CN102375026B - 2d涡流线圈及其制造方法和涡流检验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种2D涡流线圈及其制造方法和涡流检验方法。传统上，3D正交传感器卷绕到3D芯上，其中，表面的至少一部分与检验表面不平行。使用这里公开的2D结构，使得可以利用印刷电路板技术来制造这些EC传感器。这里公开的方法和相关的2D EC传感器特别适用于再现传统的正交探测器阵列的EC效应。

Description

2D涡流线圈及其制造方法和涡流检验方法
技术领域
本发明涉及一种无损测试和检验系统(NDT/NDI)，尤其涉及使用可以装配在印刷电路板(PCB)上的2D线圈结构来仿真3D线圈所产生的涡流(eddy current，EC)场的方法。
背景技术
EC检验通常用于NDT/NDI应用，以检测由诸如钢材和管材等的导电材料制成的制造组件表面的裂纹。EC通常用于检验汽车行业、航空工业和能源工业用的组件。这些年来，已经设计出具有不同的结构和图案以适用于不同的应用的EC传感器。
迄今为止，已经提供了各种EC系统以检测被测零件的裂缝和/或其它裂纹。通常，这些系统包括诸如与AC源连接以产生零件中的EC的线圈等的场产生部件以及用于感测EC所产生的场的感测部件。该感测部件可以是单独的线圈、霍尔(Hall)探测器或任意其它的场响应装置，或者也可以使用该场产生部件的线圈以通过测量EC感应场的有效阻抗来感测该EC感应场。
在这些现有系统中，由于被测零件的电导率(conductivity)和磁导率(permeability)的变化，并且还由于测试线圈或探测器和该零件表面之间的间距的变化以及表面状况的变化，因而碰到了困难。已经可以利用诸如使用阻抗网络以及调整工作频率等的特定配置来降低间距变化的影响。然而，这些配置未能克服对于电导率和磁导率变化的灵敏度的问题。为了降低电导率和磁导率变化的影响，已经使用了差动连接的线圈。然而，这些配置对于差动连接的线圈所共有的缺陷并不敏感。
这些年来，背景技术的总体目标包括以下：克服EC测试系统的上述缺点，并且提供对缺陷非常敏感而对被测零件的其它物理特性的变化和测试探测器相对于该零件的物理关系的变化不敏感的系统。专利号为3,495,166的美国专利通过引用而被包含作为以下所述的背景技术的例子。
根据背景技术的重要特征，提供了包括场感测部件的EC系统，其中该场感测部件利用检测部件来感测在两个区域中由EC所产生的场，其中，这两个区域相对于零件表面具有大致相同的空间关系且这两个区域之间的角度大，以及该检测部件用于检测在这两个区域中产生的场之间的差异。应当注意，场感测部件的感测区域与场产生部件发出的磁场区域正交。因此，在不存在将干扰场产生部件所施加的EC流的方向的缺陷的情况下，由于该EC流而引起的磁场将也与场感测部件正交，由此感测不到该磁场。利用该配置，获得了针对相对于感测区域具有不同方位的裂纹的高度灵敏度，而对于a)电导率、b)磁导率、c)不规则的表面抛光的变化以及d)零件间距的变化不敏感。该不敏感性源于以下事实：属性a、b、c和d主要影响EC流的大小和由此产生的磁场，而不影响方向。
发现了以下情况：在测试零件时所关注的几乎所有缺陷都具有在一个方向上比在另一方向上大的尺寸，并且在感测区域之间设置有大的角度，因此获得了对重要缺陷类型的高度灵敏度。同时，这些感测区域可以彼此非常靠近，由此对于间距或表面状况的变化具有极低的灵敏度，同时对于电导率和磁导率变化也具有非常低的灵敏度。
根据背景技术的另一重要特征，以使感测区域的中点相交的方式使这些感测区域交叉，以使得零件的所检验的面积最小，并且使得这些感测区域相对于所检验的零件总是具有相同的物理关系。
根据背景技术的具体特征，为了获得针对缺陷的最大灵敏度，感测区域之间的角度约为90度。
根据背景技术的另一具体特征，为了获得高分辨率并且便于检测和定位零件内的狭窄裂缝，感测区域相对狭长，并且感测区域的横向尺寸等于其纵向尺寸的一小部分。
根据背景技术的又一特征，使用位于相对于零件表面通常呈横向配置的平面内的一对线圈。
