Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Eddy Current Evaluation of Two-Layer Aircraft Structures with Carbon Fiber Reinforced Polymer Layers on Aluminum Alloy Substrates

Uchanin Valentyn, Aleschenko Oleksiy, Derecha Valeriy

Transactions on Aerospace Research

|

2025

|

Nr 3 (280)

62--74

EN

Carbon fiber reinforced polymers (CFRPs) combine high load-carrying capacity with low specific weight, making them increasingly important for lightweight design in modern aerospace structures. Their use is expanding not only in primary components but also in repair patches for reinforcing aluminum alloy (AA) elements. However, suitable nondestructive evaluation (NDE) techniques for CFRP-AA assemblies remain limited. CFRPs are heterogeneous materials composed of carbon fibers and a polymer matrix, characterized by pronounced interfaces and anisotropic electrical conductivity due to fiber orientation. For evaluation purposes, CFRPs can be approximated as a homogeneous medium with an effective specific conductivity determined by composition and design. This study investigates the feasibility of measuring CFRP layer thickness on AA substrates using eddy current (EC) techniques. Conventional EC instruments designed for dielectric coatings are unsuitable due to the relatively high conductivity of CFRP. To address this, single-coil ferrite-core EC probes (8 mm diameter) were developed and operated at low frequencies in resonant mode. Experiments on specimens provided by the State Enterprise “ANTONOV” demonstrated that CFRP thicknesses up to 12 mm can be measured reliably. The results will contribute to the development of a dedicated EC instrument for CFRP thickness measurement. Moreover, the proposed technique is sensitive to delamination between CFRP and AA substrates or between CFRP layers, enabling potential application in in-service inspection and structural health monitoring. Such use requires initial baseline measurements at reference points for subsequent comparison during the service life of the structure.

2

Analysis of Eddy Current Probe Signal Model for Structural Monitoring of Aircraft Materials

Lysenko Iuliia, Kuts Yurii, Uchanin Valentyn, Mirchev Yordan

Transactions on Aerospace Research

|

2025

|

Nr 3 (280)

1--10

EN

We develop a physico-mathematical model of the “eddy current probe - test object” (ECP-TO) system that analytically describes current dynamics in coupled probe circuits while accounting for key physical and electrical parameters. The model, derived from the characteristic equation of transformer-type configurations for nonmagnetic and magnetic targets, explains when the measured response is harmonic or damped harmonic as a function of excitation mode and system parameters, thereby revealing additional informative features for material evaluation. We validate the model numerically using finite element (FEM) simulations (COMSOL, Magnetic Fields, frequency domain) and introduce a digital signal-processing workflow that extracts instantaneous amplitude- and phase-time characteristics during scanning. Experiments on aluminum alloy specimens demonstrate sensitivity to small conductivity variations and identify optimal excitation frequencies for reliable subsurface defect detection; in the tested configuration, an “infinitely deep crack” was detectable to 15.3 mm at 50 Hz. The combined analytical-numerical-experimental approach supports sensitivity-driven ECP design, accelerates inspection parameter selection, and facilitates integration with structural health monitoring (SHM) systems for aerospace structures.

3

Non-contact eddy current conductivity measurements as an effective tool for evaluating aluminum alloys in aircraft

Uchanin Valentyn

Transactions on Aerospace Research

|

2024

|

Nr 3 (276)

43--57

EN

Aluminum alloys (AAs) are pivotal materials in modern aircraft due to their superior mechanical properties and low weight. The structural integrity of these alloys, crucial for aircraft safety, heavily depends on heat treatment processes that alter their mechanical characteristics. Nondestructive evaluation (NDE) techniques, such as eddy current (EC) conductivity measurements, play a vital role in assessing these alloys throughout their lifecycle. EC methods enable the measurement of electrical conductivity, a structure-sensitive parameter that correlates with mechanical properties affected by heat treatments and operational stresses. This paper reviews the application of EC conductivity measurements in the aerospace industry, focusing on their role in assessing AA structural integrity. It discusses how EC methods can penetrate non-conductive coatings, crucial for in-service measurements without surface removal. Recent developments include a novel small-size EC probe and signal processing algorithms aimed at enhancing sensitivity to conductivity changes through dielectric coatings, up to 0.5 mm thick, commonly found in aircraft structures. Key findings include analyses of specific electrical conductivity (SEC) changes in AAs due to heat treatment deviations and long-term operational stresses, crucial for predicting residual life and maintaining safety standards. Case studies on aircraft wing skins and helicopter rotor blades demonstrate the practical application of EC conductivity meters in identifying critical damage zones. The methodology proves effective in evaluating localized degradation based on SEC distributions, thereby enhancing maintenance efficiency and aircraft safety. Overall, this research underscores the significance of EC conductivity measurements in advancing NDE practices for AAs in aircraft applications. The methodologies and findings presented aim to improve safety, durability assessment, and maintenance efficiency in the aerospace industry.

