仪器仪表学报

作者：陈国龙，张帅帅，曹 政，李朝飞，靳伍银

单位：陈国龙,1.兰州理工大学机电工程学院,,张帅帅,1.兰州理工大学机电工程学院,,曹 政,1.兰州理工大学机电工程学院,,李朝飞,1.兰州理工大学机电工程学院,,靳伍银,1.兰州理工大学机电工程学院,

关键词：分形几何;涡流检测;无损检测;平面涡流传感器;裂纹检测

基金：国家自然科学基金（51807086）、甘肃省教育厅青年博士基金(2021QB?047)项目资助

针对传统涡流传感器会忽略特殊方向短裂纹的缺点,提出了一种绝对式科赫分形平面涡流传感器,其激励线圈和信号拾取线圈均采用基于分形自相似理论的科赫雪花曲线。首先,对具有相同尺寸的科赫和圆形传感器进行有限元分析。然后,针对不同长度、方向、宽度和深度的裂纹,对比分析两种传感器响应信号的差异。最后,搭建实验系统对有限元分析结果进行验证。研究结果表明,对于不同长度、方向和宽度裂纹的探测,有限元分析结果与实验结果定性一致;在3和5mm长的裂纹检测中,科赫传感器输出信号变化量比圆形传感器至少高出40%;在不同方向裂纹检测中,对于难检测方向的90°裂纹,科赫传感器比圆形传感器至少高出49%;在不同宽度裂纹检测中,科赫传感器的信号变化量比圆形传感器至少高出29%;在不同深度裂纹检测中,科赫传感器比圆形传感器至少高出6%;相对圆形传感器,科赫传感器对短裂纹探测的优势更加显著。该研究结果对平面柔性涡流传感器电磁感应结构的设计具有重要的参考意义。

来源：2022年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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