Розширення функціональних можливостей електромагнітного перетворювача з просторово-періодичною структурою магнітного поля
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.346016Ключові слова:
неруйнівний контроль, просторова гармоніка, магнітна проникність, електропровідність, амплітуда, фаза, чутливістьАнотація
Об'єктом досліджень є процес взаємодії неоднорідного електромагнітного поля первинного перетворювача з металевим циліндричним виробом для отримання багатопараметрової інформації.
В роботі розв’язано науково-технічну проблему розширення функціональних можливостей електромагнітного перетворювача за рахунок збільшення контрольованих параметрів виробу на одній частоті збудження одним і тим же перетворювачем.
Метод засновано на виділенні амплітуди та фази просторових гармонік неоднорідного зондувального поля. Перевага таких перетворювачів полягає в тому, що при роботі на одній фіксованій частоті збудження вони дозволяють здійснювати багатопараметровий контроль металевих виробів.
Практичне значення отриманих результатів для приладобудівної галузі полягає в розробці та виготовленні первинних перетворювачів з просторово-періодичною структурою збуджуючого магнітного поля. Це дало можливість безконтактно контролювати електричні, магнітні та геометричні параметри циліндричних виробів різного сортаменту і номенклатури.
Для перетворювача, що має два полюси зі струмами протилежних напрямків, при γ = 36° та d/а = 0,5 вплив 5-ї просторової гармоніки на виділені 1-у та 3-ю дорівнює нулю, а вплив 7-ї на 1-у та 3-ю становить відповідно 0,36% і 2,7%. Вплив 7-ї гармоніки на 3-ю можна зменшити до 1%, якщо прийняти d/а = 0,4.
Розроблено алгоритм контролю трьох параметрів циліндричного виробу, що ґрунтується на нормованих амплітудах 1-ї та 3-ї гармонік і фазі 1-ї гармоніки, розширюючи функціональні можливості методу. Встановлено, що вплив вищих просторових гармонік на результати вимірювань є незначним і сумарна похибка не перевищує 1,5% без вищих гармонік, на відміну від одночастотних методів з похибкою > 5%
Посилання
- Krupka, J. (2021). Microwave Measurements of Electromagnetic Properties of Materials. Materials, 14 (17), 5097. https://doi.org/10.3390/ma14175097
- Tamburrino, A., Sardellitti, A., Milano, F., Mottola, V., Laracca, M., Ferrigno, L. (2024). Old but not obsolete: Dimensional analysis in nondestructive testing and evaluation. NDT & E International, 141, 102977. https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2023.102977
- Pedersen, L. B., Magnusson, K.-Å., Zhengsheng, Y. (2000). Eddy Current Testing of Thin Layers Using Co-planar Coils. Research in Nondestructive Evaluation, 12 (1), 53–64. https://doi.org/10.1007/s001640000005
- Rao, B. P. C., Raj, B., Venkataraman, B. (2007). Practical Eddy Current Testing. New Delhi: Narosa Publishing House.
- Sollier, T., Premel, D., Lesselier, D. (2004). Electromagnetic Nondestructive Evaluation (VIII). Vol. 24 Studies in Applied Electromagnetics and Mechanics. Amsterdam: IOS Press, 320.
- Augustyniak, M., Usarek, Z. (2016). Finite Element Method Applied in Electromagnetic NDTE: A Review. Journal of Nondestructive Evaluation, 35 (3). https://doi.org/10.1007/s10921-016-0356-6
- Gangl, P., Gobrial, M., Steinbach, O. (2023). A Space-Time Finite Element Method for the Eddy Current Approximation of Rotating Electric Machines. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.00278
- Ricken, W., Schoenekess, H. C., Becker, W.-J. (2006). Improved multi-sensor for force measurement of pre-stressed steel cables by means of the eddy current technique. Sensors and Actuators A: Physical, 129 (1-2), 80–85. https://doi.org/10.1016/j.sna.2005.11.056
- Huang, S., Wang, S. (2016). New Technologies in Electromagnetic Non-destructive Testing. In Springer Series in Measurement Science and Technology. Springer Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0578-7
- Gorkunov, B., Lvov, S., Tyshchenko, A., Jabbar, A., Nour, S. A. (2020). Method and Device for Sorting Thin-Walled Sheets of the Same Steel Grade. 2020 IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), 259–262. https://doi.org/10.1109/ieps51250.2020.9263174
- Liu, Y., Liu, S., Liu, H., Mandache, C., Liu, Z. (2018). Pulsed Eddy Current Data Analysis for the Characterization of the Second-Layer Discontinuities. Journal of Nondestructive Evaluation, 38 (1). https://doi.org/10.1007/s10921-018-0545-6
- Gorkunov, B., Borysenko, Y., Lvov, S., Shaiban, T., Chahine, I. (2020). Development of multiparameter electromagnetic control and diagnostics of electrophysical parameters of power equipment. 2020 IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), 63–66. https://doi.org/10.1109/ieps51250.2020.9263189
- Horkunov, B. M., Lvov, S. H., Tyshchenko, A. A., Shiban, T. (2017). Pat. No. 125124 UA. Sposib bezkontaktnoho kontroliu parametriv tsylindrychnykh providnykh vyrobiv. No. u201712770; declareted: 22.12.2017; published: 25.04.2018. Available at: https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/239028/
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Shaiban Tamer, Borys Gorkunov, Anna Tyshchenko, Serhii Lvov, Vitaliy Vevenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
