[发明专利]一种交替感应式柔性涡流阵列传感器及其裂纹监测方法

权利要求书

1.一种交替感应式柔性涡流阵列传感器，其特征在于，包括激励线圈（34），激励线圈（34）在同一平面内由内向外呈螺旋形设置，且激励线圈（34）为同向激励布局，以及

至少一个交替式感应线圈组，每个交替式感应线圈组由多个感应线圈依次串联构成，其中：

沿激励线圈（34）的螺旋方向由内向外，每个交替式感应线圈组的感应线圈依次设置于激励线圈（34）的相邻两匝线圈之间，每个交替式感应线圈组的第一个感应线圈以及最后一个感应线圈的端部为该交替式感应线圈组的感应电压输出端。

2.根据权利要求1所述的一种交替感应式柔性涡流阵列传感器，其特征在于，每个交替式感应线圈组的所有感应线圈均放置在相邻两匝激励线圈中间靠左侧的位置，或均放置在相邻两匝激励线圈中间靠右侧的位置；

所述激励线圈（34）的相邻两匝激励线圈之间的距离等于要求的裂纹监测精度。

3.根据权利要求1所述的一种交替感应式柔性涡流阵列传感器，其特征在于，每个交替式感应线圈组的感应线圈串联时，前一感应线圈的连接端和与其连接的后一感应线圈的连接端电压极性相同，电压极性指正极或负极。

4.根据权利要求1所述的一种交替感应式柔性涡流阵列传感器，其特征在于，每个交替式感应线圈组的相邻两个感应线圈通过设置在其连接端的过孔连接，过孔之间的连接线设置在柔性基底的顶层。

5.根据权利要求4所述的一种交替感应式柔性涡流阵列传感器，其特征在于，所述柔性基底的顶层还设置有第一焊盘（1）、第四焊盘（4）和感应电压输出端口焊盘，第一焊盘（1）与第四焊盘（4）连接，每个交替式感应线圈组的两端分别通过设置在其连接端的过孔与对应的感应电压输出端口焊盘连接。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种交替感应式柔性涡流阵列传感器，其特征在于，所述激励线圈（34）和所有交替式感应线圈组均设置于柔性基底的底层，柔性基底的底层指与监测结构相接触的一侧，激励线圈（34）的位于最外侧的一匝激励线圈的端部设置有激励线圈第一过孔（11），激励线圈（34）的位于最内侧的一匝激励线圈的端部设置激励线圈第二过孔（12），激励线圈（34）通过激励线圈第一过孔（11）连接第二焊盘（2），激励线圈（34）通过激励线圈第二过孔（12）连接第三焊盘（3），第二焊盘（2）和第三焊盘（3）连接激励源。

7.如权利要求1~4任一项所述的一种交替感应式柔性涡流阵列传感器的监测方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

步骤S1、根据所监测结构的形状确定交替感应式柔性涡流阵列传感器的形状，根据所监测结构的受力方向和裂纹扩展方向确定交替式感应线圈组的数量和布局，根据要求的裂纹监测精度确定激励线圈（34）的相邻两匝激励线圈的距离，根据要求的裂纹长度监测范围确定激励线圈（34）的匝数和每个交替式感应线圈组的感应线圈数量；

步骤S2、根据所监测结构的受力方向，分析所监测结构的应力集中部位，确定交替感应式柔性涡流阵列传感器的设置位置；

步骤S3、实时监测交替感应式柔性涡流阵列传感器的每个交替式感应线圈组的感应电压，绘制每个交替式感应线圈组的感应电压曲线；

步骤S4、判断每个交替式感应线圈组的感应电压曲线中是否存在来回震荡的拐点，如存在，则该交替式感应线圈组所在位置即为裂纹萌生的位置，采用裂纹监测精度乘以每个交替式感应线圈组的感应电压曲线中电压来回震荡的拐点数即为每个交替式感应线圈组监测的裂纹长度。

8.根据权利要求7所述的一种交替感应式柔性涡流阵列传感器的监测方法，其特征在于，所述步骤S1中，如果监测的是孔结构，则设置交替感应式柔性涡流阵列传感器的形状为圆形，并设置两个交替式感应线圈组，使两个交替式感应线圈组对应位于所监测孔结构的受力方向左右两侧；如果所监测孔结构的受力方向不确定时，则设置多个交替式感应线圈组均匀分布在监测孔结构的周边。