BRPI0921367B1 - Método de teste de corrente parasita e aparelho de teste de corrente parasita - Google Patents
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Abstract
método de teste de corrente parasita e aparelho de teste de corrente parasita. em um método de teste de corrente parasita que envolve o uso de uma sonda de teste de corrente parasita que pode rotacionar em que uma bobina de detecção fica disposta dentro de uma bobina excitadora, uma alteração em sensibilidade de detecção (um desvio de sensibilidade de detecção) que altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção é reduzida. a sonda de teste de corrente parasita inclui uma bobina excitadora ec1, uma bobina de detecção dc1, uma bobina excitadora ec2 e uma bobina de detecção dc2, que são montadas sobre um disco ds. a sonda de teste de corrente parasita é colocada com a finalidade de fazer frente a uma superfície circunferencial de um objeto a ser inspecionado t, que está no formato de um cilindro circular, e o disco ds é rotacionado. então, a distância (deslocamento) entre as bobinas de detecção dc1 e dc2 e uma superfície de inspeção altera. portanto, também a sensibilidade de detecção para um sinal de falha altera. para reduzir a alteração em sensibilidade de detecção, a sensibilidade de detecção é ajustada por meio da detecção da posição rotacional (ângulo rotacional) das bobinas de detecção dc1 e dc2.
Description
“MÉTODO DE TESTE DE CORRENTE PARASITA E APARELHO DE TESTE DE CORRENTE PARASITA”.
Campo da Técnica
A presente invenção refere-se a um método de teste de corrente parasita e um aparelho de teste de corrente parasita.
Antecedentes da Técnica
Foram sugeridas convencionalmente sondas de teste de corrente parasita em que uma bobina de detecção fica disposta dentro de uma bobina excitadora para que os planos de bobina de ambas as bobinas sejam ortogonais uns aos outros e o teste seja executado enquanto a bobina de detecção estiver sendo rotacionada (referir-se ao documento JP-A-2002-214202, por exemplo).
Uma sonda de teste de corrente parasita convencional será descrita em relação às Figuras 6A a 6C.
Conforme mostrado na Figura 6A, a sonda de teste de corrente parasita é proporcionada com uma bobina excitadora tipo panqueca EC e uma bobina de detecção (em formato de quadrado vazio) quadrangular DC, e ambas as bobinas ficam dispostas para que os planos de bobina fiquem ortogonais uns aos outros. A bobina de detecção DC é rotacionada por meio de um motor (não mostrado) em torno de um eixo geométrico central P da bobina excitadora EC da Figura 6B na direção da seta. A bobina excitadora EC fica disposta para que um plano de bobina da mesma faça frente a uma superfície de inspeção de um objeto a ser inspecionado T.
Para detectar as falhas F1 a F4 na Figura 6B em um objeto a ser inspecionado T, a sonda de teste de corrente parasita pode ser colocada próximo às falhas e a bobina de detecção DC pode ser rotacionada para detectar as falhas F1 a F4 em qualquer orientação. Entretanto, a faixa da sonda de teste de corrente parasita em que as falhas podem ser detectadas é limitada ao interior da faixa da bobina de detecção rotativa DC. Por essa razão, quando o teste é executado ao longo da linha L conforme na Figura 6C, por exemplo, é necessário que a sonda de teste de corrente parasita seja movida de forma intermitente para as posições Z1,
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Ζ2 e Ζ3, e que a bobina de detecção DC seja rotacionada a cada vez que executar o teste. Portanto, o teste demora muito.
Por conseguinte, foram sugeridas sondas de teste de corrente parasita que se movimentam a uma velocidade recomendada enquanto rotaciona uma bobina de detecção com a finalidade de permitir teste contínuo em uma faixa ampla (referir-se ao documento JP-A-2007-248169, por exemplo).
Em relação às Figuras 7A, 7B, e 7C1, 7C2, 7C3 e 7C4, uma descrição será oferecida de uma sonda de teste de corrente parasita convencional que é movida enquanto rotaciona a bobina de detecção.
Conforme mostrado na Figura 7A, a sonda de teste de corrente parasita é composta de uma sonda proporcionada com uma bobina excitadora EC1 e uma bobina de detecção DC1 e outra sonda proporcionada com uma bobina excitadora EC2 e uma bobina de detecção DC2; as duas sondas são montadas lado a lado sobre um disco (não mostrado). O disco se movimenta na direção Y enquanto rotaciona em torno de um eixo geométrico central P1.
Os loci das bobinas de detecção DC1 e DC2 obtidos quando a sonda de teste de corrente parasita se movimenta na direção Y são conforme mostrado nas Figuras 7C1 a 7C4. De forma específica, para a distância S pela qual a sonda de teste de corrente parasita se movimenta na direção Y durante uma rotação das bobinas de detecção DC1 e DC2, a Figura 7C1 mostra os loci obtidos quando S = 0,75 x W2, a Figura 7C2 mostra os loci obtidos quando S = 1,0 x W2, a Figura 7C3 mostra os loci obtidos quando S = 1,5 x W2, e a Figura 7C4 mostra os loci obtidos quando S = 2,0 x W2. Nas Figuras 7C1 a 7C4, as linhas contínuas indicam os loci da bobina de detecção DC1 e as linhas tracejadas indicam os loci da bobina de detecção DC2. Conforme mostrado na Figura 7B, W1 corresponde à largura das bobinas de detecção DC1 e DC2, e W2 corresponde a uma largura que é duas vezes tão longa quanto essa largura.
No caso das Figuras 7C1 a 7C3, isto é, no caso da distância de movimento S = 0,75 x W2 a 1,5 x W2, não existe nenhuma região onde as bobinas de detecção não passam e, portanto, todas as falhas podem ser detectadas sem
3/21 omissão na faixa de W2, o que corresponde a duas vezes a largura W1 de cada bobina de detecção.