在根据背景技术的特定配置中，一对线圈通过连接至AC源而被用作场产生部件的组成部分。相同线圈可以用作感测部件的组成部分，或者，在另一线圈或另一对线圈用于场产生部件的情况下仅用于感测部件。在一个配置中，场产生部件包括轴通常与感测部件所使用的一对线圈的平面的交点处的线平行的线圈。
根据背景技术的重要特征，这些线圈具有匹配的感抗和阻抗，以获得精确的均衡性并且使针对电导率和磁导率变化的灵敏度以及针对线圈和测试零件之间的间距的变化的灵敏度最小。
在场产生部件和场感测部件均使用同一对线圈的一个配置中，设置具有两个分支的桥式电路，其中，这两个分支各自具有两个支路并且连接至AC电压源。这对线圈构成桥式电路的两个支路，而阻抗部件构成桥式电路的另外两个支路，并且检测部件设置为连接在这些分支的其中一个分支的支路的接点与这些分支中的另一个分支的支路的接点之间。此外，该配置便于获得精确的均衡性并且使针对电导率和磁导率变化以及间距变化的灵敏度最小。
仅利用一对线圈，可能遗漏恰好位于沿着与这些线圈之间的角相交的角的缺陷。尽管该缺陷通常不太严重，但可以通过在彼此通常呈横向配置且相对于第一对线圈的平面具有角度的平面中设置第二对线圈来消除该缺陷。
以上所述的3D正交传感器拓扑提供了许多好处；然而，已知有少许缺陷从而对其使用带来了限制。一个缺陷是：在将线圈卷绕到立方形芯或十字形芯上的情况下，传感器必然体积大，由此限制了该传感器在检验期间可以进入的空间。另一缺点是：该传感器的制造很大程度上依赖于使线圈手动卷绕到立方形芯或十字形芯上。该制造的劳动强度大并且成本高。
随着过去十年来印刷电路板(PCB)技术的进步，现在可以在薄型且有时柔性的支撑体上制造具有特定线圈结构的一些EC传感器。利用PCB技术制造EC阵列探测器的明显好处包括降低制造成本、提高传感器柔性并且提高再现率。美国专利5,389,876描述了这种探测器的例子。
当前可用的由印刷电路板制成的EC传感器或探测器的缺点在于：这些EC传感器或探测器被限制为简单地映射出卷绕在与检验平面近似平行的平面上的现有技术线圈的二维(2D)形状。这是因为：印刷电路板实质为2D结构。然而，PCB制造诸如具有3D结构的正交传感器所使用的线圈结构等的一些线圈结构仍存在挑战。
与印刷电路板技术相结合地使用诸如各向异性磁阻(anisotropicmagnetoresistance，AMR)和巨磁阻(giant magnetoresistance，GMR)等的固态磁场传感器，这使得可以获得具有与传统正交传感器相同的EC响应的探测器。专利公开号为2005-0007108的美国专利示出了该探测器的例子。在该公开文本中，扁平绕组线圈在被测组件中产生EC，而GMR场传感器阵列捕获在缺陷干扰EC时所产生的正交磁场。尽管该技术对一些应用有帮助，但由于AMR传感器和GMR传感器是PCB上的离散组件，因此不能提供完全柔软的探测器。还存在AMR传感器和GMR传感器所固有的许多限制，诸如呈现了工业环境中不期望顾虑的饱和风险和偏磁置需要等。
因此，期望提供使用适合于利用当前的印刷电路板技术进行制造的2D绕组结构来仿真3D EC传感器结构的EC效应的方法。
还期望提供利用印刷电路板技术构造包括以针对背景技术的3D正交传感器所述的方式工作的传感器的EC阵列探测器的方式。
发明内容
如这里使用的，术语“3D EC传感器”是以下的EC传感器，该EC传感器包括为了分别在测试对象表面感应EC流和/或感测该EC流的响应场而采用的磁场产生部件和场感测部件。3D EC传感器的磁场产生部件和场感测部件是相对于测试对象表面呈正交配置或突出的线圈。利用3D EC传感器的场产生部件在二维测试对象表面上产生的EC流图案包括各自的EC流的方向相反的相邻区域。此外，术语“2D EC传感器”应当被构造为表示属性与以上针对3D EC传感器所述的属性相同的磁场产生部件和/或场感测部件，只是该场产生部件和场感测部件被配置为共面或者被配置在极其接近的平行平面中，以使得可以利用传统的印刷电路板(PCB)技术来实现3D EC传感器。
