[发明专利]裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器、探头及应用方法

权利要求书

1.一种裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器，其特征在于，包括支撑结构(1)、上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)以及TMR磁敏感元件(4)，所述上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)两者均为平面线圈，且所述上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)两者平行布置并分别对称固定在支撑结构(1)上，所述TMR磁敏感元件(4)布置于上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)之间，且所述TMR磁敏感元件(4)的测量方向与上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)中心连线重合。

2.根据权利要求1所述的裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器，其特征在于，所述上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)之间串联反接，使得输入的激励信号为正弦交变电流时上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)在中心连线方向激励出大小相等、方向相反的激励磁场。

3.根据权利要求2所述的裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器，其特征在于，所述支撑结构(1)为圆柱状结构。

4.根据权利要求3所述的裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器，其特征在于，所述上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)为从圆心向外发散的螺旋线状，且其圆心分别与支撑结构(1)的圆形端面的圆心相互重合。

5.根据权利要求4所述的裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器，其特征在于，所述上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)与支撑结构(1)的圆形端面采用胶水粘合固定。

6.根据权利要求5所述的裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器，其特征在于，所述支撑结构(1)为3D打印制成。

7.一种用于裂纹深度检测探头，包括外壳和安装在外壳内的裂纹深度检测传感器，其特征在于，所述裂纹深度检测传感器为权利要求1～6中任意一项所述的裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器。

8.根据权利要求7所述的用于裂纹深度检测探头，其特征在于，所述外壳内还设有前置放大电路单元，所述前置放大电路单元串接在裂纹深度检测传感器的输出端。

9.根据权利要求8所述的用于裂纹深度检测探头，其特征在于，所述外壳内还设有用于生成正弦交变电流的正弦交变电流发生器，所述正弦交变电流发生器的输出端与上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)相连。

10.一种权利要求1～6中任意一项所述的裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器的应用方法，其特征在于，包括：1)往上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)输入为正弦交变电流的激励信号，使得上层激励线圈(2)、下层激励线圈(3)在中心连线方向激励出大小相等、方向相反的激励磁场；2)将裂纹深度检测用平面线圈/TMR复合的电磁传感器贴合被检测金属构件的表面，检测TMR磁敏感元件(4)的输出信号幅值，根据TMR磁敏感元件(4)的输出信号幅值查询预设的输出信号幅值-裂纹深度映射表，得到被检测金属构件表面的裂纹深度。