CN112352166A - 一种利用三维激励线圈的电磁涡流探头 - Google Patents

Abstract

一种用于对导电材料中的缺陷进行无损检测的涡流探头。该探头包括：激励部分，由多个多匝导电线圈组成；线芯，用于通过与导体一起缠绕而形成的线圈；以及传感部分，由多个磁场传感器组成。

Description

一种利用三维激励线圈的电磁涡流探头

技术领域

本发明涉及应用于无损检测的涡流探头，更具体地说，涉及使用磁场传感器的涡流探头。

背景技术

无损检测技术(NDE)在航天、核能、铁道、石油等工业领域起到很重要的作用，可用于在无损伤的状态下检查材料内部缺陷，监测关键装置和构件(如飞机机翼、核电站蒸汽发生器、石油管道等)在运行过程中的安全性。可以被准确识别和表征的材料缺陷包括：疲劳缺陷、表面裂纹、深层裂纹、点蚀以及应力或腐蚀引起的损伤前兆(例如材料特性不一致)，这些材料缺陷的及时识别可有效避免结构的意外失效所带来的危害。基于涡流探伤的无损检测技术，被广泛应用于导电材料上。其通过检测由缺陷引起的涡流扰动所带来的外表面磁场变化来对材料缺陷进行表征。在传统的涡流探头中，包含一个激励线圈和一个接收线圈，前者用于激发出交变磁场从而在被测样品中产生涡流，而后者用作接收涡流产生的磁场。如果材料内部存在缺陷，接收线圈所接收到的涡流磁场会产生扰动，从而可以对缺点进行定位和识别。然而，这种涡流探头的最大缺陷是，空间分辨率严重受限于接收线圈的大小。

磁阻效应的发现以及微纳米加工技术的发展促进了小型化磁场传感器的发展，例如巨磁阻传感器(GMR)和隧道磁阻传感器(TMR)，它们可以被加工成小至几十微米的尺寸，且对磁场具有非常高的灵敏度。使用这种磁场传感器代替传统的接收线圈，可显著提高空间分辨率和检测精度。然而，在涡流探头中使用小型磁场传感器的挑战之一是，它们无法像传统的圆形缠绕的接收线圈一样对感测磁场进行区分，因为由激励线圈直接产生的磁场和作为待测量的涡流产生的磁场可以同时被磁场传感器检测到。由激励线圈产生的磁场可以被认为是背景场，背景场会使磁场传感器偏离其中心线性区域从而降低检测精度。在更糟糕的情况下，背景场使磁场传感器饱和从而导致其完全失去磁场灵敏度。现有技术(US7952348B2)曾提出采用平面螺旋导电线圈作为激励线圈，将磁场传感器放置于其敏感轴平行于测试样品的表面，从而可以避免来自于平面激励线圈的背景场干扰，因为激励线圈所产生的激励磁场垂直于线圈平面从而不会被磁场传感器所接收到。尽管这种情况下磁场传感器有效避免了背景场的干扰，但其所能接收到的信号只能来自于平行于被测样品表面的磁场信号分量，而这个分量相比于涡流产生的垂直于被测样品表面的磁场信号分量要小很多。可以看出，这是使用平面激励线圈的弊端，磁场传感器无论如何放置，都会带来不理想的信噪比。另一个现有技术(US20140312891A1)介绍了一种用于管道检查的涡流探头，包括两个环绕管道的圆形激励线圈，其间区域在径向上无磁场分量。一组磁阻传感器阵列被环绕地放置在该区域中，并保证每个传感器的敏感轴均平行于径向，以避免来自激励磁场的干扰。这种结构的缺点之一是被检测的区域不靠近激励线圈，因此产生的涡流信号相对较弱，这也降低了信噪比并减弱了测试探头的灵敏度。另外，现有技术需要具有多路复用电路的两种驱动模式，以分别检查轴向和周向缺陷，这使得探头结构和具体操作都很复杂。

发明内容

为克服上述缺点，本发明介绍了一种涡流探头，包括激励线圈和磁场传感器的新型结构。其使用至少两个彼此交叉的激励线圈来产生旋转磁场，该旋转磁场可以在被检测的结构区域中产生旋转的涡流。多个磁场传感器布置在线圈交叉区域，并且磁场传感器的敏感轴与线圈表面的法线方向平行，以避免来自激励磁场的干扰。激励线圈和磁场传感器都放置在检查结构附近，以实现高灵敏度和高信噪比。这种探头在平面结构检查中对任何方向的横向缺陷均敏感，在曲面结构或管道检查中对轴向和周向缺陷都敏感，且无需使用多路复用电路。

