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任意层导电板上方线圈阻抗的级数计算模型
第24卷 第 11期 传 感 技 术 学 报 Vo1．24 No．11
2011年 11月 CHINESEJOURNALOF SENSORSAND ACTUATORS NOV．2011
TheSeriesExpansionsCalculationM odelfortheImpedanceof
CoilaboveArbitraryLayerConductivePlates
ZHANGSiquan ，HU Shengbin，LU Wenhua
(SchoolofAviationTransportation，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620，China)
Abstract：In the impedance calculation ofthe coilabove multilayerconductive plates，time consuming and
implementationdifficultarethemain problems．A meansbasedon thesystem ofMaxwellequations，themagnetic
vectorpotentialandtruncatedregioneigenfunctionexpansionwasproposed，andtheconductorswereextendedtoan
arbitrarynumberoflayers，theexpressionfortheimpedancechangeofthecoilwasderivedin theform ofseries．
Whenouterboundarylengthandthenumberofsummationtermswereselectedproperly，andsometemr swerepre—
computed，thecomputation time can bereduced considerably and atthe sametimepreserve the computational
accuracy．Theimpedancechangeofthecoiloveraconductinghalfspacewascalculatedatdifferentfrequencieswith
seriesapproachandfiniteelementmethodrespectively，theresultsagreedverywellandconfirmedthesuitabilityof
theproposedseriesexpansioncalculationmodelanditsapplicationprospectinforwardmodelofeddycurrenttesting
fordefectquantitativemeasurement．
Keywords：eddycurrenttesting；coilimpedancecalculation；seriesexpansions；finiteelementsimulation；arbitrary
layerconductiveplates
EEACC：5140；7230；7310J doi：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
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