王 鹢 ，鄭闊海，李存惠 ，文 軒，苗育君 ，柳 青，銀 鴻 ，周 震

（1.蘭州空間技術(shù)物理研究所；2.真空技術(shù)與物理重點實驗室；3.空間材料行為及評價重點實驗室，蘭州 730000；4.江蘇多維科技有限公司，江蘇 張家港 315000）

航天在軌無損檢測與評價技術(shù)水平的高低在很大程度上反映了一個國家航天技術(shù)的發(fā)展水平。為了對嫦娥五號著陸器在著陸過程中的結(jié)構(gòu)健康狀況進行檢測，保障探月任務(wù)及科學(xué)實驗的順利進行，蘭州空間技術(shù)物理研究所研制了著陸器無損探傷儀，實物如圖1所示，在國際上首次利用脈沖電渦流無損檢測方法開展著陸器著陸過程關(guān)鍵部件的無損檢測，為地面環(huán)境模擬實驗提供驗證，并為后續(xù)登月設(shè)計提供方案支持。

著陸器無損探傷儀利用激勵線圈產(chǎn)生脈沖磁場，被測材料將會感生出呈渦旋狀的感應(yīng)電流，如圖2所示，一旦金屬被測材料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷，流通路徑將在不連續(xù)處發(fā)生畸變，從而引起被測部件表面磁場的變化，利用陣列化TMR磁傳感器可實現(xiàn)對缺陷的測量。探頭的工作分為在軌測量和地面數(shù)據(jù)處理應(yīng)用兩個階段。在軌測量主要是對著陸過程中著陸器受沖擊損傷狀況的測量。地面數(shù)據(jù)處理主要是對在軌測量數(shù)據(jù)進行反演，利用地面標(biāo)定實驗結(jié)果對測量數(shù)據(jù)進行定量或定性分析，獲得著陸器支撐結(jié)構(gòu)連接部位的健康狀況。

針對航天產(chǎn)品的特殊需求與特點，開發(fā)了小體積、輕重量、低功耗的TMR磁傳感器；針對探頭對微小缺陷檢測的要求，設(shè)計了陣列化布局的傳感器結(jié)構(gòu)；通過矩形線圈的設(shè)計實現(xiàn)了對被測材料的均勻激勵，避免了邊緣效應(yīng)，提升了邊緣缺陷的檢出能力；通過激勵線圈與TMR傳感器的集成設(shè)計，保證了渦流分布的連續(xù)性及在一定深度處保持足夠強度，避免了深層缺陷的漏檢，確保了嫦娥五號著陸器在著陸過程中的結(jié)構(gòu)健康狀況檢測任務(wù)的順利開展。

該技術(shù)首次實現(xiàn)了我國空間在軌原位無損檢測，可為載人探月及后續(xù)深空探測保駕護航。

關(guān)鍵詞：嫦娥五號；空間無損檢測；脈沖渦流；TMR隧道磁電阻傳感

Key words：Chang’E-5；space non-destructive testing；pulse eddy currenc；TMR sensor

中圖分類號：V476.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006?7086（2021）01?0102?01

DOI：10.3969∕j.issn.1006?7086.2021.01.018

圖1 嫦娥五號著陸器無損探傷儀實物圖

圖2 電渦流檢測原理圖