Abstract
The eddy current skin-effect limits the detection of subsurface defects and the range of thickness measurement. Traditional concepts to estimate the penetration depth basing on plane wave propagation into a conducting halfspace cannot describe the real depth of inspection achievable by state-of-the-art sensors and instruments. The paper presents a more fruitful concept for estimating the noise limited inspection depth. Here, the traditional parameters like frequency, probe dimensions, conductivity and permeability are analysed in combination with all sources of noise and disturbances in eddy current technique. New low frequency eddy current probes of inductive and magneto-resistive type are presented and characterised. These probes combine deep penetration with comparatively small size and good spatial resolution.
Kurzfassung
Der wirbelstromtechnische Nachweis verdeckter Fehler wird durch den Skineffekt begrenzt. Die Standardeindringtiefe als Maß zur Quantifizierung des Skineffektes lässt sich über die Ausbreitung ebener Wellen im halbunendlichen leitfähigen Halbraum theoretisch ermitteln. Sie kann jedoch die erreichbare Prüftiefe moderner Sensoren nicht hinreichend beschreiben. Der Beitrag stellt ein Konzept zur Ermittlung einer rauschbegrenzten Eindringtiefe vor, die die bekannten Einflussgrößen wie Prüffrequenz, Sensordimensionen, elektrische Leitfähigkeit und magnetische Permeabilität des Werkstoffs in Bezug zu Rausch- und anderen Störquellen betrachtet. Neue induktive und magnetoresistive Niederfrequenzsensoren werden vorgestellt und ihr Leistungsvermögen ermittelt. Diese Sensoren kombinieren hohe Prüftiefen mit geringen Baugrößen und guter lateraler Auflösung.
References
1 Z.Mottl: The quantitative relations between true and standard depth of penetration for air-cored probe coils in eddy current testing. NDT International, 23 (1990) No. 1, pp. 11–1810.1016/0308-9126(90)91444-XSearch in Google Scholar
2 C. V.Dodd, W. E.Deeds: Analytical solutions to eddy-current probe-coil problems. Journal of Applied Physics, 39 (1968) No. 6, pp. 2829–283810.1063/1.1656680Search in Google Scholar
3 G.Wittig; G.Grigulevitsch: Ein Beitrag zu den theoretischen und experimentellen Grundlagen des Impuls-Wirbelstromverfahrens. Materialprüfung20 (1978) Nr. 12, pp. 449–454Search in Google Scholar
4 R. A.Smith, D.Edgar, J.Skramastad, J.Buckley: Enhanced transient eddy current detection of deep corrosion, Insight – Non-Destructive Testing and Condition Monitoring46 (2004) No. 2, pp. 88–9110.1784/insi.46.2.88.55544Search in Google Scholar
5 R.Hohmann: SQUID-System mit Joule-Thompson-Kühlung zur Wirbelstromprüfung von Flugzeugfelgen, Dissertationsschrift, Justus-Liebig-Universitét Gießen, 1999Search in Google Scholar
6 Gabor Vertesy, Antal Gasparics: Fluxset Sensor Analysis. Journal of Electrical Engineering, 53 (2002) pp. 53–55Search in Google Scholar
7 M. v.Kreutzbruck, K.Allweins, C.Heiden: Wirbelstromprüfsystem mit integriertem Fluxgate-Magnetometer. DACH-Tagung DGZfP, ÖGfZP, SGZP, Innsbruck, 29.–31.5.2000, BB 73.2, pp. 871–88110.1080/002071700405851Search in Google Scholar
8 V.Uchanin, G.Mook, T.Stepinski: The investigation of deep penetrating high resolution EC probes for subsurface flaw detection and sizing. Proceedings of 8th ECNDT, Barcelona. 2002, CDrom, paper 27Search in Google Scholar
9 V.Uchanin: New type multi-differencial eddy current probes for surface and subsurface flaw detection. Zeszyty problemowe Badania nieniszcz_ce. Warszawa, (2001) 6, pp. 201–204Search in Google Scholar
10 G.Mook, H.Bauke, V.Uchanin: Wirbelstromprüfung mit hohen Eindringtiefen – Theorie und Praxis. DACH-Tagung der DGZfP, ÖGfZP und SGZP 2000, Innsbruck, BB 73 Band 1, pp. 145–154Search in Google Scholar
11 S.Cherepov, D.Gilga, O.Hesse, G.Mook, V.Uchanin, S.Pankratyev: Niederfrequente Wirbelstromprüfung mit hoher Eindringféhigkeit und verbesserter Ortsauflösung – vergleichende Untersuchungen verschiedener Sensorkonfigurationen. Berichtsband des 12. Sommerkurses Werkstofftechnik, Universitét Magdeburg, 4.9.2004, pp. 225–246Search in Google Scholar
12 V.Uchanin: Eddy current methods of defect detection close to rivets in multi-layer aircraft structures. In: Technical Diagnostics and Non-Destructive Testing (2006) 2, pp. 3–12 (in Russian)Search in Google Scholar
13 V.Uchanin: Eddy current method of crack detection from the inner side of wing pressure tanks without seal removal. Proceedings of 5th National Conference for Non-Destructive Testing and Technical Diagnostics, Kiev, 2006, pp. 184–187 (in Russian)Search in Google Scholar
14 T.Stepinski: Deep Penetrating Eddy Current for Detection Voids in Copper. Proceedings of 8th ECNDT, Barcelona, 2002, CDrom, paper 74Search in Google Scholar
15 V.Uchanin, G.Lutcenko, A.Nikonenko: Automated Eddy Current System for Flaw Detection and Sizing during In-service Stainless Steel Tube Inspection. Proceedings of 9th ECNDT, Berlin, 2006, CDrom, poster 33Search in Google Scholar
16 V.Uchanin: The investigation of low frequency eddy current probes with super high penetration (THP04). Abstracts of 16th WCNDT, Montreal, August 30-September 3, 2004, p. 145Search in Google Scholar
17 V.Uchanin: Development of eddy current inspection methods: challenges, solutions and outlook. Proceedings of 5th National Conference for Non-Destructive Testing and Technical Diagnostics, Kiev, 2006, pp. 46–54 (in Russian)Search in Google Scholar
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