การทดสอบด้วยกระแสไหลวน คือการทดสอบแบบไม่ทำลาย คำว่าไหลกระแสไหลวน มีความหมายและหลักการอย่างไร
การทดสอบด้วยกระแสไหลวน
(Eddy Current Testing)
สุภัทรชัย สิงห์บาง
การทดสอบด้วยกระแสไหลวน คือการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) คำว่า "กระแสไหลวน" หรือ Eddy Current นั้นมีความหมาย และมีหลักการอย่างไร ? ผู้เขียนเชื่อว่าหลาย ๆ คนอาจยังไม่คุ้นเคย (จากการสอบถามเพื่อน ๆ ที่เป็นวิศวกรในโรงงานอุตสาหกรรม และผู้ที่อยู่ในวงการอุตสาหกรรม) ส่วนใหญ่จะไม่รู้จักว่ากระแสไหลวนนำมาใช้ในวงการอุตสาหกรรมได้อย่างไร
แต่หลังจากอ่านบทความนี้แล้วคุณจะสามารถเข้าใจ และอธิบายได้ว่ากระแสไหลวนใช้ในการทดสอบแบบไม่ทำลายได้อย่างไร
ประวัติความเป็นมา
การทดสอบด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวนได้เริ่มขึ้นจากการที่ไมเคิล ฟาราเดย์ ได้ค้นพบการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Induction) ในปี ค.ศ.1831 ตอนนั้นฟาราเดย์เป็นนักเคมีชาวอังกฤษที่ได้รับการยอมรับอย่างมากในเรื่องที่ค้นค้นพบ ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า, การเคลื่อนที่ด้วยแรงสนามแม่เหล็กไฟฟ้า, ผลกระทบจาก Magneto Optical และอีกหลาย ๆ เรื่อง
ในเวลาต่อมานักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งคือ Hughes ได้ทำการทดลอง เพื่อบันทึกคุณสมบัติของขดลวดที่วางสัมผัสอยู่กับโลหะที่มีค่าความนำไฟฟ้า และค่าการซึมซาบแม่เหล็กที่ต่าง ๆ กัน อย่างไรก็ตามยังไม่มีอะไรเกิดขึ้นจนกระทั่งในช่วงปี ค.ศ. 1950 ถึง 1960 ก็เริ่มมีการนำเอาหลักการของกระแสไฟฟ้าไหลวนไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอากาศยาน และอุตสาหกรรมนิวเคลียร์
หลักการของการทดสอบกระแสไหลวน
การทดสอบด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวน เป็นวิธีการหนึ่งในบรรดาการทดสอบแบบไม่ทำลาย โดยการทดสอบนี้จะใช้หลักการของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetism) กระแสไฟฟ้าไหลวนถูกสร้างขึ้นจากกระบวนการที่เรียกว่า การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Induction) เมื่อไฟฟ้ากระแสสลับถูกจ่ายเข้าไปในขดลวดทองแดง สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ ขดลวดทองแดง โดยการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก จะแปรไปตามการเปลี่ยนแปลงของรูปคลื่นของไฟฟ้ากระแสสลับรูปคลื่นไซน์ที่ป้อนให้ขดลวด ดังแสดงในรูปที่ 1
