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Alternating Current Potential Drop ProbeAlternating Current Potential Drop Probe
Alternating current potential drop (ACPD) testing is relative newcomer to the area ofnondestructive evaluation (NDE).  Developed in the 1980’s, ACPD testing currently usestwo point probes for single frequency (typically 5kHz) measurements of crack depths,crack growth, and material properties. Although this type of testing is effective, there areseveral limitations, including the need to perform the tests over wide range offrequencies.  To counter these problems, the intent of this project will be to design fourfour-point ACPD probes.  Two probes will be used for lower frequencies (1 Hz to 10 kHz)and the others for higher frequencies (100 kHz to 10MHz). As result of producingthese probes, it will be easier for users to test materials more efficiently, accurately, andeffectively.
Abstract
Project Team Information
DESIGN TEAM MAY05-17
Jacob Chatterton (EE)
Jennifer Johnson (EE)
Jonathan O’Dell (EE)
Jordan Vos (EE)
FACULTY ADVISORS
Dr. John Bowler
Dr. Nicola Bowler
cndeheader
CLIENT:
Center for Nondestructive Evaluation1915 Scholl Road111 ASC IIAmes, Iowa 50011-3042
Project Requirements
Design Objectives
Build the in-line and square head probes for each frequency range
Functional Requirements
 Ability to work over a wide range of frequencies
 Capability to control the effect of the inductive pick-up
 Easy to maintain and service as needed
Design Constraints
 Must be handheld and portable
 Voltage pin connections must be durable and long-lasting
 Construction of four prototype probes (December 2004)
 Performance testing of prototypes (January 2005)
 Finish user’s manual and technical report (April 2005)
Approach and Considerations
Proposed Approach
 Analyze commercially available probes
 Build and test prototype probes in lab and compare with theory
 Revise probe design until satisfactory
Technologies Considered
 Square Head Design
 In-Line Design
Testing Considerations
 Compare laboratory tests to theory to check accuracy
 Provide and reference voltage to the injected current
 Provide effective control or regulation of the inductive pick-up
Estimated Resources and Schedule
Problem Statement
Develop four probes that can be used for two bands of frequencies as well asdifferent alignments.
Solution Approach
 Research ACPD theory and probe technologies currently used in the field
 Perform laboratory tests on all design prototypes
 Investigate the material properties of different types of steels
Intended Uses and Users
 Assessment of steel vehicle shafts and case-hardened components
 Observation/characterization of cracks and defects in aircraft engine disks
 Probe will be operated by trained technicians
Operating Environment
 Probes will be used in a laboratory testing setting
 Probes will also be used in production line environment
End Product and Other Deliverables
 Four probes: two for each frequency range with two different head designs(square and in-line)
 User’s manual with usage, calibration, and repair instructions
Assumptions
 The developed theory will be accurate
 Probe materials and machining will be available
 Laboratory testing time and equipment will be available
Limitations
 Probes built for two different frequency ranges
 Low frequency: 1 Hz to 10 kHz
 High frequency: 100 kHz 10MHz
 Voltage pin connections must be made close to test surface
 Probes must be robust and portable
Introduction
AAGT001300[1]
Closing Summary
Alternating current potential drop (ACPD) measurement and testing withinthe area of nondestructive evaluation (NDE) is rapidly growing field.Currently, the probes used in the field are limited by their size andoperating frequencies.  By the end of this project, the team will havecreated four hand-held probes, which will  be capable of takingmeasurements over vast range of frequencies. These new probes willaid in the advancement of ACPD testing within the area of NDE.
Milestones
Project Schedule
Personnel Effort
Financial Resources