在本发明的实施例中，包括一种适用于在平面物体上操作的涡流探头，如图1所示。其中探头包括两个部分，分别为用于在被测物件中产生涡流的激励部分，以及用于检测由涡流产生的磁场的传感部分。激励部分包括两个激励线圈和任何形状的条状磁芯，图1中示出的是示例性的方形条状磁芯。在磁芯的相同的四个外表面上分别缠绕两组线圈，且两组线圈在磁芯的底面上以一定角度彼此交叉，本案中为90度角，从而形成许多全等方形网格形状。传感部分由多个磁场传感器组成，这些磁场传感器放置在上述方形网格形状的对称中心附近。在这个位置，底面法线方向上的激励磁场几乎为零。每个传感器均采用以下方式放置，其敏感轴基本上与磁芯的底表面的法线方向对齐，从而有效避免了来自激励磁场的干扰。通过提供两个具有相同频率和幅度但具有90度相位差的交流电流，可以产生旋转磁场并且在被检查物体区域中引发旋转涡流，该旋转涡流又受到物体中包含的缺陷的影响。如图2所示，如果物体中存在缺陷从而导致涡流的路径被阻挡时，涡流会在缺陷周围绕过缺陷流动。特别地，当涡流垂直于缺陷21延伸的方向流动时，涡流的路径变化最大，如图2A所示。相反，当涡流方向与缺陷21延伸的方向平行时，涡流的路径几乎没有影响，如图2B所示。涡流的扰动会导致其感应磁场的变化，这些信号可以被高灵敏度的磁场传感器捕捉到。因为涡流在平行于物体表面的平面内旋转，所以该涡流探头对任何横向的缺陷敏感。

在本发明的另一个实施例中，包括一种涡流探头，其适用于在管道内测或在具有弯曲表面的物体上操作，如图3所示。其中探头包括两个部分，分别为用于在被测物件中产生涡流的激励部分，以及用于检测由涡流产生的磁场的传感部分。激励部分包括两个激励线圈和具有弯曲表面的磁芯，图3中示出的是示例性的管状磁芯。在磁芯的相同的四个表面上分别缠绕两组线圈，且两组在磁芯的外表面上以一定角度彼此交叉，本案中为90度角，从而形成许多一致的准方形网格形状。传感部分由多个磁场传感器组成，这些磁场传感器放置在上述准方形网格形状的对称中心附近。在这个位置，径向方向上的激励磁场几乎为零。每个传感器均采用以下方式放置，其敏感轴基本上与管状磁芯的径向对齐，从而有效避免了来自激励磁场的干扰。通过提供两个具有相同频率和幅度但具有90度相位差的交流电流，可以产生旋转磁场并且在被检查管道区域中引发旋转涡流，该旋转涡流又受到物体中包含的缺陷的影响。涡流的扰动会导致其感应磁场的变化，这些信号可以被高灵敏度的磁场传感器捕捉到。因为旋转涡流流动方向为管道切向且与径向正交，所以该涡流探头对任何轴向和周向的缺陷敏感。

附图说明

图1A是本发明第一实施例的三维立体视图，该涡流探头适用于在平面物体上使用。

图1B是第一实施例的仰视图。

图1C是第一实施例的侧视图。

图2A示出了涡流流动方向垂直于缺陷延伸方向流动时的路径变化。

图2B示出了涡流流动方向平行于缺陷延伸方向流动时的路径变化。

图3A是本发明第二实施例的三维立体视图，该涡流探头适用于在管道内部或具有弯曲表面的物体上使用。

图3B是第二实施例的侧视图。

具体实施方式

以下实施例仅用于更详细地描述本发明，本发明不限于这些实施例。

图1A、1B和1C示出了本发明的第一实施例的结构，该涡流探头适用于在平面物体上进行操作。如图1所示，该实施例中的涡流探头110包括两个部分，分别为用于在物体160的被测区域内产生涡流的激励部分120，以及用于检测由涡流产生的磁场的传感部分130。被测物体160由导电材料制成，其上表面162是平面的并且平行于X-Y平面，如图1A所示。