4

Evaluation of eddy current array performance in detecting aircraft component defects

Lysenko Iuliia, Kuts Yurii, Uchanin Valentyn, Mirchev Yordan, Levchenko Oleksandr

Transactions on Aerospace Research

|

2024

|

Nr 2 (275)

1--9

EN

Eddy current array (ECA) technology is increasingly being used in the aerospace industry for non-destructive testing of aircraft components. This study evaluates the performance of ECA in detecting defects in aircraft components, focusing on its effectiveness, reliability, and sensitivity. The study evaluates the effectiveness of ECA technology in eddy current defectoscopy by introducing a dimensionless efficiency coefficient, then seeks to validate this coefficient through experimental testing of aircraft component materials with artificially induced defects of various sizes, types, and orientations to simulate real-world scenarios. ECA’s sensitivity in detecting small and subsurface defects is analyzed, along with precise defect sizing and positional information. Reliability and repeatability are investigated through repeated measurements. Furthermore, the article analyses the impact of various factors on the performance of ECA, including surface conditions, probe configurations, and inspection parameters. Comparative analysis is performed to assess the advantages and limitations of ECA in comparison to other conventional inspection methods. The findings of this study will contribute to a better understanding of the capabilities and limitations of ECA in detecting aircraft component defects. The results will aid in optimizing inspection strategies, enhancing the reliability of defect detection, and improving the overall maintenance practices in the aerospace industry.

5

Experiment realization and simulation of new vertical rotating disk of eddy current separator

Nadjib Kadri, Krika Wafa, Erkan Kadir, Bozkort Ahmet Fevzi, El Islam Ahmed Nour, Khelifa Sabri, Rais Abdelmajid, Tahar Rouibah

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 4

142--147

EN

The eddy current separation is an efficient and simple technique to recover conducting particles without contact and doesn’t need water in the separation process. There are several types of eddy current separators in industry that can be classified according to different characteristics: kind of separates particles, orientation: horizontal and vertical, magnetic field magnitude: high gradient and intensities, and other criteria. The aim of this paper is to concept eddy current separator prototype of rotational vertical disc with a new improved concept of strong permanent magnet distributions of 8 poles. This kind of separator uses spiral or big permanent magnets with few numbers, but our devise is characterized by an important number of strong permanent magnets on the surface of vertical disk to produce an important magnetic field and strong ejection force. The eddy current separator is modeled and simulated with finite element method to show the magnetic flux density near the dynamic separator and to compute the induced current and Lorentz force on two different natures of non-ferrous particles. The experiments separation results by this new prototype help to recovery non-ferrous particles from mixture waste using ejection magnetic force with a rate of 100%. Moreover, the device was developed to sort and purify the non-ferrous particles with maximum separation rate and important ejection distance. The proposed simulation and experiment results can be used to improve several separator parameters.

PL

Separacja prądami wirowymi jest wydajną i prostą techniką odzyskiwania cząstek przewodzących bez kontaktu i nie wymaga wody w procesie separacji. W przemyśle istnieje kilka typów separatorów wiroprądowych, które można sklasyfikować według różnych cech: rodzaj oddzielanych cząstek, orientacja: pozioma i pionowa, wielkość pola magnetycznego: wysoki gradient i intensywności oraz inne kryteria. Celem artykułu jest koncepcja prototypu separatora wiroprądowego z obrotowym dyskiem pionowym, z nową, ulepszoną koncepcją rozkładu silnych magnesów trwałych o 8 biegunach. Ten rodzaj separatora wykorzystuje spiralne lub duże magnesy trwałe o niewielkiej liczbie, ale nasze urządzenie charakteryzuje się dużą liczbą silnych magnesów trwałych na powierzchni pionowego dysku, aby wytworzyć ważne pole magnetyczne i dużą siłę wyrzutu. Separator wiroprądowy modeluje się i symuluje metodą elementów skończonych, aby pokazać gęstość strumienia magnetycznego w pobliżu separatora dynamicznego oraz obliczyć indukowany prąd i siłę Lorentza na cząstkach metali nieżelaznych o dwóch różnych naturach. Wyniki eksperymentów separacji prowadzonych za pomocą tego nowego prototypu pomagają odzyskiwać cząstki nieżelazne z odpadów mieszaniny przy użyciu wyrzucającej siły magnetycznej ze 100% szybkością. Ponadto opracowano urządzenie do sortowania i oczyszczania cząstek metali nieżelaznych z maksymalną szybkością separacji i istotną odległością wyrzutu. Zaproponowane wyniki symulacji i eksperymentów można wykorzystać do poprawy kilku parametrów separatora.

