Application of Principal Component Analysis for Eddy Current Testing of Metal Materials with Applied Dielectric Layers

Abstract

1 Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия) 2 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск, Россия) 3 Ольборгский университет (Эсбьерг, Дания) Рассмотрены возможности многочастотных вих-ретоковых измерений для проведения неразрушаю-щего контроля геометрических характеристик ме-таллических материалов. С целью расширения таких возможностей экспериментальные годографы для об-разцов, представлявших собой медные пластины раз-личной толщины с нанесенными диэлектрическими покрытиями, были подвергнуты обработке с помо-щью проекционных методов многомерного анализа данных. Применение метода главных компонент обе-спечило достаточно надежное разделение влияющих на контролируемые параметр конкурирующих фак-торов -толщин металлической пластины и диэлек-трического слоя. Использование метода регрессии на главные компоненты дало возможность постро-ить математические модели, позволившие по экс-периментальным годографам с достаточно высокой точностью определить по результатам одного изме-рения толщину диэлектрического покрытия и в слу-чае относительно тонких образцов толщину метал-лического листа. Полученные результаты расширяют возможности вихретокового контроля металлических материалов и могут быть применены при неразру-шающей диагностике изготовленных из них изде-лий и конструкций. Application of Principal Component Analysis for Eddy Current Testing of Metal Materials with Applied Dielectric LayersКлючевые слова: метод вихревых токов, контроль ма-териалов, многомерный анализ данных, метод главных компонент.In the paper, the potentials of multi-frequency eddy current measurements for non-destructive testing of geometric characteristics of metallic materials are considered. To enhance such potentials, experimental hodographs for copper plate testing samples of various thicknesses with applied dielectric layer are processed by projection methods of multidimensional data analysis. Application of principal component analysis ensures a sufficiently reliable separation of competing factors that affect the controlled parameter-the thicknesses of a metal plate and a dielectric layer. Principal components regression allows for the development of mathematical models for highly accurate evaluation of dielectric layer thickness and thickness of a metal plate for relatively thin samples. Obtained results significantly enhance the potentials of eddy current testing of metallic materials and can be used for nondestructive diagnostics of products and structures made of them.Key words: eddy current method, testing of materials, aluminum alloys, multivariate data analysis, principal component analysis. DOI 10.14258/izvasu(2017)4-05*Статья подготовлена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №17-08-00914.