激励部分120包括第一激励线圈121、第二激励线圈122和方形磁芯140，其中方形磁芯也可由非磁性物质制成。每个线圈分别通过环绕Y轴方向在方形磁芯140上缠绕导线而形成，每个线圈在磁芯的外表面141、142、143和144上等间隔地缠绕。磁芯表面142和144都与X轴正交，表面141和143都与Z轴正交并且平行于被测物体160的上表面162。磁芯底面141面对物体160的上表面162，在我们之后的描述中磁芯底面141被称为主表面。所有表面与磁芯在图1A中用虚线示出。第一激励线圈121和第二激励线圈122都缠绕在磁芯相同的四个表面上，特别地，在表面141和表面143上，线圈121与线圈122以一定角度彼此交叉，例如图中所示的90度角，从而形成许多全等的正方形网格形状150。通常，我们可以使用在主表面141上线圈121相对于X轴的倾斜角θ与线圈122相对于X轴的倾斜角β来表示线圈互相交叉的方向，如图1B所示。除了第一实施例之外，线圈121与线圈122不垂直交叉的情况，将在其它实施例中进行介绍。

传感部分130包括多个磁场传感器131，其可以从各种类型的磁传感器中选择。这些磁场传感器被放置在主表面141附近并处于上述方形网格形状150的对称中心的法线方向上，如图1B和1C所示。作为示例，多个磁场传感器可沿Y轴方向放置。每个传感器131都具有一个敏感轴，且其敏感轴与Z轴方向平行，如图1C中的箭头132所示。因为敏感轴与Z轴对齐，所有磁场传感器均仅能响应Z轴方向上的磁场分量，磁场信号转换为电信号输出。

与之前现有技术中提到的平面激励线圈不同，本实施例中的激励线圈121和122中的缠绕平面与被测样品表面162相互垂直。根据毕奥-萨瓦尔定律，由这两个线圈121和122在磁场传感器所处位置产生的激励磁场大部分位于XY平面内。在Z轴方向上磁场分量不是零，但是相对于X轴和Y轴上的分量相对非常小。这部分很小的磁场Z向分量主要来自于主表面141上的线圈部分，因为它们位置上很接近。通过将传感器分别放置在方形网格形状150的对称中心的法线方向上，可以更进一步减少这些Z轴分量，因为在这些位置，来自临近线圈的激励磁场的Z轴分量会因为对称性而相互抵消。因为磁场传感器的敏感轴平行于Z轴方向，所以它们可以不受不具有Z轴分量的激励磁场的干扰。因此，磁场传感器131可以稳定在中心线性区域工作，而不必考虑其非线性或饱和失真的影响，从而显著提高涡流探头整体上的测量精度。

在本实施例中，激励线圈121和122通常由两个异相交流电流进行激励，其可具有不同的幅值和频率。仅作为示例，这两个交流信号具有相同的幅值和频率，且有90度的相位差。由于激励线圈的设计结构，激励电流信号会在物体的检测区域产生一个在X-Y平面内旋转的激励磁场，该磁场同时引起在X-Y平面中旋转的涡流信号。磁场矢量迹线与涡流矢量迹线都在X-Y平面中描绘出圆形。同时，涡流信号又产生另一个感应磁场。由于物体中存在缺陷而导致的涡流路径的变化会带来该感应磁场的变化，并可以由磁场传感器131捕捉到。由于在物体160中的感应涡流在X-Y平面内旋转，所以本实施例中的涡流探头110对在X-Y平面中的任何方向上延伸的缺陷敏感。

在对物体160进行缺陷检查时，涡流探头110连接到交流电源，分别用于向激励线圈121和122提供具有90度相位差的交流电流。接收电路与磁场传感器131相连，用于读取磁场测量信号。材料缺陷位置或材料特性变化等信息，包含在磁场测量信号中，可通过图形计算算法提取。在检测过程中，如图1A中的箭头191所示，在X轴方向上逐步移动涡流探头，可通过传感部分130对物体160进行步进扫描。

在进一步的实施例中，磁场传感器阵列131放置在主表面141附近，但并非所有磁场传感器都位于方形网格形状150的对称中心的法线方向上。少许的偏离对称中心会产生一些干扰磁场传感器131的背景场，但可以简化组装过程。同时，也可通过将磁传感器放置得远离探头结构中的激励线圈，来减少背景噪声的影响，但这种结构的弊端是也会将待测物体和激励线圈之间的距离增加，涡流强度降低，因此感应到的来自涡流的磁场信号也相应减弱。该实施例适用于不需要非常高的检测灵敏度的无损检测过程。