6

Automated Eddy Current System for Aircraft Structure Inspection

Lysenko Iuliia, Kuts Yurii, Petryk Valentyn, Malko Volodymyr, Melnyk Andrii

Transactions on Aerospace Research

|

2023

|

Nr 4 (273)

33--40

EN

Aircraft part diagnostics are crucial during both production and maintenance, with eddy current nondestructive testing (ECNDT) being the method of choice due to its cost-effectiveness, informativeness, productivity, and reliability. ECNDT excels regardless of surface condition or coatings. It’s employed for diagnosing various aircraft components, necessitating diverse transducer types, excitation modes, and advanced signal processing. To improve ECNDT, this article explores integrating harmonic and impulse excitation modes in a single tool to enhance informativeness. Building upon a wireless eddy current system, the authors propose a comprehensive method for processing and displaying information suitable for object condition monitoring systems. The system includes automated transducer mode control and experimental data processing algorithms. The constant expansion of tested objects and new materials underscores the need to enhance the theoretical foundations of eddy current non-destructive testing, refine signal processing techniques, and identify informative signs. This demands the development of new automated ECNDT tools, and this article offers a promising avenue for improvement. The results include model and experimental tests of system components, showcasing the potential of this approach to enhance ECNDT effectiveness, automation, and informativeness in the realm of aircraft part diagnostics.

7

Eddy current techniques for detecting hidden subsurface defects in multilayer aircraft structures

Uchanin Valentyn

Transactions on Aerospace Research

|

2022

|

Nr 2 (267)

69--79

EN

In-service non-destructive inspection (NDI) is a very important part of the aircraft maintenance program that minimizes aircraft breakdowns due to the fracture of critical components. The eddy current (EC) NDI method is one of the most applicable methods for this purpose, due to its high sensitivity to fatigue cracks and corrosion damage in the main structural materials. In this paper, selective double differential type EC probes characterized by the enhanced possibility of detecting subsurface cracks initiated by fatigue or stress corrosion phenomena are presented. For different applications, a family of double differential type EC probes was developed with different sizes (from 5 to 33 mm) and different spatial resolutions. These types of probes are characterized by different operational frequencies in a wide frequency range (from 0.2 kHz to 1.0 MHz), high penetration depth and unique sensitivity to subsurface defects of different types (like elongated fatigue cracks or local corrosive pitting), and a high level of specific noise suppression concerned with the scanning inspection procedures. The EC probes proposed were investigated as effective tools for characteristic aircraft applications concerned with subsurface defect detection in multilayer structures, such as the detection of cracks in the second layer of a riveted two-layer structure or cracks initiated on the side surface of a multilayer structure with the suppression of the reinforcing hoop influence; the detection of subsurface defects in arc welding with a rough surface; the detection of cracks through repair patches fabricated from aluminum alloy or carbon fiber reinforced plastic, etc. These techniques create remarkable possibilities for the well-timed detection of dangerous damage without disassembling the aircraft structure or removing protective coating.

8

Projekt i synteza obwodu magnetycznego różnicowego przetwornika wiroprądowego do badań nieniszczących

Gruszczyński Bogusław, Wojciechowski Rafał M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 9

296--301

PL

W artykule omówiono zagadnienia dotyczące konstrukcji i optymalnego projektowania przetwornika wiroprądowego do wykrywania wad powierzchniowych obiektów wykonanych z materiałów przewodzących. Zdefiniowano zadanie optymalizacji rozpatrywanego układu. Opracowano trójwymiarowy model polowy przetwornika pozwalający przeprowadzić badania symulacyjne rozważanej konstrukcji. Dokonano optymalizacji obwodu magnetycznego przyjmując za kryterium optymalizacyjne zwiększenie czułości układu i jego zdolności do wykrywania wad powierzchniowych. Korzystając z danych dotyczących symulacyjnie zoptymalizowanej konstrukcji obwodu magnetycznego, zbudowano prototyp przetwornika wiroprądowego. Prototyp poddano testom sprawdzając poprawność działania układu. Badania przeprowadzono korzystając ze specjalnie przygotowanego obiektu testowego.

