Metodi e strumenti di misura per l'esecuzione di test non distruttivi ...

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Capitolo 4 Sviluppo ed ottimizzazione del sistema basato sulla Tomografia Induttiva di ben note caratteristiche di precisione, in questa fase si vuole analizzare la bontà dell’algoritmo sviluppato per l’estrazione dello sfasamento. In ingresso al sistema di acquisizione dati della stazione di misura descritta nel § 2.3.4, sono stati quindi inviati invece che i segnali provenienti dalla sonda, due segnali di ampiezza e sfasamento noti (ottenuti mediante il generatore di segnali Tektronix AWG-2005) di caratteristiche tali da emulare i segnali presenti durante l’esecuzione del test non distruttivo. In particolare, uno dei due segnali fissato in ampiezza (500 mV) e fase (0°) in modo da emulare il segnale in corrente proveniente dal sistema (l’alimentazione avviene a corrente impressa quindi l’ampiezza della corrente è fissata, solitamente ad un valore di 500mA), l’altro invece di ampiezza e fase variabile in modo da emulare il segnale in tensione proveniente dalla sonda (si ricorda infatti che la tensione prelevata ai capi delle varie bobine di pickup varia in ampiezza e fase in funzione della distanza della bobina di pickup da quella di eccitazione e dalle caratteristiche del difetto). La conoscenza dei valori di tensione normalmente disponibili sulle bobine di pickup ha portato ad eseguire questa prova per tre diversi valori di tensione (500mV, 3mV e 0.3mV). In tab. 4.2 sono riportati i risultati dei, eseguiti variando lo sfasamento tra 0 e 360°. L’analisi di questi risultati mostra come per Sfasamento Imposto [°] 500mV Ampiezza del segnale 3mV 0.3mV ∆φ misurato ∆φ misurato ∆φ misurato [°] [°] [°] 0 -0.11 -0.15 -0.47 3 2.98 2.93 2.65 45 44.95 44.97 43.92 87 86.89 86.79 85.60 90 89.93 89.77 88.56 93 93.06 92.74 91.73 177 177.00 177.04 177.58 180 179.91 180.02 180.25 183 183.03 182.97 183.30 267 266.93 267.18 268.29 270 269.95 270.21 271.37 273 273.09 273.19 274.44 357 357.01 356.98 356.91 360 0.01 0.03 359.86 Tab. 4.2 Caratterizzazione dell’algoritmo di calcolo dello sfasamento tra tensione e corrente. 159
Capitolo 4 Sviluppo ed ottimizzazione del sistema basato sulla Tomografia Induttiva livelli di segnale dell’ordine delle centinaia di mV, l’algoritmo permette di valutare lo sfasamento con un errore massimo di 0.11° (0.7%, escludendo il caso 0°); per livelli di segnale dell’ordine del mV, l’errore massimo sale a 0.26° (2.5%, escludendo il caso 0°); infine per livelli di segnale dell’ordine del decimo di mV, errore massimo diventa circa 1.5° (13%, escludendo il caso 0°). Tenendo conto che gli sfasamenti che il sistema verrà chiamato a misurare saranno tutti intorno a 90°, è stato eseguito un altro test per verificare la capacità di discriminazione di piccoli scostamenti intorno ai 90°. Questi test hanno confermato la bontà del software nella determinazione dello sfasamento anche se hanno messo in evidenza come passando da segnali dell’ordine delle centinaia di mV a segnali dell’ordine del decimo di mV, l’errore commesso nelle misure di sfasamento intorno a 90°, passa da 0.1÷0.2% a circa 2.5%. 4.4 Ottimizzazione hardware Le analisi effettuate nei § 4.2 e 4.3 hanno chiarito quali fossero i motivi generanti le errate ricostruzioni riscontrate. A valle di queste analisi è sicuramente migliorata la conoscenza del sistema, permettendo di effettuare scelte appropriate per le frequenze di analisi nonché per il parametro npk; è stato però anche verificato come la sola imposizione di questi parametri non permetta di risolvere tutti i problemi, oltre al grosso vincolo della necessità di almeno una bassa frequenza che riduce il livello dei segnali. E’ stato infine confermato come l’incertezza di misura giochi un ruolo fondamentale per un positivo esito dell’esame non distruttivo. Tutto ciò, unito all’incertezza associata all’estrazione dello sfasamento, che cresce al diminuire dell’ampiezza dei segnali, ed a prove sperimentali, atte a verificare l’influenza del rumore elettromagnetico sulla qualità delle misure, che hanno dimostrato come il rapporto segnale rumore delle grandezze misurate non sia adeguato ad assicurare l’incertezza di misura richiesta dall’algoritmo di inversione, ha portato alla conclusione che non si potesse 160
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO
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Ringraziamenti Dovuti e sentiti rin
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Capitolo 1 I controlli non distrutt
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