กระแสไฟฟ้าไหลวนถูกสร้างขึ้นจากกระบวนการที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อไฟฟ้ากระแสสลับถูกจ่ายเข้าไปในแท่งตัวนำ อย่างเช่น ลวดทองแดง จะถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ ตัวนำ ซึ่งสนามแม่เหล็กนี้จะแพร่ขยายตัวสูงสุดตามกระแสไฟฟ้าที่ไหลถึงค่าสูงสุด และหดตัวต่ำสุดเมื่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำลดลงถึงค่าศูนย์ ในช่วงระหว่างการขยายตัว และยุบตัวของสนามแม่เหล็กดังกล่าวนี้หากมีแท่งตัวนำอื่นใดผ่านเข้ามาในบริเวณสนามแม่เหล็ก ก็จะส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก และจะเกิดกระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำขึ้นในตัวนำดังกล่าว และกระแสไฟฟ้าไหลวนก็คือกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ไหลวนเป็นวงกลมบนตัวนำ
รูปที่ 1 แสดงภาพการเหนี่ยวนำกระแสฟ้าไหลวนขึ้นในตัวนำ
เครื่องมือวัดกระแสไหลวน
เครื่องมือวัดที่ใช้หลักการของกระแสไฟฟ้าไหลวน ประกอบไปด้วยโครงสร้างพื้นฐานคือ แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ, ขดลวดตัวนำที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิด ฯ และโวลต์มิเตอร์ ที่จะเป็นตัววัดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันที่ตกคร่อมขดลวดตัวนำ นอกจากนี้อาจมีแอมป์มิเตอร์เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงของค่ากระแสไฟฟ้าในขดลวดด้วย แทนโวลต์มิเตอร์ก็ได้
รูปที่ 2 แสดงโครงสร้างของเครื่องมือวัดกระแสไหลวน
เครื่องมือวัดที่อาศัยหลักการกระแสไฟฟ้าไหลวนที่มีใช้ในอุตสาหกรรมทุกวันนี้จะเป็นแบบหูหิ้ว (Portable) ซึ่งมีทั้งแบบความถี่เดียว (Single Frequency) และความถี่คู่ (Dual Frequency) โดยยกตัวอย่างเครื่องมือวัดพื้นผิววัสดุด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวนมีราคาอยู่ในราว 6,000 $US ถึง 10,000 $US
ในขณะที่เครื่องมือวัดสภาพผิวของท่อจะต้องเป็นแบบที่ใช้คอมพิวเตอร์ควบคุม ระบบนี้จะเป็นระบบวัดแบบหลายความถี่ (Multi-frequency) มีความสามารถในการเก็บข้อมูลที่วัดได้ด้วยความเร็วสูง และราคาของเครื่องมือวัดอยู่ในระดับ 30,000 $US ถึง 50,000 $US
โพรบ และโหมดการทำงาน
รูปที่ 3 แสดงโพรบชนิดต่าง ๆ ของเครื่องมือวัดกระแสไฟฟ้าไหลวน
โพรบกระแสไฟฟ้าไหลวน มีให้เลือกหลายรูปแบบ และหลายขนาด ทั้งนี้ข้อดีของระบบตรวจสอบด้วยกระแสไหลวนอย่างหนึ่งก็คือโพรบมีหลายรูปแบบสามารถเลือกใช้ให้เหมาะกับงานต่าง ๆ ได้ง่าย อย่างไรก็ตามมีการแบ่งชนิดของโพรบเอาไว้ด้วย
* โพรบแบบ Absolute
