Informace k výběru sondy vířivých proudů

Výběr správné sondy vířivých proudů je pro úspěch kontroly velmi důležitý. Na těchto stránkách uvádíme užitečné informace, které vám pomohou při správném výběru.

Absolutní sondy (sondy s jednou cívkou)

Nejstarší přístroje k inspekci vířivými proudy byly vybaveny sondou s jednou cívkou, která byla vázána na konkrétní hodnotu frekvence. Mnoho novějších modelů přístrojů vířivých proudů si tyto obvody zachovalo jako oblíbenou variantu uživatelů a k tomu přidalo i sofistikovanější funkce. Při používání těchto sond je zapotřebí také vyrovnávací cívka, která může být součástí přístroje vířivých proudů, nebo je často součástí krytu sondy, konektoru kabelu nebo samostatného adaptéru (viz obr. 1).

Obrázek 1

Když hodnota indukčnosti sondy není dostatečně blízko hodnotě vyrovnávací cívky, může nastat problém, protože přístroj není správně vyrovnán. Výsledkem je nesprávná činnost (šum nebo necitlivost), a nebo dokonce žádná odezva (saturace signálu).

Sondy můstkového typu

V tomto uspořádání jsou cívky sondy umístěny v elektrickém „můstku“ (viz obr. 2). Přístroj vyrovnává můstek a jakákoli výchylka z rovnováhy se zobrazí jako signál. V tomto uspořádání cívka produkuje vířivé proudy a detekuje změny impedance způsobené vadami (nebo jakýmikoli jinými proměnnými). S tímto typem uspořádání cívek jsou schopny provozu téměř všechny přístroje.

Obrázek 2

Sonda reflexního typu

Tyto sondy jsou známé také jako sondy typu vyslat–přijmout nebo „driver-pickup“ (vysílač–přijímač). V tomto uspořádání vířivé proudy produkuje cívka připojená k oscilátoru přístroje (vysílači). Signály přijímané zpět sondou jsou detekovány samostatnými cívkami, kterým se říká přijímače (viz obr. 3 a obr. 4). Všechny nové přístroje, které zobrazují rovinu vektoru impedance, a rovněž mnoho starších modelů může fungovat jak v můstkovém, tak v reflexním režimu. Máte-li pochybnosti, obraťte se na výrobce nebo nám zavolejte.

Obrázek 3

Obrázek 4

Můstkové nebo reflexní ?

Jedná se o běžnou otázku mnoha uživatelů, kteří se snaží pro potřeby kontroly vybrat tu nejlepší sondu. Odpověď zní: „přijde na to“. Pojďme se podívat na oba systémy.

Zesílení signálu: reflexní sondy poskytují vyšší zesílení signálu zejména v případě, že jsou „naladěny“ na konkrétní frekvenci, ale za běžných okolností je průměrný rozdíl přibližně 6 dB. Je pravda, že toto opatření signál zdvojnásobuje, ale když uvážíte, že přístroje jsou schopny tohoto zesílení snadno dosáhnout, není to tak důležité. Nicméně v kritických oblastech použití je takové zesílení vítané.

Rozsah frekvencí: reflexní sondy nemusí vyrovnávat vysílač pomocí cívek přijímače. To znamená, že poskytují širší rozsah frekvencí. Pokud vysílač vytváří vířivé proudy, přijímač je detekuje a zobrazí se určitý signál. Při určitých frekvencích nemusí jít zaručeně o dostatečné informace, ale sonda i tak funguje!

U starších přístrojů generovaly sondy můstkového typu omezený interval frekvencí, protože musely vyrovnávat elektrický můstek pomocí svých dalších ramen (kontroly X a R). V moderních přístrojích je můstek běžně vytvořen pomocí pevných přesných rezistorů nebo vestavěného pevného transformátoru. Signály detekované tímto způsobem se elektronicky zpracují bez jakýchkoli „mechanických“ úprav, což znamená lepší schopnost vyrovnání v širším rozsahu frekvencí.

Posun (drift): posun sondy je ve většině případů způsoben teplotními změnami u cívek. K těm může dojít změnou

teploty prostředí, nebo v důsledku tepla vydávaného proudem oscilátoru, nebo obojím. Existují parametry konstrukčního návrhu, které lze za účelem snižování posunu optimalizovat, například výběr průměru drátu nebo feritu, ale reflexní sondy jsou za normálních okolností dobrou volbou pro eliminaci tohoto problému.

