Magnetick

1
Magnetická metoda prášková
2
(No Transcript)
3

• METODA ROZPTYLOVÝCH POLÍ
• Metoda je založena na skutecnosti, že ve
  zmagnetovaném feromagnetickém materiálu se v
  míste necelistvosti (nebo náhlé zmeny
  magnetických vlastností) zvýší magnetický odpor,
  který zpusobí deformaci magnetického pole
  oznacovanou jako rozptyl
• Rozptylem se rozumí ta cást magnetického toku,
  která probíhá mimo predpokládanou dráhu, napr. u
  povrchové vady vystoupí z magnetovaného predmetu
  nad jeho povrch do vzduchu, vlivem magnetické
  vodivosti vzduchu vadu preklene a za vadou se
  opet šírí predmetem dále. Tohoto jevu se pak
  využívá ke zjištení vady
• Rozptylový tok vytvárí nad necelistvostí
  soustavu polokružnic, predstavujících indukcní
  linie magnetického toku, které vystupují z
  feromagnetika do vzduchu

Tvar rozptylového toku nad necelistvostí
4

• Vliv necelistvosti na vznik rozptylového pole
• Rozptyl magnetického pole závisí predevším na
  velikosti, tvaru a poloze necelistvostí ve
  zkoušeném predmetu (a na hodnote magnetické
  indukce, na níž je predmet zmagnetován).

Nejvetšího rozptylu magnetického pole se
dosáhne, komunikuje-li necelistvost s povrchem
(a). Rozptyl rychle klesá, roste-li vzdálenost
necelistvosti od povrchu predmetu (b,d).
Necelistvost se projeví zretelneji tehdy,
jestliže její poloha je kolmo ke smeru
magnetického pole šírícího se predmetem(a,b).
V opacném prípade, splývá-li smer
necelistvosti se smerem pole, rozptylové pole
nevzniká a necelistvost zustane nezjištena (c).
5
(No Transcript)
6

• ZÁKLADNÍ VELICINY MAGNETICKÉHO POLE
• Intenzita magnetického pole H Am-1 (ampér na
  1m délky vodice)
• Charakterizuje magnetické pole ve vazbe
  k proudu, který toto pole vytvárí.
• Intenzita magnetického pole roste kolem prímého
  vodice, cím vetší je síla proudu I a menší je
  odstup od stredu vodice r
• nekonecne dlouhý prímý vodic
• H je intenzita magnetického
• pole ve vzdálenosti r od vodice,
• I je elektrický proud protékající vodicem A,
• r je kolmá vzdálenost místa s intenzitou H
  

7

• MAGNETICKÁ INDUKCE B T (tesla)
• je vektorová velicina charakterizující magnetické
  pole.
• Udává pocet indukcních car na jednotku kolmé
  plochy.
• Projevuje se silovými úcinky na vodice, protékané
  proudy a indukováním napetí pri
• své zmene.
• Magnetická indukce B charakterizuje magnetický
  stav látek, které se nacházejí v magnetickém
• poli s intenzitou magnetického pole H.
• Obe veliciny jsou vázány vztahem

kde µ je permeabilita látek (prostredí). Železo
má velkou schopnost koncentrovat silocáry ve svém
vnitrku. Je tedy pro silocáry tzv. prostupné,
jako vzduch. Pomerné císlo pro vyšší prostupnost
v porovnání se vzduchem se nazývá jeho pomernou
(relativní) permeabilitou (z lat.
prostupnost). Ve vakuu je magnetická indukce
rovna
kde µo 4p.10-7 H.m-1 (Henry na 1m) je
permeabilita vakua magnetická konstanta.
8

• V ostatních látkách se magnetický stav vyjadruje
  pomernou (relativní) permeabilitou prostredí (mr)
  , udávající pomer magnetické indukce v
  magnetované látce (B) a magnetické indukce ve
  vakuu (Bo). Permeabilita je mírou magnetické
  vodivosti látky a udává, kolikrát je magnetický
  tok jejím jednotkovým prurezem vetší než puvodní
  pole

magnetická indukce v magnetované látce
pomerná (relativní) permeabilita
magnetická indukce ve vakuu
kde soucin
je absolutní permeabilita
Absolutní permeabilita mabs je pomer indukce B k
intenzite pole H v mereném míste
Hm-1. (V cívce bez železa, presneji vzato
ve vakuu je mabs mo).
9

• Válcová vzduchová jednovrstvá cívka magnetické
  pole selenoidu
• pro stred cívky ( x 0 ) platí

pro cívku s velkou délkou ( solenoid kde l gtgt d )
platí
10

• MAGNETICKÝ TOK F Wb (weber)
• predstavuje celkovou mohutnost magnetického
  pole. Je dán souctem elementárních toku v celém
  prurezu S, kterým magnetický tok prochází. Pro
  teleso homogenne magnetované bude v prurezu S
  kolmém ke smeru magnetické indukce B magnetický
  tok

11

• MAGNETICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK
• Podle toho, jak se látky chovají v magnetickém
  poli, je delíme na látky
• diamagnetické
• mají pomernou permeabilitu mr lt 1 (o málo menší
  než 1). Vloží-li se taková látka do magnetického
  pole vzniká v ní magnetické pole pusobící proti
  puvodnímu poli, v diamagnetické látce se puvodní
  pole zeslabí.
• K temto látkám patrí napr. med, rtut, zinek,
  vizmut, voda.
• paramagnetické
• mají pomernou permeabilitu mr gt 1 (o málo vetši
  než 1). Vloží-li se taková látka do magnetického
  pole, vzniká v ní magnetické pole pusobící ve
  stejném smeru jako puvodní pole. V paramagnetické
  látce se puvodní pole nepatrne zesílí.
• K paramagnetickým látkám patri napr. platina,
  hliník, horcík, draslík, mangan apod.

12

• Ponevadž se pomerná permeabilita diamagnetických
  a paramagnetických látek liší velmi málo od
  jednicky, pokládáme ji pri výpoctech v bežné
  technické praxi za rovno jednicce (mr 1), tj. i
  pro tyto látky platí vztah
• feromagnetické, mají pomernou permeabilitu mr gtgt
  1 (až 106 krát vetší),
• U techto látek závisí pomerná permeabilita mr na
  intenzite magnetického pole H, teplote a
  predchozím magnetickém stavu. V techto látkách se
  puvodní pole velmi zesiluje a to nám umožnuje
  dosáhnout velkých magnetických toku.
• K feromagnetickým látkám se radí železo, nikl,
  kobalt a jejich slitiny.

ferimagnetické (ferity) - keramické materiály
vytvorené ze sloucenin oxidu železa a nekterých
jiných kovu, znacne zesilují magnetické pole
13
PODSTATA FEROMAGNETISMU

• Kvantová fyzika vysvetluje podstatu magnetismu
  existencí magnetických momentu atomu, z nichž je
  látka složena. Tyto magnetické momenty jsou
  dusledkem atomárních proudu vyvolaných pohybem
  elektronu po kvantových drahách kolem jádra
  atomu, tj. tzv. pohybu orbitálního a dále rotací
  elektronu kolem vlastní osy, tj. spinu.