本发明的目的是提供使用适合于利用与印刷电路板有关的技术进行制造的2D线圈或绕组结构来仿真3D EC传感器结构的EC响应的方法。该3D EC传感器结构至少包括与被检表面不平行的EC线圈的一部分。
本发明的另一目的是提供一种2D EC传感器，该2D EC传感器仿真与其3D正交对应物用于检验对象表面时所获得的几乎等同的缺陷图案。
这里公开的方法使得可以使用2D卷绕式EC传感器来获得阻抗平面中的、与从这些传感器的传统3D对应物所获得的缺陷特征即使不相同但也非常相似的缺陷特征。
这里公开的2D传感器的明显好处包括：使用2D卷绕式EC传感器来代替其3D对应物，这极大降低了与制造有关的成本。
这里公开的2D卷绕式EC传感器固有提供的其它优点包括：能够使用PCB技术进行制造；与针对其3D对应物的手动工艺相比较，能够利用全自动工艺进行制造；并且具有非常薄、可根据需要在机械上为柔性且容易用来进入紧密空间进行检验的传感器。
这里公开的2D EC传感器的另一优点在于：该2D EC传感器允许添加多层这种传感器以提供更高分辨率的扫描的结构。
所公开的2D传感器的又一优点在于：这里公开的传感器和测试表面之间获得了优良的耦合，从而使信号强度增大。
附图说明
图1a(现有技术)示出传统立方形正交3D线圈以及该3D线圈在测试表面上所生成的EC流的表现。
图1b是示出根据本发明的卷绕在与测试表面平行的平面上的2D线圈的使用方法的基本实施例的透视图，其中，模拟了图1a所示的3D对应物的所生成的EC流。
图2a(现有技术)示出采用驱动器捕获(driver-pickup)结构的传统立方形正交3D传感器以及该传感器在测试表面上所生成的EC的表现。
图2b是这里所公开的采用驱动器捕获结构的卷绕在与测试表面平行的平面上的2D线圈的透视图，其中，模拟了图2a所示的3D对应物的EC效应。
图3示出使用这里所公开的2D线圈并且再现正交3D驱动器捕获传感器的EC响应的简化绕组实施例。
图4示出基于图3所示的卷绕方法使用多层2D线圈的3通道EC阵列探测器实施例。
具体实施方式
图1a示出传统3D EC驱动线圈1在导电测试表面2上感应出的EC流3。可以看出，驱动线圈1卷绕在3D立方形芯上，并且卷绕路径包括垂直于表面2的两个平面。通常，如果EC驱动线圈卷绕在平行于测试表面的卷绕平面上，则测试表面上感应出的EC流平行于驱动线圈。对于3D EC驱动的情况，驱动线圈1卷绕在包含相对于测试表面直立(而非平行)的平面的3D结构上，而EC流3被限制在测试表面2内。因此，EC流3可以不总是平行于驱动线圈1。代替地，EC流3由表面2和通过驱动线圈1在表面2所生成的磁流之间的相互作用所驱动，并且如图1a所示，在表面2上形成一对涡旋。
现在参考图1b，示出本发明的包括卷绕在平行于测试表面2的平面上的一对涡旋形2D线圈的基本实施例，其中，所生成的EC流4与图1a所示的3D对应物的EC流3一致。在本实施例中，使用构建在平行于表面2的平面上的扁平2D状线圈5来产生EC流4。显而易见，EC流4与图1a的EC流3极其相似。线圈5被构造成以相反方向卷绕的一对绕组5A和5B，其中，绕组5A和5B的外观与图1a所示的一对涡旋EC流3相似。
继续图1b，首先，使用商业上可用的仿真工具来计算传统线圈1所生成的EC流。然后，在获知所感应出的EC流4将与线圈绕组5大致平行并且将跟随线圈绕组5的情况下，绘制线圈5的扁平2D绕组图案。注意，线圈5包括2个形状相同但以相反方向卷绕的半绕组5A和5B。可选地，半绕组5A和5B可以以相同方向卷绕，并且在电流具有180度的相位差的情况下独立进行驱动，以实现相同的效果。可以在诸如后面参考图3和4所述的多个半绕组对上采用该独立驱动方法。
可以看出，特别是如区域32所示，可以通过增大绕组线圈5的卷绕密度来实现更高的EC密度。利用相同的原理，可以对EC流4的形状进行调整，以在表面2上再现利用传统线圈1所生成的EC流3。
这时需要重点注意的是：本发明的目的是使用2D线圈来仿真利用3D线圈配置在表面2上所生成的EC流分布。然而，这并不意味着使用2D线圈来再生成相同的EC密度大小。换言之，EC流4是EC流3的缩放版。3D线圈1所生成的磁场中仅有一部分与表面2相交；与之相对比，由于2D线圈5离表面2更近，因而2D线圈5所生成的EC流中与表面2相交的部分大得多。由于这提高了信号强度由此潜在提供了更好的信噪比，因此这是本发明的2D探测器的期望特征。
