MWM - array, Meandering Winding Magnetometer , как он работает??!! Опции

[yrbis]

Доброе время суток.
Наткнулся на семейство вихретоковых датчиков, в названии обычно присутствует Meandering Winding Magnetometer, везде пишут о большой разрешающей способности к дефектам. Пример тут , тут, тут и тут
Не могу понять принципов построения тех кренделей, которые описывают токопроводящие элементы. Как я понял они формируют направленность электромагнитной волны в металле!!? т.е. работают как фазированная решётка...(?)

[yrbis]

На самом деле, принцип работы очень простой.

всё-таки пока не совсем ясно...
Вот нашёл тут внятный рисунок возможной реализации одного такого элемента. Есть первичная обмотка Primary winding, которая сделана в виде меандра и есть две вторичные , которые так же повторяют меандр.
Вопрос номер один):
Полученную структуру ИМХО можно рассматривать как фазированную решётку, каждый элемент которой работает в противофазе от предыдущего? Возбуждающая обмотка создаёт такую же решётку из вихревых токов на поверхности металла! т.е. они запускают электромагнитную волну вглубь металла под углом 30 градусов (30 исходя из того что шаг решётки равен длине волны а элементы противофазны)!!!?? Если так то частота тока в первичной обмотки должна лежать в диапазоне 1Гц - 1000Гц (тогда длина волны в металлах будет иметь порядки ~100мкм - 1мм)? В статье говорится о поиске деффектов вблизи поверхности на глубине 0.4 дюйма~ 10мм наверное для не ферромагнитных металлов.

Вопрос номер два):
Какие плюсы дают две вторичные обмотки? Если вычесть сигналы одной из них из другой впринципе исчезнет сигнал с излучающей катушки, но тогда разностный сигнал может быть только, если неравномерность поля от дефекта меньше толщины одного элемента решётки. ..Как эта штука чувствует дефект и какое её преимущество например перед простой круглой катушкой?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Petr_I]

Вопрос номер один):
Полученную структуру ИМХО можно рассматривать как фазированную решётку, каждый элемент которой работает в противофазе от предыдущего? Возбуждающая обмотка создаёт такую же решётку из вихревых токов на поверхности металла! т.е. они запускают электромагнитную волну вглубь металла под углом 30 градусов (30 исходя из того что шаг решётки равен длине волны а элементы противофазны)!!!?? Если так то частота тока в первичной обмотки должна лежать в диапазоне 1Гц - 1000Гц (тогда длина волны в металлах будет иметь порядки ~100мкм - 1мм)? В статье говорится о поиске деффектов вблизи поверхности на глубине 0.4 дюйма~ 10мм наверное для не ферромагнитных металлов.

Принцип работы этого сенсора к ФАР никакого отношения не имеет. Принцип работы ФАР основан на интерференции волн,
а в данном случае электромагнитная волна быстро затухает и частично отражается обратно.
В данном случае надо смотреть формулы для скин-эффекта.
Кроме того, при указанных Вами частотах и длинах волн скорость электромагнитной волны получается около 1 м/с (L=V/f), черепахи быстрее бегают .

По второму вопросу:
В указанной конфигурации вторичных обмоток надо минимум две для того, чтобы получить хоть какое-нибудь приличное пространственное разрешение.

Принцип дефектоскопии по глубине следующий.
Глубина проникновения электромагнитного поля в металл зависит от частоты (скин-эффект) - следовательно отклик на вторичной обмотке при разных частотах несет информацию от верхнего слоя различной толщины.
Плавно меняем частоту сигнала возбуждающей обмотки и измеряем сигналы со вторичных.
Обкладываемся учебниками по мат. методам, берем достаточно мощный компьютер и решаем обратную задачу.
В результате получим приблизительные глубину залегания и размеры дефекта.