非磁性金屬平板脈沖遠場渦流傳感器優化設計與缺陷定量檢測*

張 超 王曉鋒 蔣鋒聚 張 輝 楊賓峰

(1.空軍工程大學信息與導航學院，西安 710077；2.上海美多通信設備有限公司，上海 200333；3.空軍工程大學科研部，西安 710051)

0 引言

非磁性平板金屬構件在航空領域有著廣泛的應用，及時對其進行無損檢測與評估對于確保飛行器安全有著重大意義。近年來國內外學者對平板構件無損檢測進行了初步研究，美國Iowa state university的Y.S.Sun等人通過為傳感器合理設計屏蔽結構與導磁結構在平板上實現了遠場現象，并成功的將其應用到了飛機多層結構的檢測中，但是沒有給出傳感器的具體設計方案[1]；日本Yokohama National University的N.Kasai等人利用平板遠場渦流技術對石油儲罐底板缺陷進行了檢測，但其采用正弦激勵方式，使得檢測信號頻譜成分單一且功耗較大[2]；南京航空航天大學的王新設計了一套適用于鐵磁性平板導體件的遠場渦流檢測系統，但此系統無法對非磁性平板進行檢測[3]。

針對以上問題，本文采用脈沖方波信號作為激勵，設計了一種新型非磁性金屬平板遠場渦流檢測傳感器，并仿真分析了激勵線圈長度、匝數，激勵與檢測線圈間距以及激勵信號占空比等參數變化對檢測結果的影響。在優化后傳感器的基礎上，研究了其對平板上下表面缺陷的定量檢測能力。本文研究結果可以為脈沖遠場渦流技術在非磁性金屬平板檢測中的應用提供新的思路。

1 平板脈沖遠場渦流檢測原理

由于平板中遠場渦流現象較難實現，本文采用UTC(U-type component)構件罩于激勵和檢測線圈之上，用以模擬管道結構。……