仍参考图1b，可以看出，可以在柔性或刚性的印刷电路板(PCB)上利用广泛使用的PCB技术蚀刻出线圈5。线圈端子6和7提供了经由单独的PCB层或通过使用焊接线来将线圈连接至EC系统获取单元(未示出)的方式。
本发明的另一重要方面在于：利用上述相同原理，还可以使用例如仿真诸如线圈1的驱动线圈的线圈5所使用的2D绕组结构来仿真接收线圈。换言之，还可以使用诸如线圈5所使用的2D绕组图案来仿真绕组设置在诸如线圈1的3D芯上的3D接收线圈的读数。
可以通过首先确定由于作为要仿真的对象的3D驱动线圈在无缺陷表面2上生成的入射磁场而引起的EC流3的图案和方向，来确定本发明的2D扁平卷绕图案的几何特性。在获知该图案和方向之后，图1b所示的线圈5是通过使该线圈的绕组与EC流3的形状和方向一致而实现的。
众所周知，可以使用如图1a所示的3D线圈结构作为用作驱动器和接收器这两者的“完全构型”。因此，根据这里公开的本发明，可以想到：可以使用图1b所示的绕组线圈5作为完全构型中的驱动器和接收器这两者，以对表面2进行检验，并且获得仿真同样在该完全构型中所使用的线圈1的响应的EC读数。
现在参考图2a，看到一类已知的正交传感器30包括可分离的用于检验表面2的驱动线圈1和接收线圈29。可以看出，接收线圈29与驱动线圈1正交。接收线圈29的一部分与测试表面2的感应出EC流3的平面垂直。使用这里所公开的方法并且获知驱动线圈1和接收线圈29的形状和绕数几乎相同但彼此垂直的情况下，可以通过采用形成为图1b的线圈5的形状的两个垂直线圈来提供等效的2D扁平绕组结构。
如图2b所示，2D正交传感器31具体体现为作为驱动器的2D线圈5和作为正交接收器的2D线圈8。多层PCB技术通过将驱动绕组和接收绕组形成在分离的层上并且通过利用多层组件以连接到绕组引线6、7、9和10，使得可以在单个柔性或刚性PCB组件上制造诸如31的传感器。这样，可以使用图2b所示的实施例即2D正交驱动器-接收器对来代替图2a所示的传统3D正交驱动器-接收器EC传感器。
值得注意的是，在探测器中央的小区域11内，诸如30和/或31的正交线圈结构特别灵敏。优选地，将该区域的实际宽度定义为不大于传统线圈30的对角线的一半。对于绝大多数EC响应是由于一小部分EC流所产生的这样一种结构，在整个表面2内使EC图案精确匹配并不是很重要。因此，在这种考虑下，可以将2D正交线圈绕组变形为如图3所示的简化绕组图案。
如图3所示，线圈33采用可选的2D正交线圈绕组。注意，代替图2b的传感器31所使用的耳形线圈，使用正方形线圈33，以简化设计和制造工艺。可以使用除正方形以外的几何形状。由于仅为传感器31的绕组图案的粗略近似，传感器33在测试表面上产生与传感器31所产生的EC响应基本上相近的EC响应。这主要是由于传感器31和33中的灵敏区域11大致等同所引起的。
继续图3，应当注意，传感器33包括4个单个线圈。为了获得与(图2a中的)3D正交传感器30等同的响应，引线13、16、20和22必须接地。引线19和17连接至同一驱动器信号(相同的振幅和相位)。引线21和23连接至差动输入以提供单个接收器信号。当考虑以下所公开的扁平正交传感器的阵列版本时，用于连接这些卷组的替代方法的好处将变得明显。
现在参考图4。在图4中，阵列探测器34包括以下的线圈结构：该线圈结构用于使用以上结合图2b和3所述的多个2D线圈来构建紧凑型EC阵列探测器，以再现3D EC阵列探测器所生成的EC响应。更具体地，探测器34包括四个2D驱动线圈(12、13、25和26)以及四个2D接收线圈(14、15、27和28)。多路复用单元24可以顺次激活各驱动绕组和相应的接收绕组对(14-15；27-15；27-28)。从图4可以看出，第一检验通道是通过激活驱动线圈12和13以及接收线圈14-15所生成的，并且提供灵敏点35。第二检验通道是通过激活驱动线圈13和25以及接收线圈27-15所生成的，并且提供灵敏点36。第三检验通道是通过激活驱动线圈25和26以及接收线圈27-28所生成的，并且提供灵敏点37。