No caso da Figura 7C4, isto é, no caso da distância de movimento S = 2,0 x W2, na região E2, os loci das bobinas de detecção são mais esparsos e a exatidão de teste diminui comparado às regiões de loci densos. Portanto, é desejável usar a metade de região superior que não contém a região E2 para executar o teste. Deve-se notar que nenhum dos loci das bobinas de detecção é indicado na região E1 pelo fato de a região corresponder ao período de início da rotação de bobina de detecção e, por conseguinte, as bobinas de detecção não passam. Quando as bobinas de detecção tiverem rotacionado metade de uma rotação após o início de rotação, os loci são conforme mostrado na região E2. Na Figura 7C4, a região E3 é uma região onde a bobina de detecção DC2 passa e a região E4 é uma região onde a bobina de detecção DC1 passa. As posições da região E3 e da região E4 se desviam umas das outras por meio de metade de uma rotação (180 graus) na direção Y.
Sumário da Invenção
Nas sondas de teste de corrente parasita mostradas nas Figuras 6A a 6C e nas Figuras 7A a 7C4, a bobina de detecção rotaciona e, portanto, quando a superfície de inspeção de um objeto a ser inspecionado não é uma superfície plana (por exemplo, um objeto a ser inspecionado está no formato de um cilindro circular, uma coluna cilíndrica e algo semelhante), a distância (deslocamento) entre o fundo da bobina de detecção e a superfície de inspeção se altera dependendo da posição da bobina de detecção. Como um resultado, a sensibilidade de detecção para os sinais de falha varia dependendo da posição da bobina de detecção.
As diferenças em sensibilidade de detecção serão descritas em relação às Figuras 8A a 8C.
A Figura 8A é uma vista em planta de sondas de teste de corrente parasita colocadas com a finalidade de fazer frente a uma superfície circunferencial de um objeto a ser inspecionado T, que está no formato de um cilindro circular, a
Figura 8B é uma vista seccional obtida ao longo da linha X1-X1 da Figura 8A, e a
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Figura 8C é uma vista seccional obtida ao longo da linha X2-X2 da Figura 8A.
Na Figura 8A, as bobinas de detecção DC1 e DC2 em um estado A são estacionárias com os eixos geométricos de bobina das mesmas, sendo ortogonais a um eixo geométrico central L1 do objeto a ser inspecionado T, e as bobinas de detecção DC1 e DC2 em um estado B são estacionárias com os eixos geométricos de bobina das mesmas, estando em paralelo ao eixo geométrico central L1.
Se a distância (deslocamento) entre as superfícies de fundo das bobinas de detecção DC1 e DC2 da Figura 8B e a superfície de inspeção do objeto a ser detectado T for HX1 e a distância (deslocamento) entre as partes centrais das superfícies de fundo das bobinas de detecção DC1 e DC2 da Figura 8C e a superfície de inspeção do objeto a ser detectado T for HX2, então, HX1 é menor do que HX2 (HX1 < HX2). Isto é, o deslocamento é o menor quando as bobinas de detecção DC1 e DC2 estão no estado A da Figura 8A, e o deslocamento é maior quando as bobinas de detecção DC1 e DC2 estão no estado B da Figura 8A. Pelo fato de a sensibilidade de detecção aos sinais de falha das bobinas de detecção DC1 e DC2 aumentar quando o deslocamento é pequeno, a amplitude de sinais de falhas detectadas aumenta. Por outro lado, pelo fato de a sensibilidade de detecção aos sinais de falha das bobinas de detecção DC1 e DC2 diminuir quando o deslocamento é grande, a amplitude de sinais de falhas detectadas diminui.
Portanto, quando a superfície de inspeção não é uma superfície plana como no caso em que o objeto a ser inspecionado está no formato de um cilindro circular e algo semelhante, a amplitude de sinais de falha varia dependendo da posição rotacional da bobina de detecção. Nesse caso, portanto, os sinais de falha que têm uma amplitude pequena podem ser identificados de forma errada e o processamento de sinal pode ser impedido se a amplitude de sinais de falha variar.
Em face dos problemas descritos acima em sondas de teste de corrente parasita que executam o teste enquanto rotacionam uma bobina de detecção, é um objetivo da presente invenção a apresentação de um método de teste de corrente parasita e um aparelho de teste de corrente parasita que
5/21 proporcionam pequenos desvios de sensibilidade de detecção aos sinais de falha devido ao deslocamento da bobina de detecção.
Com a finalidade de alcançar o objetivo, um primeiro aspecto da presente invenção proporciona um método de teste de corrente parasita que envolve rotacionar uma sonda de teste de corrente parasita em que uma bobina de detecção fica disposta dentro de uma bobina excitadora para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros, e testar um objeto a ser inspecionado em que o deslocamento entre uma superfície de inspeção do objeto e a bobina de detecção altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção, caracterizado pelo fato de que a sensibilidade de detecção a um sinal de falha é ajustada para um valor de referência de sensibilidade de detecção, de acordo com a posição rotacional da bobina de detecção.
Um primeiro aspecto da presente invenção proporciona um método de teste de corrente parasita que envolve rotacionar uma sonda de teste de corrente parasita em que uma bobina de detecção fica disposta dentro de uma bobina excitadora para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros, e testar um objeto a ser inspecionado em que o deslocamento entre uma superfície de inspeção do objeto e a bobina de detecção altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção, caracterizado pelo fato de que a sensibilidade de detecção a um sinal de falha é ajustada para um valor de referência de sensibilidade de detecção, de acordo com o deslocamento dependendo da posição rotacional da bobina de detecção.
Um terceiro aspecto da presente invenção proporciona o método de teste de corrente parasita de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o objeto a ser inspecionado é um cilindro circular ou uma coluna cilíndrica.
