Page 41 - 无损检测2024年第七期

试验研究
试验研究

DOI：10.11973/wsjc202407002

柔性科赫分形涡流传感器 C 扫描试验分析

万 浩，陈国龙，魏 吉，陆 仓
（兰州理工大学 机电工程学院，兰州 730050）

摘 要：利用柔性科赫分形涡流传感器与传统柔性圆形分形涡流传感器，基于C扫描方式对金
属表面裂纹的覆盖面进行了检测。试验结果表明，使用C扫描方法，可以对长度不小于3 mm的裂
纹进行有效识别。其中，与传统柔性圆形分形涡流传感器相比较，柔性科赫分形涡流传感器所检测
的信号衰减程度较小，不易出现漏检现象，且在检测微小裂纹时表现得尤为明显。
关键词：涡流检测；柔性涡流传感器；分形几何；C扫描；无损检测

中图分类号：TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2024)07-0007-05

C-scan experimental analysis of flexible Koch fractal eddy current sensor

WAN Hao, CHEN Guolong, WEI Ji, LU Cang
（School of Mechanical and Electrical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China）

Abstract: In this paper, the coverage area of metal surface cracks was detected based on C-scan mode by using flexible
Koch fractal eddy current sensor and traditional flexible circular parting eddy current sensor. The experimental results
showed that cracks with a length greater than or equal to 3 mm can be effectively identified by C-scan. Among them,
compared with the traditional flexible circular fractal eddy current sensor, the signal attenuation detected by the flexible
Koch type eddy current sensor was small, and the phenomenon of missed detection was not easy to occur, and the detection
of small cracks was particularly obvious.
Key words: eddy current detection; flexible eddy current sensor; fractal geometry; C-scan; nondestructive testing

金属材料在制造、服役直至报废的整个生命周 器仍有较好的检测性能；FAN等 提出了互感式的
[6]
期均不可避免地出现缺陷，因此，定期地对金属构件 柔性涡流传感器，通过在相邻通道施加不同方向激
进行无损检测，及时把握其缺陷的发展状态是保证 励电流的方法，拓展裂纹方向的识别；DING等 提
[7]
构件结构完整、系统安全可靠的有效途径 [1-2] 。 出了一种玫瑰形的涡流传感器，用于监测金属螺栓
涡流检测基于电磁感应原理，可对导电材料或 孔周边疲劳裂纹，精度可达1 mm；SHE等 提出了
[8]
构件的裂纹进行检测，是传统的无损检测方法之一。 柔性差分蝶形涡流阵列传感器，用于螺纹缺陷检测，
其中，柔性涡流传感器最早是针对发动机曲轴表面 其在提高灵敏度、降低误差的同时实现缺陷定位。
和近表面的检测而被提出的，其具有快速、高效、非 为了提高检测的灵敏度，陈国龙等 [9-10] 将分形几何与
接触、可变形等优点 [3-4] 。目前典型的传感器线圈结 差动思想结合，设计了平面柔性涡流传感器的电磁
构包括：矩形、圆形、花形、蝶形等。MIRZAEI等 [5] 感应结构，在降低背景信号、扩大动态范围的同时，
提出了一种新型的矩形线圈涡流传感器，其激励线 调整了被测对象中涡流场的分布特性，提高了各方
圈和拾取线圈的布置在空间上相互垂直，可对运动 向短裂纹的检出能力。但是，上述针对分形涡流传
的零部件进行检测，且对高转速下的零部件，该传感 感器的试验采用的均是线扫描方法，无法确定传感
器的覆盖率。
收稿日期：2023-12-08
C扫描试验方法是解决上述问题的一个有效途
作者简介：万 浩(1998—)，男，硕士，主要研究方向为电磁无损
径，可以确定传感器与缺陷处于不同相对位置时的
检测和涡流传感器
通信作者：万 浩，1049275616@qq.com 性能。KADLEC等 [11] 将激光检测与C扫描相结合，
7
2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测