Zbornik radova Koridor 10 - Kirilo Savić

3rd International Scientific and Professional Conference
CORRIDOR 10 - a sustainable way of integrations
Indukovane vrtložne struje stvaraju magnetno polje po pravcu normalno na ravan njihovog prostiranja,
čija jačina zavisi od gustine i oblika putanja vrtložnih struja, kao i od permeabilnosti ispitivanog
materijala. Smer ovog polja je supotan smeru prvobitnog polja sonde, što menja ukupni magnetni fluks
kroz sondu i menja njenu induktivnost i impedansu. Kod feromagnetnih materijala (čelik) zbog njihove
visoke permeabilnosti fluks magnetske indukcije vrtložnih struja je veći od početnog fluksa sonde, pa
dolazi do povećanja induktivnosti sonde kada se približi feromagnetnom materijalu, dok je kod
neferomagnetnih obrnuto.
Na prostiranje vrtložnih struja u materijalu i na njihovu detekciju utiče veliki broj faktora: provodnost i
permeabilnost materijala koji se ispituje, frekvencija naizmenične pobudne struje, rastojanje probne
sonde od površine materijala, geometrija sonde i ispitivanog materijala, rukovanje sondom i vrsta i
raspored defekata u materijalu.
Da bi se ovaj metod koristio za detekciju defekata potrebno je da se prvih šest faktora ne menjaju ili
da se neznatno i po mogućstvu kontrolisano menjaju.
Uređaji za ispitivanje materijala na bazi vrtložnih struja vrše detekciju promene induktivnosti sonde na
neki način i to prikazuju u obliku koji je pogodan za tumačenje rezultata. Jednostavno određivanje
promene impedanse sonde merenjem promene njenog napona (izraz 2) nije dovoljno osetljivo, već se
sonda mora vezivati u merni most tipa naizmeničnog Vitstonovog mosta čija je jedna varijanta
prikazana na slici 4.
Z 1 (R 1 )
Z 2 (R 2 )
U
I R 5
~ A B
Z
3(R 3 )
merna sonda
impedanse Z
C
R
L
Slika 4. Merni most za određivanje promene induktivnosti sonde
Sonda koja ima impedansu Z se vezuje u jednu granu mosta koji se napaja naizmeničnim naponom
efektivne vrednosti U. U ostalim granama nalaze se električne komponente koje imaju impedanse Z1,
Z2 i Z3 i koje mogu da se sastoje od kalemova, kondenzatora i otpornika u opštem slučaju. Njihove
impedanse mogu da se menjaju najčešće promenom otpornosti u granama, ali i drugih elemenata u
zavisnosti od složenosti mosta. Pre početka merenja sonda se postavi na površinu, ili na malo
rastojanje iznad materijala koji se ispituje, ali na mesto koje nema defekte i promenom impedansi u
granama mosta, on se dovede u ravnotežu, tj. podesi se da napon u dijagonali mosta (grana AB na
slici 4) bude jednak nuli 0. Tada su impedanse u pojedinim granama povezane izrazom
Z
Z
Z
2
3 Z1
(5)
Belgrade, 2012 242