Індуктивні сенсори для вихрострумової дефектоскопії високої роздільної здатності

Abstract

Продемонстровано виготовлені індуктивні сенсори високої роздільної здатності для вихрострумових перетворювачів. Сенсори були досліджені для визначення їх роздільної здатності в скануючому дефектоскопі. Отримано двовимірні магнітні образи системи модельних дефектів, на яких визначено реальну роздільну здатність сенсорів. Реальна роздільна здатність сенсорів становить менше 50 мікрон. Типові розміри індуктивних сенсорів складають приблизно 1 мм у діаметрі при довжині близько 5 мм. Наведено фото сенсорів на різних етапах виготовлення, а також фото системи модельних дефектів та їх двовимірний магнітний образ. Також продемонстровано реальне магнітне зображення зварного шва в алюмінії, отримане таким сенсором за допомогою скануючого дефектоскопа. Зроблено висновок про перспективність використання сенсорів такого типу в новітніх розробках вихрострумових дефектоскопів скануючого та матричного типів.

This paper presents the novel inductive sensors for the high-resolution eddy current scanning heads used for non-destructive testing of the welded joints and material non-uniformities. The inductive coils, used for magnetic excitation and detection of the inductive response, were wounded with 20 μm copper wire on the ferrite core with diameter down to 300 μm. In this work we present the description of the inductive sensors fabrication procedure, as well as their dimensions and pictures. The fabricated eddy current sensors were fixed on the sensor holder, mounted on the computer controlled industrial 2D scanning system with nominal spatial motion precision of 25 μm. The 2D magnetic images, obtained by recording sensor signal in each point of the scanning range, were used to determine the sensor’s ultimate resolution in detection of material non-uniformities (defects). The test samples, specially designed for this purpose, have artificially created test defects with various dimensions and depth. The test samples were designed to model cracks and corrosion pinholes in magnetic (steel) and non-magnetic (aluminum alloy) materials The two-dimensional magnetic image of the test samples reveals the actual spatial resolution of the sensors, found to be less than 50 micrometers Moreover, the sensitivity of the developed inductive sensor is high enough not only to image point like inclusions but also to image the therma stress zone in the aluminum welded joint, as shown in the paper. The small size of the sensors, typically ~1 mm in diameter and ~5 mm in length, allows dense packaging of multiple sensors into the compact multisensory scanning head of the matrix type. The size and sensitivity of the presented eddy current sensors make them a promising candidate for application in the latest non-destructive scanning diagnostics systems."