EN

This paper discusses issues concerning the construction and optimal design of an eddy current transducer for detecting surface defects in objects made of conductive materials. The optimisation task for the system under consideration is defined. A three-dimensional field model of the transducer was developed, allowing simulation studies of the considered design to be carried out. An optimisation of the magnetic circuit was carried out, taking as an optimisation criterion increasing the sensitivity of the system and its ability to detect surface defects. Using data on the simulationoptimised magnetic circuit design, a prototype eddy current transducer was built. The prototype was subjected to tests to verify the system's correct operation. Tests were carried out using a specially prepared test facility.

9

Impact of lift-off in 3MA-NDT harmonic analysis signal-via numerical methods and experiment

Amrane Cylia, Mimoune Souri Mohamed, Khene Mohamed Lotfi, Gabi Yasmine, Mohellebi Hassane, Alloui Lotfi, Straß Benjamin, Wolter Bernd

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 12

45--50

EN

In this paper, the impact of lift-off on the 3MA minaturized probe head via harmonic analysis method is discussed. The electromagnetic signals are examined using two numerical computational methods; the finite element method (FEM) and the finite volume method (FVM) by taking into account the hysteretic and eddy current behavior of ferromagnetic parts. The investigation is run on bilayer specimen and the result demonstrates the ability and accuracy of both FVM and FEM to reprocduce the experimental signals. Beside this, simulations are carried out for various lift-off in order to evaluate the skin depth and limit of the magnetic NDT technique.

PL

W artykule omówiono wpływ oderwania na głowicę sondy zminaturyzowanej 3MA metodą analizy harmonicznej. Sygnały elektromagnetyczne są badane za pomocą dwóch numerycznych metod obliczeniowych; metoda elementów skończonych (MES) i metoda objętości skończonych (FVM) z uwzględnieniem histerezy i zachowania prądów wirowych elementów ferromagnetycznych. Badanie prowadzone jest na próbce dwuwarstwowej, a wynik wykazuje zdolność i dokładność zarówno FVM, jak i MES do odtworzenia sygnałów doświadczalnych. Oprócz tego przeprowadzane są symulacje dla różnych podniesień w celu oceny głębokości skóry i granic magnetycznej techniki NDT.

10

Detection of the Fatigue Cracks Initiated Near the Rivet Holes by Eddy Current Inspection Techniques

Uchanin Valentin

Transactions on Aerospace Research

|

2020

|

Nr 2 (259)

47--58

EN

Eddy current (EC) method is considered as most applicable for in-service detection of fatigue subsurface cracks initiated in aircraft multilayer structures near the rivet holes. At the same time, the successful solution of this problem is obstructed by additional noise created by defect-free rivets. All EC inspection techniques for the detection of subsurface cracks around the rivets can be classified into three main groups: 1) static mode – carried out by placing the EC probe concentrically on the rivet head; 2) rotational mode – when the EC probe is rotated around the rivet axle and 2) sliding mode – performed by the movement of EC probe along the rivet line or near it. All these approaches have some advantages and limitations. In this study, known EC techniques for the detection of cracks in multilayer aircraft structures are analyzed. New advanced EC techniques for the detection of fatigue cracks in internal layers of the riveted structures based on different types (ring, sliding, and rotational) probes are presented. The static EC method with developed low-height ring-type probe creates the possibility to detect cracks in the difficult of access areas. The possibility to estimate the length of detected cracks by a ring-type probe is shown. The proposed rotational remote field EC probe can detect as small as 1.0 mm long cracks under the button-head rivet and 2 mm thick upper skin with a high signal-to-noise ratio. Therefore, in many aircraft structures, fatigue cracks will be detected before a critical threshold achieved. New EC sliding techniques based on remote field and double differential probes were proposed for the rapid detection of cracks in internal layers of riveted aircraft structures. Remote-field EC probe for reliable detection of fatigue cracks in third and fourth layers of five-layer units was proposed. Another sliding technique based on a double differential EC probe gives the possibility to detect transverse cracks in the second layer without the rivet row area access. The main advantage of developed techniques is high inspection reliability due to the possibility to discriminate the signals created by cracks and defect-free rivets. Presented inspection procedures include the selective signal analysis in the complex plane diagram. Proposed EC inspection techniques were successfully implemented into the aircraft maintenance practice.

