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

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Capitolo 2 I metodi di indagine proposti possibile individuare anche piccole differenze di tempo, determinando misure di campo più accurate. La forma dell’impulso di tensione dipende essenzialmente dalla natura e dalla geometria del nucleo ferromagnetico; infatti, più è uniforme il campo nel nucleo (cioè le differenti regioni raggiungono la saturazione nello stesso istante), più regolare risulta il segnale prelevato ai capi dell’avvolgimento di pick-up. La natura del nucleo e gli eventuali trattamenti subiti determinano, più in generale, il comportamento del sensore. Vi è un’altra caratteristica del sensore fluxset che può essere ottimizzata: la massima frequenza di driving raggiungibile; risultati sperimentali mostrano che tale caratteristica dipende fortemente dalla geometria del sensore. Sono quindi stati effettuati numerosi studi atti a determinare la migliore geometria e composizione chimica del nucleo, ed individuare la geometria del sensore che meglio ne ottimizzano le prestazioni [39]-[41]. Ottimizzazione del nucleo Dalla costituzione e forma del nucleo magnetico, dipendono la sensibilità e la stabilità di funzionamento alle variazioni di temperatura e frequenza di lavoro del sensore fluxset. Le caratteristiche che deve avere il nucleo magnetico, affinché il suo uso nel sensore fluxset sia considerato ottimale, sono: elevata permeabilità iniziale, bassi valori del campo coercitivo e del campo saturante. E’ inoltre auspicabile un livello minimo di magnetostrizione (fenomeno per il quale i corpi ferromagnetici sottoposti ad un campo magnetico subiscono lievi alterazioni dimensionali) e di dilatazione termica per assicurare la stabilità della sonda alle deformazioni meccaniche. Le ricerche condotte hanno portato alla conclusione che i migliori risultati si ottengono con un nucleo realizzato da lamine amorfe di materiale magnetico dolce. Il basso livello di magnetostrizione è assicurato invece dalla composizione chimica Fe7Co53Ni17Cr3Si5B15. Al fine di aumentare la sensibilità del sensore, è possibile migliorare ulteriormente le caratteristiche magnetiche del nucleo attraverso opportuni trattamenti 55
Capitolo 2 I metodi di indagine proposti tecnologici di levigatura superficiale e termico. Il trattamento termico consiste in un processo di ricottura in atmosfera d’idrogeno alla temperatura di 350°C per un’ora. Tale processo incrementa la permeabilità e l’omogeneità del materiale; ciò comporta fronti più ripidi e maggiore regolarità del segnale di pick-up con conseguente aumento di sensibilità e maggiore linearità di risposta del sensore. La fase di levigatura rende minime le imperfezioni superficiali ed è realizzata in due tempi eseguendo dapprima una levigatura grossolana, quindi, una più fine. Questo trattamento diminuisce il livello di saturazione ed il valore del campo coercitivo, ciò comporta un segnale di uscita del sensore più stretto a parità di valore massimo. Un’ulteriore caratteristica che influenza le prestazioni del sensore, è la geometria del nucleo. In tal senso l’obiettivo dell’ottimizzazione è ottenere una magnetizzazione quanto più possibile omogenea del nucleo stesso; ciò corrisponde alla necessità di avere un segnale di pick-up quanto più possibile vicino ad un’onda rettangolare, indi un incremento in sensibilità del sensore. Gli esperimenti effettuati hanno dimostrato che la geometria ottimale è quella ellittica; tuttavia, tali studi, hanno anche evidenziato che il miglioramento delle prestazioni del sensore derivanti dall’utilizzo di un nucleo ellittico anziché rettangolare, non sono tali da giustificare l’applicazione di procedure di sagomatura sofisticate e di difficile realizzazione. Ottimizzazione geometrica del sensore La geometria del sensore ha una notevole influenza sulla massima frequenza di driving raggiungibile, sulla sensibilità e sulla risoluzione spaziale del dispositivo. Per aumentare la risoluzione spaziale, poiché il sensore rileva il campo medio nella regione del nucleo, è auspicabile ridurre il più possibile le dimensioni del trasduttore, ma la conseguente diminuzione del volume del nucleo, comporta anche una minore sensibilità. Differenti sono state, quindi, le geometrie realizzate e sperimentate al fine di determinare quella che permetta di associare a dimensioni ridotte, un’elevata sensibilità. 56
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO
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Ringraziamenti Dovuti e sentiti rin
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Capitolo 3 Sviluppo ed ottimizzazio
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Introduzione ed Internazionale che
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Conclusioni la precisione nell’in
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Bibliografia [30] A. Bernieri, G. B
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