Elektrony jsou však v atomu usporádány tak, že
jejich magnetické úcinky pusobí proti sobe a
úplne se kompenzují u látky diamagnetické nebo
cástecne se kompenzují u látky paramagnetické. F
eromagnetický stav látky je vysvetlován soubežnou
orientací spinových momentu. To znamená, že
úcinek spinu není kompenzován stejným poctem
elektronu obráceného spinu.
14

• Feromagnetismus existuje pouze u tuhých látek s
  krystalickou strukturou. Moderní výklad teorie
  feromagnetismu ukázal, že feromagnetismus není
  vlastností pouhého atomu, ale, že se jedná o
  vlastnost komplexní, celých oblastí, které se
  oznacují jako domény. Tyto domény obsahují 1012
  až 1015 atomu se stejnou orientací elementárních
  magnetu. Domény jsou vzájemne oddeleny zretelným
  rozhraním, které tvorí tzv. Blochovy steny.
  Jednotlivé domény feromagnetických látek
  predstavují elementární magnety.

V nezmagnetovaném stavu jsou magnetická pole
domén nahodile orientována a jejich úcinek se
navenek ruší. Pri magnetování dochází k
postupnému usporádání magnetických úcinku domén
do smeru vnejšího pole, tím si vysvetlujeme velké
zmagnetování.
15

• Chování feromagnetické látky v magnetickém poli
• Proces magnetování popisuje magnetizacní krivka,
  která predstavuje závislost B f (H).
• pro vzduch
• je závislost Bo moH prímka vycházející z
  pocátku
• u feromagnetických látek
• pri zvetšování intenzity H stoupá magnetizacní
  krivka rychle až k bodu P1, kde se ohýbá a s
  dalším zvyšováním intenzity H indukce B narustá
  již pomalu
• V bode P3 prechází v prímku rovnobežnou s
  magnetizacní prímkou pro vzduch. Bod, kde se v
  nasycení magnetizacní krivka vyrovnává do prímky,
  záleží na materiálu a pohybuje se u ocelí
  vetšinou mezi 0,6 až 1,5 T
• Za bodem P3 je látka magneticky nasycena (všechny
  její elementární magnety jsou již zorientovány a
  natoceny do smeru vnejšího magnetického pole)

Magnetizacní krivka feromagnetických látek.
16

• MAGNETICKÁ HYSTEREZE
• Je charakteristickým jevem chování feromagnetik
  v magnetickém poli. U témer všech technických
  materiálu se magnetizace nevrací zpet k nule,
  prestane-li vnejší pole pusobit. V diagramu je
  videt, že magnetizace se nevrací po puvodní
  krivce magnetizace, ale koncí na ose hustoty toku
  B H 0 v bode B Br .
• Krivka prvotní magnetizace tedy platí jen pro
  materiál bez magnetické minulosti, a oznacuje se
  také jako krivka panenská. Magnetická hystereze
  je zpusobena poruchami krystalové mrížky a
  graficky se vyjadruje hysterezní smyckou

kde Bs je indukce nasycení Br je remanentní
indukce Hc je koercitivní síla (síla zabranující
zmenám
magnetizace materiálu)
U ideální krystalové mrížky by magnetizacní deje
probíhaly bez hystereze.
17
MAGNETICKÁ HYSTEREZE
Stálým prepólováním a soucasným zvyšováním a
snižováním proudu (prípadne magnetováním
strídavým proudem) lze trvale putovat" po
magnetizacní krivce. Vnitrní magnetizace (úcinek)
zaostává (zpožduje se) za vnejším polem
(prícina), proto se krivka také oznacuje cizím
slovem jako krivka hysterezní (opoždující se).
Tvar krivky závisí na magnetických vlastnostech
materiálu.
18

• Rozlišení feromagnetických materiálu podle tvaru
  hysterezní smycky
• magneticky mekké - (s úzkou hysterezní smyckou),
  mají malou koercitivní sílu Hc, nasytí se pri
  stredních hodnotách H.
• Jsou to napr. mekké železo, slitiny Fe-Ni,
  kremíková ocel, permalloy apod. Techto materiálu
  se používá pro konstrukci magnetických obvodu,
  které jsou v provozu strídave magnetizovány
  (transformátory, tlumivky apod.), protože mají
  malé hysterezní ztráty. Po zániku vnejšího
  magnetického pole se samy odmagnetují.
• magneticky tvrdé - (se širokou hysterezní
  smyckou), mají velkou koercitivní silou Hc,
  nasytí se až pri velkých hodnotách H.
• Jsou to napr. uhlíková, wolframová, chromová a
  kobaltová ocel, slitiny typu AINiCo apod.
  Potrebují vysoké hodnoty intenzity magnetického
  pole H k dosaženi nasyceného stavu.

Každý feromagnetický materiál vykazuje
feromagnetické vlastnosti jenom do urcité teploty
(Curierovy teploty), která je charakteristická
pro daný typ látky. (napr. pro Fe 780oC).
19

• PREHLED ZPUSOBU MAGNETOVÁNÍ
• pólové jhem
• cívkou
• proudové pruchodem proudu
• pomocným
  proudovodicem
• indukcí proudu
  v predmetu
• impulsní proudové
• pólové
• kombinované soucasne proudove i pólove

20
STRÍDAVÁ A STEJNOSMERNÁ MAGNETIZACE

• Používá-li se k magnetování stejnosmerný proud,
  pak se neopouští pravá horní ctvrtina
  souradnicového systému magnetizacní krivky. To v
  principu platí i pro usmernený strídavý proud. V
  obou techto prípadech mluvíme o stejnosmerné
  magnetizaci.
• Magnetizace strídavým proudem znamená, že se musí
  brát v úvahu neustálé ztráty energie
  premagnetováním zkoušeného predmetu. Ztráty lze
  napr. pozorovat tak, že se predmet pri delší
  magnetizaci zahrívá.
• Pri magnetizaci stejnosmerným proudem
• se potrebné intenzity proudu dají relativne
  snadno a spolehlive predem vypocítat.

Stejnosmerná magnetizace principiálne umožnuje
obsáhnout i podpovrchové objemové vady (až do cca
5 - 10 mm). Magnetizace strídavým polem reaguje
jen na povrchové vady, nebo mírne podpovrchové
vady (do asi 2 mm). Zatímco stejnosmerná
magnetizace reaguje na zmenu prurezu, indikuje
magnetizace strídavým proudem narušení"
povrchové vrstvy, kterou pole prochází. Strídavá
pole se lépe prizpusobí komplikované geometrii
zkoušeného predmetu, aniž by vyvolávala
geometrické indikace.
21
PÓLOVÁ (PODÉLNÁ) MAGNETIZACE jhem

• Uskutecnuje se pomocí trvalých magnetu, nebo
  magnetizacními cívkami. Elektromagnety a
  magnetizacní cívky mohou být napájeny ze
  stejno-smerných, strídavých nebo impulsních
  zdroju.
• Pod pojem pólové magnetováni zahrnujeme všechny
  zpusoby magnetování, pri nichž se na koncích nebo
  alespon na cásti zkoušeného predmetu vytvárejí
  magnetické póly a to bud trvale nebo jen na
  urcitou dobu.
• Pri tomto zpusobu magnetizace lze ve zkoušeném
  predmetu indikovat prícné vady, prípadne vady
  s prevážne prícnou složkou.

Pólová magnetizace trvalým magnetem
Pólová magnetizace magnetizacní cívkou
22
Rucní elektromagnety jha

• sestávají z jádra ve tvaru U, na nemž jsou
  navinuty jedna nebo dve cívky napájené pres
  vestavený rucní spínac obvykle prímo ze síte tj.
  230 V/50 Hz nebo pres oddelovací transformátor
  (snižuje napetí na 42 V - jha s oddelovacím
  transformátorem se používají v prostorách se
  zvýšeným rizikem úrazu elektrickým proudem, napr.
  uvnitr tlakových nádob).
• Stejnosmerný proud je používán výjimecne,
  protože pak se jhem nedosáhne vetší hloubka
  vniku.
• Hlavní oblast použití rucních magnetu je
  zkoušení svarových spoju jhy se rovnež zkouší
  velké výkovky nebo odlitky a rovnež tehdy, kdy se
  chceme vyhnout opalum v míste prívodu proudu
  kontaktními elektrodami.
• Zkoušení magnetickým práškem s rucními magnety se
  provádí po úsecích.
• Velikost úseku, který lze pokrýt jednou
  magnetizací závisí mimo jiné na kvalite jha
  (induktivite cívky) a intenzite proudu,
  vzdálenosti pólu jha, kvalite styku (priložení)
  jha se zkoušeným predmetem.

