基于平面电容传感器的复合材料缺陷检测研究

来源：电子测量技术杂志2022年第2期北京时间：

作者：于正慧，张志杰，陈昊泽，刘玉珊

单位：1.中北大学 仪器与电子学院 太原030051;2.仪器科学与动态测试教育部重点实验室 太原030051

摘要：为实现利用平面电容传感器直接测得的电容值对碳纤维增强复合材料（CFRP）缺陷的表征，本文基于电容边缘效应，在有限元仿真软件COMSOL中构建平面电容传感器，分析电极参数对其性能的影响并进行优化，灵敏度提高2%~52%，穿透深度可达到4.13mm。当传感器的面积一定时，研究感应电极的最优长宽比，并拟合得出传感器电极长度与面积之间的线性关系。在单电极直流激励的情况下，改变缺陷大小，检测感应电极的电容值变化。结果表明随着缺陷大小的增加，感应电极的电容值会随之减小，利用拟合曲线可以实现对CFRP缺陷的量化评估，其相关系数达到0.996以上。

关键词：平面电容传感器;电极结构;碳纤维增强复合材料;缺陷检测