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　　渦電流感測器因為其快速響應、長期的可靠度、高解析度和寬廣量測範圍的特性而廣泛地應用於非破壞檢測。本篇論文提出同時估測非導磁金屬導電率及厚度之感測系統開發，包括渦電流模型的建立、硬體設計、數值模擬驗證、原型開發及實驗有效性驗證。圖一闡釋提出之應用於同時估測非導磁金屬板導電率及厚度之非導磁金屬磁渦電流感測系統(NFM-M/EC Sensing System)及渦電流和磁場模型計算的示意圖。圖二為同時估測非導磁金屬板導電率和厚度方法之流程圖，理論模型包括正逆向模型的建立，正向模型將導體中渦電流場和空間中磁場的諧波響應於二維軸對稱座標表達成閉合解的形式。逆向模型使用頻域映射方法於掃頻訊號分析，經由校正和反算同時估測金屬平板的導電率和厚度。圖三為系統方塊圖，此感測系統使用異向性磁阻感測器量測當輸入線圈為較低頻電流時於非導磁金屬板產生微弱渦電流場造成的磁場改變。提出之方法可以經由有限元素軟體模擬數值驗證。如圖四所示，分散式電流源法與有限元素軟體於渦電流及磁場的模擬結果符合，闡明此方法可應用於感測系統的設計及分析。圖五為感測器頻域響應實驗結果，使用大小和相位資訊進行非導磁金屬板導電率及厚度同時估測。此研究提供一個完整的渦電流感測系統開發流程，此感測系統可以應用於非導磁金屬薄板的量測，並可延伸應用於材料成分及樣本幾何的檢測。（機械系林峻永教授提供）

 

 

 

 

圖一、設計概念(a)示意圖和硬體元件(b)二維軸對稱分散式電流源模型

 

 

 

圖二、同時估測非導磁金屬板導電率和厚度渦電流感測系統流程圖

 

 

 

圖三、磁渦電流感測系統示意圖

 

 

 

圖四、模擬結果(a)實部渦電流密度(b)由感應於金屬板的渦電流產生之磁通量密度

 

 

 

圖五、掃頻響應於同時導電率及厚度估測(a)實驗網格和測試點(b)二維映射方法