Zbornik radova Koridor 10 - Kirilo Savić

3rd International Scientific and Professional Conference
CORRIDOR 10 - a sustainable way of integrations
2.2 Sistemi za automatsko snimanje vremenske zavisnosti signala i njihovu obradu
U slučaju ispitivanja predmeta velikih dimenzija, kao što su šine, manuelan način ispitivanja je veoma
dugotrajan, pa se sonda najčešće montira na neki nosač koji se pomera poznatom brzinom po
površini ispitivanog materijala. Pri tome se prate promene napona u dijagonali mernog mosta u koji je
povezana sonda u toku vremena, kao i fazno kašnjenje signala u odnosu na napon napajanja. Tokom
merenja vrši se analogno-digitalna (A/D) konverzija signala, njegova akvizicija i dodatna obrada.
Dobijeni signali imaju određeno kašnjenje u odnosu na nailazak sonde na defekt, zbog konačnog
vremena prelaska sonde preko njega, pa frekvencija odabiranja mora biti dovoljno velika da se
detektuju svi defeki, ali ne i prevelika, jer bi to zahtevalo ogromnu memoriju uređaja. Ova pojava
ograničava i brzinu kretanja sonde tj. vozila koje je nosi. U daljoj obradi signala veoma važnu ulogu
ima njegovo filtriranje. Pošto se parametri koji utiču na vrtložne struje stalno lokalno menjaju, signal sa
sonde koja se kreće konstantnom brzinom po površini bez defekata ima fluktuacije, jer se lokalno
menja provodnost i permeabilnost materijala usled naprezanja i temperature, jer se menja rastojanje
sonde od površine zbog neravnina površine i vibracija sonde na nosaču, jer dolazi do indukovanje
struja u sondi koje su drugog porekla, itd. Sve ove promene imaju neku karakterističnu vremensku, ili
prostornu periodičnost, tj. karakteristične frekvente opsege i daju lažne skokove ili padove signala koji
se prati. Zbog toga se signali filtriraju nisko i visoko frekventnim filtrima, kako bi se ove komponente
eliminisale. Radi lakšeg eliminisanja ovih neželjenih fluktuacija, sonde se često napajaju naponima
impulsnog umesto prostoperiodičnog oblika.
Softver za obradu signala, naročito sa više postavljenih sondi koje se snimaju simultano je veoma
bitan i zahteva složeno povezivanje intenziteta, faznog kašnjenja, vremena odziva sonde, lociranja
mesta defekta i sl. Zbog mnogostrukih uticaja parametara materijala i sondi na pojavu i promenu
gustine i rasporeda vrtložnih struja ova metoda pokazuje različitu osetljivost detekicije u zavisnosti od
vrste defekata.
Ovakav sistem pored detekcije vrši i dalje procesiranje signala da bi se pamtila mesta i procena
veličine defekta i upoređivala sa prethodnim stanjem materijala.
3. PRIMENA METODE VRTLOŽNIH STRUJA U ODRŽAVANJU ŠINA
Metod vrtložnih strula primenjuje se u inspekciji šina prema [11] i kontroli rada brusnih vozova. Za
detekciju površinskih šinskih defekata primenom vrtložnih struja koriste se različite vrste šinskih
inspekcijskih vozila (slika 7, levo) i ručnih uređaja za ispitivanje (slika 7, desno) [13-15]. Pored toga,
uređaj za inspekciju šina vrtložnim strujama integriše se u brusne vozove (slika 7, sredina) kao
kontrolni uređaj kojim se na probnoj deonici utvrđuje očekivani broj prolaza brusnog voza i kojim se
nakon svakog prolaza dokazuje učinak izvršenog brušenja.
Šinska inspekcijska vozila su opremljena osmokanalnim uređajima za ispitivanje šina u koloseku
pomoću vrtložnih struja. To znači da se u istom poprečnom preseku pomoću četiri sonde na levoj i
četiri sonde na desnoj šini (slika 8) vrši defektoskopija pomoću vrtložnih struja u zoni očekivane pojave
defekata usled zamora šinskog čelika, koja se nalazi na 25-35 mm u odnosu na osu simetrije
poprečnog preseka spoljašnje nadvišene šine, odnosno na -5 mm do +10 mm u odnosu na osu
simetrije poprečnog preseka unutrašnje šine.
Sonde ne dodiruju hrapavu površ glave šine, već se nalaze na bezbednoj udaljenosti. Slika 10
prikazuje nemačko rešenje vođenja sonde na konstantnom rastojanju 0,5 mm od vozne ivice šine
kako bi se sačuvala sonda od oštećenja [15]. Držač sonde se pneumatski podiže u zonama skretnica
gde postoji opasnost oštećenja sonde.
Belgrade, 2012 245