张荣华 刘建旭

(天津工业大学电气工程与自动化学院)

电涡流检测系统的仿真分析与实验研究

张荣华 刘建旭

(天津工业大学电气工程与自动化学院)

设计了一个EC-AMR电涡流检测系统。运用基于有限元分析法的COMSOL软件对影响检测结果的主要因素进行仿真分析，并将结果应用于实验中。实验选择异向磁阻三轴磁场传感器HMC1043感应空间磁场的变化，由STM32处理器进行数据采集、处理与显示，实现了铝板表面微小缺陷的高灵敏、显著检测。

电涡流检测系统 铝板表面缺陷 AMR传感器 STM32 PCB板线圈 COMSOL

涡流检测的工作原理是建立在电磁技术基础上的，当被测样品处在变化的磁场周围时，其内部会产生相应的涡流，而涡流的变化和被测样品有很大关系。当被测样品表面有缺陷时，其涡流产生的磁场会发生变化，此时利用磁传感器就能对其变化做出相应的输出，进而获得非铁磁性材料的磁导率、缺陷位置及厚度等参数。工业领域中的航空飞机精密部件，如机翼和机身铆接处，在飞行中由于机械应力的作用极易产生机械损伤[1]。但是常规的涡流缺陷检测技术，如滑动涡流(Eddy Current,EC)探针、自动调零EC探针等对缺陷的检测灵敏度和表征效果不是特别显著[2～4]。为此，笔者设计了一个电涡流检测系统，利用COMSOL软件对线圈的提离高度、匝数和位置进行仿真分析，同时在实验中利用各向异性磁阻(Anisotropic Magneto Resistive,AMR)传感器和STM32处理器进行数据采集与处理，以实现铝板表面微小缺陷的检测。

1 系统设计

1.1 总体结构