Información para seleccionar una sonda de corrientes de Foucault
La selección correcta de una sonda de corrientes de Foucault (o corrientes inducidas) es de gran importancia para el éxito de su inspección. En estas páginas, hemos incluido información útil para ayudarlo a tomar la decisión correcta.
Sondas absolutas (sondas de bobina simple)
La forma más antigua de instrumentos de corrientes inducidas funcionaba mediante una sonda de bobina simple que se enrollaba a una frecuencia de valor específico. Varios de los recientes modelos de los instrumentos de corrientes inducidas han mantenido este circuito como una opción recomendada para los usuarios al mismo tiempo que presentaban funciones más sofisticadas. Al usar estas sondas, también se requiere una bobina de equilibrio que puede ser configurada a partir del instrumento de corrientes de Foucault o, por lo general, se encuentran en la carcasa de la sonda, el conector del cable o en un adaptador separado (ver Fig. 1).
Figura 1
Es posible que surjan problemas cuando el valor de la inductancia de la sonda no se acerca lo suficiente al valor de la bobina de equilibrio, lo que hace que el instrumento no se equilibre correctamente. El resultado es un rendimiento deficiente (ruidoso o insensible) o ninguna respuesta (saturación de la señal).
Sondas de configuración puente
A través de esta configuración, las bobinas de la sonda se encuentran ubicadas en un «puente» eléctrico (ver fig. 2). El instrumento equilibra el puente y cualquier cambio en el equilibrio se muestra como una señal. A través de esta ordenación, la misma bobina produce las corrientes inducidas y detecta los cambios de impedancia causados por los defectos (o cualquier otra variable). Casi todos los instrumentos pueden funcionar con este tipo de ordenación de bobina.
Figura 2
Sonda de configuración de reflexión
Estas sondas también son conocidas como emisoras-receptoras o controladoras-captadoras. En esta configuración, las corrientes parásitas son producidas por una bobina conectada al oscilador del instrumento (controlador). Las señales recibidas en la sonda son detectadas por bobinas separadas llamadas captadoras (ver Fig. 3 y Fig. 4). Todos los nuevos instrumentos de plano de impedancia y, también, muchos modelos más antiguos pueden funcionar tanto en el modo puente como en el modo de reflexión. Si tiene alguna duda, póngase en contacto con el fabricante o con Olympus.
Figura 3
Figura 4
¿Puente o reflexión?
Esta es una pregunta común que se plantean las personas involucradas en la selección de la mejor sonda para una inspección. Pero, depende de muchos factores. Hay que considerar ambos sistemas.
Ganancia: las sondas de reflexión proporcionarán una ganancia más alta, en especial si se encuentran determinadas a una frecuencia específica; pero, normalmente, la diferencia promedio es de alrededor 6 dB. Es cierto que esto duplica la señal, pero si se tiene en cuenta que los instrumentos son capaces de brindar con facilidad este aumento de ganancia, dicha característica no es tan importante. Sin embargo, en aplicaciones críticas, este aumento es bien recibido.
Rango de frecuencia: las sondas de reflexión no necesitan equilibrar el controlador con las bobinas captoras. Esto significa que proporcionarán un rango de frecuencia más amplio. Siempre que el controlador genere corrientes inducidas, la bobina captora las detectará y se mostrarán señales. Es posible que esto no proporcione buena información bajo ciertas frecuencias, pero la sonda aún funciona.
Las sondas de configuración puente solían otorgar un intervalo de frecuencia limitado con los instrumentos más antiguos, ya que estos tenían que equilibrar un puente eléctrico usando sus otros brazos (controles X y R). En los instrumentos modernos, el puente normalmente se forma por resistencias de precisión fijas o un transformador fijo interno. Las señales, que son detectadas de esta forma, se procesan electrónicamente sin ningún ajuste «mecánico», y esto significa una mayor capacidad de equilibrio en un rango de frecuencia más amplio.
Deriva: la deriva de la sonda se produce principalmente por el cambio de temperatura en las bobinas. Puede que esto se deba a las variaciones de
la temperatura ambiente, o el calor producido por la corriente del oscilador, o ambos. Hay parámetros de diseño que pueden ser optimizados para minimizar la deriva, como el diámetro del cable y la selección de la ferrita, pero las sondas de reflexión suelen ser una buena opción para evitar aún más este problema.
