¿Qué sensor puede detectar si el cable está roto?
Hablando del método de medición magnética, debemos comprender por qué el método de medición magnética se puede utilizar con éxito en la práctica. La base teórica del método de detección magnética es que cuando el dispositivo de excitación magnetiza el cable de acero hasta la saturación, independientemente de si hay daños en su superficie o en su interior, provocará cambios en la distribución del campo magnético en el sistema del circuito magnético. . El uso de medios eficaces para detectar los cambios resultantes en la distribución del campo magnético puede reflejar señales de detección de información sobre daños en los cables.
Primero,? ¿Cuáles son las clasificaciones de daños en cables metálicos?
En primer lugar, comprendamos la clasificación de los daños de los cables de acero, porque los detectores de defectos electromagnéticos se clasifican según los tipos de defectos que se pueden detectar.
1) Daño local (defecto local LF): discontinuidad en el cable, como cables rotos internos y externos, picaduras de corrosión en el cable, desgaste profundo del cable o forma local anormal del cable.
2) Pérdida de área de sección transversal de metal de LMA: Los daños que reducen la suma de las áreas de sección transversal de metal en la sección transversal del cable incluyen principalmente desgaste, corrosión, estrechamiento del diámetro del cable, etc. En comparación con los defectos LF, dichos defectos generalmente cambian lentamente a lo largo de la dirección axial del cable metálico. Es una medida relativa de los defectos del material (calidad) en un área específica de la cuerda, determinada comparando el punto de inspección con un punto de referencia que simboliza el área de sección transversal de metal más grande de la cuerda.
2. ¿Cuáles son las clasificaciones de los instrumentos de prueba no destructivos de cables metálicos?
1. Tipo electromagnético CA
El principio de funcionamiento es similar al de un transformador. Las bobinas primaria y secundaria están enrolladas alrededor del cable, como el núcleo de un transformador (Figura 1). La bobina primaria (excitación) funciona con corriente alterna de baja frecuencia de 10 ~ 30 Hz, y la bobina secundaria (detección) mide las propiedades magnéticas del cable metálico. Cualquier cambio crítico en las propiedades magnéticas del cable provocará que se reflejen los cambios de voltaje (magnitud y fase) en la bobina secundaria.
Puntos clave: Los instrumentos electromagnéticos suelen funcionar en condiciones de baja intensidad de campo magnético, por lo que el cable de acero debe desmagnetizarse por completo antes de comenzar la prueba.
Tipo de defecto de detección: Defectos LMA con cambios en el área de la sección transversal del metal.
Figura 1 Diagrama esquemático del sensor de instrumento electromagnético
2. Instrumento de CC e imán permanente (flujo magnético)
Los imanes de CC y permanentes proporcionan un flujo magnético constante. Una sección de cable metálico (ver Figura 2) es magnetizada por el cabezal del sensor (anillo magnético). El flujo magnético axial total en el cable se puede medir utilizando una bobina de inducción.
Figura 2 Diagrama esquemático del cabezal sensor de un dispositivo de imán permanente que utiliza una bobina de inducción para medir la pérdida de área de sección transversal del metal
Instrumento de fuga de flujo magnético
El instrumento de CC o imán permanente pasa a través del sensor. El cabezal (anillo magnético) proporciona un flujo magnético constante para magnetizar una sección del cable metálico. Las fugas de flujo magnético causadas por discontinuidades en el cable (por ejemplo, cables rotos) se detectan mediante diferentes sensores, como los sensores de elemento Hall.
Este instrumento se utiliza para determinar defectos LF.
Figura 3 Diagrama esquemático de la fuga magnética causada por cables rotos
4. Instrumento de magnetización residual
Después de que el cable de acero se magnetiza mediante CC o magnetización permanente. dispositivo, el cable de acero magnético se utiliza para las características del magnetismo residual, utilizando un dispositivo de detección adecuado, puede medir eficazmente los cambios en el magnetismo residual y, por lo tanto, medir los cambios en el magnetismo residual en el cable, al tiempo que garantiza que el campo magnético externo haya sido eliminado o no se ve afectado por el campo magnético externo.
Este instrumento se puede utilizar para medir cambios en el área de la sección transversal del metal y la presencia de daños locales.
Este método es una tecnología de detección de cables metálica recientemente desarrollada y requiere más investigaciones de seguimiento y verificación de aplicaciones.
Figura 4 Diagrama esquemático del magnetómetro residual que mide daños en el área de la sección transversal del metal
Un dispositivo puede tener principios de detección de fugas de flujo magnético y de flujo magnético.
3. Dos sensores diferentes: bobina de inducción y elemento Hall.
1. Bobina de inducción
Hablando de bobinas de inducción, todo el mundo está familiarizado con los transformadores. Cuando la bobina y el cable se mueven entre sí, la bobina corta el campo magnético de fuga y genera una fuerza electromotriz inducida Uc.
Figura 5 Fórmula de la fuerza electromotriz inducida
En la fórmula: n - el número de vueltas de la bobina
φ - el flujo magnético que pasa a través de la bobina;
V - la velocidad del cable de acero en relación con la bobina de inducción;
dφ/ds - la tasa de cambio del flujo magnético en el cable de acero en relación con la desplazamiento del cable de acero;
Cuando el número de vueltas de la bobina n y la velocidad de movimiento son constantes, la fuerza electromotriz inducida Uc puede reflejar el cambio del flujo magnético en el cable de acero a lo largo de la dirección axial , es decir, el cambio del área de la sección transversal metálica efectiva del cable de acero a lo largo de la dirección axial.
Con el movimiento relativo del cable metálico en relación con la bobina de inducción y el excitador, el excitador magnetizará gradualmente el cable metálico hasta la saturación. Si hay daños, se debe reducir su flujo magnético interno (proporcional al área de la sección transversal metálica efectiva del cable), de modo que la bobina de inducción produzca una salida de voltaje. Los cambios en el área de la sección transversal del metal se pueden detectar midiendo el voltaje de salida.
La mayor desventaja de la bobina de inducción es que la salida del sensor está relacionada con la velocidad de detección. Cuando la velocidad de detección es desigual, la señal de salida del sensor se distorsiona y no hay salida a velocidades muy bajas. Al mismo tiempo, una velocidad desigual hará que la señal de detección se comprima y estire en el eje del tiempo, lo que no favorece el procesamiento posterior de la señal.
Figura 6 Principio del método de detección de flujo total
2. Sensor de elemento Hall
El principio del elemento Hall: cuando una determinada corriente pasa a través de un conductor perpendicular a En el campo magnético, hay un campo magnético perpendicular a la corriente y al campo magnético, y la salida de fuerza electromotriz en ambos extremos se convierte en el efecto Hall.
El voltaje Hall del elemento Hall es:
¿En la fórmula? Kc-coeficiente de sensibilidad del elemento Hall
Entrada de corriente de control por Ic
B-intensidad de inducción magnética del campo magnético
φ——dirección y elemento de inducción magnética intensidad B El ángulo entre los vectores normales
Para un determinado elemento Hall, Kc es una constante. Cuando se determina la posición de instalación del componente, el valor φ permanece sin cambios, por lo que VH en la fórmula es proporcional a B, que es una característica de respuesta direccional importante del componente Hall. Al aplicar este principio, siempre que se detecte el voltaje de salida VH en ambos extremos del elemento Hall, se puede obtener la señal de daño por desconexión.
La mayor ventaja del elemento Hall es que la señal de salida no se ve afectada por la velocidad y es de tamaño pequeño. Tiene grandes ventajas para la medición del campo magnético en espacios pequeños.