طراحی سیم‍ پیچ پروب در آزمون غیر‍مخرب جریان گردابی با استفاده از رهیافت شبیه سازی

بازرسی غیرمخرب جریان گردابی، به عنوان یک تکنیک بازرسی کارآمد در صنایع مختلف مانند هوافضا و نیروگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد. در بازرسی جریان گردابی از مفهوم القای الکترومغناطیسی برای ایجاد جریان های گردشی (به نام جریان های گردابی) در مواد رسانا استفاده می شود. این تکنیک بازرسی غیرمخرب تنها گزینه در برخی از زمینه های صنعتی، مانند کاربردهای نیروگاهی یا کاربردهای هوافضا است، جایی که هیچ روش بازرسی غیرمخرب یا فرآیندهای بررسی دیگری نمی توانند قابلیت های قابل مقایسه ای را برای دستیابی به اهداف تکنیک بازرسی غیرمخرب ارائه دهند. بسیاری از آزمون های جریان گردابی با استفاده از پروب های موجود و شناخته شده انجام می شوند اما برای شرایط خاص که به اندازه ها و فرکانس های خاصی برای شناسایی موثر نقص ها و ناپیوستگی ها نیاز باشد طراحی و ساخت یک پروب سفارشی جدید ضروری میشود. پروب مورد استفاده به طور قابل توجهی بر سیگنال های دریافتی در نتیجه بر شناسایی نقص و عیب تاثیر می گذارد. تمرکز تحقیق در این مقاله، طراحی بهینه کویل را در آزمایش های غیرمخرب جریان گردابی با تمرکز بر تجزیه و تحلیل پارامترهای موثر بر عملکرد کویل، از جمله قطر و تعداد دور در هر دو جهت شعاعی و طولی، می باشد. به منظور انجام تحلیل های لازم، کدی در محیط MATLAB طراحی شده است تا محاسبه دقیق اندوکتانس تضمین شود و اعتبارسنجی با استفاده از یک کار معتبر و قابل اعتماد نیز از طریق شبیه سازی FEM در نرم افزار COMSOL انجام و بررسی شده است، که توزیع میدان مغناطیسی را تجزیه و تحلیل کرده و امپدانس و اندوکتانس سیم پیچ آن را محاسبه می کند. در این مطالعه نشان داده شده است که افزایش لایه های سیم پیچ در جهت عمودی و افزایش تعداد دور سیم پیچ ها همبستگی معنی داری با افزایش امپدانس دارد. سپس، همانطور که انتظار می رفت، این امر عملکرد سیگنال و قابلیت تشخیص را نیز بهبود می بخشد. برای تجزیه و تحلیل و نشان دادن عملکرد روش ارائه شده، نمودار امپدانس سیم پیچ برای بازرسی یک لوله با سوراخی با قطر ۱۰۰ میکرومتر در اشکال مختلف پیکربندی سیم پیچ شبیه سازی شده و نتیجه ارائه شده است. در این تحقیق ابزارهای کارآمد و قابل اعتمادی برای محاسبه و شبیه سازی طراحی سیم پیچ بر اساس رویکرد FEM و راه حل های جبری ارائه شده است که می تواند برای طراحی بهینه سیم پیچ جریان گردابی در صنعت مورد استفاده قرار گیرد

کلیدواژه ها:

آزمون جریان گردابی ، سیم پیچ ، اندوکتانس ، امپدانس ، روش اجزاء محدود