Ανίχνευση ρωγμών σε μη μαγνητικά αγώγιμα υλικά με τη μέθοδο των δινορευμάτων, χρησιμοποιώντας αισθητήρα GMR.

Λιλή, Άννα-Αικατερίνη; Lili, Anna-Aikaterini

dc.contributor.author	Λιλή, Άννα-Αικατερίνη	el
dc.contributor.author	Lili, Anna-Aikaterini	en
dc.date.accessioned	2017-01-26T08:18:47Z
dc.date.available	2017-01-26T08:18:47Z
dc.date.issued	2017-01-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44262
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.6596
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Μη καταστροφικοί έλεγχοι	el
dc.subject	Ανίχνευση ρωγμών ασυνεχειών	el
dc.subject	Έλεγχος με δινορεύματα	el
dc.subject	Ανιχνευτής Γιγαντιαίας Μαγνητοαντίστασης	el
dc.subject	Πηνίο εναλλασσόμενου ρεύματος	el
dc.subject	Nondesrtuctive evaluation	en
dc.subject	Eddy current testing	el
dc.subject	GMR sensor	el
dc.subject	LabView	el
dc.subject	Finite Element Magnetic Methods	el
dc.title	Ανίχνευση ρωγμών σε μη μαγνητικά αγώγιμα υλικά με τη μέθοδο των δινορευμάτων, χρησιμοποιώντας αισθητήρα GMR.	el
heal.type	masterThesis
heal.generalDescription	Σκοπός της Διπλωματικής εργασίας Η μη καταστρεπτική ανίχνευση ατελειών σε εξαρτήματα και κατασκευές είναι πολύ σημαντική για την ασφάλειά τους. Είναι γνωστό ότι όταν εφαρμόσουμε ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο στην επιφάνεια αγώγιμου αντικειμένου, αναπτύσσονται επαγωγικά ρεύματα, τα δινορεύματα. Τα επαγωγικά ρεύματα αυτά ρέουν στο αντικείμενο με τέτοια φορά ώστε το μαγνητικό πεδίο που δημιουργούν να τείνει να εξαλείψει την εξωτερικά εφαρμοζόμενη μεταβολή. Αν στο υλικό υπάρχουν ασυνέχειες τότε οι γραμμές ροής του ηλεκτρικού ρεύματος αναγκάζονται να κινηθούν παράλληλα στην ασυνέχεια. Αυτή η παραμόρφωση της ροής του επαγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο στην επιφάνεια του δοκιμίου το οποίο είναι διαφορετικό από αυτό που θα είχαμε αν δεν υπήρχε η ατέλεια. Η ανίχνευση του μαγνητικού πεδίου στην επιφάνεια του δοκιμίου μπορεί να γίνει με χρήση πηνίου ή αισθητήρων μαγνητικής επαγωγής. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη μίας διάταξης και μιας μεθοδολογίας για την ανίχνευση ασυνεχειών σε αγώγιμα μη μαγνητικά υλικά με τη μέθοδο των δινορευμάτων. Τα δοκίμια που μελετήσαμε ήταν από αλουμίνιο που περιείχαν τεχνητές ατέλειες. Για την ανίχνευση του μαγνητικού πεδίου χρησιμοποιήσαμε τους αισθητήρες γιγαντιαίας μαγνητοαντίστασης GMR.	el
heal.generalDescription	Συμπεράσματα Στην διάρκεια της παρούσας εργασίας μελετήσαμε την ανίχνευση ασυνεχειών στην επιφάνεια και στο εσωτερικό αγώγιμων μη μαγνητικών υλικών, με μη καταστροφικές μεθόδους. Η ανίχνευση πραγματοποιήθηκε σε ρωγμές στην επιφάνεια αλουμινίου και σε οπές στο εσωτερικό του, με αισθητήρα Γιγαντιαίας Mαγνητοαντίστασης GMR. Η θεωρητική προσέγγιση του προβλήματός μας, έγινε με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων, χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα FEMM. Στην οιονεί στατική προσέγγιση υπολογίστηκε το διανυσματικό δυναμικό Α, το μαγνητικό πεδίο και η μορφή των δυναμικών γραμμών του, στην επιφάνεια πλάκας αλουμινίου παρουσία ασυνεχειών. Από την αριθμητική λύση του προβλήματος κατασκευάσαμε το γράφημα της κάθετης και της οριζόντιας συνιστώσας του μαγνητικού πεδίου, στην επιφάνεια της πλάκας και της πυκνότητας των δινορευμάτων 1mm κάτω από την επιφάνεια του αλουμινίου, συναρτήσει της οριζόντιας απόστασης. Μελετώντας τα, φαίνεται ότι τόσο η οριζόντια συνιστώσα του μαγνητικού πεδίου όσο και η κάθετη, εμφανίζουν ασυμμετρία δεξιά και αριστερά της ασυνέχειας. Αυτή η ασυμμετρία οφείλεται στη διακοπή των