Um quarto aspecto da presente invenção proporciona um aparelho de teste de corrente parasita que compreende uma sonda de teste de corrente parasita que pode rotacionar em que uma bobina de detecção fica disposta dentro de uma bobina excitadora para que os planos de bobina de ambas as bobinas
6/21 fiquem ortogonais uns aos outros, e testa um objeto a ser inspecionado em que o deslocamento entre uma superfície de inspeção do objeto e a bobina de detecção altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção, caracterizado pelo fato de que o aparelho de teste de corrente parasita compreende um dispositivo de detecção de posição rotacional que detecta a posição rotacional da bobina de detecção e um dispositivo de ajuste de sensibilidade de detecção que ajusta a sensibilidade de detecção para um sinal de falha para um valor de referência de sensibilidade de detecção, de acordo com a posição rotacional detectada por meio do dispositivo de detecção de posição rotacional.
Um quinto aspecto da presente invenção proporciona um aparelho de teste de corrente parasita que compreende uma sonda de teste de corrente parasita que pode rotacionar em que uma bobina de detecção fica disposta dentro de uma bobina excitadora para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros, e testa um objeto a ser inspecionado em que o deslocamento entre uma superfície de inspeção do objeto e a bobina de detecção altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção, caracterizado pelo fato de que o aparelho de teste de corrente parasita compreende um dispositivo de detecção de deslocamento que detecta o deslocamento dependendo da posição rotacional da bobina de detecção e um dispositivo de ajuste de sensibilidade de detecção que ajusta a sensibilidade de detecção para um sinal de falha para um valor de referência de sensibilidade de detecção, de acordo com o deslocamento detectado por meio do dispositivo de detecção de deslocamento.
Um sexto aspecto da presente invenção proporciona o aparelho de teste de corrente parasita de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o objeto a ser inspecionado é um cilindro circular ou uma coluna cilíndrica.
De acordo com a presente invenção, o teste é executado por meio da rotação de uma sonda de teste de corrente parasita em que uma bobina de detecção fica disposta dentro de uma bobina excitadora para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros. Portanto, é
7/21 possível detectar falhas em qualquer orientação por meio do uso de uma sonda de teste de corrente parasita e é possível detectar continuamente falhas em uma faixa ampla por meio da movimentação da sonda de teste de corrente parasita.
De acordo com a presente invenção, a sensibilidade de detecção para um sinal de falha pode ser ajustada para um valor de referência de sensibilidade de detecção por meio da detecção de uma posição rotacional da bobina de detecção ou do deslocamento da bobina de detecção na posição rotacional; por conseguinte, é possível executar o teste de um objeto a ser inspecionado para o qual o deslocamento entre a bobina de detecção e a superfície de inspeção do objeto altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção com sensibilidade de detecção substancialmente constante. Portanto, em teste, um sinal de falha não é identificado de forma errada e o sinal de falha pode ser processado facilmente.
De acordo com a presente invenção, o deslocamento pode ser detectado indiretamente (estimado) por meio da detecção de uma posição rotacional da bobina de detecção; por conseguinte, o deslocamento pode ser detectado facilmente e uma construção de aparelho de detecção de deslocamento pode ser simples.
De acordo com a presente invenção, um deslocamento que depende de uma posição rotacional da bobina de detecção é medido diretamente e a sensibilidade de detecção é ajustada de acordo com o deslocamento; por conseguinte, a sensibilidade de detecção pode ser ajustada com exatidão.
De acordo com a presente invenção, é possível executar o teste com sensibilidade de detecção substancialmente constante se um objeto a ser inspecionado for um cilindro circular.
Breve Descrição dos Desenhos
As Figuras 1A a 1C mostram a construção de uma sonda de teste de corrente parasita usada em um aparelho de teste de corrente parasita de acordo com uma modalidade da presente invenção;
As Figuras 2A a 2C mostram a relação dentre as posições rotacionais
8/21 de uma bobina de detecção da sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C, o deslocamento e a sensibilidade de detecção;
As Figuras 3A1 e 3A2 mostram a construção de um aparelho que detecta a posição rotacional da bobina de detecção da sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C e as Figuras 3B1 e 3B2 mostram a construção de um aparelho que detecta os deslocamentos da bobina de detecção;
As Figuras 4A e 4B são diagramas para explicar o movimento da sonda de teste de corrente parasita e da rotação de um objeto a ser inspecionado quando o teste do objeto a ser inspecionado, que está no formato de um cilindro circular, é executado por meio do uso da sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C;
As Figuras 5A e 5B mostram a construção de um aparelho de teste de corrente parasita em que a sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C é usada;
As Figuras 6A a 6C mostram a construção de uma sonda de teste de corrente parasita convencional que executa o teste por meio da rotação de uma bobina de detecção;
As Figuras 7A a 7C4 mostram a construção de uma sonda de teste de corrente parasita convencional que movimenta uma bobina de detecção enquanto rotaciona a bobina de detecção; e
As Figuras 8A a 8C são diagramas para explicar os deslocamentos quando o teste de um objeto a ser inspecionado, que está no formato de um cilindro circular, é executado por meio do uso da sonda de teste de corrente parasita das Figuras 7A a 7C4.
Descrição da Modalidade
Um aparelho de teste de corrente parasita de acordo com uma modalidade da presente invenção será descrito em relação às Figuras 1A a 1C e às Figuras 5A e 5B. Deve-se notar que partes comuns em cada desenho assumem números de referência semelhantes.
As Figuras 1A a 1C mostram a construção de uma sonda de teste de
9/21 corrente parasita usada em um aparelho de teste de corrente parasita de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A Figura 1A é uma vista em planta da sonda de teste de corrente parasita, a Figura 1B é uma vista seccional obtida ao longo da linha X4-X4 da Figura 1A, e a Figura 1C é uma vista seccional obtida ao longo da linha X3-X3 da Figura 1A. Deve-se notar que a construção e a disposição de uma bobina excitadora e uma bobina de detecção são as mesmas que na sonda de teste de corrente parasita das Figuras 6A a 6C, das Figuras 7A a 7C4 e das Figuras 8A a 8C.
A sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C compreende uma sonda proporcionada com uma bobina excitadora EC1 e uma bobina de detecção DC1 e uma sonda proporcionada com uma bobina excitadora EC2 e uma bobina de detecção DC2. As duas sondas são montadas sobre um disco DS. As bobinas excitadoras EC1 e EC2 têm o formato de uma panqueca (circular), e as bobinas de detecção DC1 e DC2 têm o formato de um quadrilátero (formato de quadrado vazio) que tem uma abertura. A bobina excitadora EC1 e a bobina de detecção DG1 ficam dispostas para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros (também os eixos geométricos de bobina fiquem ortogonais uns aos outros), e a bobina de detecção DC1 fica disposta dentro da bobina excitadora EC1. De forma similar, a bobina excitadora EC2 e a bobina de detecção DC2 ficam dispostas para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros (também os eixos geométricos de bobina fiquem ortogonais uns aos outros), e a bobina de detecção DC2 fica disposta dentro da bobina excitadora EC2.
As bobinas excitadoras EC1 e EC2 ficam dispostas para que os planos de bobina das duas bobinas façam frente ao plano do disco DS, e as bobinas de detecção DC1 e DC2 ficam dispostas para que os eixos geométricos de bobina fiquem paralelos e os planos de bobina fiquem dispostos lado a lado no mesmo plano na direção do eixo geométrico central L1 de um objeto a ser inspecionado T. Conforme mostrado na Figura 1C, o disco DS fica disposto com a
10/21 finalidade de ficar ortogonal à direção do diâmetro L2 do objeto a ser inspecionado
T, que está no formato de um cilindro circular. O disco DS rotaciona por meio do uso de um motor (não mostrado) em torno de um eixo geométrico central P1 do mesmo.
Deve-se notar que o formato das bobinas excitadoras EC1 e EC2 não é limitado ao formato de uma panqueca, mas também pode ser o formato de uma elipse e o formato de um retângulo. O formato das bobinas de detecção DC1 e DC2 não é limitado ao formato de um quadrilátero, mas também pode ser o formato de um triângulo, o formato de uma elipse e o formato de um círculo. As bobinas excitadoras EC1 e EC2 também podem ser formadas a partir de uma bobina excitadora retangular ou elíptica e as bobinas de detecção DC1 e DC2 também podem ficar dispostas dentro dessa uma bobina excitadora. Nesse caso, a sonda de teste de corrente parasita se torna simples em construção. As bobinas de detecção DC1 e DC2 também podem ficar dispostas para que os eixos geométricos de bobina das duas bobinas cruzem um com o outro.
A seguir, em relação às Figuras 2A a 2C, uma descrição será oferecida da relação dentre a posição rotacional, o deslocamento e a sensibilidade de detecção de uma bobina de detecção da sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C.
A a E da Figura 2A indicam as posições rotacionais (ângulos rotacionais) das bobinas de detecção DC1 e DC2, e as posições rotacionais são aquelas obtidas quando o ângulo θ dos planos de bobina das bobinas de detecção DC1 e DC2 formados com a direção do eixo geométrico central L1 de um objeto a ser inspecionado T for Θ = 0 grau, 45 graus, 90 graus, 135 graus e 180 graus, respectivamente. A Figura 2B mostra vistas laterais e o deslocamento H nas posições rotacionais A a E na direção X5 da Figura 2A, e a Figura 2C mostra o deslocamento e a magnitude da sensibilidade de detecção para os sinais de falha nessas posições rotacionais.
O deslocamento H e a sensibilidade de detecção nas posições rotacionais A a E são discutidos: a distância (deslocamento) entre as partes
11/21 centrais das superfícies de fundo (superfícies de extremidade no lado de superfície de inspeção) das bobinas de detecção DC1 e DC2 e a superfície de inspeção é menor nas posições rotacionais A e E e maior na posição rotacional C; e a sensibilidade de detecção é mais alta nas posições rotacionais A e E e mais baixa na posição rotacional C. O deslocamento e a sensibilidade de detecção nas posições rotacionais B e D têm valores intermediários do deslocamento e da sensibilidade de detecção entre os valores nas posições rotacionais A e C. Isto é, o deslocamento é menor e a sensibilidade de detecção é mais alta quando os planos de bobina das bobinas de detecção DC1 e DC2 ficam paralelos à direção do eixo geométrico central L1 do objeto a ser inspecionado T, e o deslocamento é maior e a sensibilidade de detecção é mais baixa quando os planos de bobina das bobinas de detecção DC1 e DC2 ficam ortogonais à direção do eixo geométrico central L1 do objeto a ser inspecionado T.
A sensibilidade de detecção altera dependendo do deslocamento, e o deslocamento altera dependendo da posição rotacional (ângulo rotacional) das bobinas de detecção DC1 e DC2. Isto é, pelo fato de uma alteração na sensibilidade de detecção depender de uma alteração no deslocamento e uma alteração no deslocamento depender de uma alteração na posição rotacional, a detecção da posição rotacional corresponde à detecção do deslocamento. Portanto, por meio da detecção da posição rotacional das bobinas de detecção DC1 e DC2, é possível detectar indiretamente (estimar) o deslocamento na posição rotacional, e uma alteração na sensibilidade de detecção pode ser ajustada de acordo com a posição rotacional detectada. O deslocamento no qual a posição rotacional é medida diretamente e uma alteração na sensibilidade de detecção podem ser ajustados de forma mais precisa de acordo com o deslocamento medido.
Pelo fato de o deslocamento ser uma distância entre as bobinas de detecção DC1 e DC2 e a superfície de inspeção de um objeto a ser inspecionado
T, o deslocamento altera dependendo da curvatura do objeto a ser inspecionado T.
Deve-se notar que o ângulo θ é qualquer um do ângulo rotacional das
12/21 bobinas de detecção DC1 e DC2, o ângulo rotacional de um conjunto de sondas compostas de uma sonda proporcionada com a bobina de detecção DC1 e a bobina excitadora EC1 e outra sonda proporcionada com a bobina de detecção
DC2 e a bobina excitadora EC2, e o ângulo rotacional do disco DS no qual essas sondas são montadas.