以上图4所示的典型2D EC阵列探测器34是三通道阵列探测器。应当注意，根据应用，可以使用任意数量的通道来构建这种阵列探测器。
由于多路复用单元24和能够支撑诸如34的阵列探测器的获取单元(未示出)是商业上可购买到的，因此这里没有阐述这两者的详细内容。还必须理解，这里所公开的两层PCB结构仅是示例。还可以使用更多的PCB设计层。例如，各线圈可以利用若干的PCB层，以增大探测器感抗，从而允许利用较低的测试频率。另一例子是将若干个诸如34的交错探测器堆叠在多层结构上，以提供对检验表面的更好的覆盖率(更高的分辨率)。
又一例子是使用不同的PCB层通过适合的线圈图案来检测不同方位的缺陷。
此外，应当注意，由于已知传统3D正交传感器可以以发送-接收方式相连接或以差动结构相连接，因此可以想到：这里所公开的2D正交对应物同样可以以差动结构相连接以提供偏移了45度的灵敏度轴，并且还可以制成相应的阵列探测器结构。
由于这里公开了例如图1b和2b的5的等效绕组或者例如图3的12和18的绕组集可以通过如本发明所述地在检验表面上获得等效EC图案来仿真给定的3D传感器中所包括的任意线圈，因此可以利用2D对应物来复制针对3D传感器所设计的广泛的线圈结构，这均落入在本发明的范围内。关键是这里所公开的2D扁平传感器具有以下能力：在所检验的表面上提供等效EC响应，由此在阻抗平面上仿真如由3D对应物所提供的缺陷特征。
还应重点注意的是，图1b的线圈5A和5B的图案大致相同。然而，如果要仿真的驱动线圈/接收线圈具有不规则图案或者非对称地位于测试表面上，则由3D线圈所产生的EC流将具有非对称的不规则图案。本发明的范围包括由3D线圈所生成的EC流还用于确定2D线圈的图案。
尽管已经针对本发明的特定典型实施例说明了本发明，但对于本领域技术人员而言，许多其它的变形例和修改例以及其它用途将显而易见。因此，优选地，本发明并不受限于该特定公开。

Claims (19)

1.一种制造2D涡流线圈的方法，所述2D涡流线圈仿真能够对测试表面进行涡流检验的3D涡流线圈，所述方法包括以下步骤：
a.确定所述测试表面上与所述3D涡流线圈有关的第一涡流流的特性，其中，所述第一涡流流的特性包括具有定义以相反方向卷绕的至少两个涡旋的连续流的流图案；以及
b.构建所述2D涡流线圈，以使得当所述2D涡流线圈以与所述测试表面相对且平行于所述测试表面的方式配置时，所述2D涡流线圈产生特性与所述第一涡流流的特性相似的第二涡流流，并且所述2D涡流线圈被配置成能够选择性地用作以下之一：
涡流驱动器，
涡流驱动器和接收器，
涡流接收器。
2.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，还包括使用印刷电路板制造技术来制作所述2D涡流线圈。
3.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，所述2D涡流线圈的形状和图案与所述第一涡流流的形状和图案大致一致。
4.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，所述2D涡流线圈的形状和图案与所述第一涡流流的形状和图案相似。
5.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，使用一个导电性的延续电路元件，使所述2D涡流线圈卷绕为大致相同但以相反方向卷绕的成对的绕组。
6.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，使用一个导电性的延续电路元件，使所述2D涡流线圈卷绕为形状不同且沿着相反方向卷绕的成对的绕组。
7.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，所述2D涡流线圈至少包括分离的第一线圈部和第二线圈部，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部的卷绕方向相同，所述第一线圈部和所述第二线圈部是以存在180度相位差的方式单独驱动的，并且所述第一线圈部和所述第二线圈部配置在与所述测试表面平行的同一平面上。