โพรบ Absolute โดยทั่วไปจะประกอบด้วยขดลวดเดียว ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นตัวกำเนิดกระแสไหลวน และทำหน้าที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของค่ากระแสดังกล่าวด้วย โดยตามที่ได้กล่าวไปข้างต้นแล้วว่า ไฟฟ้ากระแสสลับจะไหลผ่านขดลวดทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขยายตัว และยุบตัวรอบ ๆ ขดลวดตามสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ เมื่อมีการวางโพรบนี้ใกล้กับโลหะตัวนำจะทำให้สนามแม่เหล็กเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปแบบ และเกิดกระแสไฟฟ้าไหลวนขึ้นบนโลหะตัวนำ การเกิดกระแสไฟฟ้าไหลวนนี้เป็นการดึงพลังงานจากขดลวด และเป็นเหมือนสภาวะการเพิ่มค่าความต้านทานทางไฟฟ้าของขดลวด
กระแสไหลวนจะสร้างให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นมาต่อต้านกับสนามแม่เหล็กของขดลวด และเป็นผลให้ค่าความต้านทานการเหนี่ยวนำ (Inductive Reactance) เปลี่ยนแปลง ดังนั้นเองถ้าเราทำการวัดค่าการเปลี่ยนแปลงค่าอิมพีแดนซ์ของขดลวด ก็จะให้ให้ทราบพารามิเตอร์ที่ต้องการได้
โพรบแบบ Absolute อาจใช้เพื่อตรวจจับรอยร้าว, วัดค่าความนำไฟฟ้า และวัดค่าความหนา ซึ่งถือว่าเป็นโพรบที่มีประโยชน์การใช้งานกว้าง และเนื่องจากโพรบแบบ Absolute มีความไวกับค่าความนำไฟฟ้า, การเปลี่ยนค่าความซึมซับแม่เหล็ก และอุณหภูมิ การใช้งานจึงต้องพยายามลดผลกระทบดังกล่าว อย่างไรก็ตามในการใช้งานจริงโพรบแบบ Absolute จะมีขดลวดชดเชยอุณหภูมิเพื่อชดเชยผลกระทบจากอุณหภูมิแวดล้อม
* โพรบแบบ Differential
โพรบแบบ Differential ประกอบด้วยขดลวด 2 ชุด ซึ่งจะถูกพันในทิศทางตรงข้ามกัน เมื่อขดลวดชุดหนึ่งถูกวางอยู่เหนือวัตถุสภาพผิดปกติ และอีกขดลวดหนึ่งวางอยู่บนวัตถุสภาพปกติ สัญญาณที่แตกต่างกัน (Differential Signal) จะถูกสร้างขึ้นเราจึงทราบได้ถึงความผิดปกติของบริเวณการตรวจจับได้ โพรบแบบนี้เหมาะกับการตรวจจับที่ต้องการความไวสูง ๆ โดยเฉพาะในกรณีที่คุณสมบัติการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิส่งผลต่อการตรวจสอบมีผลต่อความไวในการตรวจจับ นอกจากนี้โพรบแบบ Differential ยังได้รับการออกแบบให้มีค่าสัญญาณแปรปรวน (Wobble Signal) น้อยลงอีกด้วย
แต่ข้อด้อยของโพรบแบบ Differential ก็คือหากนำไปตรวจสอบรอยร้าวที่มีความยาวกว่าระยะช่องว่างระหว่างขดลวดทั้ง 2 จะทำให้ตรวจจับสัญญาณได้ยาก
* โพรบแบบ Reflection
โพรบแบบนี้มีขดลวด 2 ชุดคล้ายกับโพรบแบบ Differential แต่จะใช้ขดลวดหนึ่งเป็นตัวกระตุ้น กระแสไฟฟ้าไหลวน และขดลวดอีกชุดเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงบนวัตถุทดสอบ
โพรบที่มีการจัดรูปแบบเช่นนี้อาจเรียกว่าโพรบแบบ Driver/Pickup ข้อดีของโพรบแบบนี้คือสามารถออกแบบให้ขดลวดขับ (Driver Coil) เป็นตัวสร้างสนามแม่เหล็กความเข้มสูง และสอดคล้องกับสนามแม่เหล็กของขดลวด Pickup โดยที่ขดลวด Pickup สามารถทำให้มีขนาดเล็กมาก ๆ เพื่อประโยชน์ในการตรวจจับวัตถุที่มีขนาดเล็ก ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
