微型電渦流傳感器的研究.pdf

1、電渦流傳感器是一種建立在電渦流效應原理上的傳感器，這是一種性能優(yōu)越的非接觸測量專用傳感器。電渦流傳感器主要用來測量探頭和與被測物體之間的靜態(tài)和動態(tài)距離，被測物體一般為導體，引起探頭的一些電學參數(shù)發(fā)生變化，傳感器的電子電路感應并處理該變化量，由此得到被測物體的位移量。除了距離之外，電渦流傳感器還可以實現(xiàn)非接觸測量物體表面為金屬導體的厚度、應變、硬度等做種物理量，還能測量振動、轉速、溫度、速度、加速度等非電量，還可以應用于工業(yè)生產領域中的無

2、損探傷。
　　本文提出了一種基于MEMS微加工技術的微型電渦流傳感器。這是一種基于平面線圈的電渦流傳感器，其主要結構包含兩個線圈，其中一個用以輸入信號，產生交變磁場，稱之為激勵線圈；另一個線圈的兩端會相應的產生感應電動勢。在這種情況下如果有導電材料接近傳感器，那么根據(jù)電渦流原理物體表面會有電渦流產生，造成能量損耗，從而影響感應電動勢的值?；谶@種檢測原理所設計的微型電渦流傳感器可以有效地檢測距離、缺陷、材料等性質。接下來利用有限元

3、仿真的方法對于可能影響傳感器性能的參數(shù)進行了模擬仿真，并且結合MEMS加工工藝的條件和限制最后確定了傳感器的線圈匝數(shù)、寬度、高度、間隔等具體結構參數(shù)。并且對所使用的MEMS加工工藝中光刻、電鍍等工藝進行了優(yōu)化，以提高加工質量和成品率。在傳感器加工過程中另一個很重要的因素是絕緣層材料的選擇，絕緣層材料是填充電學結構之間的空間的材料，防止電學結構彼此連接，傳統(tǒng)的微加工絕緣層材料有正光刻膠，SU-8光刻膠、二氧化硅等等，但是這些材料自身的缺點

4、會限制傳感器的性能，在這里我們研究了兩種絕緣層材料：氮化鋁改性水玻璃和聚酰亞胺，經過試驗和比較，最終選擇聚酰亞胺作為絕緣層。
　　在完成傳感器制作之后對傳感器的性能進行測試。實驗結果表明，所設計的傳感器可以在超過1.5mm范圍內有效測量與測試物體之間的距離，靈敏度達到20um，同時測試結果與仿真結果十分接近。除此之外，也可以有效地檢測物體上的缺陷以及區(qū)分不同材料。最后分析了傳感器在長時間工作時所達到的溫度，從而保證了傳感器工作的穩(wěn)