任意层导电板上方线圈阻抗的级数计算模型.pdf

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1、第24卷第11期传感技术学报Vo1．24No．112011年11月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．2011TheSeriesExpansionsCalculationModelfortheImpedanceofCoilaboveArbitraryLayerConductivePlatesZHANGSiquan，HUShengbin，LUWenhua(SchoolofAviationTransportation，ShanghaiUniversityofEngine

2、eringScience，Shanghai201620，China)Abstract：Intheimpedancecalculationofthecoilabovemultilayerconductiveplates，timeconsumingandimplementationdifficultarethemainproblems．AmeansbasedonthesystemofMaxwellequations，themagneticvectorpotentialandtruncatedregioneige

3、nfunctionexpansionwasproposed，andtheconductorswereextendedtoanarbitrarynumberoflayers，theexpressionfortheimpedancechangeofthecoilwasderivedintheformofseries．Whenouterboundarylengthandthenumberofsummationtermswereselectedproperly，andsometermswerepre—compute

4、d，thecomputationtimecanbereducedconsiderablyandatthesametimepreservethecomputationalaccuracy．Theimpedancechangeofthecoiloveraconductinghalfspacewascalculatedatdifferentfrequencieswithseriesapproachandfiniteelementmethodrespectively，theresultsagreedverywell

5、andconfirmedthesuitabilityoftheproposedseriesexpansioncalculationmodelanditsapplicationprospectinforwardmodelofeddycurrenttestingfordefectquantitativemeasurement．Keywords：eddycurrenttesting；coilimpedancecalculation；seriesexpansions；finiteelementsimulation；

6、arbitrarylayerconductiveplatesEEACC：5140；7230；7310Jdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．11．017任意层导电板上方线圈阻抗的级数计算模型张思全，胡盛斌，陆文垡(上海工程技术大学航空运输学院，上海201620)摘要：为解决积分法求解层叠导电结构上方通电线圈阻抗困难、费时的问题，采用一种基于Maxwell方程组、矢量磁位和空间解域截取的级数展开快速计算方法，将有限层导电结构检测模型拓展到任意层，并导出级数形式的通电线圈阻抗变化表

7、达式：通过设定适当的解域截取半径和级数求和项数，并对复杂项预先计算，可以在保证计算精度的同时提高计算速度。在多种线圈激励频率下．分别采用级数展开法与有限元仿真法，对单层导电平板上方线圈的阻抗变化进行了比较计算，两种方法的计算结果非常吻合，验证了级数展开计算模型的正确性，可应用于涡流法缺陷定量检i贝4的正向模型中。关键词：涡流检测：线圈阻抗计算；级数展开；有限元仿真；任意层导电板中图分类号：TM154．1：TP391．7文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)11—1596一O6在石油、化工、航

8、空等领域。许多关键设备和部问题。数十年来，许多学者对此进行了研究。Dodd件由多层导电材料制成．对其内部缺陷和结构完整和Deeds研究了正弦电流激励线圈位于有均匀厚度性的检测是一个较困难的问题。超声检测法虽具有导电材料覆层的半无限大导电平板上方的情况，得到可检测较厚材料的优势，但不适于检测相邻层间含了积分形式的矢量磁位闭合解析解_5；其后，Luquire有空气的多层导电结构。电涡流检测技术利用材料等人又研究了线圈