23
PÓLOVÁ (PODÉLNÁ) MAGNETIZACE cívkou

• Zkoušený predmet (nebo jeho cást) je obklopen
  magnetovací cívkou. Cívka je napájena
  stejnosmerným, strídavým nebo impulsním proudem a
  vytvárí homogenní magnetické pole se dvema póly.
  Predmet je magnetován podélne, tzn. zjištují se
  prícné necelistvosti.

predmet
Výhodou je, že pri magnetování nevznikají opaly
a predmet se nadmerne neohrívá. Nevýhodou je, že
rozptylové pole cívky v urcité vzdálenosti od ní
zhoršuje tvorbu indikací vad. Spolehlivé zkoušení
je proto omezeno na oblast uvnitr cívky a na
úseky približne do 150 mm od obou koncu cívky.
Pri magnetování pohybující se cívkou musí být
detekcní suspenze nanášena vždy pred cívkou,
nikoliv za ní. Rychlost pohybu predmetu cívkou
nemá presahovat 20 cm.s-1. Cívkové magnetování
je casto používaným zpusobem u stacionárních
prístroju, ale má výhody i u prenosných
proudových zdroju, kde se pri rucním zkoušení
využívají vetšinou cívky navíjené na predmet
prímo z proudových kabelu zdroje.
24
PROUDOVÁ MAGNETIZACE

• Magnetování pruchodem proudu je druh
  cirkulárního magnetování. Zkoušeným predmetem
  nebo jeho cásti prochází elektrický proud
  privádený priloženými elektrodami. Predmet je
  proudem prícne magnetován, takže jsou zjištovány
  podélné necelistvosti. Proud muže být
  stejnosmerný, strídavý nebo impulsní. Jeho
  intenzita se pohybuje od nekolika stovek do
  nekolika tisíc A, napetí je obvykle od 4 do 15 V.

Magnetování pomocným vodicem je cirkulární
magnetování prstencových a trubkových soucástí
nebo soucástí s dírou (napr. ruzná závesná oka,
díry pro šrouby apod.). Pomocným vodicem muže být
bud tyc, nebo kabel z vodivého neferomagnetického
materiálu (Cu, Al, Ms). Proud múže být
stejnosmerný, strídavý nebo impulsní znacných
intenzit. Pomocný vodic se umístuje pokud možno v
ose zkoušeného otvoru.
Predmet se magnetuje pricne, takže jsou
zjistitelné podélné necelistvosti jak na vnejším,
tak i na vnitrním povrchu. Lze detekovat i
radiální necelistvosti v okolí dutin (napr. na
cele trubky). Magnetování pomocným vodicem se
používá pri rucním zkoušení prenosnými zdroji a
hlavne ve stacionárních prístrojích, predevším
automatizovaných.
25
PROUDOVÁ MAGNETIZACE
Indukcí proudu ve zkoušeném telese patrí do
cirkulárního magnetování. Predmet je navlecen na
pomocném vodici z feromagnetického materiálu
upnutém ve jhu buzeným strídavým proudem (predmet
v podstate vytvárí sekundární závit nakrátko
transformátoru).
Strídavým polem jha je indukován v predmetu
proud, který vytvárí druhotné magnetické pole,
takže prstencovitý nebo trubkový predmet je
cirkulárne magnetován. Jsou zjistitelné obvodové
necelistvosti (prícné) jak na vnejším a vnitrním
povrchu telesa, tak na celních plochách.
Výhodou je, že predmet je magnetován
bezdotykove, takže nemohou vzniknout ani opaly,
ani nadmerný ohrev. Nevýhodou je nutnost použití
jha se strídavým magnetováním (zpusob se témer
nepoužívá pri rucním zkoušení), uplatnuje se však
u stacionárních prístroju, zejména
automatizovaných. Široké využití má predevším pri
hromadné kontrole kvality leteckých soucástí
prstencovitých tvaru.
26
IMPULSNÍ MAGNETOVÁNÍ

• Impulsní magnetování je zvláštní magnetovaci
  zpusob vhodný pro zkoušení výrobku s dostatecným
  zbytkovým magnetickým polem. Materiál techto
  výrobku musí mít koercitivní sílu Hc 1 až 2,5
  kA.m-1
• a remanenci nejméne Br 0,9 T.
• Prí tomto zpusobu se magnetické pole v predmetu
  vytvárí bud proudovým impulsem, nebo se predmet
  vkládá do cívky buzené proudovými impulsy
  intenzity až 10 000 A.
• Doba trvání impulsu je od 0,1 do 0,001 s. Za tak
  krátkou dobu se nestací vytvorit opaly, takže je
  možno zkoušet i výrobky opracované na cisto. To
  je velkou výhodou impulsního magnetování.

U predmetu, jejichž pomer délkašírce je menší
než 31, jsou zjistitelné jak podélné tak prícné
necelistvosti. U delších predmetu jsou detekovány
jen vady jednoho smeru. Impulsní magnetování je
používáno zejména u drobnejších soucástí s
vhodnými magnetickými vlastnostmi, a to jak pri
rucním zkoušení v hromadné výrobe, tak zejména
pri automatizované kontrole.
27

• KOMBINOVANÉ MAGNETOVÁNÍ
• je postup, kterým je možno zjistit necelistvosti
  libovolné orientace jediným pracovním pochodem.
  K tomu úcelu musí být použito soucasne
  magnetizace podélné i prícné tak, aby jimi
  vyvolaná magnetická pole byla vzájemne kolmá a
  casový prubeh polí byl rozdílný. V predmetu
  vznikne výsledné pole, jehož smer se periodicky
  mení.

Kombinovaná magnetizace pomocným vodicem a
pruchodem proudu v predmetu
Kombinovaná magnetizace pomocným vodicem a
indukcí proudu v predmetu
28
PRÍSTROJOVÁ TECHNIKA
Rucní elektromagnety
Rucní elektromagnet TS 230 S  standardní
provedení 230V/50 Hz
Rucní elektromagnet TS 230 provedení mini
230V/50 Hz
29
PRÍSTROJOVÁ TECHNIKA
Stacionární magnetizátory
Zjištování trhlin magnetickou metodou Magnetizér
DELTAFLUX Série DH

• Zarízení na zjištování trhlin magnetizacní
  práškovou metodou (Tiede)

30
PRÍSTROJOVÁ TECHNIKA

• Sedimentacní banka
• Sedimentacní banka se používá k urcování podílu
  pevných cástic v suspenzi nebo na kontrolu
  znecištení suspenze fluorescencních a barevných
  prášku.
• Technické parametry
• objem       100 ml materiál    laboratorní
  sklo stupnice    do 1.5 ml delení po 0.1 ml,
                   od 1.5 do 10 ml delení po 0.5
  ml stojan

31
PRÍSTROJOVÁ TECHNIKA
UV lampy
UV lampa typ B 100 AP Bodove fokusovaná S
tepelnou ochranou proti prehrátí Intenzita UV
svetla 8 900eW/cm2 ve vzdálenosti 250 mm 100 W,
znacka CE Hmotnost celková 4,2 kg Hmotnost
samotné lampy 1,6 kg
UV lampa typ B 100 A Bodove fokusovaná Bez
tepelné ochrany Intenzita UV svetla 8
900eW/cm2 ve vzdálenosti 250 mm 100 W, znacka
CE Hmotnost celková 3,4 kg Hmotnost samotné lampy
1,2 kg
32
PRÍSTROJOVÁ TECHNIKA

• Bertholdova merka
• Je jednoduchá pomucka pri zkoušení magnetickou
  práškovou metodou, používá se k overení smeru
  magnetizace, zjistitelnosti vad
• Technické parametry Prumer 20 mm Výška 5
  mm Váha 24 g

33
PRÍSTROJOVÁ TECHNIKA

• Merka Typ 1 podle EN ISO 99342
• Merka se používá k overování detekcní suspenze
  pri zkoušení magnetickou práškovou metodou. Na
  obou stranách povrchu merky je hustá sít trhlin.
  Merka je sama magnetická a má dostatecnou
  remanenci k vytvorení indikací trhlin.

