Đầu dò dòng điện xoáy (ET) và phụ kiện

Đầu kết nối trên thiết bị như NORTEC 600 bao gồm cổng 16-pin LEMO và cổng BNC cho đầu dò dòng điện xoáy dạng Absolute với thiết kế tự cân bằng. Một số đầu dò dòng xoáy khác như đầu dò đo độ dẫn điện có thể được chế tạo với thiết kế liền cáp.

Các lựa chọn cho đầu dò dòng điện xoáy bao gồm Đầu dò tuyệt đối, đầu dò vi sai, đầu dò phản xạ, hay đầu dò hỗ hợp. Nếu phân chia theo ứng dụng thì ta có đầu dò kiểm tra khuyết tật bề mặt, khuyết tật dưới bề mặt, kiểm tra thành lỗ đinh tán hay đầu dò kiểm tra độ dẫn điện, đo chiều dày lớp phủ, đầu dò kiểm tra khuyết tật bề mặt mối hàn, đầu dò kiểm tra đường ống…

Các loại đầu dò dòng điện xoáy và ứng dụng của chúng

Đầu dò dòng xoáy tuyệt đối (Absolute)

Các đầu dò tuyệt đối thường có một cuộn dây duy nhất được sử dụng để tạo ra dòng điện xoáy và ghi nhận những thay đổi trong trường dòng điện xoáy. Dòng điện xoay chiều AC đi qua cuộn dây và sinh ra một từ trường biến thiên trong và xung quanh cuộn dây. Khi đầu dò được đặt bên cạnh vật liệu dẫn điện, từ trường thay đổi tạo ra dòng điện xoáy trong vật liệu. Việc tạo ra các dòng điện xoáy lấy năng lượng từ cuộn dây và trở kháng của cuộn dây tăng lên. Các dòng điện xoáy tạo ra từ trường riêng đối nghịch với từ trường của cuộn dây làm thay đổi điện kháng cảm ứng của cuộn dây. Bằng cách đo sự thay đổi tuyệt đối trong trở kháng của cuộn dây, có thể thu được thông tin về vật liệu thử nghiệm.

Các đầu dò tuyệt đối có thể được sử dụng để phát hiện nứt, đo độ dẫn điện và đo độ dày. Chúng được sử dụng rộng rãi do tính linh hoạt. Vì các đầu dò tuyệt đối nhạy cảm với các yếu tố như độ dẫn điện, nhiệt độ, nên phải thực hiện các bước để giảm thiểu các biến số này khi chúng không quan trọng đối với việc kiểm tra được thực hiện.

Đầu dò dòng xoáy vi sai (Differential/Bridge)

Các đầu dò vi sai có hai cuộn dây và thường quấn ngược nhau, mặc dù chúng có thể được quấn cùng hướng. Khi hai cuộn dây nằm trên vùng không có khuyết tật của mẫu thử, không có tín hiệu vi sai nào được tạo ra giữa các cuộn dây vì cả hai đều đang kiểm tra vật liệu giống hệt nhau. Tuy nhiên, khi một cuộn dây ở vào vị trí có khuyết tật và cuộn dây kia ở vị trí vật liệu tốt, tín hiệu vi sai được tạo ra. Chúng có ưu điểm là rất nhạy với các khuyết tật thay đổi nhỏ nhưng cũng tương đối nhạy với các thay đổi bên trong vật liệu như nhiệt độ. Các tín hiệu dao động trong đầu dò cũng được giảm bớt với loại đầu dò này.

Đầu dò vi sai có thể cấu hình để tù tín hiệu lift-off tự động, sử dụng trong nhiều ứng dụng.

