线圈组件在检测探头里做什么
一只探头线圈的四个部分
下表按涡流探头和电感传感线圈的常见做法整理；具体到某一型号，磁芯有无、骨架形式和插头规格都随探头类型变化。
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| 部件 | 作用 | 材料与配置 |
|---|---|---|
| 线圈绕组 | 通交流电建立磁场，同时作为感受阻抗变化的元件。反射式探头里分成激励线圈和接收线圈两组，差动式探头里是两只反向绕制的线圈。[2] | 漆包铜线，或印制板上的螺旋铜走线；Custom Coils 的天线类线圈也用自粘线绕制。[10][1] |
| 磁芯与屏蔽 | 铁氧体磁芯把磁通集中在探头中心，带磁芯的探头比空芯探头灵敏，受晃动和提离的影响也小；外圈的铁氧体环或铜环用来收拢磁场，减少边缘和紧固件的干扰。[3] | 铁氧体磁芯或空芯；屏蔽环用铁氧体（磁屏蔽）或铜（涡流屏蔽）。ETher 笔式探头采用外层不锈钢加内层铁氧体的双重屏蔽。[3][5] |
| 骨架 | 给细线提供绕制和定位的支撑，保证匝数和几何尺寸一致；自粘线绕制的线圈可以省去骨架。[10] | 按工作温度选绝缘骨架材料；Custom Coils 的天线线圈另用绝缘胶带和环氧保护线圈。[10] |
| 引出端子与插头 | 把线圈引线接到电缆和仪器插头上，多线圈探头的每组绕组都要单独引出。[5][6] | 随插头规格配置：ETher 绝对式笔式探头用 Micro 插头，桥式笔式探头用 LEMO 4 芯，穿过式探头用 Jaeger 12 芯。[5][6] |
十三项线圈参数怎么从探头需求推出来
探头线圈多为按需设计，下列参数大多由被检对象、仪器和安装空间倒推得到；能找到公开实例的，写明出处和型号。
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| 参数 | 资料与范围 | 选型含义 |
|---|---|---|
| 电感量 | 由工作频率和谐振电容一起定。TI 示例：5 MHz 的传感回路配 1 nF 电容时，电感约 25 µH。[1] | 电感值对检测距离影响很小，距离主要看线圈外径；电感要落在驱动电路能起振的范围内。[1] |
| 直流电阻与交流电阻 | 按工作频率下的交流电阻评估。TI 举例：1000 pF 0603 C0G 电容的串联电阻约 20 mΩ，电感一侧通常在 2 Ω 以上。[1] | 串联电阻越大，驱动电路要补的能量越多，噪声随之上升，严重时振荡会停止。[1] |
| 激励电流 | 按所配检测仪器的激励输出定，由仪器方给出驱动电压或电流。 | 绝对式探头对温度敏感，市售产品常带一只空载参考线圈来补偿环境温度变化。[2] |
| 工作温度 | 按探头使用环境定。ETher 有陶瓷端头的高温焊缝探头；Custom Coils 的井下磁性元件多数按 200 ℃ 和 220 ℃ 设计，少数到 240 ℃。[7][11] | 温度决定漆包线、骨架和灌封材料的选择；Custom Coils 强调材料要按具体工作温度选用。[11] |
| 绝缘电阻 | 按探头所配仪器和使用环境的绝缘要求定，测试电压与限值写进订货技术条件。 | 潮湿、水下或油污环境使用时，把测试电压和限值写进到货检验项目。 |
| 耐电压 | 按整台检测设备的电气安全要求定，试验电压和持续时间写进技术条件。 | 试验部位写明：线圈对金属外壳、线圈对屏蔽环。 |
| 线径 | 高频下电流集中在导体表层：铜导体在 1 MHz 时 95% 以上的电流走在约 0.2 mm 厚的表层，10 MHz 时约 0.06 mm。印制板线圈常用 0.1–0.15 mm 线宽。[1] | 工作频率越高，加粗导线降阻的效果越有限；线径要和匝数、可用绕线空间一起权衡。[1] |
| 匝数 | TI 示例：外径 18 mm、线宽与线距 0.15 mm 的圆形印制板线圈，电感在约 20 匝后趋于平稳。[1] | 内径与外径之比宜大于 0.3，靠中心的几匝增加电阻却贡献很少电感；匝数多的绕线线圈自谐振频率偏低，可用蜂巢绕法降低匝间电容。[1] |
| 磁芯材料 | 涡流探头用铁氧体磁芯或空芯；屏蔽环用铁氧体或铜。[3] | TI 提醒铁氧体磁珠产生的磁场无法用于 LDC 传感，传感线圈要单独设计。[1] |
| 线圈外径 | 实例：ETher 200 kHz 笔式探头端头直径 4.45 mm；小型穿过式探头内径 5.0、7.1、12.2 mm；焊缝探头直径 11 mm 和 16 mm。[5][6][7] | TI 的经验是线圈直径至少为最大检测距离的两倍，例如要测 4 mm 距离，线圈不小于 8 mm；目标尺寸宜与线圈相近。[1] |