在进一步的实施例中，激励线圈位于主表面141上的部分可以由印刷电路板取代，其余部分(如，激励线圈位于外表面142、143和144上的部分)也可由引线代替。

在进一步的实施例中，主表面141上的两个激励线圈之间的夹角|ɑ-β|，可以取除90度之外的0度到180度之间的任何值，从而在主表面141上形成许多全等的平行四边形网格形状。这种激励线圈结构需要稍复杂的算法来精确地定位和表征缺陷，但它也可以在很大程度上简化组装过程。激励线圈121和122中的交流电流，在90度相位差的情况下，仍可产生旋转磁场并在物体160的检测区域中形成旋转涡流，但是磁场矢量迹线和涡流矢量迹线都在X-Y平面中描绘出椭圆形。由于感应涡流仍然在X-Y平面内旋转，该实施例仍对在X-Y平面中的任何方向上延伸的缺陷敏感。

在进一步的实施例中，第一激励线圈121和第二激励线圈122被提供与第一实施例中相同的两路交流电流，但相位差为除90度之外的0度到180度之间的任何值。与前述实施例相似，两个激励线圈之间所呈90度物理夹角，以及线圈121和线圈122中的电流所呈非90度的相位差，可以产生旋转磁场并在物体的检测区域中形成旋转涡流，但是磁场矢量迹线和涡流矢量迹线都在X-Y平面中描绘出椭圆形，而不是圆形。类似地，由于感应涡流仍然在X-Y平面内旋转，该实施例仍对在X-Y平面中的任何方向上延伸的缺陷敏感。

在进一步的实施例中，第一激励线圈121和第二激励线圈122被提供与第一实施例中相同的，频率相同且相位差为90度的两路交流电流，但具有不同的幅值。与第一实施例相似，两个激励线圈仍可产生旋转磁场并在被检测物体的附近区域中形成旋转涡流，但是磁场矢量迹线和涡流矢量迹线都在X-Y平面中描绘出椭圆形。同时，由于感应涡流仍然在X-Y平面内旋转，该实施例仍对在X-Y平面中的任何方向上延伸的缺陷敏感。

在进一步的实施例中，可以设计并使用磁场屏蔽结构以防止磁场传感器131受到由位于表面142，143和144上的激励线圈产生的激励磁场的干扰。

在进一步的实施例中，激励部分120由三组或更多组激励线圈组成。它们在主表面141上相互交叉并具有相同的几何夹角，且激励信号彼此间具有相同的相位差，其值为180度除以线圈的组数。以三组激励线圈为例，三组激励线圈沿方形磁芯140缠绕，并在主表面141上形成60度的几何夹角。三组线圈由三路交流电流信号激励，其具有相同的幅值和频率，但相互之间的相位差为60度。与前述第一实施例的双线圈结构相似，这种使用三相交流信号激励的三组线圈结构在被测物体内同样可产生在X-Y平面内旋转的磁场信号和涡流信号。

在进一步的实施例中，在涡流探头110中使用多于一个的传感部分130。磁场传感器布置成阵列单元，每组阵列单元包含有多个传感器。根据实际需要，所有阵列单元可以选择同步运行模式或者交替运行模式。

图3A和3B示出了本发明的第二实施例的结构，该涡流探头适用于在管道内测或者具有弯曲表面的物体上进行操作。如图3A所示，该实施例中的涡流探头310包括两个部分，分别为用于在管道360的被测区域内产生涡流的激励部分320，以及用于检测由涡流产生的磁场的传感部分330。被测管道360由导电材料制成。被测管道360的内表面362呈轴对称，对称轴为Z轴，即被侧管道360的轴向方向，如图3A所示。

激励部分320包括第一激励线圈321、第二激励线圈322和管状磁芯340，作为示例，管状磁芯可由非磁性物质制成，其外径适合被测管道360的内径。每个线圈分别通过沿着周向在管状磁芯340上缠绕导线而形成，每个线圈在磁芯的外表面341、342、343和344上等间隔地缠绕。磁芯表面342和344都与Z轴正交，表面341和343与径向正交且平行于被测管道360的内表面362。磁芯340的外表面341面向被测管道360的内表面362，在我们之后的描述中，磁芯表面341被称为主表面。在图3A中，这些表面和磁芯用虚线表示。为了表示清晰，表面343和表面344上的绕线没有画在图3A中。在主表面341上，线圈321的导线和线圈322的导线以90度彼此交叉，形成许多全等的准方形网格形状350。与第一实施例中的正方形网格形状150不同，这些准方形网格形状不在同一平面内或彼此平行。

