一种利用电涡流效应的微孔直径和深度测量方法

为实现微孔直径和深度非接触式测量,提出一种利用电涡流效应的测量方法,由单层多匝线圈构成的测量线圈在目标 体上方匀速经过被测微孔过程中,测量线圈电感值变化的时间与微孔的直径成正比;测量线圈电感峰值与微孔直径的二次方具 有线性关系,该线性关系的斜率与微孔的深度成正比。 根据等效涡流环模型,建立测量线圈电感值与微孔直径和深度之间的数 学模型,利用 COMSOL 有限元仿真,分析测量过程中微孔直径和深度对测量线圈电感值的影响规律,仿真结果与等效涡流环模 型分析结果一致。 搭建微孔直径和深度的电涡流测量系统,实现直径 1. 5~ 5 mm,深度 0. 1 ~ 0. 5 mm 的微孔测量。 当微孔直径 大于 3 mm,微孔深度大于 0. 3 mm 时,微孔直径测量相对误差在±2%内。 微孔深度的测量分辨率为 0. 01 mm,在微孔直径大于 2. 5 mm 时,微孔深度的测量误差小于 0. 02 mm。