Foi encontrado, a partir dos resultados de experimento da sensibilidade de detecção para sinais de falha descritos abaixo, que a sensibilidade de detecção nas posições rotacionais A e E da Figura 2A é duas vezes a três vezes a sensibilidade de detecção na posição rotacional C.
Diversas condições do experimento são apresentadas conforme segue:
Uma bobina do tipo panqueca que tem um diâmetro de fio de 0,16 mm, 180 voltas e um diâmetro interno de 2,5 mm foi usada como a bobina excitadora da sonda de teste de corrente parasita, e uma bobina quadrangular (formato de quadrado vazio) que tem um diâmetro de fio de 0,05 mm, 120 voltas e uma largura (largura na direção diamétrica da bobina excitadora) de 1,5 mm foi usada como a bobina de detecção. O experimento foi conduzido por meio da definição do espaçamento das duas bobinas de detecção (distância das partes centrais dos fundos) em 8,4 mm e 14 mm. Um tubo de aço que tem um diâmetro de 73 mm em que uma falha de 25 mm de comprimento, 0,3 mm de largura e 0,5 mm de profundidade foi formada na direção das posições rotacionais A a D da Figura 2A foi usado como o objeto a ser inspecionado T. O teste da superfície do objeto a ser inspecionado T foi executado na direção circunferencial por meio da rotação do disco DS a 5.000 rpm e da rotação do objeto a ser inspecionado T em torno do eixo geométrico central L1 a 30 rpm.
Como um resultado dos resultados de experimento descritos acima, os seguintes ajustes podem reduzir um desvio de sensibilidade de detecção para uma extensão que não causa um problema em uso prático: quando a sensibilidade de detecção nas posições rotacionais A e E (obtidas quando os planos de bobina das bobinas de detecção DC1 e DC2 estão paralelos à direção do eixo geométrico
13/21 central L1 do objeto a ser inspecionado T) for definida como um valor de referência, a sensibilidade de detecção na posição rotacional C (obtida quando os planos de bobina das bobinas de detecção DC1 e DC2 ficam ortogonais à direção do eixo geométrico central L1 do objeto a ser inspecionado T) pode ser ajustada para duas a três vezes o valor de referência; alternativamente, quando a sensibilidade de detecção na posição rotacional C é definida como um valor de referência, a sensibilidade de detecção nas posições rotacionais A e E pode ser ajustada para 1/2 a 1/3 do valor de referência; e a sensibilidade de detecção na posição entre as posições rotacionais A e E e a posição rotacional C pode ser ajustada a uma razão linear entre o valor de referência e duas a três vezes o valor de referência ou entre o valor de referência e 1/2 a 1/3 do valor de referência. Isto é, para uma posição rotacional em que a sensibilidade de detecção é mais alta e uma posição rotacional em que a sensibilidade de detecção é mais baixa, a sensibilidade de detecção é ajustada com base na sensibilidade de detecção em uma posição rotacional como um valor de referência para que a sensibilidade de detecção nas duas posições rotacionais se torne quase igual e a sensibilidade de detecção na posição entre as duas posições rotacionais é ajustada a uma razão linear com base na sensibilidade de detecção nas duas posições rotacionais.
Deve-se notar que um desvio da sensibilidade de detecção que depende da posição rotacional da bobina de detecção altera dependendo da curvatura de um objeto a ser inspecionado; se um ajuste mais preciso da sensibilidade de detecção for desejado, portanto, é alternativamente possível armazenar, em uma memória e algo semelhante, características de desvio de sensibilidade de detecção de curvatura que representam a relação entre a curvatura de um objeto a ser inspecionado e um desvio da sensibilidade de detecção que depende da posição rotacional da bobina de detecção, e, então, anterior ao início do teste, características de desvio de sensibilidade de detecção de curvatura que correspondem à curvatura do objeto a ser inspecionado podem ser selecionadas para definição em um dispositivo de ajuste de sensibilidade de detecção.
14/21
Embora na modalidade descrita acima, a descrição foi oferecida do caso em que um valor de referência de sensibilidade de detecção é sensibilidade de detecção máxima ou sensibilidade de detecção mínima, outros valores de referência da sensibilidade de detecção, por exemplo, sensibilidade de detecção na posição rotacional B (Θ = 45 graus), também podem ser adotados como um valor de referência. Nesse caso, os ajustes são feitos para que a sensibilidade de detecção na posição rotacional A (Θ = 0 grau) se torne baixa e os ajustes sejam feitos para que a sensibilidade de detecção na posição rotacional C (Θ = 90 graus) se torne alta.
As Figuras 3A1 e 3A2 mostram a construção de um aparelho que detecta a posição rotacional da bobina de detecção, e as Figuras 3B1 e 3B2 mostram a construção de um aparelho que detecta deslocamentos.
As Figuras 3A1 e 3B1 são vistas em planta, e as Figuras 3A2 e 3B2 são vistas laterais de direção X6 das Figuras 3A1 e 3B1, respectivamente.
Primeiramente, as Figuras 3A1 e 3A2 serão descritas.
As Figuras 3A1 e 3A2 mostram um exemplo de um aparelho que detecta a posição rotacional (ângulo rotacional) da bobina de detecção. Deve-se notar que, na Figura 3A1, os fotodetectores MD1 a MD4 são omitidos.
O disco DS é proporcionado com um espelho refletor M1 em uma extensão dos planos de bobina das bobinas de detecção DC1 e DC2 dispostos lado a lado, e o disco DS rotaciona em torno de um eixo geométrico central P1. Quando o disco DS rotaciona, também o espelho refletor M1 rotaciona com o disco DS. Em membros de montagem (não mostrados) diferentes do disco DS, quatro fotodetectores MD1 a MD4 (MD4 não é mostrado) ficam dispostos em intervalos de 90° ao longo do locus do espelho refletor M1. As posições dos fotodetectores MD1 a MD4 correspondem às posições de θ = 0 grau, 90 graus, 180 graus e 270 graus na Figura 2A, respectivamente. Os fotodetectores MD1 a MD4 geram um sinal de posição a cada vez que o espelho refletor M1 passa. Devido aos sinais de posição dos fotodetectores MD1 a MD4, por exemplo, é possível detectar a posição rotacional ou o ângulo rotacional das bobinas de detecção DC1 e DC2 a partir de
15/21 uma posição de referência de um objeto a ser inspecionado T na direção de eixo geométrico central (0 = 0 grau da Figura 2A).