8.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，所述3D涡流线圈是完全式驱动器和接收器型，并且所述2D涡流线圈是完全式驱动器和接收器型。
9.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，
所述3D涡流线圈还包括驱动绕组和接收绕组，其中，所述接收绕组以垂直于所述驱动绕组的方式卷绕，以及
所述2D涡流线圈还包括2D驱动绕组和2D接收绕组，其中，所述2D接收绕组以与所述2D驱动绕组正交的方式配置。
10.根据权利要求1所述制造2D涡流线圈的方法，其特征在于，在数量上增加所述2D涡流线圈，并且相同的多个2D涡流线圈以交错方式串联配置和/或配置在多个层中。
11.一种通过仿真3D涡流线圈而获得的2D涡流线圈，所述3D涡流线圈能够利用第一涡流流对测试表面进行涡流检验，所述2D涡流线圈在以与所述测试表面相对且平行于所述测试表面的方式配置时，生成特性与所述3D涡流线圈所生成的第一涡流流的特性相似的第二涡流流，其中，所述第一涡流流的特性包括具有定义以相反方向卷绕的至少两个涡旋的连续流的流图案，并且所述2D涡流线圈能够选择性地用作以下之一：
涡流驱动器；
涡流驱动器和接收器；
涡流接收器,
其中，所述2D涡流线圈的形状和图案与所述第一涡流流的形状和图案相似，并且所述2D涡流线圈通过一个导电性的延续电路元件而被卷绕为以相反方向卷绕的成对的绕组。
12.根据权利要求11所述的2D涡流线圈，其特征在于，所述2D涡流线圈是使用印刷电路板制造技术所制作的类型。
13.根据权利要求11所述的2D涡流线圈，其特征在于，所述成对的绕组是相同的形状。
14.根据权利要求11所述的2D涡流线圈，其特征在于，作为替代方式，所述2D涡流线圈至少包括分离的第一线圈部和第二线圈部，其中，所述第一线圈部和所述第二线圈部的卷绕方向相同，所述第一线圈部和所述第二线圈部是以存在180度相位差的方式单独驱动的，并且所述第一线圈部和所述第二线圈部配置在与所述测试表面平行的同一平面上。
15.根据权利要求11所述的2D涡流线圈，其特征在于，所述成对的绕组具有不同的形状。
16.根据权利要求11所述的2D涡流线圈，其特征在于，所述3D涡流线圈是完全式驱动器和接收器型，并且所述2D涡流线圈是完全式驱动器和接收器型。
17.根据权利要求11所述的2D涡流线圈，其特征在于，
所述3D涡流线圈还包括驱动绕组和接收绕组，其中，所述接收绕组以垂直于所述驱动绕组的方式卷绕，以及
所述2D涡流线圈还包括2D驱动绕组和2D接收绕组，其中，所述2D接收绕组以与所述2D驱动绕组正交的方式配置。
18.根据权利要求11所述的2D涡流线圈，其特征在于，在数量上增加所述2D涡流线圈，并且相同的多个2D涡流线圈以交错方式串联配置和/或配置在多个层中。
19.一种对测试对象的测试表面进行涡流检验的方法，所述方法包括以下步骤：
提供2D涡流传感器，其包括2D涡流线圈，所述2D涡流线圈通过如下方式制造：确定所述测试表面上与3D涡流线圈有关的第一涡流流的特性，其中，所述第一涡流流的特性包括具有定义以相反方向卷绕的至少两个涡旋的连续流的流图案；构建所述2D涡流线圈，以使得当所述2D涡流线圈以与所述测试表面相对且平行于所述测试表面的方式配置时，所述2D涡流线圈产生特性与所述第一涡流流的特性相似的第二涡流流，并且所述2D涡流线圈能够选择性地用作以下之一：涡流驱动器、涡流驱动器和接收器、涡流接收器；
将所述2D涡流传感器定位成与所述测试对象的测试表面相对；
操作所述2D涡流传感器以在所述测试表面感应出涡流流，并且感测所述涡流流；以及
通过分析感测到的涡流流来判断所述测试对象是否包含任何缺陷以及所述缺陷的特性。
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