* โพรบแบบ Hybrid
ตัวอย่างของโพรบแบบนี้ก็คือ Split D โพรบแบบนี้มีขดลวดขับ (Driver Coil) พันอยู่รอบ ๆ ขดลวดตรวจจับที่มีรูปเป็นตัว D และขดลวดขับจะทำงานในโหมด Reflection ในขณะที่ขดลวดตรวจจับจะทำงานในโหมด Differential โพรบชนิดนี้มีความไวสูงกับการตรวจจับรอยแตกบนพื้นผิว และมักได้รับการออกแบบมาเพื่องานตรวจสอบแบบพิเศษ
โพรบวัดส่วนใหญ่จะใช้วัดชั้นความหนาของการเคลือบผิว และการใช้งานในทางปฏิบัติก็มีความสำคัญที่โพรบจะต้องมีความนิ่งเมื่อทำการวัดเพื่อให้ได้ค่าที่แม่นยำ ดังนั้นผิวหน้าของโพรบจึงต้องเป็นแบบเรียบ หรือแบบสปริง
รูปที่ 4 รูปแบบต่าง ๆ ของโพรบ
การประยุกต์ใช้งาน
การตรวจสอบด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวนถูกนำมาใช้กันอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมแขนงต่าง ๆ เพื่อเป็นเครื่องมือช่วยในการตรวจสอบ/ค้นหาจุดบกพร่องในชิ้นงาน หรือในเครื่องจักร โดยการใช้งานหลักก็คือ การตรวจสอบพื้นผิวของวัสดุเพื่อค้นหาจุดบกพร่อง หรือร่องรอยความเสียหายที่ไม่อาจสังเกตได้ด้วยตาเปล่า
รูปที่ 5 การใช้งานเครื่องมือวัดแบบมือถือ
เราอาจใช้เครื่องมือวัดด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวนตรวจวัดรอยรั่ว/รอยร้าวของท่อโลหะ หรือใช้วัดความหนาของแผ่นโลหะได้ ในงานอุตสาหกรรมอากาศยานก็มีการใช้เพื่อวัดความหนาของลำตัวเครื่องบิน ส่วนในอุตสาหกรรมผลิตท่อโลหะก็มีการใช้เพื่อวัดผนังท่อที่จะใช้ประกอบเป็นชิ้นส่วนของระบบแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanges) นอกจากนี้ในอุตสาหกรรมที่มีการเคลือบหรือพ่นสี ก็จะใช้เครื่องมือวัด ฯ ทำการวัดความหนาของชั้นการเคลือบสีได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วย
เครื่องมือวัดด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวน ซึ่งทำงานโดยอาศัยผลของการนำไฟฟ้า และผลของค่าความซึมซาบแม่เหล็กของวัตถุ จะช่วยแบ่งแยกประเภทของวัสดุได้ โดยจะบอกเราได้ว่าถ้าวัสดุได้รับอุณหภูมิสูง หรือถูกนำไปอบจะมีค่าความนำไฟฟ้าเปลี่ยนไปเท่าใด
เครื่องมือวัดด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวน และโพรบวัดสามารถหาซื้อได้ในหลายรูปแบบให้เลือก ยกตัวอย่างเช่น "Eddy Scopes" และ "Conductivity Tester" แบบมือถือซึ่งมีขนาดเล็ก ก็มีให้เลือกใช้ทั่วไป ซึ่งข้อดีของเครื่องมือวัดนี้ก็คือมีขนาดเล็ก พกพาได้สะดวก ในขณะที่ระบบวัดที่ต้องใช้ร่วมกับคอมพิวเตอร์ (Computer Based Systems) ก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการใช้งานในห้องทดลอง และจะเป็นระบบที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้หลากหลาย ผ่านซอฟต์แวร์ที่มีฟังก์ชันพิเศษในการประมวลผลข้อมูลที่จัดเก็บได้