| 线圈高度 | 按探头壳体内腔和端面到线圈的距离定，由探头结构图给出。 | 端面到线圈的距离会计入提离，绝对式线圈对提离敏感。[2] |
| 重量 | 按手持方式或安装支架的承载定，通常以整只探头称重。 | 手持探头讲究握持，ETher 笔式探头采用塑料手柄加氯丁橡胶握套。[5] |
| 防水与防护 | 按使用环境定。ETher 焊缝探头有水下型和防水直柄型，探头与电缆一起考虑密封。[7] | 需要水下或冲洗环境使用时，在订货条件里写明介质、水深或冲洗方式，由探头厂给出对应结构。 |
一只线圈还是两只：绝对式、差动式、反射式
同样的线圈，接到仪器上的方式不同，用途就不同。先定接法，它决定要绕几组、怎么引出。[2]
差动式探头对长缺陷有一个盲点：缺陷比两只线圈的间距还长时，两只线圈同时感受到缺陷，信号相互抵消，只剩首尾两端有显示。[2]
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| 接法 | 线圈组成 | 适合做什么 | 要留意 |
|---|---|---|---|
| 绝对式 | 一只测试线圈，常另带一只空载参考线圈补偿温度 | 探伤、电导率、提离和厚度测量 | 对电导率、磁导率、提离和温度都敏感 |
| 差动式 | 两只反向绕制的工作线圈 | 找裂纹类缺陷，对缓慢变化的尺寸和温度不敏感 | 信号较难判读，长缺陷只显示两端 |
| 反射式 | 一只激励线圈加一只接收线圈 | 激励线圈产生均匀磁场，接收线圈可做得很小以发现微小缺陷 | 两组线圈分别设计、分别引出 |
| 混合式 | 例如激励线圈包围两只 D 形接收线圈 | 对表面裂纹很敏感 | 多为专用设计 |
外径定检测距离：TI 的两条经验
TI 在 SNOA930C 中把线圈外径列为决定检测距离的首要因素。用 LDC131x 时，有效检测距离约为线圈直径的一半；分辨率更高的 LDC161x 可以感知到约两倍直径处的位移，但分辨率下降；LDC0851 的最大开关距离为线圈直径的 40%。[1]
由此得到两条经验：在空间允许的前提下用尽量大的线圈；目标尺寸与线圈相近。非圆线圈按短边计算有效直径。[1]
线圈周围的金属会降低灵敏度。TI 建议线圈直径 30% 范围内避开地平面和粗走线，谐振电容紧靠线圈，工作频率低于自谐振频率的 75%。[1] 涡流探头在台阶、边缘或紧固件附近工作时，靠铁氧体或铜屏蔽环收拢磁场。[3]
工作频率：表面裂纹用高频，管棒材与湿产品看取舍
频率越高，电流越集中在导体和被检材料的表层，表面缺陷越容易看清；要穿透更深就降低频率。[1] 下表是 ETher NDE 几类标准探头的标称频率，可作为给线圈定频段时的参照。[5][6][7]
金属检测机同样按频率取舍。Fortress 说明，检测机的工作频率就是发射线圈中交流电的频率；检测肉类、乳品等含水导电产品时，改变频率会在铁磁性金属与不锈钢的检出能力之间此消彼长，Interceptor 机型因此让两个频率同时工作。[9]
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| ETher 探头类型 | 实例型号或尺寸 | 标称频率（可用范围） |
|---|---|---|
| 屏蔽笔式探头 | PS200PS028-114N，端头直径 4.45 mm | 200 kHz（50–600 kHz） |
| 屏蔽笔式探头 | 500 kHz、2 MHz、6 MHz 档 | 500 kHz（150 kHz–1.5 MHz）；2 MHz（650 kHz–6 MHz）；6 MHz（2–18 MHz） |
| 小型穿过式（绝对或差动） | 内径 5.0 / 7.1 / 12.2 mm | 5–50 kHz |
| 大型穿过式（差动-反射） | 圆形 12.7 / 18.0 mm，方形 19×19 mm、18×50 mm | 1–500 kHz |
| 焊缝探头 | 小号直径 11 mm，中号直径 16 mm | 100 kHz |
绕法、自粘线和出厂测试
匝数多的绕线线圈电感大，但匝间寄生电容也大，自谐振频率偏低。TI 介绍了两种降低匝间电容的绕法：先向外绕再横跨的分段绕法，以及让导线以接近 90° 交叉的蜂巢绕法，两者也可以组合使用。[1]
Custom Coils 用自粘线绕制天线类线圈，作为有骨架线圈的替代方案，并用绝缘胶带和环氧保护线圈；出厂用 Voltech AT3600 变压器测试仪检测电感和电阻。[10]
手持探头还要考虑外形：ETher 的笔式探头有直柄、90°、45° 和 15° 弯柄几种，端头细长便于伸进狭窄部位，但底面小、容易晃动，必要时加套筒。[5][4]