34
DEMAGNETIZACE

• Základy demagnetizace (odmagnetování)
• Remanence je vítaná pri výrobe permanentních
  magnetu, nebo chceme-li zkoušet (s využitím
  remanence) ve zbytkovém poli.
• Pro další používání zkoušeného predmetu muže mít
  remanence rušivý efekt, napr. tím, že
• pri svarování vychyluje oblouk,
• pri mechanickém opracování pridržuje trísky,
• ovlivnuje cinnost elektrických prístroju

Existuje-li nebezpecí, že zbytkový magnetismus
ve zkoušeném predmetu bude negativne ovlivnovat
další operace, anebo zejména jeho pozdejší
používání, musí být predmet po magnetické
práškové zkoušce odmagnetován (demagnetizován).
Po magnetizaci strídavým polem postací k
odmagnetování vetšinou protažení predmetu cívkou,
nebo oddálení jha. Odmagnetování je v prvé rade
nezbytné po stejnosmerné magnetizaci, musí se
použít nízká frekvence strídavého proudu, aby se
dosáhlo velké hloubky vniku pole. Klesající
intenzity pole se dosahuje pomalým oddalováním
zkoušeného predmetu z demagnetizacní cívky, nebo
postupným snižováním proudu v cívce.
35
Odmagnetovací tunely
36
DETEKCNÍ PROSTREDKY

• V magnetických práškových metodách rozdelujeme
  detekcní prostredky z hlediska tvorby indikace a
  jejího hodnocení ve viditelném nebo ultrafialovém
  svetle na prášky barevné a prášky fluorescencní
• Vlastnosti magnetických prášku
• Od dobrého magnetického prášku se požaduje snadná
  tvorba dobre viditelných a ostre vykreslených
  indikací necelistvostí materiálu. Tato tvorba je
  podmínena následujícími vlastnostmi
• a) magnetické vlastnosti - prášek musí být z
  feromagnetického materiálu o
• vysoké permeabilite, co nejnižší koercitivní síle
  a musí být magneticky stejnorodý.
• b) optické vlastnosti
• barva prášku - moderní magnetické prášky se
  vyrábejí pouze v prirozených barvách, tj. cerné,
  šedé, cervené,
• fluorescence prášku - intenzita fluorescence
  prášku se vyjadruje fluorescencním koeficientem b
  cd/W vetšina prášku fluoreskuje žlutozelene
  nebo modrozelene, ridceji též oranžove.
• c) velikost práškových cástic podminuje dobrou
  zjistitelnost zejména jemných necelistvostí.
  Proto se zásadne používá pro suspenze prášku
  jemného zrnení a pro suchý zpusob prášku hrubšího
  zrnení.

37
?
38

• d) chemické složení - výchozími materiály
  magnetických prášku jsou
• cisté železo (prášky šedé a cerné barvy
  podle druhu výroby s tvarem
• zrn je bud nepravidelne
  kulovitým nebo mírne protáhlým),
• karbonylové železo (prášky syte cerné se
  zrnem kulovitého tvaru),
• oxidy železa Fe2O3 oxid železitý
  (cervený), Fe3O4 oxid železnato-
• železitý (cerný)
• Magnetické vlastnosti prášku z cistého Fe
  popr. karbonylového železa jsou velmi dobré a
  jsou vhodné jak pro suchý zpusob nanášení tak i
  pro olejové suspenze.
• Nejsou vhodné pro vodné suspenze, nebot
  zejména pri nízkém obsahu antikorozních prísad v
  suspenzi snadno korodují a tím se znehodnocují.
• Prášky z oxidu Fe jsou vhodné pro všechny
  zpusoby zkoušení. Jejich cástice ve vodných
  suspenzích korozi nepodléhají. Tvar jejich zrn
  bývá kulovitý až tycinkovitý. Magnetické
  vlastnosti mají nepatrne horší než prášky prvé
  skupiny. Vlastnosti magnetických prášku ovlivnují
  výrazne rozeznatelnost vad a proto se kontrolují
  pomocí ruzných merek.

39
Rozdelení magnetických prášku podle velikosti
cástic

• Puvodní, dosud casto používané rozdelení
  magnetických prášku, rozlišovalo podle
  velikosti cástic suché prášky 40 až 400 mm,
• 
  prášky do suspenzí 1až 40 mm
• Toto rozdelení však neposkytuje uživateli
  dostatecnou informaci o jakosti používaného
  prášku z hlediska jeho jemnosti. V zahranicních
  normách se definuje velikost cástic prášku dolním
  - dd, stredním - ds a horním prumerem cástice -
  dh.
• dd znací, že maximálne 10 všech cástic je
  menších než uvádená hodnota
• dh znací, že maximálne 10 všech cástic je
  vetších než uvádená hodnota
• ds znací, že 50 cástic prášku se rovná nebo je
  vetších než uvádená hodnota
• Tímto zpusobem je z hlediska velikosti cástic
  magnetický prášek presne definován. V praxi však
  k rychlé a jednoduché klasifikaci vetšinou
  postací jen hodnota ds.
• Podle ní se moderní magnetické prášky barevné i
  fluorescencní pro mokrý zpusob rozdelují do trí
  skupin
• jemné
  prášky ds 3 až 8 mm
• strední
  prášky ds 8 až 16 mm
• hrubé
  prášky ds 16 až 32 mm

40
VLASTNOSTI DETEKCNÍCH PROSTREDKU

• Vlastnosti detekcních suspenzí jsou podmíneny
  vlastnostmi nosných kapalin, kterými mohou být
  olej, petrolej nebo voda s prísadami.
• Viskozita
• Její hodnota výrazne ovlivnuje tvorbu indikace
  necelistvostí. Cím je vyšší, tím pomaleji jsou
  cástice v prášku dopravovány do míst s
  rozptylovými poli. Je udávána jako hodnota
  dynamické viskozity v Pas (pascalsekunda) za
  urcité teploty (obvykle 20C). Vodné suspenze
  mají viskozitu približne 1 mPas. Ta se prídavkem
  smácedla a antikorozní prísady mení jen
  nepodstatne. Olejové suspenze jsou viskóznejší,
  presto však jejich viskozita nemá prekrocit
  hodnotu 6 mPas, nebot pak již dochází k
  nepríznivému ovlivnení tvorby indikací
• Povrchové napetí
• Je duležitou hodnotou u vodných suspenzí. Protože
  povrchové napetí vody je príliš vysoké (približne
  73 mNm-1), snižuje se prísadou smácedel na 25 až
  35 mNm-1. Cím je nižší povrchové napetí, tím je
  lepší smácivost povrchu.

