传感器|解析电涡流传感器探头线圈的结构设计

传感器|解析电涡流传感器探头线圈的结构设计

【传感器|解析电涡流传感器探头线圈的结构设计】电涡流传感器是基于涡流互感效应 , 可实现被测对象内部缺陷与微量位移的高精度检测的传感设备 , 因具有非接触测量、频响宽、抗干扰能力强等显著优势 , 广泛应用于设备无损检测、在线状态监测等重要领域 。 然而 , 伴随当今检测领域的不断拓展与检测要求的急剧提升 , 常规电涡流检测技术不适用于微小缺陷检测 。 近几年依靠微机电系统(MEMS)和柔性制造工艺 , 可以制造出结构形式灵活多样的电涡流传感器探头 , 能够实现电涡流传感器探头的小型化、阵列化和柔性化 , 具有高灵敏度、高信噪比、响应快速等特点 。 阵列探头已成为当前涡流检测技术研究的一个难点和热点 。

电涡流传感器
在涡流检测中 , 阵列探头的性能决定涡流检测结果 , 阵列探头的电参数直接影响涡流检测的线性度和灵敏度等参数 。 传统涡流传感器探头 , 多采用绕线法制作 , 有着丰富的经验公式 。 为实现更高的检测精度 , 缩小阵列探头线圈单元尺寸 , 常使用平面螺旋线圈 。 但是平面线圈电感较低 , 只有在较高的工作频率才能达到理想的品质因数Q值 , 为了获得更好的性能 , 采用双层平面螺旋线圈互联结构 , 但是此结构缺少电参数经验计算公式 。 本文采用解析法 , 对双层平面螺旋线圈的电感、电阻、品质因数等电参数进行计算 , 有效缩短了数值计算时间 , 可以提高电涡流传感器探头设计的效率 , 对于电涡流传感器探头线圈结构的设计具有重要的指导意义 。