電渦流傳感器探頭線圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計

電渦流傳感器是基于渦流互感效應(yīng)，可實現(xiàn)被測對象內(nèi)部缺陷與微量位移的高精度檢測的傳感設(shè)備，因具有非接觸測量、頻響寬、抗力強等顯著優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于設(shè)備無損檢測、在線狀態(tài)監(jiān)測等重要領(lǐng)域。然而，伴隨當(dāng)今檢測領(lǐng)域的不斷拓展與檢測要求的急劇提升，常規(guī)電渦流檢測技術(shù)不適用于微小缺陷檢測。近幾年依靠微機電系統(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。陣列探頭已成為當(dāng)前渦流檢測技術(shù)研究的一個難點和熱點。

在渦流檢測中，陣列探頭的性能決定渦流檢測結(jié)果，陣列探頭的電參數(shù)直接影響渦流檢測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)驗公式。為實現(xiàn)更高的檢測精度，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)驗計算公式。本文采用解析法，對雙層平面螺旋線圈的電感、電阻、品質(zhì)因數(shù)等電參數(shù)進行計算，有效縮短了數(shù)值計算時間，可以提高電渦流傳感器探頭設(shè)計的效率，對于電渦流傳感器探頭線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義。