41
VLASTNOSTI DETEKCNÍCH PROSTREDKU

• Hodnota pH
• Je hodnotou duležitou pro vodné suspenze.
  Ovlivnuje výrazne inhibitory koroze, které jsou
  jako prísady pridávány do techto suspenzí. Cím je
  hodnota pH vyšší, tím lépe ochranuje suspenze
  zkoušený predmet proti korozi. Protože však
  príliš zásadité vodné suspenze by nepríznive
  pusobily na pokožku pracovníku, musí být hodnota
  pH vodných suspenzí 8 až 9,5.
• Obsah prášku v suspenzi
• se rídí smernicemi výrobce, popr. podle
  zkušebního predpisu. Moderní
• prášky se do suspenzí dávají v techto pomerech
• barevné prášky - 5 až 10 g na 1 litr nosné
  kapaliny
• fluorescencní prášky - 0,5 až 2 g na 1 litr nosné
  kapaliny
• v žádném prípade by však obsah prášku nemel
  prekracovat 20 g na 1litr
• Fluorescence nosné kapaliny
• Nosná kapalina suspenze fluorescencního prášku
  nesmí sama fluoreskovat
• a nesmí potlacovat fluorescenci prášku

42
PROVOZNÍ TRVANLIVOST FLUORESCENCNÍHO PRÁŠKU

• Fluorescencní koeficient b udává intenzitu
  fluorescence daného magnetic-kého prášku.
• Je definován jako podíl jasu dané plochy L,
  pokryté fluorescencním práškem a intenzity
  ozárení cerným svetlem Ee

cdW -1
Pri použití fluorescencního magnetického prášku v
magnetovacích prístrojích s cerpadlovým okruhem
detekcní kapaliny je treba pocítat s postupným
snižováním hodnoty jeho fluorescencního
koeficientu b. Je to zpusobeno oterem luminoforu
z feromagnetických cástic následkem
hydromechanického namáhání v cerpadle. Odolnost
proti tomuto oteru se nazývá provozní trvanlivost
(stálost), vyjadruje se faktorem provozní
trvanlivosti B, který udává hodnotu relativní
fluorescence za dobu tb 50 hodin a je oznacn
B50 . Má-li fluorescencní prášek hodnotu provozní
trvanlivosti vyjádrenou napr. B50 0,8
pak ciní ztráta jeho fluorescence po 50 h provozu
v cerpadlovém okruhu 20 .
43
ELEKTROINDUKTIVNÍ METODY

• Jsou metody, které k indikaci rozptylového pole
  nad necelistvostmi používají snímací cívky resp.
  sondy, ve kterých se pusobením vnejšího
  magnetického pole indikuje elektrické napetí,
  které je možno merit nebo registrovat.
• Snímace rozptylových polí používané v techto
  metodách jsou
• - snímací cívka
• - feromagnetická sonda
  (Försterova)
• - Hallova sonda
• - magnetodioda
• - magnetorezistor
• Urcitou nevýhodou techto zpusobu snímání
  rozptylových polí je, že k dosažení
  reprodukovatelných výsledku je nutné, aby snímac
  byl veden v malé a konstantní vzdálenosti nad
  povrchem zkoušeného telesa. Intenzita
  rozptylového pole vyvolaného necelistvostí
  materiálu, a tedy i citlivost metody se
  vzdáleností od povrchu prudce klesá. Proto v
  praxi nekdy tyto principy snímání narážejí na
  potíže vyplývající z nedodržení konstantní
  vzdálenosti mezi povrchem telesa a cidlem.

44
Snímací cívky

• jsou snímace rozptylových polí s vhodne
  usporádaným vinutím, v nemž zmena magnetického
  toku indukuje elektrické napetí E úmerné (podle
  indukcního zákona) poctu závitu cívky N a casové
  zmene dt magnetického toku dF ve vinutí

Proto se snímací vinutí musí vuci zkoušenému
telesu pohybovat, protože teprve pruchodem místa,
které je nositelem prostorové zmeny pole, dochází
i k jeho casové zmene vuci vinutí. Snímací cívky
se používají bud bez jádra nebo s otevreným
jádrem. Pro nekteré úcely (napr. pro indikaci
podélných vad ve válcových telesech) se používají
rotacní cívky .
45
Usporádání snímacích cívek
Indukované napetí E ve snímací cívce je úmerné
rychlosti zmeny magnetického toku
Císlice znamenají 1 - snímací cívka,
2 - smer pohybu cívky

3 - zkoušený predmet
46
Principy snímání rozptylového pole

• Usporádání defektoskopického vícekanálového
  systému s podélným magnetickým polem firmy
  Foerster.
• Magnetizace se realizuje stejnosmerným proudem
  dvojicí cívek, mezi nimiž je približne homogenní
  magnetické pole. Mezi cívkami je umísteno
  senzorové pole navzájem presahujících sond.

47
Principy snímání rozptylového pole
Usporádání defektoskopického vícekanálového
systém s prícným magnetickým polem. Magnetizacní
rotacní hlava rotuje kolem prímocare se
pohybující trubky. Senzorové pole ze dvou
protilehlých segmentu je zavešeno mezi póly
elektromagnetu. Rozlišení vady na povrchu a
uvnitr trubky je stejné jako u Transomatu.
48
Principy snímání rozptylového pole

• Defektoskopické systémy firmy Foerster umožnují s
  urcitou nejistotou rozpoznávat vady na vnejším a
  vady na vnitrním povrchu trubky. Napetový impuls
  nad vadou na vnejším povrchu je vyšší a užší a
  obsahuje vyšší frekvencní složky oproti impulzu
  od vnitrní vady, který je širší a nižší.

49
INDIKACE VAD

• Magnetickou práškovou metodou lze odhalit všechny
  povrchové a blízko pod povrchem ležící vady,
  které narušují magnetický tok uvnitr výrobku
  natolik, že na povrchu výrobku vzniknou
  zjistitelná rozptylová pole.
• Z povrchových vad jsou touto metodou zjistitelné
  nejsnáze vady plošného charakteru, predevším
  trhliny a studené spoje, nebot vyvolávají
  nejvýraznejší rozptylová pole. Výskyt techto polí
  je indikován výrazným nahromadením magnetického
  prášku.
• Obdobný je rovnež vzhled indikací rádkových
  vmestku u tvárených materiálu. Vady typu preložek
  a plen materiálu, vyústujících šikmo na povrch
  výrobku, dávají vzhledem k orientaci vady méne
  výrazná rozptylová pole.
• Zjistitelnost póru je znacne závislá na jejich
  vzájemném usporádání a tvaru, takže jsou obvykle
  zretelne indikovány jen tehdy, pokud vytvárejí
  rádkové shluky.
• Vady prostorového charakteru jako jsou bubliny,
  staženiny, struskové s pískové vmestky, vytvárejí
  vetšinou méne výrazná rozptylová pole, jejich
  indikace nemívají dostatecne ostrou kresbu a hure
  se hodnotí.
• Podpovrchové vady se zjištují tím obtížneji, cím
  je jejich vzdálenost od povrchu vetší. Se
  vzdáleností od povrchu se zvetšuje i neostrost
  indikace a hodnocení takových difúzních indikací
  bývá málo spolehlivé.

