вид дефекта электропроводящих элементов определяют по полученным отклонениям указанных параметров. Описан процесс формирования опорного сигнала в зависимости от поставленных целей контроля. Разработанный метод обеспечивает возможность проведения неразрушающего контроля объектов из любых электропроводящих пара- и диамагнитных материалов, причем точность и надежность контроля не зависит от величины и равномерности скорости перемещения объекта контроля, а также от вибрации и его поперечных колебаний относительно источника физического поля и индукционного датчика.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Wang P., Qing Xu J., Su J. The research of urban distribution network high-reliability power supply construction. International Conference on Advanced Power System Automation and Protection, 2011, vol. 2,
pp. 1497–1500. DOI: 10.1109/APAP.2011.6180744
Velasco L.N., Silva T.V., Oliveira J.C. et al. An approach to improve power supply continuity throughout
the estimation of insulated power cable life expectance indexes. XI Brazilian Power Electronics Conference, 2011. DOI: 10.1109/COBEP.2011.6085294
Town W.L. A review of eccentricity, capacitance and diameter gauges for continuous observation and recording of cable quality during manufacture. Power Engineering, 1962, vol. 109, pp. 151–162.
Jorrens P.P. Advances in computer-controlled measurements of cable parameters. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 20 (4), pp. 231–234.
Cheng Zh., Yang Y. Design of the intelligent monitoring system for wire drawing process. 13th International Computer Conference on Wavelet Active Media Technology and Information Processing, 2016, pp. 418–421.
Benjamin T.L. Power cable diagnostics: field application and case studies. Neta World USA, 2004. Avai-lable at: http:// electricityforum.com/td/wire-and-cable/power-cable-diagnostics.
Ida N., Meyendorf N. Handbook of advanced non-destructive evaluation. Springer Nature Switzerland AG, 2018. DOI: 10.1007/978-3-319-30050-4_13-1
John V.B. Non-destructive Testing. Testing of Materials. Palgrave London, 1992, pp. 90–125. DOI: 10.1007/978-1-349-21969-8_8
Fedorov E.M., Koba A.A. Three-axis laser method for measuring the diameter of cylindrical objects. Proc. Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines, 2016, pp. 1–4. DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7819008
Lee Shih-Hsiung, Yang Chu-Sing. A simple remote auxiliary inspection system. 10th International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation, 2017, pp. 180–183. DOI: 10.1109/ICICTA.2017.47
Richter J., Streitferdt D., Rozovad E. On the development of intelligent optical inspections. IEEE
th Annual Computing and Communication Workshop and Conference, 2017, pp. 1–6. DOI: 10.1109/CCWC.2017.7868455
Yan Tai-Shan, Cui Du-Wu. The method of intelligent inspection of product quality based on computer vision. 7th International Conference on Computer-Aided Industrial Design and Conceptual Design, 2006, pp. 1–6. DOI: 10.1109/CAIDCD.2006.329469
Zhang H., Yang R., He Y., Foudazi A., Cheng L., Tian G. A review of microwave thermography nondestructive testing and evaluation. Sensors, 2017, vol. 17 (5), p. 1123. DOI: 10.3390/s17051123
McDonald J.M., Lutz T.J., Ulrickson M.A., Tanaka T.J., Youchison D.L., Nygren R.E. Phase Lag Infra-red Thermal Examination (PLITE); A new non-destructive test process. IEEE 22nd Symposium on Fusion Engineering, 2007, pp. 1–4. DOI: 10.1109/FUSION.2007.4337873
Su Yeong Jeong, Byoung Chul Kim, Young Han Kim. Defect detection in a cylinder using an IR thermographic device and point heating. International Conference on Control, Automation and Systems, 2007,
pp. 2389–2392. DOI: 10.1109/ICCAS.2007.4406732
Chunli Fan, Fengrui Sun, Li Yang. A general quantitative identification algorithm of subsurface defect for infrared thermography. Joint 30th International Conference on Infrared and Millimeter Waves and 13th International Conference on Terahertz Electronics, 2005, vol. 2, pp. 341–342. DOI: 10.1109/ICIMW.2005.1572552
Ruiz N., Vera P., Curpian J. et al. Matching pursuit-based signal processing method to improve ultrasonic flaw detection in NDT applications. Electronics Letters, 2003, vol. 39 (4), pp. 413-414. DOI: 10.1049/el:20030262
Sun H.C., Saniie J. Ultrasonic flaw detection using split-spectrum processing combined with adaptive-network-based fuzzy inference system. IEEE Ultrasonics Symposium. International Symposium, 1999, vol. 1,
pp. 801–804. DOI: 10.1109/ULTSYM.1999.849518
Saniie J., Nagle D.T. Robust ultrasonic flaw detection using order statistic CFAR threshold estimators. IEEE Ultrasonics Symposium, 1991, vol. 2, pp. 785–789. DOI: 10.1109/ULTSYM.1991.234083
Mook G., Hesse O., Uchanin V. Deep Penetrating Eddy Currents and Probes. ECNDT, 2006. Available at: http://ndt.net/article/ecndt2006/doc/Tu.3.6.2.pdf.
García-Martín J., Gómez-Gil J., Vázquez-Sánchez E. Non-destructive techniques based on eddy current testing. Sensors, 2011, vol. 11 (3), pp. 2525–2565. DOI: 10.3390/s110302525
Cardelli E., Faba A., Specogna R., Tamburrino A., Trevisan F., Ventre S. Analysis methodologies and experimental benchmarks for eddy current testing. IEEE Transactions on Magnetics, 2005, vol. 41 (5), pp. 1380–1383. DOI: 10.1109/TMAG.2005.844357
Janoušek L., Smetana M., Strapáčová T., Rebican M., Duca A. Advanced procedure for non-destructive diagnosis of real cracks from eddy current testing signals. Elektro, 2014, pp. 567–570. DOI: 10.1109/ELEKTRO.2014.6848961
Lehtiniemi R., Hartikainen J. An application of induction heating for fast thermal nondestructive evaluation. Review of Scientific Instruments, 1994, vol. 65, pp. 2099–2101. DOI: 10.1063/1.1144818
Zenzinger G., Bamberg J., Satzger W., Carl V. Thermographic crack detection by eddy current excitation. Nondestructive Testing and Evaluation, 2007, vol. 22 (2), pp. 101–111. DOI: 10.1080/10589750701447920
Tsopelas N., Siakavellas N. Experimental evaluation of electromagnetic-thermal non-destructive inspection by eddy current thermography in square aluminum plates. NDT & E International, 2011, vol. 44 (7),
pp. 609–620. DOI: 10.1016/j.ndteint.2011.06.006
Wang Y., Gao X., Netzelmann U . Detection of surface cracks in metals under coatings by induction thermography. 14th quantitative infrared thermography conference, 2018, pp. 602–611. DOI: 10.21611/qirt.2018.064
Bryakin I.V., Bochkarev I.V., Khramshin V.R. The power cables quality diagnostics. International Russian Automation Conf., 2018. DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2018.8501787
Bryakin I.V., Bochkarev I.V., Khramshin V.R. Diagnostics of electrical wires and cables. International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, 2019. DOI: 10.1109/ICIEAM.2019.8742967
Woan G. The Cambridge handbook of physics formulas. Cambridge University Press, 2003. 230 p.
Bozorth R.M. Ferromagnetism. Wiley-IEEE Press, 1978. 968 p.
Morrish A.H. The physical principles of magnetism. Wiley-IEEE Press, 2001. 700 p.
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200205
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.