一种基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈的制作方法

本技术属于测量，更为具体地讲，涉及一种基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈。

背景技术：

1、作为电磁微位移测量技术的一种，电涡流测距可通过对线圈施加高频交变电流，利用电磁感应效应来测量传感线圈与被测导体试件间的距离变化。其具体原理为：当被测导体试件靠近传感线圈时，则会在试件近表面产生感应涡流，从而产生一方向与传感线圈相反的交变磁场以影响其阻抗、频率、相位等。当传感线圈与试件的相对距离发生微小变化时，将反应在其阻抗、频率、相位等参数的变化上，此时若采集这些微变化量，则可换算为线圈与试件相对位移的变化，以达到测量微位移的目的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，利用电磁感应原理，利用柔性阵列传感线圈靠近被测试件，进而测量柔性阵列传感线圈所覆盖区域的微位移。

2、为实现上述发明目的，本实用新型为一种基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，其特征在于，包括：柔性薄膜、5×5圆形线圈阵列、分离式补强基底以及连接5×5圆形线圈阵列和分离式补强基底的金属线；

3、所述柔性薄膜由基底和上下两层覆盖保护膜组成；

4、所述5×5圆形线圈阵列由一定厚度的铜在所述柔性薄膜的基底的顶端蚀刻而成，通过在基底的正、反两面排布金属线，其中，每一个线圈的连接线分别通过正、反两面排布的金属线连接沉金导电触板；

5、在5×5圆形线圈阵列和金属线排布完成后，在基底的正、反两面各覆盖一层保护膜；

6、所述分离式补强基底包括两块沉金导电触板，每一块沉金导电触板包含50个沉金导电触片；从左往右对每一个线圈按列编号，记为1,2，……，25，编号为1的线圈通过正面的金属线连接第一块沉金导电触板的第一个沉金导电触片，编号为2的线圈通过正面的金属线连接第一块沉金导电触板的第三个沉金导电触片，然后以此类推，编号为25的线圈通过正面的金属线连接第一块沉金导电触板的第四十九个沉金导电触片；在第一列线圈中，编号为1的线圈通过背面的金属线连接第二块沉金导电触板的第九个沉金导电触片，编号为2的线圈通过背面的金属线连接第二块沉金导电触板的第七个沉金导电触片，然后以此类推，编号为5的线圈通过背面的金属线连接第二块沉金导电触板的第一个沉金导电触片；在第二列线圈中，编号为6的线圈通过背面的金属线连接第二块沉金导电触板的第十九个沉金导电触片，然后以此类推，直到第五列线圈中编号为25的线圈通过背面的金属线连接第二块沉金导电触板的第四十一个沉金导电触片。

7、本实用新型的发明目的是这样实现的：

8、本实用新型基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，包括：柔性薄膜、5×5圆形线圈阵列、分离式补强基底以及连接5×5圆形线圈阵列和分离式补强基底的金属线；利用矢量网络分析仪产生高频激励信号输入柔性阵列传感线圈，根据电磁感应效应，当目标试件靠近或远离时，柔性阵列传感线圈的谐振频率、相位产生变化，此时通过矢量网络分析仪采集并记录谐振频率、相位的变化量，再换算出二者间的相对微位移变化量。

9、同时，本实用新型基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈具有以下

10、有益效果：

11、(1)、本实用新型采用一种新的传感结构测量柔性阵列传感线圈与目标试件间的相对微位移变化量，具有贴合性好、灵敏度和分辨率高等特点；

12、(2)、本实用新型可以采用fpga与5×5个继电器配合选通的方式，可实现仅使用一个矢量网络分析仪即可对覆盖区域内的线圈进行依次选通、测量的目的，增加了传感线圈检测面积；

13、(3)、本实用新型采用分离式补强基底连接金属线，可将线圈引出的金属线分为上下两层，且增大了线间间距，增加了系统测量时的抗电磁干扰能力。

技术特征：

1.一种基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，其特征在于，包括：柔性薄膜、5×5圆形线圈阵列、分离式补强基底以及连接5×5圆形线圈阵列和分离式补强基底的金属线；

2.根据权利要求1所述的基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，其特征在于，所述柔性薄膜选用柔性可弯曲材料，其基底和覆盖保护膜材料包括但不限于聚酰亚胺；柔性薄膜的总厚度为92.5μm，其中基底的厚度为12.5μm，上下两层覆盖保护膜厚度为2×28μm。

3.根据权利要求1所述的基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，其特征在于，所述圆形线圈阵列由5×5个圆形线圈排列组成，其线径和线间距均为75μm，每个线圈直径为5mm，匝数为14。

4.根据权利要求1所述的基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，其特征在于，所述沉金导电触片由50个沉金导电触片组成，其宽度和中心间距均为0.5mm，厚度为0.3mm。

技术总结
本发明公开了一种基于电磁微位移测量技术的柔性阵列传感线圈，包括：柔性薄膜、5×5圆形线圈阵列、分离式补强基底以及连接5×5圆形线圈阵列和分离式补强基底的金属线；利用矢量网络分析仪产生高频激励信号输入柔性阵列传感线圈，根据电磁感应效应，当目标试件靠近或远离时，柔性阵列传感线圈的谐振频率、相位产生变化，此时通过矢量网络分析仪采集并记录谐振频率、相位的变化量，再换算出二者间的相对微位移变化量。

技术研发人员：李浩然,高斌,刘东
受保护的技术使用者：四川成电多物理智能感知科技有限公司
技术研发日：20230228
技术公布日：2024/1/13