[發明專利]裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器、探頭及應用方法

在審

• 申請號: 202210550059.2
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN115015379A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 劉麗輝;董燈;潘孟春;陳棣湘;馬浩;任遠;胡佳飛;張琦;唐鶯;王曉明;邱曉天;章卓;楊清欽
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器，其特征在于，包括支撐結構(1)、上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)以及TMR磁敏感元件(4)，所述上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)兩者均為平面線圈，且所述上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)兩者平行布置并分別對稱固定在支撐結構(1)上，所述TMR磁敏感元件(4)布置于上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)之間，且所述TMR磁敏感元件(4)的測量方向與上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)中心連線重合。

2.根據權利要求1所述的裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器，其特征在于，所述上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)之間串聯反接，使得輸入的激勵信號為正弦交變電流時上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)在中心連線方向激勵出大小相等、方向相反的激勵磁場。

3.根據權利要求2所述的裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器，其特征在于，所述支撐結構(1)為圓柱狀結構。

4.根據權利要求3所述的裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器，其特征在于，所述上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)為從圓心向外發散的螺旋線狀，且其圓心分別與支撐結構(1)的圓形端面的圓心相互重合。

5.根據權利要求4所述的裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器，其特征在于，所述上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)與支撐結構(1)的圓形端面采用膠水粘合固定。

6.根據權利要求5所述的裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器，其特征在于，所述支撐結構(1)為3D打印制成。

7.一種用于裂紋深度檢測探頭，包括外殼和安裝在外殼內的裂紋深度檢測傳感器，其特征在于，所述裂紋深度檢測傳感器為權利要求1～6中任意一項所述的裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器。

8.根據權利要求7所述的用于裂紋深度檢測探頭，其特征在于，所述外殼內還設有前置放大電路單元，所述前置放大電路單元串接在裂紋深度檢測傳感器的輸出端。

9.根據權利要求8所述的用于裂紋深度檢測探頭，其特征在于，所述外殼內還設有用于生成正弦交變電流的正弦交變電流發生器，所述正弦交變電流發生器的輸出端與上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)相連。

10.一種權利要求1～6中任意一項所述的裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器的應用方法，其特征在于，包括：1)往上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)輸入為正弦交變電流的激勵信號，使得上層激勵線圈(2)、下層激勵線圈(3)在中心連線方向激勵出大小相等、方向相反的激勵磁場；2)將裂紋深度檢測用平面線圈/TMR復合的電磁傳感器貼合被檢測金屬構件的表面，檢測TMR磁敏感元件(4)的輸出信號幅值，根據TMR磁敏感元件(4)的輸出信號幅值查詢預設的輸出信號幅值-裂紋深度映射表，得到被檢測金屬構件表面的裂紋深度。