传感部分330包括多个磁场传感器331，其可以从各种类型的磁传感器中选择。这些磁场传感器被放置在主表面341附近并处于上述准方形网格形状350的对称中心处的主表面341法线方向上，如图3A所示。这些磁场传感器沿着磁芯主表面341的圆周方向呈环状放置，以使其覆盖被检查管道圆周的整个范围(360度)。每个传感器331都具有一个敏感轴，其敏感轴与管道径向(比如，主表面341的法线方向)平行，如图3B中的箭头332所示。因为敏感轴与管道径向平行，所有传感器均仅能响应管道径向上的磁场分量，磁场信号转换为电信号输出。

类似于第一实施例，通过将传感器分别放置在准方形网格形状350的对称中心处的主表面341法线方向上，可以避免激励磁场的影响，因为在这些位置，由于准方形网格形状的对称性，来自临近线圈的激励磁场的径向分量会因为对称性而相互抵消。因为被选择使用的磁场传感器只对径向磁场敏感，所以它们不受不具有径向分量的激励磁场的干扰。因此，磁场传感器331可以稳定在中心线性区域工作，而不必考虑其非线性或饱和失真的影响，从而显著提高涡流探头整体上的测量精度。

在该实施例中，激励线圈321和322通常由两个异相交流电流进行激励，其可具有不同的幅值和频率。仅作为示例，这两个交流信号具有相同的幅值和频率，且有90度的相位差。由于激励线圈的设计结构，激励电流信号会在管道的检测区域产生旋转磁场和旋转涡流。在管壁的任何一点，激励磁场和涡流都在旋转，所处旋转平面与传感器位于的弧面相切且与径向正交。同时，涡流信号又产生另一个感应磁场。由于管道内部存在缺陷而导致的涡流路径的变化会带来该感应磁场的变化，并可以由磁场传感器331捕捉到。由于在管壁中的感应涡流在上述切面内旋转，而此切面也看作是管道周向切线方向和轴向组成的平面，所以此涡流探头310对在管道周向和轴向上延伸的缺陷敏感。

在对物体160进行缺陷检查时，涡流探头110连接到交流电源，分别用于向激励线圈321和322提供具有90度相位差的交流电流。接收电路与磁场传感器331相连，用于读取磁场测量信号。材料缺陷位置或材料特性变化等信息，包含在磁场测量信号中，可通过适当的计算机图形算法提取。在检测过程中，如图3A中的箭头391所示，在轴向(Z轴)上逐步移动涡流探头，传感部分330可对管道360进行步进扫描。

在进一步的实施例中，磁场传感器331仅覆盖主表面341上沿圆周方向的部分范围(例如90度)，这可以取决于管道的待测区域。

在进一步的实施例中，磁场传感器331沿着除圆周方向以外的轴向方向放置在主表面341上。在检测过程中，通过旋转涡流探头，可对管道360沿着周向进行步进扫描。另外，扫描也可以沿螺旋线方向进行，从而覆盖整个管道。

在进一步的实施例中，通过设计调整涡流探头310的形状，以适合待检测物体表面的曲率半径，涡流探头310可用于检测除管道外的具有弯曲表面的物体。第二实施例中的激励线圈和磁场传感器仍适用于这种情况。

并非所有第二实施例中的细节都在此复述，但是，应当理解，针对前述第一实施例的所有示例，包括传感器位置、励磁线圈结构和几何形状、相位差和幅值的改变、施加的交流激励电流、磁场屏蔽结构、激励线圈的数量以及磁场传感器的阵列单元，也同样适用于第二实施例。

在前述所有实施例中，磁场传感器可以选自一种或多种磁传感元件，这些磁传感元件包括但不限于，霍尔效应传感器，巨磁阻(GMR)传感器，隧道磁阻(TMR)传感器，各向异性磁阻(AMR)传感器，超巨磁阻(CMR)传感器和非均匀性引发磁阻(IMR)传感器。另外，磁场传感器可以单独使用，或者多个一起使用，例如组成惠斯通电桥。如果使用磁场传感器裸片，可以通过引线键合封装在传统或柔性印刷电路板上。磁场传感器亦可通过微加工技术直接集成在芯片上。所需磁场传感器的数量，可以根据被测物体的结构和尺寸以及所需的涡流探头的分辨率来进行选择。

前述所有实施例仅是示例性的。本领域普通技术人员能够理解特定实施例的变型、组合和等同物的存在。因此，本发明不受该具体实施例的限制，而受本发明范围内可使用的所有实施例和预期方法的限制。

工业适用性

该发明能够被应用于涡流阵列探头。通过在导电样品上扫描探头，异常情况可以通过映射磁场来成像。

Claims (20)

