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摘要
柔性平面涡流传感器被广泛应用于具有复杂形貌零部件表面、近表面裂纹的探测中。基于传统线圈结构设计的柔性平面涡流传感器对特殊方向短裂纹的探测存在漏检率高的问题。为了提升柔性平面涡流传感器对各方向裂纹的检测灵敏度并抑制检测过程中的提离噪声，将差测量思想与分形几何相结合，提出一种科赫差测量平面涡流传感器。通过有限元分析，研究新型传感器与同尺寸的圆形差测量传感器对不同方向、长度、宽度和深度裂纹的检测性能，并对比分析二者的差异。有限元分析结果表明，对于90°方向5 mm长裂纹的检测，科赫传感器输出信号峰峰值比圆形的大71.8%；对于长度为3 mm裂纹的检测，科赫传感器信号峰峰值比圆形传感器大41.0%；在检测宽度为0.1 mm的裂纹时，科赫传感器输出信号峰峰值比圆形传感器大142.6%；科赫传感器在检测深度大于0.8 mm的裂纹时，其输出信号峰峰值是圆形传感器的1.5倍以上。有限元分析与试验结果表明，与圆形线圈相比，科赫线圈设计的平面涡流传感器在短裂纹探测方面具有更显著的优势。
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单位机电工程学院; 兰州理工大学
