电涡流阵列传感器的制作工艺和应用

电涡流阵列传感器采用柔性印制电路板（FPCB）工艺，直接在基底材料上制作多个敏感线圈，布置成矩阵形式的阵列，如图4.38所示。它可适应各种复杂几何形状的金属表面测量，包括检测部件的位置、表面形貌、涂层厚度以及回转体零件的内外径等，也可以用来检测裂纹等表面缺陷。

图4.38　电涡流阵列传感器的实物图

典型的电涡流阵列传感器包含16、32或64个感应线圈，频率范围为20 Hz～6 MHz。电涡流阵列式传感器的一次扫查相当于传统的单个涡流式传感器的多次往返扫查，如图4.39所示。

图4.39　传统单个涡流传感器和涡流阵列传感器扫查路径对比图

电涡流阵列传感器在使用过程中，需要复用数据通道。为避免线圈之间由于电磁耦合产生的互感作用，在电涡流阵列传感器系统各个线圈依次激励过程中，要满足任意两个相邻线圈不会同时被激励，如图4.40（a）所示，以提高线圈的灵敏度、降低噪声水平，获得改善的信噪比。在图4.40（b）中可看出，通过复用通道的精确编程控制，线圈间的互感影响被大大减小。

图4.40　电涡流阵列传感器减小相邻线圈互感的原理(www.xing528.com)

扫描下图可浏览AR资源——电涡流阵列传感器单元线圈触发方式。

与传统的电涡流式传感器相比较，电涡流阵列传感器的优势主要体现在：

①不需使用机械探头扫描即可实现大面积范围的测量，检测效率高，一般为常规电涡流探头的10～100倍，且测量精度和分辨率与单个传感器的相同。

②可同时检测多个方向的缺陷，可解决对某一走向缺陷或是长裂纹的“盲视”问题。

③传感器的结构形式灵活多样，可适应复杂表面形状的工件检测，如管、棒、条以及飞机轮毂、发动机涡轮盘、涡轮叶片等构件的表面检测，如图4.41所示。

图4.41　不同结构外形的探头适应复杂工件的检测

④采用C-扫视图显示，图像清晰直观。