50
NEPRAVÉ INDIKACE

• Magnetická rozptylová pole vznikají nejen
  v místech necelistvosti materiálu, ale casto také
  tam, kde se necelistvosti nevyskytují. Indikacím,
  které nemají prícinu svého vzniku v porušení
  souvislosti materiálu, ríkáme nepravé nebo
  falešné indikace. Prícinou vzniku nepravé
  indikace mohou být

• náhlé zmeny magnetických vlastností povrchu
  zkoušeného predmetu. Napr. kontakt s ostrou
  hranou jiného zmagnetovaného predmetu (rýsovací
  jehla, šroubovák ap.). Tyto nepravé indikace
  zmizí po odmagnetování výrobku. Jsou casté
  zejména u cementovaných nebo kulickováním
  zpevnených povrchu,
• náhlé zmeny prurezu výrobku vedou ke zvýšeni
  hustoty magnetického toku, který vyvolá nepravou
  indikaci. Odmagnetováním se tato nepravá indikace
  neodstraní,
• zmeny struktury materiálu vyvolávají nepravé
  indikace, které jsou vetši-nou široké s neostrými
  okraji. Pri stejném zpusobu magnetování se tyto
  indikace objevují ve stejných místech

51
NEPRAVÉ INDIKACE

• vlákna materiálu, zejména u ocelí tvárených za
  studena. U techto nepravých indikací je nápadný
  shodný smer se smerem materiálových vláken.
  Potlacení techto nepravých indikací je nekdy
  možné snížením intenzity magnetování o 10 až 20
  . Pokud se indikace objeví i nadále, je treba
  jejich výskyt overit jinou nedestruktivní metodou
  (napr. kapilární),
• nadmerná intenzita magnetování predmetu vede ke
  vzniku cetných drobných indikací, orientovaných
  ve smeru magnetických silocar pole. Vznikají
  zejména v blízkosti pólu magnetovacího jha.
  Snížením intenzity magnetování se vetšinou tyto
  nepravé indikace potlací. Podobný úkaz však muže
  poskytnout i nadmerne vysoká koncentrace
  magnetického prášku v suspenzi.

52

• VÍRIVÉ PROUDY

53
VÍRIVÉ PROUDY
ÚVOD

• Vírivé proudy tvorí druhou skupinu v metodách,
  které využívají ke zjištování vad materiálu a
  výrobku pusobení elektromagnetického pole.
• Na rozdíl od metody magnetických rozptylových
  toku je metoda vírivých proudu založena na
  zjištování zmen fyzikálních vlastností vzorku
  pomocí magnetického strídavého pole.
• Princip metody
• Ve vzorku, který má elektrickou vodivost g
• permeabilitu m
• a urcité rozmery
• se po jeho vložení do strídavého
  magnetického pole indukují vírivé proudy, které
  svými magnetickými úcinky pusobí zpetne na pole
  puvodní - budicí.
• Vzniklá magnetická pole (od magnetizacní cívky
  a od vírivých proudu indukovaných ve vzorku) se
  vektorove skládají.
• Výsledné pole závisí
• na kmitoctu magnetizacního proudu (f)
• na elektrických a magnetických
  vlastnostech vzorku (g, mr)
• rozmerech vzorku

54
VÍRIVÉ PROUDY
ÚVOD

• Použití
• u všech druhu elektricky vodivých materiálu
  (neferomagnetických i feromagnetických)
• možnost soucasného oddeleného hodnocení dvou
  parametru zkoušeného telesa (zpravidla výskyt
  necelistvostí a zmena rozmeru) pri jediném
  kontrolním pochodu, (príznivá vlastnost)
• Výhody
• umožnuje sledovat vlastnosti zkoušeného telesa,
  jejichž zmeny ovlivnují elektrickou vodivost nebo
  prurez, resp. permeabilitu
• je bezdotykovou metodou a dovoluje proto vysokou
  rychlost plynulého zkoušení
• výstupní informací je elektrický signál, který
  splnuje predpoklady pro automatizaci kontroly

55
VÍRIVÉ PROUDY

• Vírivé proudy mohou být použity pro
• zjištování trhlin
• merení tlouštky materiálu
• merení tlouštky náteru
• merení vodivosti pro
• materiálové identifikace
• detekce tepelného poškození
• stanovení hloubky plášte
• kontroly tepelného zpracování
• Výhody vírivého proudu
• Citlivý na malé trhliny a další defekty
• Odhalí povrchové a podpovrchové vady
• Zkoumání dává okamžité výsledky
• Vybavení je prenosné
• Minimální potrebná príprava vzorku
• Testovací sonda nepotrebuje vždy prímý kontakt se
  soucástkou
• Umožnuje vyšetrení složitých tvaru a velikosti
  vodivých materiálu

56
VÍRIVÉ PROUDY
Princip metody vírivých proudu lze jej
vysvetlit na prípadu válcového telesa z
elektricky vodivého materiálu vloženého do cívky
napájené strídavým elektrickým proudem i1. Její
strídavé magnetické pole H1 indukuje v telese
elektrické napetí a protože tento obvod
predstavuje uzavrený proudovodic, vznikají ve
válci cirkulární proudy i2 nazývané vírivé. Tyto
proudy vytvárejí vlastní pole H2, které má
opacnou fázi než pole budící. Vlivem pole
vírivých proudu je budící pole H1 zeslabováno a
vzniká výsledné pole H, dané vektorovým složením
obou dílcích polí (tzn. pole budícího vyvolaného
proudem v cívce H1 a pole vírivých proudu H2).
Budící a vírivé pole u materiálu s trhlinou
57

• Nositeli informace o vlastnostech telesa resp.
  jeho cásti jsou amplituda a fáze výsledného pole
  H.
• Vyhodnocení informace o vlastnostech telesa se
  uskutecnuje
• bud prímo v cívce, která budí strídavé magnetické
  pole. Cívkový systém má jedno vinutí a
  vyhodnocuje se zmena impedance cívky Z (tj. její
  odpor, který klade strídavému proudu) co do
  velikosti a fáze,
• nebo pomocí cívky snímací, kdy cívkový systém má
  dve vinutí (budící a snímací) a merí se amplituda
  a fáze napetí na snímacím vinutí.
• Trhlina snižuje elektrickou vodivost ?
  materiálu zkoušeného telesa, vírivé proudy H2
  trhlinu obtékají, jejich dráha se prodlužuje a
  snižuje se rovnež i hustota vírivých proudu.
• Tím se snižuje i intenzita zeslabení budícího
  H1, takže intenzita výsledného pole H a s ní i
  indukované napetí na snímací cívce stoupne.
  Zvýšená amplituda napetí svedcí o výskytu
  trhliny.

58

• ROZLOŽENÍ PROUDOVÉ HUSTOTY V PRUREZU VODICE.

Skin efekt (též povrchový efekt (skin angl. kuže)
je zpusoben nerovnomerným rozložením proudové
hustoty v prurezu vodice)
Podle Lenzova zákona pusobí indukované proudy
proti prícine svého vzniku, tj. potlacují
strídavý magnetický tok. Nejvetší zeslabení toku
nastane ve strední cásti prurezu, která je
obepínána všemi vlákny indukovaných vírivých
proudu iv. Zde je hustota toku, tj. magnetická
indukce B, nejmenší. Místa blíže k povrchu jsou
obepínána menším proudem, zeslabení toku je zde
menší a indukce vetší.
59

• Vírivé proudy jsou uzavrené smycky indukovaného
  proudu obíhající v rovinách kolmých k
  magnetickému toku. Hustota vírivého proudu se
  snižuje exponenciálne s hloubkou. Tento úkaz je
  známý jako povrchový jev.
• Hloubka, do které vírivé proudy proniknou do
  materiálu je ovlivnována
• - frekvencí budicího proudu f
• - elektrickou vodivostí g
• - magnetickou permeabilitou vzorku mr
  (u feromagnetických materiálu)
• Pro prípad materiálu rovinného povrchu s velkou
  tlouštkou pri sinusovém prubehu magnetické
  indukce a uvažujeme-li konstantní permeabilitu
  zkoušeného materiálu, je hloubka vniku s (mm)

kde w 2p f - kruhová frek. strídavého
magnetického pole rad.s-1 mo 4p.10-7 -
permeabilita vakua H.m-1 mr - relativní
permeabilita - g - merná vodivost (dále
vodivost) S.m-1 f - frekvence
budícího proudu Hz
60