* การวัดความหนาของพื้นผิว (ความเสียหายที่เกิดจากการกัดกร่อน)
การใช้กระแสไฟฟ้าไหลวนตรวจสอบความหนาของชิ้นงานอันเนื่องมาจากปัญหาการกัดกร่อน เป็นการประยุกต์อย่างหนึ่งที่เราจะพบได้ ทั้งนี้เนื่องจากการกัดกร่อนเป็นกระบวนการตามธรรมชาติ ซึ่งมีผลมาจากคุณสมบัติที่ติดตัวมาของโลหะต่าง ๆ ที่จะพยายามกลับคืนสภาพสมดุลในตัว
โลหะส่วนใหญ่ที่พบในธรรมชาติจะอยู่ในรูปของสารประกอบทางเคมีที่เรียกว่า สินแร่ (Ores) จากนั้นเมื่อผ่านกระบวนการถลุง พลังงานจะถูกใส่ให้สินแร่เพื่อสร้างเป็นโลหะ และเป็นพลังงานเดียวกันนี้ที่เป็นแรงขับให้โลหะกลับสู่สภาวะเป็นของผสมที่มีเสถียรภาพสูงด้วย
การตรวจสอบด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวนใช้กันอย่างมากในการตรวจสอบการกัดกร่อนและการสึกกร่อนในท่อ ยกตัวอย่างเช่นการใช้เพื่อตรวจสอบผนังท่อ เป็นต้น
รูปที่ 6 การใช้เครื่องมือวัดด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวนตรวจสอบความหนาของผิวท่อโลหะที่เกิดการกัดกร่อนจากสารเคมี
ในท่อโลหะของระบบแลกเปลี่ยนความร้อนมักเกิดปัญหาการกัดกร่อนของท่อทำให้ท่อบางลง เทคนิคนี้จะช่วยให้การตรวจสอบทำได้ง่าย โดยจะทำการสอดโพรบแบบ Differential เข้าไปในท่อทดสอบจำนวน 2 ท่อของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน โดยถ้าไม่เกิดความแตกต่างของความหนาของท่อทั้ง 2 ก็จะไม่มีสัญญาณแสดงขึ้นที่เครื่องมือวัด แต่ถ้าความหนาของท่อต่างกันเครื่องมือวัดก็จะสามารถตรวจสอบได้
* การวัดค่าความนำไฟฟ้า
การใช้งานที่แพร่หลายอย่างหนึ่งของเครื่องมือวัดด้วยกระแสไหลวนก็คือ การใช้วัดค่าความนำไฟฟ้าของวัสดุ ทั้งนี้เนื่องจากค่าความนำไฟฟ้าของโลหะจะขึ้นอยู่กับตัวแปรต่าง ๆ เช่นองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุ หรือสถานะความเครียดของโครงสร้างผลึก เราสามารถใช้ค่าความนำไฟฟ้าของวัสดุเป็นพารามิเตอร์แบ่งแยกชนิดของวัสดุได้
ค่าความนำไฟฟ้าของวัสดุทดสอบส่งผลอย่างมากกับการเกิดกระแสไหลวน โดยถ้าวัสดุมีค่าความนำไฟฟ้าสูง กระแสไหลวนที่ไหลบนพื้นผิวก็จะมีค่าสูงขึ้นมากด้วย การวัดค่าความนำ จะอาศัยหัวโพรบแบบ Absolute ปรับค่าศูนย์ในอากาศ จากนั้นนำไปวางสัมผัสกับผิววัสดุทดสอบ หากเป็นวัสดุที่ไม่ใช่สารแม่เหล็กก็จะทำให้การเปลี่ยนแปลงค่าอิมพีแดนซ์ของขดลวดแปรผันโดยตรงกับค่าความนำไฟฟ้าของวัสดุ
อย่างไรก็ตามแม้จะช่วยทำให้การแยกวัสดุสารแม่เหล็กออกจากวัสดุที่เป็นสารแม่เหล็กได้ แต่มันก็ยากที่จะแยกผลกระทบความนำไฟฟ้า ที่เกิดจากคุณสมบัติการซึมซาบแม่เหล็ก ดังนั้นเองการวัดค่าความนำไฟฟ้าจึงถูกจำกัดไว้สำหรับวัสดุที่ไม่ใช่สารแม่เหล็กเท่านั้น