定做一只探头线圈：先把这张设计清单填满
ETher NDE 的特殊探头设计清单（文件号 5019 第 2 版）列出了探头厂设计线圈所需的条件，下表按它整理；送样前把能填的都填上，并尽量提供带缺陷和不带缺陷的样件。[8]
到货时请供货方随探头提供：每组线圈的电感和交流电阻实测值及测试频率、插头针脚定义、工作温度范围，以及在你的仪器和样件上的标定记录，并逐项核对与订货条件一致。
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| 项目 | 要写清的内容 |
|---|---|
| 要找的缺陷 | 缺陷类型；长度、深度、宽度（mm）；方向：纵向、横向或随机；位于表面还是近表面 |
| 被检材料 | 材质、电导率、是否有磁性、厚度、所需检测深度 |
| 表面状态 | 磨削、拉拔、机加工、铸态、粗糙度，是否有油漆、腐蚀或油污 |
| 仪器 | 使用哪台检测仪，现用的类似探头及需要改动之处 |
| 接法与用法 | 绝对、差动、桥式或反射；表面、内穿、外穿、焊缝、鞍形等；检测宽度 |
| 空间与环境 | 检测部位及可达性限制（附草图）；环境温度 |
关联的应用系统与部件
以下入口来自产品关系，用于继续查阅；具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。
应用系统
资料来源与适用范围
核对日期：2026-10-17。线圈设计规律取自 TI 应用笔记和 NDE-Ed 涡流教材，型号尺寸与频率取自 ETher NDE 官网产品表，均为 2026-10-17 实际打开的页面。绝缘电阻、耐电压、激励电流等项没有找到可公开引用的探头线圈数据，按订货条件处理。
- Texas Instruments：Sensor Design for Inductive Sensing Applications Using LDC（SNOA930C，2021 年 5 月修订）读了第 1–6、11–17、20–22 页：频率与电感电容、串联电阻与集肤效应、匝数、外径与检测距离、自谐振频率与绕法、布线间距；用于原理、参数表和外径、绕制两节。
- NDE-Ed（Iowa State University CNDE）：Eddy Current Probes — Mode of Operation绝对式、差动式、反射式、混合式探头的线圈组成和优缺点；用于原理和接法一节。
- NDE-Ed：Eddy Current Probes — Shielding and Loading铁氧体与铜屏蔽环的作用、铁氧体磁芯对灵敏度和提离的影响；用于部件表和磁芯参数。
- NDE-Ed：Eddy Current Probes — Configurations表面探头、笔式探头、螺栓孔探头、内穿和外穿探头的线圈布置；用于定义和绕制一节。
- ETher NDE：Pencil Probes (PS/PU)四档标称频率及可用范围、双重屏蔽、插头类型、PS200PS028-114N 等型号端头直径；用于参数表和频率表。
- ETher NDE：Encircling Probes (PE/PEA/PED)小型绝对、差动穿过式探头内径和 5–50 kHz 频段，大型差动-反射探头尺寸和 1–500 kHz 频段，Jaeger 12 芯插头；用于频率表和端子。
- ETher NDE：Weld Probes (PW)焊缝探头 11 mm、16 mm 直径和 100 kHz 频率，水下、防水、陶瓷端头高温型等结构；用于频率表、温度和防水参数。
- ETher NDE：Special Probe Design Check List（文件号 5019，第 2 版，PDF）两页设计清单的全部栏目；用于“定做”一节的表格。
- Fortress Technology：Interceptor Metal Detector页面 FAQ 中关于工作频率即发射线圈交流电频率、湿产品上铁磁与不锈钢检出的频率取舍、双频同时工作的说明；用于定义和频率一节。
- Custom Coils：Antennas and Air Coils自粘线绕制替代骨架、铁氧体、绝缘胶带与环氧保护、用 Voltech AT3600 测电感和电阻；用于部件表和绕制一节。
- Custom Coils：Downhole Applications井下磁性元件多按 200 ℃、220 ℃ 设计，少数到 240 ℃，材料须按工作温度选择；用于工作温度参数。
- 爱德森（厦门）电子有限公司：产品中心 · 传感器传感器栏目下的探头分类名称（点式、32 通道阵列、柔性、焊缝、琴键式焊缝、特种、远场、U型和阵列内穿）；用于定义中的国内叫法。