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解析電渦流傳感器探頭線圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-03-20 08:34:56

電渦流傳感器是基于渦流互感效應(yīng),可實(shí)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象內(nèi)部缺陷與微量位移的高精度檢測(cè)的傳感設(shè)備,因具有非接觸測(cè)量、頻響寬、抗干擾能力強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于設(shè)備無損檢測(cè)、在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)等重要領(lǐng)域。然而,伴隨當(dāng)今檢測(cè)領(lǐng)域的不斷拓展與檢測(cè)要求的急劇提升,常規(guī)電渦流檢測(cè)技術(shù)不適用于微小缺陷檢測(cè)。近幾年依靠微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和柔性制造工藝,可以制造出結(jié)構(gòu)形式靈活多樣的電渦流傳感器探頭,能夠?qū)崿F(xiàn)電渦流傳感器探頭的小型化、陣列化和柔性化,具有高靈敏度、高信噪比、響應(yīng)快速等特點(diǎn)。陣列探頭已成為當(dāng)前渦流檢測(cè)技術(shù)研究的一個(gè)難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

在渦流檢測(cè)中,陣列探頭的性能決定渦流檢測(cè)結(jié)果,陣列探頭的電參數(shù)直接影響渦流檢測(cè)的線性度和靈敏度等參數(shù)。傳統(tǒng)渦流傳感器探頭,多采用繞線法制作,有著豐富的經(jīng)驗(yàn)公式。為實(shí)現(xiàn)更高的檢測(cè)精度,縮小陣列探頭線圈單元尺寸,常使用平面螺旋線圈。但是平面線圈電感較低,只有在較高的工作頻率才能達(dá)到理想的品質(zhì)因數(shù)Q值,為了獲得更好的性能,采用雙層平面螺旋線圈互聯(lián)結(jié)構(gòu),但是此結(jié)構(gòu)缺少電參數(shù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。本文采用解析法,對(duì)雙層平面螺旋線圈的電感、電阻、品質(zhì)因數(shù)等電參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,有效縮短了數(shù)值計(jì)算時(shí)間,可以提高電渦流傳感器探頭設(shè)計(jì)的效率,對(duì)于電渦流傳感器探頭線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。

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