Was ist die empfohlene Mindestzieldicke für Wirbelströme?

Wirbelstrom TechNote LT02-0011

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Zusammenfassung

Das Feld eines Wirbelstromsensors durchdringt das Ziel bis zu einer bestimmten Tiefe. Daher gibt es eine minimale Zieldicke für optimale Ergebnisse. Dieses Dokument listet die Mindestdicken vieler gängiger Materialien auf und erläutert die bestimmenden Faktoren und die Berechnung der Mindestdicke.

Minimale empfohlene Zieldicke
Felddurchdringung

Die Wirbelstrommessung erfordert eine minimale Targetdicke, um eine ausreichende Durchdringung des elektromagnetischen Feldes der induktiven Sonde zu ermöglichen. Die Eindringtiefe wird von drei Faktoren bestimmt:

  • Induktive Sondenanregungsfrequenz,
  • spezifischer elektrischer Widerstand des Targetmaterials und
  • Magnetische Permeabilität des Targetmaterials.

Induktive Sensoren von Lion Precision verwenden normalerweise eine Anregungsfrequenz von 1 MHz. Sonden mit 12 mm und mehr können je nach Kalibrierung 500 kHz verwenden.

Berechnung der Mindestdicke

Die minimale Targetdicke beträgt das Dreifache der „Hauttiefe“ des Targetmaterials.

Hauttiefe (δ):

δ = 1.98 [ρ / (fµr)] ^ ½ Zoll

δ = 50.3 [ρ / (fµr)] ^ ½ mm

minimale Zieldicke = 3δ

wo:

ρ = elektrischer Widerstand, μ-Ohm - cm

f = Schwingungsfrequenz, Hertz

μr = magnetische Permeabilität

Die Felddichte nimmt exponentiell mit der Tiefe ab (1 / e). In drei Hauttiefen beträgt die Wirbelstromdichte etwa 5% der Oberflächendichte. Drei Hauttiefen sind die Mindestzieldicke, die für eine optimale Leistung geeignet ist.

Ausnahmen

Bei ordnungsgemäßer Systemkalibrierung und -anwendung kann eine Targetdicke von weniger als drei Hauttiefen effektiv gemessen werden. Weitere Informationen und Tests erhalten Sie von Lion Precision.

Minimale Dicke (3 Hauttiefen) einiger gängiger Materialien

NE-Materialien

Material

ρ

μr

Sonde (fMHz)

Minimale Dicke

mm

mils

Silber1.591U3 bis U8 (1.0)0.197.5
U12 bis U50 (0.5)0.2710.6
Kupfer1.711U3 bis U8 (1.0)0.27.8
U12 bis U50 (0.5)0.2811
Gold2.211U3 bis U8 (1.0)0.228.8
U12 bis U50 (0.5)0.3212.5
Aluminium2.651U3 bis U8 (1.0)0.259.7
U12 bis U50 (0.5)0.3513.7
Zink5.971U3 bis U8 (1.0)0.3714.5
U12 bis U50 (0.5)0.5220.5
304 SST721.01U3 bis U8 (1.0)1.2750.2
U12 bis U50 (0.5)1.870.9
führen20.81U3 bis U8 (1.0)0.6927.1
U12 bis U50 (0.5)0.9738.3
Messing6.41U3 bis U8 (1.0)0.3815
U12 bis U50 (0.5)0.5421.3
Zinn11.51U3 bis U8 (1.0)0.5120.1
U12 bis U50 (0.5)0.7228.5
Titan471U3 bis U8 (1.0)1.0340.7
U12 bis U50 (0.5)1.4657.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eisen- und Magnetwerkstoffe

Material

ρ

μr

Sonde (fMHz)

Minimale Dicke

mm

mils

Super6.41240U3 (1.25)0.010.4
U5 (1.5)0.010.3
U8 (1.0)0.010.4
U12 bis U50 (0.5)0.020.6
416 SST57700U3 (1.25)0.041.5
U5 (1.5)0.041.4
U8 (1.0)0.041.7
U12 bis U50 (0.5)0.062.4
Eisen11100U3 (1.25)0.041.8
U5 (1.5)0.041.6
U8 (1.0)0.052
U12 bis U50 (0.5)0.072.8