Προσομοίωση μαγνητικής τοπολογίας για τη μέτρηση μαγνητικής επιδεκτικότητας σε χάλυβες - Σώκος, Χαράλαμπος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, 2017)
Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η πειραματική προσομοίωση της τοπολογίας μαγνητικού πεδίου που ανταποκρίνεται σε πραγματική μετρητική διάταξη του Εργαστηρίου Ηλεκτρονικών Αισθητηρίων του ΕΜΠ. Η κατανόηση της τοπολογίας, της συμπεριφοράς αλλά και η ποσοτική αποτύπωση της έντασης του πεδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιλογή των συνθηκών που κυριαρχούν στο σύστημα. Βάσει αυτών των συνθηκών, αποσκοπείται η εύρεση της βέλτιστης θέσης για την τοποθέτηση κατάλληλων αισθητήρων τύπου Hall, ώστε η πραγματική διάταξη να είναι σε θέση να λειτουργεί απρόσκοπτα και να μετρά την μαγνητική επιδεκτικότητα σε εξεταζόμενα δοκίμια μαλακών μαγνητικών χαλύβων, με απώτερο σκοπό, το μη καταστροφικό έλεγχο / χαρακτηρισμό αυτών. Οι αισθητήρες αυτοί, παράγουν μια τάση εξόδου η οποία χρησιμοποιείται στον υπολογισμό της έντασης του πεδίου, όπως αυτή προκύπτει από την επιρροή της μαγνητικής διαπερατότητας του υπό εξέταση δοκιμίου. Αρχικά, γίνεται μια προσομοίωση στο προγραμματιστικό περιβάλλον του πακέτου ANSYS 14.0 της διάταξης αυτής καθαυτής για την κατανόηση των βασικών φαινομένων. Στη συνέχεια, εξετάζεται η επίδραση της κατακόρυφης μετατόπισης της διάταξης σε σχέση με το προς μελέτη υλικό (lift off). Δηλαδή, επιλέγονται διακριτές αποστάσεις και σε κάθε μία από αυτές προσομοιώνεται το σύστημα, υπό σταθερές κατά τα άλλα συνθήκες. Αυτή η σύγκριση με βάση την ένταση του πεδίου, όπως αυτή μετριέται κατά τις προσομοιώσεις, είναι το πρώτο βήμα στην επιλογή της απόστασης που θα υπάρχει μεταξύ της διάταξης και των εξεταζόμενων δοκιμίων, η οποία απόσταση θα είναι σταθερή. Επίσης κατά αυτόν τον τρόπο, γίνεται αντιληπτή η ικανότητα διείσδυσης του πεδίου, από τη διάταξη, εντός του υλικού που εξετάζεται. Παράλληλα, η μέτρηση του πεδίου και η σύγκριση των τιμών του, γίνεται και για τον οριζόντιο άξονα ανάμεσα στη διάταξη και το δοκίμιο. Πιο συγκεκριμένα, με γραμμικές τοπικές μετρήσεις της έντασης του πεδίου, σαρώνεται η περιοχή ενδιάμεσα στη διάταξη και το προς μελέτη υλικό. Κατά αυτόν το τρόπο, αναλύεται εκτενώς το σύστημα σε δύο διαστάσεις, με σκοπό τον ακριβή υπολογισμό για την επιλογή της θέσης των αισθητήρων Hall. Οι προσομοιώσεις που έγιναν, καταλήγουν σε μία σειρά συμπερασμάτων αναφορικά με την επιλεχθείσα διάταξη και τις συνθήκες που επηρεάζουν τη λειτουργία της. Επίσης, γίνεται η σύγκριση και ανάλυση αποτελεσμάτων για την επιλογή της θέσης των αισθητήρων Hall και προτείνεται μελλοντική έρευνα.