Page 45 - 无损检测2024年第七期

万 浩，等：

柔性科赫分形涡流传感器 C 扫描试验分析

部如图6所示。由图6可见，CM传感器检测裂纹信 optimization of driving frequency for crack signature
号实部的峰峰值大于KM传感器的，但相较于#25， enhancement in nonlinear ultrasonic nondestructive
#26裂纹，KM传感器检测的裂纹信号虚部峰峰值略 testing[J]．Applied Acoustics，2022，195：108810．
[2] 尚柏林，宋笔锋，杨建军. 飞机结构健康监测传感器新
大于CM传感器的。同时，两种传感器所检测到的
技术[J]. 无损检测，2008，30（5）：289-291，324．
信号在中间区域最强，这是因为裂纹长度大于传感
[3] 谢建红，袁阿琳，吴莎莎，等. 航空发动机涡轮叶片近
器的覆盖尺寸，在传感器接触直至远离裂纹的整个
表面缺陷的涡流检测[J]. 无损检测，2022，44（9）：13-
扫描过程中，裂纹会不间断地干扰涡流分布，故两种 15，21．
传感器所检测的信号不会出现衰弱现象。 [4] SONG Y J，CHEN T，CUI R H，et al．The durability
of flexible eddy current array（FECA）sensors in harsh
service environments[J]．Scientific Reports，2021，11：
10341．
[5] MIRZAEI M，RIPKA P．A linear eddy current speed
sensor with a perpendicular coils configuration[J]．IEEE
Transactions on Vehicular Technology，2021，70（4）：
3197-3207．
[6] FAN X H，HE Y T，CHEN T．Series and interactive
sensing coil layouts for reducing sensing channels of
flexible eddy current array sensor[J]．Sensor Review，
2022，42（4）：440-454．
[7] DING H，HE Y T，JIAO S B．Rosette eddy current
sensor for structural health monitoring[J]．Applied
Mechanics and Materials，2013，330：430-436．
图 6 两种传感器检测 #22 裂纹时的信号实部和虚部 [8] SHE S B，LIU Y Z，ZHANG S J，et al．Flexible
5 结论 differential butterfly-shape eddy current array sensor
for defect detection of screw thread[J]．IEEE Sensors
文章引入了C扫描的方法，使用KM、CM两种 Journal，2021，21（18）：20764-20777．
传感器在100 kHz频率下对不同参数的裂纹进行检 [9] 陈国龙，张帅帅，樊乐，等. 柔性差测量科赫分形涡流
测，通过对裂纹信号的分析和处理得出以下结论。 传感器内部裂纹检测[J]. 仪器仪表学报，2023，44（11）：
（1）当激励频率为 100 kHz时，KM传感器和 234-242．

CM传感器检测深度不大于 1. 4 mm、宽度不大于 [10] 陈国龙，张帅帅，曹政，等. 绝对式科赫分形平面涡流
传感器裂纹检测性能研究[J]. 仪器仪表学报，2022，43
0. 2 mm、长度不小于3 mm以及与传感器扫描方向
（10）：98-107．
呈0°~90°的裂纹时，KM传感器得到的信号虚部的
[11] KADLEC M，RŮŽEK R．A comparison of laser
峰峰值均大于CM传感器得到的。
shearography and C-scan for assessing a glass/epoxy
（2） laminate impact damage[J]．Applied Composite
100 kHz激励频率下，CM传感器检测长度
为20 mm裂纹时不会出现衰减现象，但检测长度为 Materials，2012，19（3）：393-407．
5 mm和3 mm裂纹时，信号中间区域会出现严重的 [12] 胡文刚，刘伟，朱瑞灿，等. 基于超声C扫描的复杂结
衰减，信号的覆盖面积减小，若扫描步长过大，易出 构焊缝缺陷检测[J]. 焊接，2021（4）：57-61，64．
现漏检。而KM传感器具有的多半径特性，使得其 [13] WANG N，LIU X C，ZHOU B，et al．Eddy current O-scan
线圈内部的涡流分布较CM传感器的均匀，扫描时 and C-scan imaging techniques for macrocrack detection
in silicon solar cells[J]．Nondestructive Testing and
在每一个扫描线上均有较强信号，在增大信号覆盖
Evaluation，2019，34（4）：389-400．
面积的同时能有效避免漏检。
[14] CHEN G L，WEI J，ZHANG S S，et al．Differential
参考文献： Koch planar eddy current probe sensitivity boosting
by iron particulate sheet[J]．IEEE Transactions on
[1] GATSA V，HOUHAT N，MÉNIGOT S．Hybrid Instrumentation and Measurement，2023，72：6010609．

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2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测