U reflexní sondy proud vysílače cívkami přijímače neprochází. Ve skutečnosti je magnetické pole vzorku mnohem slabší, a díky tomu je i proud protékající přijímači redukován. Sondy většiny typů (tužkové, bodové, kruhové, pro kontrolu otvorů, atd.) lze vyrobit jako můstkové nebo reflexní. Uvědomte si, že vyrobit reflexní sondu je téměř vždy obtížnější, a z tohoto důvodu je tato sonda nákladnější.

Sondy absolutní, můstkové a diferenční

V této oblasti panuje určitý zmatek. Mnoho uživatelů nazývá sondu „diferenční“, když zobrazený signál vykonává pohyb nahoru a dolů nebo když se jedná o typ signálu uvedený na obrázku 8. Je generován dvěma cívkami snímajícími vadu za sebou. Když se obě snímací cívky nacházejí na povrchu sondy, kompenzují šum způsobený přibližováním a oddalováním sondy (lift-off), a díky tomu není viditelná žádná čára (viz obr. 5).

Obrázek 5

Naproti tomu absolutní nebo můstkové zobrazení je generováno jedinou snímací cívkou (viz obr. 1 až obr. 4), která poskytuje jediný pohyb směrem nahoru s téměř vodorovnou čárou oddálení (lift-off). Jiní označují sondu za „diferenční“ prostě proto, že cívky jsou připojeny jinak, jako například v můstkovém obvodu. Problém s touto definicí spočívá v tom, že sondy mohou být připojeny odlišně u reflexního systému, ale také v případě, kdy používají dva přijímače (jako je tomu u většiny sond pro kontrolu otvorů prováděných rotačním skenerem). V tomto případě jsou dvě cívky přijímače umístěny blízko sebe a zároveň v dosahu cívky vysílače (viz obr. 6).

Obrázek 6

Nejlepší způsob, jak zmatek eliminovat, je označovat sondu jako absolutní, můstkovou, reflexní, můstkovou diferenční nebo reflexní diferenční podle potřeby. Smysluplnější je kvalifikovat popis podle zobrazeného signálu, protože na něm záleží, a jen málokoho zajímá, jak jsou cívky zapojeny uvnitř.

Stíněné a nestíněné sondy

Sondy se běžně dodávají ve stíněných a nestíněných verzích, ale poptávka

po stíněné variantě roste. Stínění omezuje magnetické pole vytvářené cívkami na fyzickou velikost sondy. Stínění může být vyrobeno z různých materiálů, ale nejčastějšími jsou ferit (jako keramika vyrobená z oxidů kovů), MuMetal (měkká feromagnetická slitina) a měkká ocel. Ferit poskytuje nejlepší stínění, protože jím magnetické pole snadno prochází, ale má malou vodivost. To znamená, že ve stínění samotném dochází k malé ztrátě vířivého proudu. Měkká ocel má větší ztráty, ale hojně se používá u bodových sond a kruhových sond z důvodu snadného opracování v případech, kdy ferit není k dispozici v konkrétních velikostech nebo tvarech. Mumetal se někdy používá u tužkových sond, protože se dodává ve formě tenkého plechu, ale má menší účinnost než ferit.

Stínění má několik výhod: zaprvé umožňuje, aby sonda mohla být používána v blízkosti proměnných geometrických tvarů, jako jsou například okraje, aniž by generovala falešné indikace. Dále umožňuje, aby se sonda dotýkala hlav železných nýtů s minimálním rušením, a nakonec umožňuje detekci menších vad díky silnějšímu magnetickému poli v menší oblasti.

Na druhé straně nestíněné sondy umožňují o něco hlubší penetraci díky silnějšímu magnetickému poli. Jsou také o něco odolnější vůči šumu způsobenému přibližováním a oddalováním sondy. Nestíněné sondy se doporučují pro kontrolu povrchových trhlin železných materiálů (oceli), a to zejména s měřicími přístroji. Důvodem je, že odezva měřidla je v důsledku menší citlivé oblasti příliš pomalá na to, aby při běžných rychlostech skenování umožňovala zobrazení signálu ze stíněné sondy.

Adaptéry

Aby bylo možné připojit sondu s konektorem, který je odlišný od typu používaného u přístroje, je zapotřebí použít adaptér. Adaptér sestává ze dvou různých konektorů spojených a zapojených tak, aby si vstupy a výstupy podle potřeby odpovídaly. Za normálních okolností je opatřen krytem a má krátké tělo, které lze umístit na vstup přístroje. Někdy je možné použít také „kabelový adaptér“, který je vyroben tak, aby odpovídal konektoru umístěnému na těle sondy. Podle toho, jak je přístroj zapojen, je možné použít pouze jeden adaptér jak pro můstkové, tak pro reflexní sondy. V jiných případech je zapotřebí mít dva samostatné adaptéry, nebo používat přepínací typ.