2. Фізичні основи електромагнітного контролю. Основні розрахункові сигнали всп і параметри електромагнітного контролю.

За основу вихрострумового методу покладена залежність інтенсивності і розподілу вихрових струмів в об’єкті контролю від його основних параметрів і від взаємного розташування ВСП і об’єкта. Змінний струм, який діє в котушках ВСП, створює електромагнітне поле, яке збуджує вихрові струми в електропровідному об’єкті контролю. На рис. 12.1 подана узагальнена функціональна схема вихрострумового контролю з використанням накладного перетворювача. Густина вихрових струмів максимальна на поверхні об’єкта в контурі, діаметр якого близький до діаметра збуджувальної обмотки, і зменшується до нуля вздовж осі ВСП і при . Густина вихрових струмів зменшується також і по глибині об’єкта контролю. Для наближеної оцінки глибини проникнення електромагнітного поля накладного ВСП в об’єкт контролю можна скористатися формулую глибини проникнення (м) плоскої хвилі:

, (12.1)

де - колова частота струму збудження ВСП;

- абсолютна магнітна проникність, Гн/м;

- питома електрична провідність матеріалу об’єкта контролю, См/м.

Рисунок 12.1 – Узагальнена схема вихрострумового контролю за допомогою накладного ВСП

Величина відповідає затуханню напруженості магнітного поля в е раз у порівнянні із значенням напруженості магнітного поля на поверхні об’єкта. Формула (12.1) надає завищене значення глибини проникнення, яке тим ближче до реального, чим більшим є значення узагальненого параметра

, (12.2)

де - радіус збуджуючої обмотки ВСП.

Так при реальне значення менше знайденого за формулою (12.1) в 2.2 рази, а при - в 1.5 рази.

Для визначення при відомому значенні можна використовувати наступну формулу:

(12.3)

Формулу (12.1) також можна застосовувати для наближеної оцінки глибини проникнення магнітного поля прохідного ВСП в довгий круговий циліндр чи трубу. Дійсне значення глибини проникнення для зовнішнього прохідного ВСП з однорідним магнітним полем перевищує оцінку за формулою (12.1).

Рисунок 12.2 – Залежність відносної глибини проникнення магнітного поля прохідного ВСП з однорідним полем в круговий циліндр від параметра (суцільна лінія – дійсні значення, пунктирна - наближені)

На рис. 12.2 вказані графіки залежності відносної глибини проникнення від квадрату узагальненого параметра контролю х:

, (12.4)

де R – радіус контрольованого циліндра або зовнішній радіус труби ( ).

Для лінійного середовища та осьосиметричного монохроматичного магнітного поля комплексна е.р.с становить:

(12.5)

де l – довжина контуру вимірювальної обмотки, яка коаксіальна із збуджуючою.

Для розрахунків переважно використовують відносну е.р.с:

, (12.6)

де Е₀ – модуль вектора початкової е.р.с (відповідає відсутності об’єкта у зоні контролю).