一种采用专用芯片TCA355涡流传感器的研制

介绍了一种专用集成电路TCA355的原理结构和在涡流传感器中的应用。采用TCA355不仅使涡流传感器的体积大为减小，而且性能价格比有了很大的提高。实践证明：在目前还没有涡流传感器专用集成电路的条件下，将TCA355的大部分功能应用在涡流传感器电路中是一种有效方法。     

一种角位移电涡流传感器的原理及应用

设计并实现了一种小角度双E形电涡流角位移传感器，可用于加速度计及陀螺仪闭环控制的校正回路。运用涡流等效原理，从理论和计算上分析了其原理，分析了其反力矩的形成，推导了电涡流传感器的输出方程。对该传感器的输出特性和频率响应特性的实验结果作了分析，结果表明了其可行性，对设计和应用同类传感器有一定的指导意义。     

电涡流传感器的特性分析与标定方法

结合电涡流传感器的原理,分析了采用电涡流传感器测量位移时传感器特性与被测体尺寸的关系,研究了不同被测材料对电涡流传感器灵敏度的影响,提出了电涡流传感器的标定方法。     

电涡流传感器激励信号源设计

在电涡流检测系统中,电涡流传感器需正弦信号加以激励。激励信号源是检测系统的关键部分之一。介绍了电涡流传感器信号激励源电路的工作原理,可以给电涡流传感器的并联谐振回路提供稳频稳幅的正弦信号。实验表明,该激励信号源电路能够满足电涡流传感器的需求,使涡流传感器能够稳定地工作。     

电涡流传感器动态响应特性研究

为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性,针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器,分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理,建立了电涡流传感器检测电路数学模型,分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线圈谐振回路品质因数 Ｑ 的关系,提出了对电涡流传感器动态响应特性在不影响灵敏度和线性测量范围的情况下进行线性校正的方法,从而使电涡流传感器幅频响应带宽提高一倍甚至几倍以上,相位角的滞后量也可以大大减小,充分满足了对磁悬浮轴承高速转子进行位移和振动的非接触性监测的需要。     

球体曲率变化对涡流传感器灵敏度影响

电涡流传感器的电磁场分布对传感器的灵敏度有重要影响,目前均将被检测体假设为平板导体进行电磁场仿真,并未考虑被测体为球体时其曲率半径对电涡流传感器灵敏度的影响。基于电涡流传感器的原理,利用有限元方法对电涡流传感器检测球体的电磁场分布进行了数值仿真分析,仿真结果与经典的电涡流理论相符,并由此验证模型的正确性。通过对不同曲率的球体进行电磁场仿真,研究分析了球体曲率对传感器灵敏度的影响,理论上为电涡流传感器检测球体零件时的优化设计提供了参考。     

基于人工神经网络的电涡流传感器非线性辨识

针对电涡流传感器非线性因素引起的误差问题,研究了采用人工神经网络的建模方法,进行电涡流传感器非线性辨识的可行性方案,提出了基于人工神经网络的电涡流传感器非线性辨识的设计、模型与实现技术,并应用Matlab软件进行了数值实验,从而提高了电涡流传感器测量精度.     

电涡流传感器的常见故障处理及安装方法

本文详细阐述了电涡流传感器的工作原理和系统组成,简单分析了电涡流传感器的常见故障和处理方法,介绍了电涡流传感器探头的安装方法,安装中的常见错误以及处理方法。     

长输送油气管道膨胀检测涡流传感器线圈特性的研究

涡流传感器线圈完成信号收发,是涡流传感器的重要组成部分。为使涡流传感器具有更高的量程和线性度,论文对涡流传感器线圈轴向磁场进行研究。通过分析可知涡流传感器线圈轴向磁场与线圈内外径和轴向厚度有关。采用单一变量法进行研究可知,若要提高传感器的量程与线性范围,可通过增大传感器的外径实现;若要提高传感器的灵敏度,可通过减小线圈的轴向厚度和外径、增大线圈内径实现。本文为涡流传感器的后续研究奠定基础。     

随动式变面积电涡流传感器设计

针对电涡流传感器的测试行程和测试精度的矛盾，文献［１］ 提出了分级随动式的解决方案，本文给出了分级随动式电涡流传感器系统的设计方法、设计准则，给出了实验结果，提出了几种提高测试精度的方案     

VFW图像获取技术在磁光/涡流成像系统中的应用

介绍了一种根据电涡流效应和法拉第磁光效应设计出的磁光／涡流显微成像检测系统，实现了亚表面下细小缺陷的可视化。本系统选用执行效率高的VC作为开发工具来设计图像处理软件，并采用VFW技术实现了对该缺陷图像的实时获取。试验结果进一步验证了系统设计的正确性。     

基于频谱分析的脉冲涡流缺陷检测研究

脉冲涡流检测技术是涡流检测技术的一个新兴分支.研究利用激励脉冲频率成分丰富的特点,创新性地提出了一种新的脉冲涡流差分信号特征值——频谱幅值.通过研究,得到频谱幅值与表面缺陷深度均成近似线性关系,与亚表面及厚度减薄缺陷深度成指数关系.从而提供了一种有效的基频分量频谱幅值对飞机内部隐藏缺陷识别的原理及方法,这对于飞机多层导电结构内部隐藏缺陷检测极为有效.     