De forma específica, uma fonte de luz e um elemento de fotodetecção são incorporados em cada um dos fotodetectores MD1 a MD4. Quando o espelho refletor M1 estiver presente abaixo dos fotodetectores MD1 a MD4, a luz emitida a partir das fontes de luz dos fotodetectores MD1 a MD4 é refletida por meio do espelho refletor M1 e é detectada por meio dos elementos de fotodetecção dos fotodetectores MD1 a MD4. Por outro lado, quando o espelho refletor M1 não estiver presente abaixo dos fotodetectores MD1 a MD4, a luz emitida a partir das fontes de luz dos fotodetectores MD1 a MD4 é radiada sobre uma superfície superior do disco DS. Se pelo menos a superfície superior do disco DS for formada a partir de um material de baixa reflectância, a luz refletida da luz radiada sobre a superfície superior do disco DS se torna dificilmente detectada por meio dos elementos de fotodetecção dos fotodetectores MD1 a MD4. Se os fotodetectores MD1 a MD4 forem configurados para gerarem sinais elétricos recomendados (sinais de posição) quando a quantidade de luz recebida por meio dos elementos de fotodetecção dos fotodetectores MD1 a MD4 se torna grande, então, é possível distinguir de qualquer modo se o espelho refletor M1 está presente abaixo dos fotodetectores MD1 a MD4.
A posição de montagem do espelho refletor M1 não é limitada à posição mostrada nas Figuras, mas o espelho refletor M1 também pode ser montado na posição M2, que está 90 graus separado do espelho refletor M1. Nesse caso, quando o disco DS rotaciona no sentido horário, por meio do atraso de sinais de posição dos fotodetectores MD1 a MD4 90 graus, esses sinais se tornam os mesmos que os sinais de posição para o espelho refletor M1.
No caso do aparelho das Figuras 3A1 e 3A2, uma fonte de luz de um diodo emissor de luz e algo semelhante também podem ser usados no lugar do espelho refletor M1. Da fonte de luz e do elemento de fotodetecção descritos acima, quando uma fonte de luz, tal como um diodo emissor de luz, é usado no lugar do espelho refletor M1, somente os elementos de fotodetecção podem ser
16/21 incorporados nos fotodetectores MD1 a MD4, sem a necessidade de incorporar a fonte de luz.
No aparelho das Figuras 3A1 e 3A2, embora quatro fotodetectores MD1 a MD4 sejam mostrados, a quantidade de fotodetectores não é limitada a quatro, e mais fotodetectores podem ser usados por meio da disposição dos mesmos em intervalos de 45 graus, por exemplo. Nesse caso, é possível detectar, de forma mais precisa, a posição rotacional das bobinas de detecção DC1 e DC2. Ainda quando a detecção precisa adicional da posição rotacional das bobinas de detecção DC1 e DC2 for desejada, um sensor de ângulo rotacional (um codificador rotativo) também pode ser afixado a um eixo rotativo do disco DS.
Pelo fato de o aparelho das Figuras 3A1 e 3A2 poder detectar a posição rotacional (ângulo rotacional) da bobina de detecção somente por meio da detecção de sinais de posição produzidos quando o espelho refletor, a fonte de luz e algo semelhante montado sobre o disco DS, passar pelo fotodetector, a construção do aparelho se torna simples.
A seguir, as Figuras 3B1 e 3B2 serão descritas. Deve-se notar que, nas Figuras 3B1 e 3B2, os símbolos para a bobina excitadora e a bobina de detecção são omitidos (os mesmos que nas Figuras 3A1 e 3A2). Na Figura 3B1, os medidores de distância de laser LD11 a LD22 são omitidos.
As Figuras 3B1 e 3B2 mostram um exemplo de um aparelho que mede diretamente a distância (deslocamento) H entre as partes centrais das superfícies de fundo das bobinas de detecção DC1 e DC2 e da superfície de inspeção de um objeto a ser inspecionado T.
No disco DS, as porções transmissoras de luz (orifícios de transmissão) LH11 e LH12 são formadas em ambos os lados externos da bobina excitadora EC1 ao longo da direção de eixo geométrico de bobina da bobina de detecção DC1, e as porções transmissoras de luz LH21 e LH22 são formadas em ambos os lados externos da bobina excitadora EC2 ao longo da direção de eixo geométrico de bobina da bobina de detecção DC2. O disco DS rotaciona em torno de um eixo geométrico central P1. Os medidores de distância de laser LD11 e
17/21
LD12 (somente o LD12 é mostrado) fazem frente às porções transmissoras de luz LH11 e LH12, respectivamente, e os medidores de distância de laser LD21 e LD22 (somente o LD22 é mostrado) fazem frente às porções transmissoras de luz LH21 e LH22, respectivamente. Os quatro medidores de distância de laser LD11 a LD22 rotacionam com o disco DS, enquanto mantidos opostos às porções transmissoras de luz LH11 a LH22.
Os medidores de distância de laser LD11 a LD22 projetam luz sobre a superfície de inspeção do objeto a ser inspecionado T via porções transmissoras de luz LH11 a LH22, recebem a luz refletida a partir da superfície de inspeção, e medem o deslocamento dependendo da posição rotacional (ângulo rotacional) das bobinas de detecção DC1 e DC2. O deslocamento da bobina de detecção DC1 é encontrado por meio de deslocamentos médios medidos por meio dos medidores de distância de laser LD11 e LD12, e o deslocamento da bobina de detecção DC2 é encontrado por meio dos deslocamentos médios medidos por meio dos medidores de distância de laser LD21 e LD22.
