Оценка соотношения информативного и фонового сигналов при регистрации магнитных полей поверхностных дефектов магнитоизмерительными преобразователями

Рассмотрены проблемы выявления дефектных участков поверхности контролируемых объектов и оценивания параметров дефекта. Описано использование магнитоизмерительных преобразователей в качестве средств регистрации и измерения параметров локально распределённых магнитных полей, возникающих над дефектными участками поверхности контролируемого объекта в приложенном постоянном магнитном поле. Предложены алгоритмы для количественной оценки соотношения информативной и фоновой составляющих выходного сигнала магнитоизмерительных преобразователей. Приведена методика разделения информативной и фоновой составляющих. Методика основана на свойстве суммирования и детерминированном характере распределений напряжённости магнитного поля дефекта и фонового магнитного поля вдоль оси координат, параллельной контролируемой поверхности, а также на анализе топографии распределения напряжённости магнитного поля. Обоснован подход к выбору и экспериментальному определению оценочных параметров, характеризующих уровни информативного и фонового сигналов. Приведены формулы для вычисления отношения сигнал–фон по измеренным значениям оценочных параметров применительно к одинарным магнитостатическим, дифференциальным магнитостатическим и дифференцирующим магнитоизмерительным преобразователям с учётом направления ориентации (нормального, тангенциального) их оси чувствительности. Представлены результаты расчёта отношения сигнал–фон на примере анализа выходного сигнала магнитоизмерительного преобразователя при регистрации распределения напряжённости магнитного поля над поверхностью контрольного образца с искусственными дефектами заданных размеров. Выполнен сравнительный анализ рассматриваемых видов магнитоизмерительных преобразователей по отношению сигнал–фон и даны общие рекомендации по повышению значения этого отношения.

1. Реутов Ю. Я., Щербинин В. Е, Волков А. В. Возможности выбора преобразователей магнитного поля для дефектоскопии // Дефектоскопия. 2014. № 12. С. 71–85. DOI:10.1134/S1061830914120080

2. Немцов М. В., Трифанов Г. Д. Индукционный датчик определения локальных дефектов в стальных канатах // Измерительная техника. 2018. № 2. С. 55–58. DOI:10.32446/0368-1025it.2018-2-55-58

3. Серов В. Н., Фетисов Л. Ю., Фетисов Ю. К., Шестаков Е. И. Высокочувствительный магнетометр на основе магнитоэлектрического датчика // Российский технологический журнал. 2016. Т. 4. № 5. С. 24–37. DOI:10.32362/2500-316X-2016-4-5-24-37

4. Брякин И. В. Магнитодинамический магнитометр для задач дефектоскопии // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 3. С. 35–41.

5. Клюев В. В., Мужицкий В. Ф., Горкунов Э. С., Щербинин В. Е. Неразрушающий контроль: Справочник: в 8 т. / Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 6. Кн.1. Магнитные методы контроля. М.: Машиностроение, 2006, 848 с.

6. Бакунов А. С., Горкунов Э. С., Щербинин В. Е. Магнитный контроль: Учеб. пособие / Под общ. ред. В. В. Клюева. М.: Издательский дом «Спектр», 2011, 192 с.

7. Карпов Д. А., Струченков В. И. Динамическое программирование как метод сплайн-аппроксимации в САПР линейных сооружений // Российский технологический журнал. 2019. Т. 7. № 3. С. 77–88. DOI: 10.32362/2500-316X-2019-7-3-77-88

8. Николаев Ю. Л., Шкатов П. Н., Чернова А. В., Саморуков А. А. Моделирование и гармонический анализ сигнала виброиндукционного преобразователя при его перемещении над намагниченным участком с поверхностной трещиной // Приборы. 2019. № 4. С. 17–25