Lorentz force eddy current testing : two-dimensional numerical study

• Autorzy: Zec M. , Uhlig R.P. , Ziolkowski M. , Brauer H.

Warianty tytułu

PL

Testowanie wiroprądowe w oparciu o pomiar siły Lorentza : dwuwymiarowe studium numeryczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main aim of this work is to provide 2D numerical data for the motion of a permanent magnet in the vicinity of a solid state body. The goals of this work include the evaluation of induced eddy current, total and current Lorentz Force (LF) distribution insi de a solid body accounting for pre-defined defects. The approach of logi cal expressions and of a moving mesh were used successfully to solve the presented linear eddy current testing problem (LET). The logi cal expression approach, for the similar number of degrees of freedom, was able to solve the given problem approximately 8 times faster than the moving mesh approach.

PL

Testowanie z wykorzystaniem prądów wirowych i pomiarów siły Lorentza jest bezstykową i nieniszczącą metodą służącą do detekcji głębokich defektów w materiałach stałych przewodzących. Zasada tej metody jest oparta na pomiarze siły Lorentza wytwarzanej w wyniku wzajemnego ruchu między magnesem trwałym i badanym materiałem. Gdy magnes jest przesuwany ponad defektem, to siła Lorentza działająca na magnes ulega chwilowym zmianom. Detekcja tych perturbacji siły Lorentza pozwala identyfikować i lokalizować defekty w materiale. Głównym celem niniejszej pracy jest dostarczenie dwuwymiarowych danych numerycznych dla ruchu magnesu trwałego w sąsiedztwie ciała stałostanowego. Analiza jest przeprowadzona dla tzw. liniowego problemu testowania wiroprądowego, biorącego pod uwagę liniowy ruch magnesu trwałego nad prętem w stanie stałym. Metodę elementów skończonych opartą na handlowym solwerze COMSOL Multiphysics użyto do symulowania rzeczywistej geometrii danego problemu z odpowiednimi równaniami różniczkowymi. Cele tej pracy obejmują ocenę indukowanych prądów wirowych, rozkład ogólnych i lokalnych sił Lorentza.

Słowa kluczowe

EN

permanent magnet; eddy currents; Lorentz force; defects; defect detection; contactless testing; non-destructive testing

PL

siła Lorentza; magnes trwały; prądy wirowe; wady; testowanie wiroprądowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2011
• Tom: Z. 252
• Strony: 55--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zec M.

autor

Uhlig R.P.

autor

Ziolkowski M.

autor

Brauer H.

• Department of Advanced Electromagnetics, Ilmenau University of Technology, Germany

Bibliografia

• 1. Davidson P.A.: An Introduction to Magnetohydrodynamics, Cambridge University Press, Cambridge, England.
• 2. Thess A., Votyakov E.V., Kolesnikov Y.: Lorentz Force Velocimetry, Physical Review Letters, Vol. 96, 2006.
• 3. Ziolkowski M., Brauer H.: Fast Computation Technique of Forces Acting on Moving Permanent Magnet, Proceedings of the 17th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, Brazil COMPUMAG, 2009.
• 4. Van Bladel J., De Zutter D.: Magnetic Levitation: The Track Currents, Appl. Phys. B 34.
• 5. Uhlig R.P., Zec M., Ziolkowski M., Brauer H.: Lorentz Force Eddy Current Testing: Modelling of Permanent Magnets Using Logical Expressions for Dynamic Electro-Magnetic Simulation Involving Moving Structures, CEM 2011, proceedings, pp. 196-197.
• 6. Brauer H., Ziolkowski M.: Eddy Current Testing of Metallic Sheets with Defec Using Force Measurements, Serbian Journal of Electrical Engineering, vol. 5, No. 1, 2008, pp. 11-20.
• 7. Comsol Multiphysics, User Guide, http://www.comsol.com.
• 8. ALTHEN Mess- und Sensortechnik, http://www.althen.de.