Pelo fato de o aparelho das Figuras 3B1 e 3B2 medir diretamente os deslocamentos em cada posição rotacional das bobinas de detecção, é possível ajustar de forma precisa a sensibilidade de detecção em cada posição rotacional. Deve-se notar que os deslocamentos podem ser medidos por meio do uso de um indicador de desalojamento do tipo corrente parasita além do medidor de distância de laser descrito nessa modalidade. Os deslocamentos também podem ser medidos com base em uma alteração na impedância das bobinas excitadoras EC1 e EC2.
As Figuras 4A e 4B são diagramas para explicar o movimento de uma sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C e a rotação de um objeto a ser inspecionado, que está no formato de um cilindro circular, quando o teste do objeto a ser inspecionado é executado por meio do uso da sonda de teste de corrente parasita.
A Figura 4A mostra um exemplo em que o teste é executado por meio do movimento da sonda de teste de corrente parasita na direção Y1 enquanto o
18/21 disco DS está sendo rotacionado na direção das setas (sentido horário) em torno de um eixo geométrico central P1. A Figura 4B mostra um exemplo em que o teste é executado por meio da movimentação da sonda de teste de corrente parasita na direção Y1 e rotação do objeto a ser inspecionado T em torno do eixo geométrico central do mesmo na direção Y2 enquanto o disco DS está sendo rotacionado no sentido horário. No caso da Figura 4B, a sonda de teste de corrente parasita pode ser rotacionada na direção circunferencial do objeto a ser inspecionado T em lugar da rotação do objeto a ser inspecionado T.
As Figuras 5A e 5B mostram a construção de um aparelho de teste de corrente parasita em que a sonda de teste de corrente parasita das Figuras 1A a 1C é usada.
A Figura 5A mostra uma vista em planta da sonda de teste de corrente parasita colocada com a finalidade de fazer frente a um objeto a ser inspecionado T (uma vista em planta obtida ao longo da linha X7-X7 da Figura 5B (uma vista parcial seccional)) e um diagrama de bloco do aparelho de teste de corrente parasita, e a Figura 5B mostra uma vista lateral da sonda de teste de corrente parasita.
O disco DS é proporcionado com bobinas excitadoras EC1 e ED2, que estão conectadas em série, as bobinas de detecção DC1 e DC2, que são conectadas em série, e um espelho refletor M1, e o disco DS é montado sobre um eixo rotativo 21. O eixo rotativo 21 é rotacionado por meio de um motor 23. Os fotodetectores MD1, MD2, MD3 e MD4 são montados sobre um membro de montagem 22, e ficam dispostos em intervalos de 90 graus. Os intervalos de disposição dos fotodetectores não são limitados a 90 graus, e uma detecção mais precisa da posição rotacional é possível se os intervalos de disposição são definidos para 45 graus ou ângulos menores.
As bobinas excitadoras EC1 e EC2 geram uma corrente parasita na superfície de inspeção do objeto a ser inspecionado T por meio de uma corrente excitadora fornecida a partir de um dispositivo de fonte de alimentação 11 de corrente excitadora. Se existir uma falha na superfície de inspeção do objeto a ser
19/21 inspecionado T, oscilações ocorrem na corrente parasita e uma voltagem é induzida por meio das oscilações da corrente parasita nas bobinas de detecção DC1 e DC2. A voltagem induzida das bobinas de detecção DC1 e DC2 é fornecida a um dispositivo de geração 12 de sinal de falha. O dispositivo de geração 12 de sinal de falha gera um sinal de falha com base na voltagem induzida e fornece esse sinal de falha a um dispositivo de ajuste de amplitude (um dispositivo de ajuste de ganho) 13.
A cada vez que o espelho refletor M1 do disco DS passa, os fotodetectores MD1, MD2, MD3 e MD4 geram sinais de posição e fornecem os sinais de posição a um dispositivo de detecção 14 de posição rotacional (um dispositivo de detecção de ângulo rotacional). Com base nos sinais de posição, o dispositivo de detecção 14 de posição rotacional detecta a posição rotacional (ângulo rotacional) das bobinas de detecção DC1 e DC2. Com base em uma posição rotacional (por exemplo, 0 = 0 grau da Figura 2A) que corresponde a um valor de referência de sensibilidade de detecção (por exemplo, sensibilidade de detecção máxima) e uma posição rotacional detectada por meio do dispositivo de detecção 14 de posição rotacional, um dispositivo de ajuste 15 de sensibilidade de detecção localiza uma quantidade de ajuste de sensibilidade de detecção, e gera um sinal de ajuste de sensibilidade de detecção que corresponde a essa quantidade de ajuste de sensibilidade de detecção. O dispositivo de ajuste de amplitude 13 ajusta a amplitude do sinal de falha de acordo com a sensibilidade de detecção de sinal de ajuste. A amplitude do sinal de falha do dispositivo de ajuste de amplitude 13 se torna substancialmente constante independente da posição rotacional das bobinas de detecção DC1 e DC2.
De forma específica, o dispositivo de detecção 14 de posição rotacional conta, por exemplo, um tempo decorrente tendo em vista o tempo de fornecimento de um sinal de posição a partir do fotodetector MD1. E por meio da multiplicação desse tempo decorrente contado por meio de um valor de definição de velocidade de rotação do disco DS que foi inserido de antemão, o dispositivo de detecção 14 de posição rotacional calcula uma quantidade de alteração na posição
20/21 rotacional por meio do uso da posição rotacional onde o espelho refletor M1 fica oposto ao fotodetector MD1 (isto é, a posição rotacional no tempo de fornecimento do sinal de posição a partir do fotodetector MD1) como um tempo de partida de cálculo. A seguir, ao mesmo tempo com o fornecimento de um sinal de posição a partir do fotodetector MD2, o dispositivo de detecção 14 de posição rotacional limpa o tempo decorrente contado descrito acima para zero e conta recentemente um tempo decorrente tendo em vista o tempo de fornecimento do sinal de posição a partir do fotodetector MD2. E por meio da multiplicação desse tempo decorrente contado por meio do valor de definição de velocidade de rotação do disco DS, o dispositivo de detecção 14 de posição rotacional calcula uma quantidade de alteração na posição rotacional por meio do uso da posição rotacional onde o espelho refletor M1 fica oposto ao fotodetector MD2 (isto é, a posição rotacional no tempo de fornecimento do sinal de posição a partir do fotodetector MD2) como um tempo de partida de cálculo. Após o mesmo, por meio da repetição do mesmo procedimento, o dispositivo de detecção 14 de posição rotacional detecta a posição rotacional das bobinas DC1 e DC2 (por exemplo, uma posição rotacional obtida quando θ = 0 grau da Figura 2A é uma posição de referência).