PL

Metodę wiroprądową (EC) uważa się za najbardziej odpowiednią do wykrywania pęknięć podpowierzchniowych zmęczeniowych zapoczątkowanych w konstrukcjach wielowarstwowych w pobliżu otworów nitów stosowanych w statkach powietrznych. Jednocześnie skuteczne rozwiązanie tego problemu jest utrudnione przez dodatkowy hałas wytwarzany przez nity pozbawione wad. Wszystkie techniki inspekcji EC do wykrywania pęknięć podpowierzchniowych wokół nitów można podzielić na trzy główne grupy: 1) tryb statyczny - przeprowadzany poprzez umieszczenie sondy EC koncentrycznie na głowicy nitu; 2) tryb rotacyjny - gdy sonda EC obraca się wokół osi nitu oraz 3) tryb ślizgowy - wykonywany przez ruch sondy EC wzdłuż linii nitu lub w jej pobliżu. Wszystkie te sposoby mają pewne zalety i ograniczenia. W tym badaniu analizowane są znane techniki EC do wykrywania pęknięć w wielowarstwowych strukturach samolotów. Przedstawiono nowe zaawansowane techniki EC do wykrywania pęknięć zmęczeniowych w wewnętrznych warstwach nitowanych konstrukcji opartych na różnych typach (pierścieniowych, przesuwnych i obrotowych) sond. Statyczna metoda EC z opracowaną sondą pierścieniową daje możliwość wykrywania pęknięć w trudno dostępnych obszarach. Pokazano możliwość oszacowania długości wykrytych pęknięć za pomocą sondy typu pierścieniowego. Proponowana sonda obrotowa EC z odległym polem może wykrywać pęknięcia o długości zaledwie 1,0 mm pod nitem z grzybkiem i górną powłokę o grubości 2 mm z wysokim stosunkiem sygnału do szumu. Dlatego w wielu konstrukcjach lotniczych pęknięcia zmęczeniowe zostaną wykryte przed osiągnięciem progu krytycznego. Zaproponowano nowe techniki przesuwania EC oparte na zdalnych sondach polowych i podwójnych sondach różnicowych do szybkiego wykrywania pęknięć w wewnętrznych warstwach nitowanych konstrukcji lotniczych. Zaproponowano sondę EC z odległym polem do niezawodnego wykrywania pęknięć zmęczeniowych w trzeciej i czwartej warstwie pięciowarstwowych konstrukcji. Inna technika przesuwna oparta na podwójnej różnicowej sondzie EC daje możliwość wykrycia pęknięć poprzecznych w drugiej warstwie bez dostępu do obszaru rzędu nitów. Główną zaletą opracowanych technik jest wysoka niezawodność inspekcji dzięki możliwości rozróżnienia sygnałów wytwarzanych przez pęknięcia i nity wolne od wad. Przedstawione procedury inspekcji obejmują selektywną analizę sygnału na złożonym schemacie płaszczyzny. Proponowane techniki inspekcji EC zostały pomyślnie wdrożone w praktyce obsługi technicznej statku powietrznego.

11

Large-power synchronous motor braking by field current

Hyla Marian

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 11

15--18

EN

The paper presents the braking process of a large-power salient-pole synchronous motor forced by field current. The motor control was carried out using a microprocessor block for the excitation of large-power synchronous motors. Cases of free retardation and braking resulting from eddy currents generated in the machine body by the magnetic field of the rotating winding of the rotor with open stator windings were considered. The method proposed was to determine the dependence of braking time on the value of the field current on the basis of the observation of changes in the rotational speed without the knowledge of the parameters of the engine and braking moments of the drive system. The measurement verification of the braking time calculated for the assumed field current has been presented.

PL

W artykule przedstawiono proces hamowania jawnobiegunowego silnika synchronicznego dużej mocy za pomocą prądu wzbudzenia. Sterowanie silnika zrealizowano za pomocą mikroprocesorowego bloku zasilania wzbudzenia silników synchronicznych dużej mocy. Rozpatrzono przypadek wybiegu swobodnego oraz hamowania na skutek prądów wirowych generowanych w korpusie maszyny przez pole magnetyczne wirującego uzwojenia wirnika przy rozwartych uzwojeniach stojana. Zaproponowano metodę wyznaczania zależności czasu hamowania od wartości prądu wzbudzenia bazującą na obserwacji zmian prędkości obrotowej bez konieczności znajomości parametrów silnika i momentów hamujących układu napędowego. Zaprezentowano weryfikację pomiarową czasu hamowania obliczonego dla założonego prądu wzbudzenia.