磁光/涡流实时成像检测系统的研究

介绍了磁光/涡流成像检测系统的基本工作原理及组成,给出了初步的实验结果,并对试验结果进行了相应的图像处理,实现了对表面及亚表面细小缺陷的可视化无损检测,克服了传统的涡流检测方法中探头尺寸相对较小而检测面积大,检测工作要消耗大量时间且不易操作的缺点,并具有探测结果可视化且直观易懂;易于保存;检测难度低;检测前不需要清除油漆等表面覆盖层,只需要保证待检测表面具有较好的反射性能;可对亚表面以及表面缺陷进行实时成像检测等优点。试验结果进一步验证了系统的正确性和重要性。     

电涡流传感器的频率补偿式测量方法的研究

在电磁感应原理的涡流效应的基本理论研究的基础上,根据导体内部感应电动势随磁场变化频率增大的特性,针对金属导体内缺陷、合金组分带来的电导率变化这一实际材料的属性给检测线圈的反作用感应电动势带来影响这一物理现象,提出了一种频率补偿式的测量方法.该方法由于回避了电动势的直接测量,通过激励源频率的自动扫描跟踪标准样品的参数,以频率为表象空间提供材料的性能参数.通过理论计算和超强铝合金薄壁管的实验数据对比,该方法具有快速、准确的优点.通过电子学和计算机技术,该方法可以实现性能优异的测量系统,提供丰富的电涡流信息.     

电涡流传感器性能优化关键技术

电涡流传感器因具备无损检测、非接触测量等优异特性,广泛应用于工业生产等各领域中的微量位移测量、导电介质缺陷检测以及设备运行状态监测。然而,受限于线圈结构参数优化、检测电路创新设计和测量误差动态补偿等技术瓶颈,现有电涡流传感器普遍存在灵敏度欠佳、线性度不足、突变温度场下检测精度亟待提升等突出局限,直接制约着其在各类极限环境下高精度检测领域的推广应用。为此,在深入剖析和系统总结国内外电涡流传感器研究与应用现状的基础上,聚焦线圈结构、检测电路以及误差补偿方法,重点探讨了优化其核心性能的基本原理与关键技术,并对相关研究的发展趋势进行了初步构想与展望,以期为多维度提升传感器性能、根源促进其发展应用提供有效借鉴。     

Eddy current measurement of the thickness of top Cu film of the multilayer interconnects in the integrated circuit (IC) manufacturing process

This paper proposes a new eddy current method, named equivalent unit method (EUM), for the thickness measurement of the top copper film of multilayer interconnects in the chemical mechanical polishing (CMP) process, which is an important step in the integrated circuit (IC) manufacturing. The influence of the underneath circuit layers on the eddy current is modeled and treated as an equivalent film thickness. By subtracting this equivalent film component, the accuracy of the thickness measurement of the top copper layer with an eddy current sensor is improved and the absolute error is 3 nm for sampler measurement.     

Eddy current detection of subsurface defects for additive/subtractive hybrid manufacturing

In this study, an eddy current (EC) detector is integrated in an additive/subtractive hybrid manufacturing (ASHM) process. The detector facilitates in-process inspection and repair operations through material deposition, defect detection, and removal processes layer by layer. A feasibility test is carried out on eddy current detection of subsurface defects in additively manufactured parts by using an EC detector. The study compares the results obtained from the EC detection with those by the X-ray computed tomography and the destructive methods. Experiments and simulations are conducted to investigate the effect of excitation frequency on intensity of the eddy current signal. The effects of residual heat of an additively manufactured specimen and lift-off distance of an EC probe on impedance changes are also investigated. In addition, the effect of defect width on EC signal is analyzed. The study shows that the EC method is capable of detecting subsurface defects in the ASHM parts. It is promising to integrate the EC detection and subtractive manufacturing into additive manufacturing to produce parts with improved quality and better performances.     

脉冲涡流无损检测技术应用研究

脉冲涡流与传统涡流不同，脉冲涡流通过测量磁场最大值出现的时间来确定缺陷的位置。对脉冲涡流的检测原理进行了分析，设计了脉冲波形发生器和垂直磁场检测电路，并通过试验对此方法进行了验证。     

新工艺推动工件表面三维测量进入实用阶段

在以汽车工业为代表的批量生产制造业中,工件表面微观结构的二维测量迄今仍处于主流地位,这主要是由所采用的工艺和已建立的完善的评定体系决定的。但近几年,随着激光造型等新工艺在一些重要工序中的应用日趋增多,表面微观结构的三维测量也进入了实用阶段。本文通过实例对其进行了描述,并就相关的评定参数做了介绍。     

基于DDS技术的模块化多频涡流检测系统设计

多频涡流检测技术能有效地抑制无损检测过程中的干扰因素,提高检测的分辨率和可靠性.DDS技术是频率合成的新技术,因此,在对多频涡流检测系统进行模块化划分的基础上,设计了基于DDS技术设计信号发生模块,基于VCVS的有源带通滤波模块和模拟正交锁定放大模块等,系统整体具有易于集成和重构的特点.实验结果证明:该系统工作稳定,可用于100 Hz～1 MHz范围内的多频涡流无损检测.