O sinal de falha do dispositivo de ajuste de amplitude 13 é exibido em um dispositivo de armazenamento e exibição 16 de sinal de falha. Conforme exigido, o sinal de falha é armazenado em uma memória e algo semelhante.
Deve-se notar que um desvio da sensibilidade de detecção que depende da posição relativa para a posição rotacional da bobina de detecção altera dependendo da curvatura de um objeto a ser inspecionado; portanto, é alternativamente possível armazenar, em uma memória e algo semelhante de um dispositivo de armazenamento 17 de sensibilidade de detecção de curvatura, características de desvio de sensibilidade de detecção de curvatura que representam a relação entre a curvatura de um objeto a ser inspecionado e um desvio da sensibilidade de detecção que depende de uma posição rotacional da bobina de detecção, e, então, anterior ao início do teste, características de desvio de sensibilidade de detecção de curvatura que correspondem à curvatura do objeto
21/21 a ser inspecionado podem ser selecionadas para definição no dispositivo de ajuste 15 de sensibilidade de detecção. Nesse caso, também é possível assegurar que as características de desvio de sensibilidade de detecção de curvatura são selecionadas automaticamente quando a curvatura de um objeto a ser 5 inspecionado é inserido ao dispositivo de armazenamento 17 de sensibilidade de detecção de curvatura.
No aparelho de teste de corrente parasita das Figuras 5A e 5B, também é possível usar um aparelho que mede diretamente o deslocamento em cada posição rotacional da bobina de detecção (por exemplo, o dispositivo das 10 Figuras 3B1 e 3B2) no lugar do espelho refletor e dos fotodetectores. Nesse caso, os deslocamentos medidos são obtidos no dispositivo de detecção 14 de posição rotacional.
Embora nessa modalidade, a descrição foi oferecida a partir do caso em que o formato de um objeto a ser inspecionado é o formato de um cilindro 15 circular, o formato do objeto a ser inspecionado não é limitado a um cilindro circular. O objeto a ser inspecionado também podem ser objetos em que a distância (deslocamento) entre a bobina de detecção e a superfície de inspeção do objeto a ser inspecionado altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção, tal como um cilindro elíptico, uma coluna cilíndrica e uma coluna elíptica.
Claims (4)
1. Método de teste de corrente parasita para testar um objeto a ser inspecionado (T) tendo um formato de um cilindro circular, um cilindro elíptico, uma coluna cilíndrica ou uma coluna elíptica, o método compreende:
a rotação de uma sonda de teste de corrente parasita em que uma bobina de detecção (DC1, DC2) fica disposta dentro de uma bobina excitadora (EC1, EC2) para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros, e o teste do objeto a ser inspecionado (T) em que o deslocamento entre uma superfície de inspeção do objeto e a bobina de detecção altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção,
CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende:
detectar uma posição rotacional da bobina de detecção (DC1, DC2); e estabelecer uma sensibilidade de detecção para um sinal de falha em uma posição rotacional da bobina de detecção como um valor de referência de sensibilidade de detecção, e ajustar a sensibilidade de detecção para o sinal de falha em uma posição rotacional de corrente da bobina de detecção para o valor de referência de sensibilidade de detecção.
2. Método de teste de corrente parasita de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a bobina excitadora (EC1) é uma primeira bobina excitadora e a bobina de detecção (DC1) é uma primeira bobina de detecção, compreendendo ainda uma segunda bobina excitadora (EC2) e uma segunda bobina de detecção (DC2).
3. Aparelho de teste de corrente parasita adaptado para testar um objeto a ser inspecionado (T) tendo um formato de um cilindro circular, um cilindro elíptico, uma coluna cilíndrica ou uma coluna elíptica, o aparelho compreende:
uma sonda de teste de corrente parasita que pode rotacionar em que uma bobina de detecção (DC1, DC2) fica disposta dentro de uma
Petição 870190034528, de 10/04/2019, pág. 25/29
2/2 bobina excitadora (EC1, EC2) para que os planos de bobina de ambas as bobinas fiquem ortogonais uns aos outros, e configurada para testar o objeto a ser inspecionado (T) em que o deslocamento entre uma superfície de inspeção do objeto e a bobina de detecção altera dependendo da posição rotacional da bobina de detecção, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho de teste de corrente parasita compreende um dispositivo de detecção (14) e um dispositivo de ajuste (15) de sensibilidade de detecção adaptado para ajustar a sensibilidade de detecção para um sinal de falha em que o dispositivo de detecção (14) é um dispositivo de detecção de posição rotacional configurado para detectar a posição rotacional da bobina de detecção (DC1, DC2), e o dispositivo de ajuste (15) é configurado para estabelecer uma sensibilidade de detecção para um sinal de falha em uma posição rotacional da bobina de detecção comoum valor de referência de sensibilidade de detecção, e para ajustar a sensibilidade de detecção para o sinal de falha em uma posição rotacional de corrente detectada por meio do dispositivo de detecção de posição rotacional para o valor de referência de sensibilidade de detecção.
4. Aparelho de teste de corrente parasita de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a bobina excitadora (EC1) é uma primeira bobina excitadora e a bobina de detecção é uma primeira bobina de detecção, compreendendo ainda uma segunda bobina excitadora e uma segunda bobina de detecção.
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