Cũng có những nhược điểm khi sử dụng đầu dò vi sai. Đáng chú ý nhất là các tín hiệu khó giải thích hơn. Ví dụ, nếu một khuyết tật dài hơn khoảng cách giữa hai cuộn dây, chỉ các cạnh đầu và cuối sẽ được phát hiện do sự triệt tiêu tín hiệu khi cả hai cuộn dây đều đặt trong vị trí có khuyết tật

Đầu dò dòng xoáy phản xạ (Reflection)

Đầu dò phản xạ có hai cuộn dây tương tự như đầu dò vi sai, nhưng một cuộn dây được sử dụng để kích thích dòng điện xoáy và cuộn dây kia được sử dụng để nhận những thay đổi trong vật liệu thử nghiệm. Các đầu dò loại này thường được gọi là đầu dò driver/pickup. Ưu điểm của đầu dò phản xạ là cuộn dây driver và pickup có thể được tối ưu hóa riêng biệt cho mục đích của từng ứng dụng cụ thể. Cuộn dây driver có thể được chế tạo để tạo ra trường từ thông mạnh và đồng đều trong vùng lân cận của cuộn thu, trong khi cuộn dây thu tín hiệu có thể được làm rất nhỏ để nhạy hơn với các khuyết tật rất nhỏ.

Đầu dò được che chắn và không được che chắn

Đầu dò thường có sẵn trong cả hai phiên bản được che chắn và không được che chắn; tuy nhiên, nhu cầu sử dụng các dầu dò được che chắn ngày càng lớn hơn. Che chắn đầu dò giúp hạn chế từ trường tạo ra bởi các cuộn dây giới hạn trong kích thước vật lý của đầu dò. Một tấm chắn có thể được làm bằng nhiều vật liệu khác nhau, nhưng phổ biến nhất là: ferit (gốm ôxít sắt), Mumetal và thép nhẹ. Ferit là vật liệu che chắn tốt nhất vì giúp từ trường truyền hiệu quả, nhưng dẫn điện kém, gây rất ít tổn thất dòng điện xoáy trong tấm chắn. Thép nhẹ có gây ra nhiều tổn thất hơn nhưng được sử dụng rộng rãi cho các đầu dò kiểm tra điểm và đầu dò vòng do dễ gia công khi không có sẵn ferit ở các kích thước hoặc hình dạng nhất định. Mumetal đôi khi dùng cho đầu dò bút chì vì nó có sẵn ở dạng tấm mỏng; tuy nhiên, nó kém hiệu quả hơn ferit.

Đầu dò có lớp che chắn có một số ưu điểm: thứ nhất, nó cho phép sử dụng đầu dò gần các vị trí thay đổi hình học, chẳng hạn như các cạnh, hạn chế các chỉ báo sai; tiếp theo, nó cho phép đầu dò chạm vào đầu đinh tán kim loại mà không bị nhiễu; cuối cùng, nó cho phép phát hiện các khuyết tật nhỏ hơn do từ trường mạnh tập trung ở một khu vực nhỏ hơn.

Các đầu dò không được che chắn cho phép thâm nhập sâu hơn một chút do từ trường lớn hơn. Chúng cũng có thể ít chịu ảnh hưởng của tín hiệu lift-off hơn. Các đầu dò không được che chắn thường dùng để kiểm tra các vết nứt trên bề mặt vật liệu kim loại (thép).

Chọn đúng đầu dò dòng điện xoáy

Với các đầu dò kiểm tra bề mặt, ứng dụng chủ yếu là kiểm tra các khuyết tật bề mặt, đầu dò bề mặt KHÔNG kiểm tra các khuyết tật dưới bề mặt và không nhạy lắm với việc lựa chọn tần số. Lựa chọn tần số đầu dò kiểm tra sẽ phụ thuộc vào vật liệu và loại khuyết tật kiểm tra.

