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臺大工學院簡訊

學術成果

李韋辰、林峻永*:Sparse magnetic array for the imaging of defects in multilayer metals, IEEE Sensors Journal, Vol 24, No. 9, pp. 14082-14092, (May 2024)
  • 發布單位:工學院

  渦電流感測可以應用於金屬結構的檢測,普遍的方法為使用機械式掃描裝置,移動單點式感測器執行平面缺陷檢測。本研究團隊提出一種基於磁感測器陣列之渦電流感測方法,無須移動感測器,進行多層非導磁金屬板缺陷分布成像。此方法將量測之磁通量密度重構缺陷當成線性逆問題求解,並將金屬板當成二元的元素排列,使用變分貝葉斯方法以解析分析方式近似基於觀測資料隱藏變數的後驗機率。圖一闡釋提出之渦電流感測系統,由線圈和磁感測器陣列組成,測量金屬缺陷造成渦電流產生的磁場變化,重構缺陷分佈。(機械系林峻永教授提供)

 

 

 

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圖一、渦電流感測系統於缺陷重構。(a)全視圖。(b)無缺陷渦電流分布。(c)有缺陷渦電流分布。

 

 

 

  圖二顯示渦電流感測的硬體原型,使用印刷電路板製作感測器陣列及線圈,並且設計訊號調節電路切換通道。感測器使用高靈敏度且體積小之隧道磁阻感測器,並將開發之感測系統驗證於不同材料堆疊之多層缺陷金屬板。

 

 

 

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圖二、實驗硬體。(a)渦電流感測系統。(b)訊號調節電路。(c)實驗中使用有缺陷的推疊金屬板。

 

 

 

  圖三顯示缺陷重構之模擬及實驗結果,結果顯示此研究開發之稀疏磁陣列系統可以使用少數磁場資訊同時重構缺陷的形狀和深度,並且提出之方法可以應用於物理場重構。

 

 

 

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圖三、重構結果