An Efficient Finite-Element Approach for the Modeling of Planar Double-D Excitation Coils and Flaws in SQUID NDE Systems

Abstract

Incorporating an efficient approach for the finiteelement simulation of eddy current superconductive quantum interface device (SQUID) nondestructive evaluation (NDE) systems, an appropriate finite-element method (FEM) has been presented for simulating and analyzing such systems. We have introduced a new model for the planar double-D coils, which are used as the excitation source in eddy current SQUID NDE systems, and also another model for the description of the flaw effect on the induced current. We have also examined our simulation results with their associated measurements. Our system is based on a high-T C YBCO gradiometer RF-SQUID sensor with a flux noise level below 100 μΦ 0 / √ Hz at 100 Hz in an unshielded environment while being shielded against external RF electromagnetic interference. The very good agreement between experimental and numerical approaches confirmed our model for the 3-D FEM simulation of the system, which is being done in reasonable time and using reasonable computer resources.Index Terms-Double-D modeling, finite element, flaw modeling, RF superconductive quantum interface device (SQUID) gradiometer, SQUID nondestructive evaluation (NDE).

Μελέτη Διεγέρσεων Στη Χρήση Μαγνητομέτρου SQUID Με Εφαρμογή Σε Μη Καταστροφικούς Ελέγχους

“…Meddahi et al 2006) και αυτό περιέχει μεγαλύτερο αριθμό στοιχείων απo ότι είναι αναγκαίο, με αποτέλεσμα το κόστος του υπολογιστικού χρόνου και ο αναγκαίος χρόνος για την ανάλυση να είναι πολύ μεγάλος(Dunbar 1985). Το μεγάλο μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι για τη μοντελοποίηση μιας επιθεώρησης μη καταστροφικού ελέγχου που περιλαμβάνεται και η κίνηση της κεφαλής απαιτείται για κάθε κίνηση του πηνίου καινούριο πλέγμα(Sarreshtedari et al 2010).Στην περίπτωσή μας, η εκτεταμένη χρήση των ΠΣ (FEM) δεν είναι κατάλληλη για μια σειρά λόγων όπως το πολύ μικρό πάχος των πλακών, το οποίο έχει σαν αποτέλεσμα να απαιτείται ένα μεγάλο (πυκνό) πλέγμα. Επίσης, η μεταβολή του μαγνητικού πεδίου λόγω της ρωγμής ήταν πάρα πολύ μικρή σε σχέση με το συνολικό μαγνητικό πεδίο.…”