Modellazione e dimensionamento di un sensore a correnti parassite per il rilevamento di cricche superficiali

The aim of this thesis work is to find a solution to the thermal crack problem in grey cast iron discs brake for trucks and cars. Are proposed the eddy current sensors as method for thermal cracks detection, and is made a search for a simple and inexpensive solution to built a prototype. Are implement a series of experimental tests with the LDC1000EVM to verify the effectiveness of the proposed method and to validate the simulations of the model developed with the FEM program ANSYS Maxwell 16.2. Through the simulations are made some analysis to understand the influence of some variables on impedence variation. The variables analysed are operating frequency, coil geometry, core shape and its permeability, flaw geometry and the distance beetwen coil and conductive target. Finally, on the simulation results, are deducted a usefull guidelines for sizing a coil in relation to a flaw to a certein length in order to have a good resolution.

Questo lavoro di tesi si basa sulla ricerca di una soluzione per il problema delle cricche termiche nei dischi freno in ghisa per veicoli industriali e vetture. Viene proposto, come metodo per la rilevazione, l’uso dei sensori a correnti parassite. Si ricerca una soluzione semplice ed economica per la successiva costruzione di un prototipo. Viene fatta una serie di prove sperimentali con l’LDC1000EVM per verificare l’efficacia del metodo proposto e per validare il modello delle simulazioni FEM sviluppate con il programma Ansys Maxwell 16.2. Attraverso l’uso delle simulazioni vengono fatte delle analisi mirate a capire l’influenza di alcune grandezze sulla variazione dell’impedenza. I parametri presi in esame sono la frequenza operativa, la geometria del sensore, il tipo di nucleo e la permeabilità, la geometria della cricca e la distanza tra sensore e target. Infine sulla base dei risultati delle simulazioni si cerca di trovare delle linee guida utili per dimensionare una bobina in relazione ad una cricca di determinate dimensioni in modo da avere un’adeguata risoluzione.