• Pri zkoušení metodou vírivých proudu vždy
  zkoušíme predevším povrchovou vrstvu. Urcení její
  hloubky, do které je zkoušení úcinné je obtížné.
  Pro približnou predstavu tedy slouží tzv. hloubka
  vniku vírivých proudu, tj. hloubka, ve které
  poklesne hustota vírivých proudu na 37 hodnoty
  na povrchu.
• Príklad
• Pro železo pri kmitoctu f 50 Hz
• vodivosti g 7,8.106
  S.m-1
• relativní permeabilite mr 20
• bude standardní hloubka vniku

61

• ZNÁZORNENÍ HLOUBKY VNIKU

Rozdelení hustoty vírivých proudu po prurezu
zkoušeného materiálu je velmi nerovnomerné. V ose
tyce je hustota vírivých proudu nulová, nejvetší
je na povrchu. Pri použití nízké frekvence je
hustota vírivých proudu celkove nízká, avšak
proudy zasahují vetší cást prurezu. U vysokých
frekvencí je naopak hustota vírivých proudu
vysoká, ale pouze v pomerne tenké povrchové
vrstve. V dusledku vzniku vírivých proudu je i
rozdelení intenzity magnetického pole po prurezu
nerovnomerné.
62
Pri zkoušení materiálu na automatických linkách
nemuže být frekvence príliš nízká, zejména pri
zjištování vad. Vada by mohla projít cívkou
dríve než se uskutecní celý kmit a mohla by
zustat nezjištena. Proto frekvence v kHz nemá být
nižší než je rychlost pohybu v m/s. Napr. pri
rychlosti 2 m/s nemá být frekvence nižší než 2
kHz.
63

• METODA S PRUCHOZÍ CÍVKOU

• Kontrolovaný materiál prochází merící cívkou s
  dvojím vinutím magnetizacním a snímacím.
  Primární magnetizacní vinutí je napájeno
  strídavým proudem o frekvenci f vytvárí strídavé
  magnetické pole H. Zpetným pusobením magnetického
  pole vírivých proudu na pole puvodní vzniká
  magnetické pole výsledné, které indukuje ve
  snímací cívce napetí Eind, jehož velikost je dána
  fyzikálními vlastnostmi materiálu, geometrickým
  tvarem cívek a jejich vzájemnou vazbou a budící
  frekvencí.
• Matematický výpocet indukovaného napetí Eind
  vychází z teorie vírivých proudu a je odvozen za
  urcitých zjednodušujících predpokladu
• vodivost g a permeabilita mr jsou fyzikálními
  konstantami materiálu,
• délka cívky a délka kontrolovaného materiálu je
  uvažována jako neomezene velká,
• budící proud má sinusový prubeh o kruhovém
  kmitoctu w

64
Kolísání velikosti signálu pri excentrickém
umístení zkoušeného kusu
65
Absolutní snímace mají jen jedno vinutí, z nehož
se získává požadovaná kontrolní informace. Pri
tom se muže jednat pouze o jednu cívku, která
plní funkci cívky napájecí i merící. Informace o
defektech pak nese zmena impedance této cívky.
Citlivost absolutního zapojení je však
malá. Diferenciální zapojení má vždy dve cívky,
z jichž získáváme požadovanou kontrolní
informaci. Usporádání cívek umožnuje vzájemné
porovnání dvou blízkých lokalit kontrolované
soucásti. Výhodou tohoto zapojení je, že se
citlive indikují pouze lokálne diferencované
nehomogenity napr. trhliny, které se nachází vždy
pouze pod jednou z diferencovaných cívek.
Pozvolné zmeny podél celého objektu se eliminují.
66

• Hlavní oblastí aplikace metody s pruchozí cívkou
  je zkoušení tycového materiálu (tyce ruzného
  prurezu, trubky, dráty).
• Hlavní znaky zkušebního zarízení
• Diferenciální cívky usporádané za sebou
• Vysoký koeficient plnení cívek (pri zkoušení
  tycí z nekruhovým prurezem se užívají i
• nekruhové cívky, napr. ctvercové, obdélníkové)
• Vysoká zkušební rychlost, protože se snímac
  nedotýká zkoušeného predmetu
• Možnost zkoušení i za vysokých teplot pomocí
  speciálních chlazených snímacu
• Nejlépe se zjištují vady krátké, které behem
  zkoušení nezasáhnou do obou cívek. Pri zkoušení
  trubek jsou velmi dobre indikovány drobné díry
  pres celou tlouštku steny, takže je možno u
  trubek tímto zkoušením nahradit zkoušku vnitrním
  pretlakem.
• Indikace dlouhých vad je méne spolehlivá. Pokud
  vada zasáhne do obou diferenciálních cívek,
  signál vady se alespon cástecne vyruší. Dlouhé
  vady bývají indikovány prevážne na koncích, pokud
  nemají príliš pomalý nábeh.

67
METODA S PRÍLOŽNOU CÍVKOU
Cívka napájená strídavým proudem se radiálne
prikládá k povrchu zkoušeného telesa.
Magnetické pole od vírivých proudu zpetne
ovlivnuje vlastnosti príložné cívky a zpusobuje
zmenu její impedance. Pomery ukazuje obr.
vlevo, kde Hp je primární budicí magnetické pole
od magnetizacního proudu v cívce, Hs je
sekundární reakcní magnetické pole od vírivých
proudu iv, indukovaných ve vzorku. Zpetné
pusobení vírivých proudu bude opet souviset s
elektrickými a magnetickými vlastnostmi
zkoušeného vzorku jako u metody pruchozí cívky,
dále bude znacne záviset na oddálení cívky od
povrchu vzorku a na tlouštce mereného vzorku.
"Oddalovací efekt" Ize v nekterých prípadech
využít, napr. pri merení tlouštky nevodivé vrstvy
na vodivém podkladu, jindy se musí potlacovat,
napr. pri kontrole trhlin nebo vodivosti.
68
METODA S PRÍLOŽNOU CÍVKOU
U principu s pruchozí cívkou obepínal cívkový
systém kontrolované teleso a údaj metody
odpovídal prumerné hodnote z povrchové vrstvy
celého obvodu telesa. Naproti tomu u snímace typu
príložné cívky je oblast jeho pusobení podstatne
omezenejší, srovnatelná svými rozmery s rozmery
cívkového snímace.
69
Pomery pri zkoušení materiálu príložnou cívkou
jsou velmi složité. Významne se uplatnují zejména
tyto vlivy Vliv tlouštky materiálu uplatnuje s
zejména pri merení elektrické vodivosti. Aby se
neprojevil vliv tlouštky materiálu, je zapotrebí
merit na dostatecne silných vzorcích, minimálne 1
3 mm podle druhu materiálu. Vliv frekvence
metoda s prílož. cívkou je málo citlivá jednak
pri malých frekvencích, ale i pri frekvencích
príliš velkých. Je nutno pozorne vybrat pro
každou úlohu nejlepší frekvenci. Vliv mezery mezi
cívkou a povrchem materiálu vzdálenost od
povrchu má velmi znacný vliv i pri zmenách
nekolika mikrometru. V urcitých prípadech je tak
možno metodu využít pro merení tlouštky vrstev.
70
METODA S PRÍLOŽNOU CÍVKOU
Síla vírivých proudu pod cívkou sondy je
indikována barvou. Na spodním obrázku je vada
pod pravou stranou cívky a je videt, že vírivé
proudy jsou zde slabší. Cívka má zpravidla
jediné vinutí, takže na rozdíl od systému s
pruchozími cívkami, kde bylo nositelem informace
indukované napetí se v tomto prípade hodnotí
zpravidla zmeny impedance cívky ZL.
71
Zobrazení mereného signálu V prípade metody s
pruchozími cívkami je sledovanou informací
indukované napetí. U metody s príložnou cívkou se
zpravidla hodnotí zmeny impedance cívky ZL
72
METODY PRO ZJIŠTOVÁNÍ ZÁMEN A STRUKTURNÍHO STAVU
MATERIÁLU
73
Prístroje pro kontrolu struktury a zámen materiálu