• Ứng dụng kiểm tra khuyết tật bề mặt sử dụng đầu dò bề mặt, sử dụng số cao từ 100 KHz – 2 Mhz;
• Nhôm sử dụng Tần số 50 KHz – 500KHz
• Thép 500 KHz – 1MHz
• Titan và Inconel sử dụng tần số 1 MHz – 6MHz cho Titan và Inconel
• Với ứng dụng đặc biệt: Tần số 50 KHz cho Thép với lớp mạ Cadmium
• Ứng dụng kiểm tra khuyết tật gần bề mặt hoặc dưới bề mặt sử dụng đầu dò tần số thấp: 100Hz – 50 KHz

Với các đầu dò kiểm tra dưới bề mặt, lựa chọn tần số cần dựa vào độ sâu cần kiểm tra (Skin effect) và không phải lúc nào khả năng xuyên cao cũng là tốt (trong trường hợp kiểm tra nhiều lớp và cần bỏ qua các cấu trúc support ở bên dưới. Trước đây, việc tính toán độ sâu có thể kiểm tra dựa vào thước trượt cho kỹ thuật dòng điện xoáy. Hiện nay, việc tính toán độ sâu có thể sử dụng tính năng Slide ruler trên NORTEC 600. (Chọn từ Menu Main/Filter, nhấn 3 lần và chọn Slide Rule).

Các loại đầu dò dòng xoáy có thể lựa chọn trong danh sách sau:

• Absolute cho kiểm tra Surface
• Differential cho kiểm tra Surface, sub surface
• Shielded phát hiện các khuyết tật nhỏ, ít bị nhiễu bởi hiệu ứng edge effect.
• Unshielded có độ sâu thâm nhập cao hơn, ít chịu ảnh hưởng của lift-off hơn.
• Bridge:rẻ, chất lượng thấp
• Reflection: cao cấp, ổn định hơn Bridge, phù hợp hơn cho kiểm tra subsurface
• Pencil Cho kiểm tra Surface
• Spot Cho kiểm tra Surface
• Manual Bolt Hole, kiểm tra lỗ thủ công
• Scanner (Motor quay đầu dò), kiểm tra lỗ bán tự động.

Gần như hầu hết các ứng dụng kiểm tra bề mặt sử dụng đầu dò Absolute, do tính đơn giản và ít nhiễu.

Khi lựa chọn đầu dò cho kiểm tra dòng điện xoáy theo kích thước khuyết tật cần phát hiện, cũng có thể sử dụng các quy tắc sau:

• Quy tắc 1/2 xác định kích thước khuyết tật nhỏ nhất có thể kiểm tra được với đầu dò bề mặt là 1/2 đường kính đầu dò (cuộn dây).
• Quy tắc 1:1, Với đầu dò kiểm tra dưới bề mặt, độ sâu khuyết tật phát hiện được (từ bề mặt đến đỉnh trên của khuyết tật), kích thước khuyết tật (tính từ đỉnh trên đến đỉnh dưới), quy tắc 1:1, trong đó nếu khuyết tật ở độ sâu 2mm có kich thước tối thiểu phải là 2mm. Quy tắc 1/2 về kich thước đầu dò vẫn cần được áp dụng.

Đầu dò kiểm tra dòng điện xoáy

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt dạng bút chì

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt có thể bẻ cong

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt bẻ góc

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt thân thẳng

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt bẻ góc vuông

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra độ dẫn điện và mẫu chuẩn độ dẫn điện

Đầu dò dòng xoáy trượt kiểm tra lỗ đinh tán (slide probe)

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra điểm (spot probe)

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra lỗ khoan thủ công

Đầu dò kiểm tra dòng điện xoáy vật liệu nhựa sử dụng với Motor xoay đầu dò

使用涡流法的旋转探头清扫器

Cáp và bộ chuyển đổi cho thiết bị kiểm tra dòng điện xoáy

NORTEC 焊接探头测试套件

Đầu dò dòng xoáy sử dụng với motor quay khác

Đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt khác

Đầu dò dòng xoáy dạng Ring/Donut

Mẫu chuẩn phương pháp kiểm tra dòng điện xoáy

Chọn nhanh đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt (surface)

Danh sách đầu dò dòng xoáy kiểm tra bề mặt (Surface probe)