12

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS)

Krawczyk Andrzej

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2019

|

nr 8

13--15

PL

Opisano krótką historię i współczesne zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej mózgu. Wskazane zostały zalety i wady tej metody diagnostycznej i terapeutycznej. Badania wykazały małą przydatność metody w terapii, podczas gdy nie do przecenienia jest przydatność TMS w diagnostyce.

EN

The short history and contemporary applications of the Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) has been presented. The advantages and drawbacks of the method in its therapeutic and diagnostic aspects have been pointed out. The investigations proved the small usefulness of the method in therapy, while its usefulness in diagnostics is not to be overestimated.

13

Hartowanie indukcyjne elementów płaskich metodą przelotową

Iskierka Sławomir, Iskierka Iwona

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 12

132--135

PL

Przedmiotem pracy jest analiza numeryczna procesu hartowania indukcyjnego stali. Opracowano model matematyczny i numeryczny procesu hartowania indukcyjnego, w którym uwzględniono wzajemne wpływy zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych oraz wpływ pola temperatury na przemiany fazowe. Pole elektromagnetyczne obliczono opierając się na równaniach Maxwella, biorąc pod uwagę zmianę konduktywności i przenikalności magnetycznej materiału w czasie trwania procesu hartowania. Udział poszczególnych struktur w czasie nagrzewania i chłodzenia wyznaczono na podstawie wykresów CTPi i równań Avramiego, Koistinena i Marburgera.

EN

The subject of the paper is the process of steel induction hardening. There were made: a mathematical and numerical models of the induction hardening in which there were considered interactions of electromagnetic and thermal effects and the influence of thermal field on phase transformations and structural changes in the hardened element. The electromagnetic field was computed based on Maxwell equations, considering changes of material conductivity and magnetic permeability during the hardening process. The fractions of the particular structures in the proces of heating and cooling were computed on the grounds of TTT graphs and equations of Avrami, Koistinen and Marburger.

14

Eddy currents non destructive testing and evaluation of ferromagnetic medium

Mehaddene Hamid, Mohellebi Hassane, Berkache Azouaou

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 2

112--116

EN

This work involves monitoring and non-destructive evaluation by inspecting two separate pieces (conductor and ferromagnetic). A database is established from the resolution of the direct problem. The inverse problem for the reconstitution of supposed single and multiple defects in the plates is then solved and analyzed. The study of the direct problem was made by exploiting the finite element method in resolution of the 2D magnetodynamic electromagnetic equation. Experimental Results are then performed and compared to simulation ones. The neural network technique was used successfully for the reconstruction of a single and multiple defects.

PL

W pracy zaprezentowano monitorowanie i nieniszczące badanie dwóch elementów – przewodzącego i ferromagnetycznego. Rozwiązanie problemu odwrotnego wykorzystano do rekonstrukcji defektu. Wykorzystano też metodę elementów skończonych do rozwiązania równań elektromagnetycznych 2D. Wykorzystano też sieć neuronową do rekonstrukcji kształtu pojedynczego i wielokrotnego defektu.

15

Derivation of the planar square coil litz-wire winding resistance for sinusoidal currents

Czerwienko Mateusz, Uramek Andrzej, Wojda Rafal P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 6

105--109

EN

In this paper the AC winding resistance of the litz wire wound planar square coil is derived. The Biot-Savart’s law is used to derive analytical expression for the AC winding resistance. Analytical calculations are done for two planar square coils of different size. Experimental veriﬁcation and comparison of the calculated and measured winding resistances are performed.

PL

W artykule tym, wyprowadzone zostało równanie narezystancję uzwojenia cewek planarnych w kształcie kwadratu przewodzących prąd przemienny. Rezystancja takich cewek nie jest stała lecz zmienia się wraz ze wzrostem czestotliwości. Przyczyną zmiany tejże rezystancji jest przede wszystkim efekt zbliżeniowy, który powstaje podczas indukowania się prądow wirowych w uzwojeniu. Wpływ efektu zbliżeniowego na rezystancje uzwojenia jest silniejszy wraz ze wzrostem czestotliwości. Analityczne równanie na rezystancję uzwojenia dla prądów przemiennych takiej cewki, wyprowadzono bazując na prawie Biot-Savart’s. Experymentalna weryﬁkacja i porównanie teoretycznych obliczeń została również dokonana i przedstawiona w tym artykule.

