Son güncelleme: 22.08.2023
Bu yazımızda CST Studio Suite ile tahribatsız muayene işlemi gerçekleştireceğiz. Tahribatsız muayene yöntemleri arasından eddy current testi için malzeme üzerinde bulunan bozulmaları tespit etmek amacıyla Eddy akım sensörü tasarımı ve analizini gerçekleştireceğiz.
Tahribatsız muayene günümüzde oldukça sık kullanılan bir kalite kontrol tekniğidir. Malzemedeki kalıntıları, gerilmeleri, hata boyutunu, kırılma dayanımı ile yapının güvenli bir şekilde çalışmasını belirlemek amacıyla kullanılabilmektedir.
Girdap akımları test sistemi en basit haliyle bobin veya prob, sinyal işleme donanımı ve kullanıcının gözlem ve kontrol etmesini sağlayan ekrandan oluşur. Bobin veya prob farklı sargı tiplerinden oluşmaktadır. Girdap akımları ile tahribatsız muayenede sıklıkla iki tip alıcı bobin kullanılır. Bunlar mutlak bobin ve diferansiyel bobindir. Mutlak bobin aynı yönde sarılmış tel sargıdan oluşur. Boyuna hata olarak adlandırılan yarık gibi büyük tipteki üretim hatalarının tespitinde kullanılır. Diferansiyel bobinler enine hata olarak adlandırılan delik, çatlak gibi noktasal üretim hatalarının tespitinde kullanılır. Malzemede bulunan düzensizlik diferansiyel bobin kullanılarak sinyale dönüştürüldüğünde sinyalde düzensizliğin her bir sargıya etkisi farklı olmaktadır.
Yukarda gösterilen yapı, çelik malzemesi içerisine akım ile uyarılmış bobin tanımlaması gerçekleştirilerek Girdap akımı sensörü tasarımını temsil etmektedir. İletken yüzey içerisinde hava boşluğu tanımlaması gerçekleştirilerek yarık tanımlaması yapılmış ve Eddy akımlarının etkisi gözlenmiştir.
Sensörün önüne bir cisim yerleştirildiğinde manyetik alan cisimde eddy (girdap) akımlarının indüklenmesine neden olur; bu akımlarda bobinin manyetik alanına zıt yönde kendi manyetik alanlarını oluştururlar. Manyetik akıdaki azalma, çıkış geriliminde cismin iletkenlik özelliklerine ve algılayıcıdan uzaklığına bağlı olan bir azalmaya yol açar.
\[ \varepsilon =-\frac{d\phi }{dt} \]Bir kapalı durağan devredeki elektromotor kuvvetin, devreden geçen manyetik akının artış hızının negatifine eşit olduğunu belirtir. Bu, Faraday elektromanyetik indüklenme yasasının bir ifadesidir. Formüldeki eksi işareti gerilim indüklenmesinden kaynaklanmaktadır. Bu durum Lenz yasası olarak bilinir.
\[ \lambda=\sum ^{N}_{i=1}\phi _{i} \] N sarımlı bir bobinin tüm sarımlarımdaki toplam akı miktarı akı bağı (flux linkage) olarak adlandırılır.
Sonuçları karşılaştırdığımızda boşluklu ve boşluksuz iki tetrahedral çözücü çalışmasının mutlak voltaj değerleri arasında yaklaşık 2 V’luk bir fark gözlemliyoruz. Eddy akımından kaynaklı voltaj değişimi sonucunda malzeme üzerinde ki bozulmaları tespit edebiliyoruz.
CST Studio Suite ile ilgili olarak daha detaylı bilgi almak için web sitemizi ziyaret edebilirsiniz. Bu yazımızda tahribatsız muayene yöntemlerinden Eddy akım sensörü tasarımını gerçekleştirdik.
