鞠梓宸 丛雪明 韩玮 彭胜利

摘 要：本文针对非金属材料开放式缺陷和隐藏式缺陷检测的难点，设计一种基于CIDT的新型电容成像检测传感器，新型传感器既能增加检测信号的强度，又能增加电极对间准静态边缘电场的检测深度，达到同时检测非金属材料开放式缺陷与隐藏式缺陷的目的。使用COMSOL软件建立新型电容成像检测传感器的二维仿真模型，仿真得出的电势图初步验证新型电容成像检测传感器同时检测开放式缺陷与隐藏式缺陷的可行性。

关键词： CIDT; 传感器; 开放式缺陷; 隐藏式缺陷

1  引  言

电容成像检测技术（capacitance imaging detection technology， CIDT）是一种新型无损检测技术，与传统的无损检测技术相比，具有安全环保、廉价、非接触式和非侵入式等特点;CIDT既能检测金属表面缺陷，又能检测非金属材料表面缺陷和内部缺陷，目前已广泛应用到玻璃钢管道、有机玻璃板、金属防腐管道、陶瓷装甲等检测。CIDT检测非金属材料缺陷的基本原理为：共面电极对产生的准静态边缘电场经过空气层到达被测试件，并在被测试件中形成一个特定的检测体积;如果被测试件中的缺陷在特定的检测体积内，就会扰动整个电场，改变检测极板上的电荷数，从而达到检测缺陷的目的[1]。

2  电容成像传感器仿真分析

2.1  新型电容成像传感器设计

电容成像检测传感器的设计是CIDT的关键，合理的设计使得CIDT能对非金属材料内部多个不同深度的缺陷进行检测，缺陷即使是隐藏在非金属材料的内部也能检测。……