การวัดค่าความนำของวัสดุจะต้องคำนึงผลกระทบของอุณหภูมิด้วย นั่นคือต้องควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ขณะทำการวัด และการใช้วัดค่าความนำบนพื้นที่ขนาดใหญ่ จะนิยมใช้โพรบที่มีรูปแพนเค้กใหญ่เพื่อที่จะสามารถอ่านค่าได้อย่างแม่นยำทั่วพื้นที่ เมื่อโพรบเข้าใกล้พื้นผิวของวัตถุซึ่งไม่ใช่สารแม่เหล็กจะทำให้ค่าความต้านทานการเหนี่ยวนำ (Inductive Reactance) ของขดลวดลดลง เนื่องจากสนามแม่เหล็กจากกระแสไหลวนเกิดต่อต้านกับสนามแม่เหล็กของขดลวดหลัก
* การวัดความหนาของการเคลือบผิว
รูปที่ 7 แสดงลักษณะของเครื่องวัดความหนาของการเคลือบผิว
กระแสไฟฟ้าไหลวนสามารถที่จะบอกความหนาของชั้นวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าซึ่งเคลือบอยู่บนเนื้อวัสดุนำไฟฟ้าได้ โดยอาศัยผลกระทบของค่าอิมพีแดนซ์ Liftoff ซึ่งวิธีการนี้ใช้กันแพร่หลายเพื่อการวัดความหนาของการพ่นสี และเคลือบพลาสติกบนผิววัตถุ
เนื่องจากความหนาของสีจะทำให้เกิดช่องว่างระหว่างโพรบกับวัตถุนำไฟฟ้า ซึ่งถ้าระยะห่างมากจะทำให้ความเข้มของสนามแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าไหลวนน้อยลง เพราะการสอดแทรกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างจากกระแสไฟฟ้าไหลวนกับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดทำได้น้อยลงนั่นเอง โดยความหนาระหว่าง 0.5 ถึง 25 ไมโครเมตร เป็นระยะการวัดที่แม่นยำที่สุด
รูปที่ 8 แสดงถึงปรากฏการณ์ในกระบวนการวัดความหนาของการเคลือบผิวด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวน
ทำไมต้องวัดความหนาของการเคลือบผิว ?
เพื่อควบคุมคุณภาพ: เป็นการประเมินว่าชั้นของการเคลือบผิวป้องกันหนาเท่าใด และสม่ำเสมอตลอดบริเวณหรือไม่
ทดสอบอิทธิพลของกระแสไฟฟ้าไหลวนบนผิววัตถุ: ความหนาที่แตกต่างกันของชั้นการเคลือบผิว อาจส่งผลต่อการเปลี่ยนความไว หรือความถี่ที่ต้องการสำหรับการตรวจสอบ
ปัจจุบันเครื่องมือวัดความหนาของการเคลือบผิวมีลักษณะเป็นโพรบวัดขนาดเล็ก พกติดตัวเหมือนปากกา และใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ และให้การแสดงผลแบบดิจิตอล และอาจมีไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับฟังก์ชันพิเศษในแต่ละรุ่นด้วย
ข้อดีของการตรวจสอบด้วยกระแสไหลวน ได้แก่
1. มีความไวสูงกับการตรวจสอบรอยร้าวเล็ก ๆ เมื่อเทียบกับเทคนิคอื่น ๆ
2. สามารถตรวจสอบที่พื้นผิว หรือห่างจากพื้นผิวก็ได้
3. การตรวจสอบให้ผลในทันที
4. เครื่องมือวัดเป็นแบบมือถือที่ใช้งานสะดวก
5. การใช้งานไม่ต้องมีการเตรียมเครื่องมือหลายชิ้นส่วน
6. โพรบวัดไม่ต้องสัมผัสกับชิ้นงาน