16

Quantitative evaluation of eddy current signals generated by defects in austenitic heat exchanger tubes

Kukla Dominik, Zagórski Andrzej, Sarniak Łukasz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 4

59--65

EN

The research discussed in the article involved the analysis of impedance characteristics originating from various non-standard defects detected in the material of an austenitic tube. Research-related test results were obtained when scanning a tube made of steel 316, using an internal probe and a MultiScan 5800 device. The tests involved the use of the classical ECT vortex current method applied to examine both the tube containing artificial defects, simulating the most common defects in industrial heat exchanger tubular inserts, and reference tubes containing standard defects. The non-standard defects (created artificially) simulated combinations of cracks, pits or other defects formed as a result of exposure to aggressive chemical and mechanical factors present in industrial conditions. The tests involved the scanning of the entire length of the tube at a constant rate. The tests were performed using a transient probe recording electrical impedance changes in a relative mode and in an absolute mode. The interpretation of results related to the non-standard defects was based on a comparison with the results obtained in relation to the standard reference defects. Values obtained in relation to the non-standard defects enabled, among other things, the identification of their volume and position in relation to the measurement probe. In most cases it was not possible to interpret the geometry of a given defect. The foregoing could be achieved using other non-destructive testing techniques.

PL

Dokonano oceny charakterystyk impedancyjnych pochodzących od różnych wad w materiale rury austenitycznej. Wskazania te otrzymano podczas badania rury ze stali 316 sondą wewnętrzną z wykorzystaniem aparatu MultiScan 5800. Zastosowano klasyczną metodę prądów wirowych ECT, badając zarówno rurę ze sztucznymi wadami symulującymi najczęściej spotykane uszkodzenia wkładów rurowych wymienników ciepła, jak również rury referencyjne, z i wadami standardowymi. Wytworzone sztucznie niestandardowe wady miały na celu odwzorowanie spotykanych w diagnostyce przemysłowej kombinacji pęknięć, wżerów lub innych ubytków powstałych w wyniku oddziaływań mechanicznych oraz działania agresywnych czynników chemicznych. Badania polegały na skanowaniu rury ze stałą prędkością, przy użyciu sondy przelotowej rejestrującej zmiany impedancji elektrycznej w trybie względnym i trybie absolutnym. Interpretacja uzyskanych wyników, dla wad niestandardowych, była oparta na analizie porównawczej z wynikami uzyskanymi dla standardowych próbek referencyjnych. Otrzymane wartości dla wad niestandardowych umożliwiły ich scharakteryzowanie, tj. określenie ich objętości oraz położenia względem sondy pomiarowej. W większości przypadków nie była możliwa interpretacja geometrii wady, a co jest możliwe przy zastosowaniu innych technik badań nieniszczących.

17

The amplitude-frequency measurement in non-destructive testing using the eddy current method

Kondej A., Szczepański A.

Welding Technology Review

|

2018

|

R. 90, nr 11

12--15

EN

The paper describes a miniaturized device that records changes in voltage amplitude and signal frequency. After applying the measuring probe to the surface of the tested material, the voltage and frequency amplitude changes. In a place free from defects and nonconformities values of voltage amplitude and frequency are taken as reference values, with which the results obtained during further tests are compared. A clear change in the value of any of the parameters indicates a change in the condition of the tested material. Registration of two parameters with different sensitivity for selected factors allows for a more accurate analysis of the condition of the tested material. The miniaturized device can works in manual measurement mode or in automatic mode, it can be used in defectoscopy, structure and thickness measurements.

18

Application of poly-harmonic signals to eddy-current metal detectors and to advanced classification of metals

Svatoš J., Pospíšil T., Vedral J.

Metrology and Measurement Systems

|

2018

|

Vol. 25, nr 2

387--402

EN

A limited ability to discriminate between different materials is the fundamental problem with all conventional eddy-current-based metal detectors. This paper presents the use, evaluation and classification of nontraditional excitation signals for eddy-current metal detectors to improve their detection and discrimination ability. The presented multi-frequency excitation signals are as follows: a step sweep sine wave, a linear frequency sweep and sin(x)/x signals. All signals are evaluated in the frequency domain. Amplitude and phase spectra and polar graphs of the detector output signal are used for classification and discrimination of the tested objects. Four different classifiers are presented. The classification results obtained with the use of poly-harmonic signals are compared with those obtained with a classical single-tone method. Multi-frequency signals provide more detailed information, due to the response function - the frequency characteristic of a detected object, than standard single-tone methods. Based on the measurements and analysis, a metal object can be better distinguished than when using a single-tone method.