En una sonda de reflexión, la corriente del controlador no fluye a través de las bobinas captadoras; de hecho, el campo magnético que se recibe de la muestra es en lo normal mucho más pequeño; por consiguiente, la corriente que fluye en las bobinas captadoras también se reduce. La mayoría de los tipos de sonda (lápiz óptico, puntual, de anillo/circundantes, para perforaciones de remaches, etc.) pueden llevar la configuración puente o de reflexión. Considere que una sonda de reflexión es casi o siempre más difícil de fabricar; por lo tanto, su costo (Esp. coste) es más elevado.
Sondas de configuración absoluta, puente y diferencial
Ésta es un área en la que existe cierta confusión. Muchos usuarios nombran «diferencial» a una sonda cuando su señal representa un desplazamiento hacia arriba y abajo o una señal de tipo 8. Esto se debe a dos bobinas que detectan el defecto en secuencia. Cuando las dos bobinas de detección se encuentran en la superficie de la sonda, el punto de despegue es compensado, por ende no se ve ninguna línea (ver Fig. 5).
Figura 5
Sin embargo, una representación de configuración absoluta o puente puede generarse mediante una sola bobina de detección (consulte la Fig. 1 a la Fig. 4), lo que crea un único desplazamiento ascendente con una línea de despegue casi horizontal. Otros nombran «diferencial» a una sonda, simplemente, cuando sus bobinas se encuentran conectadas de forma diferencial, como en un circuito puente. El problema con esta definición es que las sondas pueden conectarse de forma diferencial en un sistema de reflexión, así como cuando se utilizan dos sensores (como la mayoría de las sondas para perforaciones de remaches que son accionadas por escáneres). En este caso, las dos bobinas captadoras se colocan cerca una de la otra y están contenidas dentro de una bobina motriz (ver Fig. 6).
Figura 6
La mejor manera de salir de esta confusión es especificar a menudo la sonda como absoluta, puente, reflexión, puente diferencial o diferencial de reflexión según sea necesario. Es más lógico calificar la descripción de acuerdo con la señal mostrada; ya que, es lo que realmente importa y la conexión interna de las bobinas no es de interés para la mayoría de las personas.
Sondas con y sin blindaje
Las sondas normalmente se encuentran disponibles en versiones blindadas y sin blindaje; sin embargo, existe
una demande creciente en cuanto a la variedad con blindaje. El blindaje delimita el campo magnético producido por las bobinas conforme al tamaño físico de la sonda. Un blindaje puede estar hecho de varios materiales, pero los más destacados son la ferrita (como una cerámica hecha de óxidos de hierro), el MuMetal y el acero templado. La ferrita es el mejor blindaje porque proporciona una trayectoria simple para el campo magnético; sim embargo, tiene poca conductividad. Esto significa que existe una pérdida mitigada de las corrientes de Foucault en el propio escudo. El acero templado genera más pérdidas, pero es usado ampliamente para sondas puntuales y sondas de anillo/circundantes debido a su mecanizado sencillo cuando la ferrita no está disponible en ciertos tamaños o formas. El material MuMetal se destina en ocasiones a sondas de lápiz/lapicero óptico, ya que está disponible en hoja/lámina delgada; sin embargo, es menos eficaz que la ferrita.
El blindaje proporciona varias ventajas: primero, permite que la sonda sea usada cerca de variaciones de geometría, como bordes, sin dar indicaciones falsas; después, permite que la sonda toque las cabezas de los remaches ferrosos con una mínima interferencia; y, por último, permite detectar defectos más pequeños debido al campo magnético más fuerte que se concentra en un área más pequeña.
Por otro lado, las sondas sin blindaje permiten una penetración un poco más profunda debido al campo magnético más grande. También son un poco más tolerantes al punto de despegue. Se recomiendan sondas sin blindaje para la inspección de materiales ferrosos (acero) en busca de grietas superficiales y, en particular, con instrumentos de medición. Esto se debe a que la respuesta de un medidor es demasiado lenta para permitir que la señal de una sonda blindada sea representada a velocidades de escaneo normales dada el área más pequeña de sensibilidad.
Adaptadores
Para conectar una sonda mediante un conector diferente al que se usa en el instrumento, es necesario utilizar un adaptador. Un adaptador consta de dos conectores diferentes unidos y cableados para que coincidan con las entradas y salidas según sea necesario. Normalmente, se alberga en una estructura que puede ser colocada en la entrada del instrumento. A veces, también es posible contar con un «adaptador de cable», que esté hecho para corresponder con el conector que se ubica en la estructura de la sonda. En función del cableado del instrumento, es posible tener un solo adaptador para las sondas de configuración puente y de reflexión. En otros casos, será necesario contar con dos adaptadores separados o utilizar un tipo conmutable.