7. สามารถตรวจสอบชิ้นงานที่มีขนาด และรูปทรงซับซ้อนได้
ข้อจำกัดของการตรวจสอบด้วยกระแสไหลวน ได้แก่
1. สามารถตรวจสอบวัตถุที่นำไฟฟ้าได้เท่านั้น
2. พื้นผิวที่ทำการตรวจสอบต้องมีช่องว่างพอที่จะให้โพรบเข้าถึงได้
3. ต้องมีการฝึกฝนทักษะการใช้งาน ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าเทคนิคอื่น ๆ
4. การตรวจสอบวัตถุผิวเรียบ และขรุขระมากอาจเกิดการสอดแทรกสัญญาณ
5. มีขีดจำกัดของระยะความลึกบนวัตถุที่จะทำการตรวจจับ
การค้นคว้า และพัฒนาเกี่ยวกับการตรวจสอบด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวน
นับตั้งแต่มีการใช้งานระบบการตรวจสอบด้วยกระแสไฟฟ้าไหลวนอย่างแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรม ก็มีการพัฒนาขีดความสามารถของระบบตรวจสอบให้สูงขึ้น โดยหนึ่งในบรรดาการพัฒนานั้น ที่มหาวิทยาลัยไอโอวา สหรัฐอเมริกา ก็ได้มีการทดลองใช้เทคนิคการวัดแบบโฟโต้อินดักตีฟ (Photo Inductive Imaging) และพัฒนารูปแบบกระแสไหลวนแบบช่วงคาบ (Pulsed Eddy Current) ซึ่งมีรายละเอียดการพัฒนาดังนี้
* Photo Inductive Imaging
เทคนิค "Photo Inductive Imaging" ได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดย CNDE เป็นเทคนิควิธีที่มีประสิทธิภาพสูง และเป็นเครื่องมือจำลองภาพ พร้อมทั้งเป็นเครื่องมือสแกนที่มีความละเอียดสูง
การพัฒนาเครื่องมือวัด และโพรบ เพื่อใช้กับเทคนิควิธีนี้ทำได้โดยการใช้เลเซอร์แบบไอออนของอาร์กอน (Argon Ion) ซึ่งมีกำลังขนาดกลาง (5W Nominal Power) โพรบแบบนี้จะถูกใช้ในการศึกษารอยแตกร้าว/รอยเชื่อม และการเชื่อมต่อที่ไม่พอดีกันของโลหะ นอกจากนี้ยังช่วยในการศึกษาเพื่อที่จะหาวิธีการสร้างแบบจำลองการแปรเปลี่ยนค่าความเครียดของโลหะ
* กระแสไฟฟ้าไหลวนแบบช่วงคาบ
การวิจัยเมื่อไม่นานมานี้ได้ก่อให้เกิดเทคนิควิธีที่เรียกว่า การทดสอบกระแสไฟฟ้าไหลวนแบบพัลส์ (Pulsed Eddy Current) เทคนิควิธีนี้สามารถนำไปใช้เพื่อการตรวจสอบ และเพื่อหาจุดผิดปกติในโครงสร้างเครื่องบินซึ่งเป็นอลูมิเนียมแบบมัลติเลเยอร์ (Multi-Layer Aluminum)
สัญญาณกระแสไฟฟ้าไหลวนแบบพัลส์ ประกอบไปด้วยสเปกตรัมของความถี่หลายความถี่ แต่ละพัลส์ประกอบไปด้วยข้อมูลที่วัดได้จากแต่ละย่านของชั้นความลึกของกระแสไฟฟ้าไหลวน ซึ่งไหลอยู่ในชิ้นวัสดุ และเนื่องจากเป็นสัญญาณพัลส์ความถี่ต่ำ ๆ จึงทำให้สามารถไหลในชิ้นวัสดุได้ลึกว่าวิธีการวัดแบบ Multi-Frequency ด้วยเหตุนี้เองจึงทำให้กระแสไฟฟ้าไหลวนแบบพัลส์เป็นวิธีการที่สะดวกอย่างมากที่ใช้ได้ทั้งในห้องทดลอง หรือในงานภาคสนาม
สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.
ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด
Thailandindustrycom_official