• Krome zjištování povrchových vad lze
  elektromagnetických vlastností materiálu využít i
  pro kontrolu nekterých dílcích, pro
  zpracovatelské úcely duležitých charakteristik.
  Do tohoto oboru spadá predevším kontrola
• - chemického složení feromagnetických i
  neferomagnetických kovu,
• výsledku jejich tepelného zpracování.
• Metody používané pro uvedené úcely jsou založeny
  na závislostech mezi strukturním stavem kovových
  materiálu a jejich magnetickými resp.
  elektrickými vlastnostmi. Protože nejcasteji
  zpracovávaným kovovým materiálem jsou
  feromagnetické oceli, zameruje se strukturní
  kontrola zejména na tento druh materiálu. Oceli
  poskytují díky svým feromagnetickým vlastnostem
  podstatne širší možnosti kontroly strukturního
  stavu než materiály neferomagnetické, u nich lze
  pro tento úcel využít pouze zmen elektrická
  vodivosti.

74
MERENÍ KOERCITIVNÍ SÍLY HC a MERENÍ REMANENTNÍ
INDUKCE Br
MERENÍ KOERCITIVNÍ SÍLY HC Merení koercivity
je jedním z perspektivních principu kontroly
tepelného zpracování, nebot rada ocelí vykazuje
monotonní závislost mezi tvrdostí a koercivitou
v použitelném rozsahu. Klasický zpusob merení
však není jednoduchý, nebot vyžaduje zmagnetování
kontrolovaného výrobku do nasycení v jednom
smyslu a poté zjištení opacné intenzity pole,
potrebné pro zrušení remanentní indukce. Uvedený
postup má spíše laboratorní charakter a je též
laboratorne používán. Jeho mechanizace, resp.
automatizace je obtížná a v provozním merítku se
zatím užívá pouze zrídka. Za urcitých predpokladu
je však možno nahradit merení koercivity merením
remanentní indukce, jak je uvedeno dále.
75
MERENÍ KOERCITIVNÍ SÍLY HC a MERENÍ REMANENTNÍ
INDUKCE Br
MERENÍ REMANENTNÍ INDUKCE Br Merení
zdánlivé remanentní indukce je podstatne
jednodušší než merení koercitivní síly Hc , nebot
stací merit pole v okolí predmetu, který byl
predtím zmagnetován do nasycení. Postup lze
pomerne jednoduše mechanizovat nebo automatizovat.
76
METODA POTENCIOMETRICKÁ (tlouštka materiálu)
Dalším možným použitím metody merení
elektrického potenciálu je stanovení tlouštky
materiálu. Po ocejchování prístroje pomocí merky
se známými tlouštkami stací pro merení tlouštky
pristup jen z jednoho povrchu, což je zvlášt
výhodné napr. pro urcení tlouštky sten trubek,
nádrží, plechu a pod. Praktické overeni merení
tlouštky materiálu potvrdilo, že pri merení v
rozsahu tlouštek do 1 mm lze dosáhnout presnosti
0,01 mm, v rozsahu 1 až 3 mm presnosti 0,1 mm.
77
METODA POTENCIOMETRICKÁ (kontaktní zpusob)
Metoda je založena na merení elektrického
potenciálu vyvolaného proudem na urcité délce
povrchové vrstvy výrobku. Do kontrolovaného
výrobku se privádí ze stabilizovaného
stejnosmerného (nebo strídavého) zdroje proud
kontaktními elektrodami P1 a P2. V jejich
spojnici umístenými dalšími dvema elektrodami N1,
N2 se merí elektrický potenciál DU, který je
vyvolán proudem I v povrchové vrstve materiálu na
úseku lo mezi elektrodami N1 a N2. Podle Ohmova
zákona má DU hodnotu
kde R je elektrický odpor materiálu
mezi elektrodami N1 a N2, r je merný
odpor lo je vzdálenost napetových
elektrod, I je protékající
proud, S  je prurez materiálu protékaný
proudem.
78
METODA POTENCIOMETRICKÁ (hloubka trhlin)
Vyhledání trhliny kontaktním merením vodivosti
je sice zásadne možné, ale velmi pracné. K
vyhledání trhliny se použíjí jiné metody
(kapilární, prášková atd.) a pomocí kontaktního
merení vodivosti se stanoví jen její hloubka.
Teoretické stanovení hloubky trhliny je
vzhledem k okrajovým podmínkám obtížné a u
strídavého napájení je navíc nelineární závislost
mezi zmereným napetím, hloubkou trhliny a
frekvencí proudu. Výrobci zarízení dodávají
pro vyhodnocení hloubky trhliny kalibracní merku
s umelou trhlinou a v pameti uloženými parametry
pro ruzné materiály, poprípade merku z materiálu,
který se testuje.
Po kalibraci na merce se nejprve priloží sonda
na povrch materiálu bez trhlin a poté se zjištuje
hloubka trhliny z relativní zmeny zmereného
napetí. Pro pomer délky trhliny vuci její hloubce
vetší než 101 platí približný vztah
U1 je napetí merené na povrchu bez trhliny, U2
je napetí merené na trhline, D je vzdálenost
mezi elektrodami P1 a N1, h je hloubka
trhliny.
79
Aplikace

• MERENÍ TLOUŠTKY VRSTEV
• (využití efektu oddálení u príložné sondy)

• Pro merení tlouštky vrstev se používá rozdílných
  fyzikálních vlastností vrstvy a podkladového
  materiálu. Používají se dve metody
• Metoda magneticko-indukcní oznacení F
  (feromagnetikum). Pro merení nemagnetických
  vrstev na
• 
  feromagnetickém podkladu.
• Metoda vírivých proudu oznacení N
  (non-feromagnetikum). Pro merení elektricky
  nevodivých vrstev
• 
  na elektricky vodivém podkladu.

Magneticko-indukcní metoda Merící sonda
obsahuje feromagnetické jádro a budící vinutí
napájené strídavým proudem o nízké frekvenci.
Sonda vytvárí ve svém okolí elektromagnetické
pole. Pokud se v blízkosti sondy nachází
feromagnetický materiál, pole sondy se zesiluje.
Toto zesílení je meritelné druhou, snímací cívkou
a odpovídá vzdálenosti feromagnetika od sondy.
Metoda vírivých proudu Sonda obsahuje cívku bez
jádra napájenou strídavým proudem o vysoké
frekvenci. Sonda vytvárí elektromagnetické pole.
Pokud je v blízkosti sondy elektricky vodivý
materiál, vznikají v nem vírivé proudy, které
vytvárí elektromagnetické pole opacného smeru.
Výsledné pole vzniká vektorovým souctem obou
polí. Zmena pole je meritelná a odpovídá
vzdálenosti el. vodivého materiálu od sondy.
80
Aplikace

• MERENÍ TLOUŠTKY VRSTEV merící prístroje