δινορευμάτων, λόγω των ρωγμών. Στο πειραματικό κομμάτι της εργασίας, για την ανίχνευση των ασυνεχειών στην επιφάνεια και στο εσωτερικό του αλουμινίου, κατασκευάσαμε πηνίο εναλλασσόμενου ρεύματος, του οποίου η τάση και η συχνότητα ρυθμιζόταν από τροφοδοτικό εναλλασσόμενης τάσης. Έτσι στο πηνίο εμφανίζεται εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο (πρωτεύον), που επάγει δινορεύματα στην πλάκα του αλουμινίου και τα οποία με τη σειρά τους δημιουργούν επαγόμενο μαγνητικό πεδίο (δευτερεύον) που τείνει να αναιρέσει το πρωτεύον. Το μαγνητικό πεδίο που εν τέλει εμφανίζεται στην επιφάνεια του αλουμινίου, αποτελεί άθροισμα των δύο μαγνητικών πεδίων, πρωτεύοντος και δευτερεύοντος και ανιχνεύεται με τη χρήση αισθητήρα GMR που τοποθετείται στο κέντρο του πηνίου. Ο ανιχνευτής GMR συνδέεται μέσω μιας κάρτας ψηφιοποίησης σήματος (της National Instrument με κωδικό NI USB-6216), με τον υπολογιστή, όπου επικοινωνεί με τον χρήστη με ένα εικονικό περιβάλλον ελέγχου της πειραματικής διάταξης, που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας την γλώσσα προγραμματισμού LabView. Το πρόγραμμα αυτό, ελέγχει τον ανιχνευτή GMR και καταγράφει τα δεδομένα της διαφοράς τάσης στα άκρα του ανιχνευτή κατά τη διάρκεια μιας μέτρησης. Τα δεδομένα αυτά τα επεξεργάζεται, εμφανίζοντάς τα σε γραφήματα ενώ είχε τη δυνατότητα αποθήκευσης σε ψηφιακό αρχείο. Με τα δεδομένα που αποθηκεύτηκαν με το πρόγραμμα LabView, κατασκευάσαμε τις γραφικές παραστάσεις της μέσης τιμής RMS του μαγνητικού πεδίου συναρτήσει του χρόνου, στο πρόγραμμα Origin. Η μελέτη των γραφημάτων δείχνει ότι πριν και μετά το σημείο που υπάρχει η ανιχνεύσιμη ατέλεια (ρωγμή/ οπή), το μαγνητικό πεδίο εμφανίζει δύο ισοϋψή μέγιστα, ενώ πάνω από το σημείο της ατέλειας εμφανίζει ελάχιστο.	el
heal.classification	Physics	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-10-31
heal.abstract	Αναπτύξαμε ένα σύστημα ανίχνευσης ρωγμών για μη μαγνητικά αντικείμενα χρησιμοποιώντας αισθητήρες γιγαντιαίας μαγνητοαντίστασης (GMR). Για την κατανόηση του προβλήματος των δινορευμάτων και του παραγόμενου από αυτά μαγνητικού πεδίου, σε μη αγώγιμα υλικά, παρουσία ασυνεχειών, κάναμε θεωρητικές προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα FEMM. Κατασκευάσαμε τις καμπύλες της κάθετης και παράλληλης συνιστώσας του μαγνητικού πεδίου στην επιφάνεια του υλικού καθώς και των δινορευμάτων που δημιουργούνται μέσα στο υλικό. Το σύστημα ανίχνευσης που κατασκευάσαμε αποτελείται από ένα πηνίο που τροφοδοτείται με εναλλασσόμενο ρεύμα, του οποίου η τάση και η συχνότητα ελεγχόταν από τροφοδοτικό εναλλασσόμενου ρεύματος. Στο κέντρο του συστήματος ανίχνευσης υπήρχε ο ανιχνευτής GMR. Το αναλογικό σήμα από τον αισθητήρα GMR ψηφιοποιούνταν με την βοήθεια της κάρτας συλλογής δεδομένων ΝΙ USB-6216 της National Instrument . Στη συνέχεια με τη χρήση του προγράμματος Labview, κατασκευάσαμε ένα εικονικό περιβάλλον ελέγχου της πειραματικής διάταξης, καταγραφής των μετρήσεων και δημιουργίας γραφικών παραστάσεων κατά τη διάρκεια των μετρήσεων. Το πρόγραμμα αυτό μέσω της κάρτας ψηφιοποίησης σήματος NI USB-6216 επικοινωνεί με τον ανιχνευτή και εμφανίζει στην οθόνη τα πειραματικά δεδομένα και τις γραφικές παραστάσεις, αποθηκεύοντάς τα παράλληλα.	el
heal.advisorName	Πίσσας, Μιχάλης	el
heal.advisorName	Παρασκευαΐδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Πίσσας, Μιχάλης	el
heal.committeeMemberName	Παρασκευαΐδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Σανάκης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	172 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false