19

Ocena wpływu zróżnicowania próbek nawęglonych wykonanych w procesach o ściśle zdefiniowanych parametrach na oznaczenia twardości powierzchniowej

Jończyk S., Włodarczyk S.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 4

48--54

PL

Celem pracy była ocena zróżnicowania twardości próbek nawęglanych w tym samym procesie - teoretycznie w tych samych warunkach. Zakładano uzyskanie stałej grubości warstwy 1,2 mm i trzech nominalnych twardości 700 HV0,5, 740 HV0,5, 780 HV0,5. Wykonano pomiary twardości od HV0,1 do HV10 i badania metodą prądów wirowych. Szczególną uwagę poświęcono pomiarom mikrotwardości powierzchniowej HVO,1. Na stosunkowo malej powierzchni kontrolnej stwierdzono duże zróżnicowanie wyników pomiarów twardości czterech „jednakowych "powierzchni. Po zwiększeniu liczby oznaczeń z 5 do 13 uległy zmianie wartości średnich oraz wzrost odchylenia standardowego. Wykonane pomiary wskazują na celowość stosowania więcej, niż 5 punktów pomiarowych dla danej próbki wymaganych przez normy i procedury badań. Pomiarami HVO,1 wykryto skokową zmianę twardości o 10 jednostek i powtarzanie tych wartości w różnych próbkach, co sygnalizuje przydatność oznaczenia przy charakteryzowaniu struktury warstwy. Stwierdzono korelację między pomiarami twardości a oznaczeniami wiroprądowymi. Zastosowanie uśredniających oznaczeń wiroprądowych mogłoby zwiększyć prawdopodobieństwo eliminowania wadliwych elementów i podnieść poziom jakości wyrobów.

EN

The aim of the paper was to evaluate the hardness differentiation of the samples carburized in the same process - theoretically under the same conditions. It was assumed to obtain a constant layer thickness of 1.2 mm and three nominal hardness values: 700 HV0.5, 740 HV0.5, 780 HV0.5. Hardness measurements from HV0.1 to HV10 and eddy current tests were carried out. Particular attention was paid to the measurements of HV0.1 surface microhardness. On the relatively small control surface, a large diversity of hardness measurement results was found for four "identical" surfaces. After increasing the number of determinations from 5 to 13, the mean values changed and the standard deviation increased. The carried out measurements indicate the desirability of using more than 5 measuring points for a given sample required by test standards and research procedures. The HV0.1 measurements revealed a step change in hardness by 10 units and repeating these values in different samples, which signals the usefulness of the determination when characterizing the structure of the layer. A correlation was found between hardness measurements and eddy current tests. The use of averaging eddy current tests could increase the probability of eliminating defective components and increase the level of product quality.

20

Zminiaturyzowane urządzenie do badań nieniszczących metodą prądów wirowych wykorzystujące pomiar amplitudowo-częstotliwościowy

Kondej A., Szczepański A.

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2018

|

nr 4

27--29

PL

W pracy przedstawiono urządzenie pracujące w oparciu o generator ze swobodnie oscylującym obwodem rezonansowym. Urządzenie rejestruje zmiany amplitudy napięcia oraz częstotliwości sygnału prądowirowego. Jednoczesna rejestracja dwóch parametrów o różnej czułości na wybrane czynniki pozwala na dokładniejszą analizę stanu badanego materiału. Urządzenie może pracować w trybie ręcznego pomiaru lub w trybie automatycznym. Charakteryzuje się małym rozmiarem i wagą. Może być wykorzystywane w defektoskopii, strukturoskopii oraz pomiarach grubości.

EN

The paper presents a device working on the basis of a generator with a freely oscillating resonant circuit. The device records changes in voltage amplitude and frequency of the eddy current signal. Simultaneous registration of two parameters with different sensitivity for selected factors allows for a more accurate analysis of the condition of the tested material. The device can works in manual measurement mode or in automatic mode. It is characterized by small size and weight. It can be used in defectoscopy, structure and thickness measurements.