1.一种适用于在平面导电物体上进行无损检测的涡流探头，包括：

激励部分，由多个多匝导电线圈和条形磁芯组成，所述磁芯具有一个基本是平面的主表面，所述主表面靠近待测物体的外表面，每个所述多匝线圈缠绕在所述条形磁芯上，且在磁芯的基本是平面的主表面上等间隔平行地缠绕，所述多个多匝线圈在所述磁芯的基本是平面的主表面上彼此交叉并形成多个全等的网格形状，所述多匝线圈由多个异向交流电流进行激励；

传感部分，由多个磁场传感器组成，每个所述磁场传感器均位于所述全等网格形状的对称中心附近，每个所述磁场传感器都具有一个敏感轴，且该敏感轴与所述主表面基本正交。

2.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，每个所述磁场传感器均位于所述全等网格形状的对称中心的法线方向上。

3.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，每个所述磁场传感器均位于所述全等网格形状内，并且不在所述全等网格形状的对称中心。

4.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，所述多匝线圈在所述待测物体的主表面上以相同的几何角度彼此相交，所述几何角度等于180度除以线圈的数量，并且所述交流激励电流彼此间具有相同的相位差，所述相位差等于180度除以激励电流的数量。

5.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，所述多匝线圈的数量为两个，几何角度在0至180度之间且不等于90度，所述交流激励电流的数量为两个，相位差等于90度。

6.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，所述多匝线圈的数量为2个，几何角度在0至180之间且不等于90度，所述交流激励电流的数量为两个，相位差在0至180度之间且不等于90度。

7.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，所述的异向交流电流可具有相同或不同的幅值。

8.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，位于所述主表面上的所述多匝线圈，其部分加工在基本平面的多层印刷电路板上，其余部分由引线代替。

9.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，所述磁场传感器选自一种或多种磁传感元件，这些磁传感元件包括但不限于，霍尔效应传感器，巨磁阻(GMR)传感器，隧道磁阻(TMR)传感器，各向异性磁阻(AMR)传感器，超巨磁阻(CMR)传感器和非均匀性引发磁阻(IMR)传感器。

10.如权利要求1所述的涡流探头，其特征在于，所述磁芯材料为空气，或者包含但不限于空气。

11.一种适用于在具有弯曲表面的导电物体上进行无损检测的涡流探头，包括：

激励部分，由多个多匝导电线圈和磁芯组成，所述磁芯具有一个弯曲的主表面，所述主表面靠近待测物体的弯曲外表面或弯曲内表面，每个所述多匝线圈缠绕在所述磁芯上，且在磁芯的弯曲主表面上等间隔地缠绕，所述多个多匝线圈在所述磁芯的弯曲主表面上彼此交叉并形成多个全等的网格形状，所述多匝线圈由多个异向交流电流进行激励；

传感部分，由多个磁场传感器组成，每个所述磁场传感器均位于所述全等网格形状的对称中心附近，每个所述磁场传感器都具有一个敏感轴，且该敏感轴与所述主表面基本正交。

12.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，每个所述磁场传感器均位于所述全等网格形状的对称中心的法线方向上。

13.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，每个所述磁场传感器均位于所述全等网格形状内，并且不在所述全等网格形状的对称中心。

14.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，所述多匝线圈在所述待测物体的主表面上以相同的几何角度彼此相交，所述几何角度等于180度除以线圈的数量，并且所述交流激励电流彼此间具有相同的相位差，所述相位差等于180度除以激励电流的数量。

15.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，所述多匝线圈的数量为两个，几何角度在0至180度之间且不等于90度，所述交流激励电流的数量为两个，相位差等于90度。

16.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，所述的异向交流电流可具有相同或不同的幅值。

17.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，位于弯曲主表面上的所述多匝线圈，其部分加工在基本平面的多层印刷电路板上，其余部分由引线代替。

18.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，所述磁场传感器选自一种或多种磁传感元件，这些磁传感元件包括但不限于，霍尔效应传感器，巨磁阻(GMR)传感器，隧道磁阻(TMR)传感器，各向异性磁阻(AMR)传感器，超巨磁阻(CMR)传感器和非均匀性引发磁阻(IMR)传感器。

19.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，所述磁芯材料为空气，或者包含但不限于空气。

20.如权利要求11所述的涡流探头，其特征在于，所述待测物体为管道，所述磁芯是管状磁芯，所述多个磁场传感器沿管道的轴向或周向排列。

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