1. 涡流效应的趋肤效应（Skin Effect）

• 原理：涡流在导体中的渗透深度（δ）与激励频率（f）的平方根成反比（公式：δ ∝ 1/√f）。频率越高，涡流越集中在导体表面，导致深层缺陷或内部特性难以检测。

• 限制：当频率过高时，涡流仅存在于极薄表层，传感器无法有效探测被测物体的内部信息（如材料厚度、内部裂纹等），实用性降低。

2. 线圈的寄生电容和电感

• 谐振频率限制：传感器线圈本质上是电感元件，其寄生电容（如匝间电容、分布电容）会与电感形成LC谐振电路。当激励频率接近谐振频率时，线圈阻抗急剧变化，导致信号失真或灵敏度下降。

• 高频损耗：高频下线圈的趋肤效应和邻近效应会增加电阻，降低品质因数（Q值），影响信号强度。

3. 电子器件的带宽限制

• 激励源与信号处理电路：高频信号需要高速振荡器和低噪声放大器，但器件的带宽、噪声和响应速度可能成为瓶颈。例如：

  • 激励源的高频稳定性难以保证。

  • 信号处理电路（如锁相放大器）在高频下信噪比（SNR）下降。

• 传输线效应：高频信号在电缆中易受反射、衰减和电磁干扰影响。

4. 材料特性的影响

• 被测导体属性：高电导率材料（如铜、铝）在高频下趋肤效应更显著，可能导致信号过弱。

• 磁芯材料（如有使用）：高频下磁芯的涡流损耗和磁滞损耗增加，导致效率下降。

5. 热效应与噪声

• 高频发热：线圈和被测导体在高频交流磁场中产生热量，可能影响传感器稳定性。

• 电磁噪声：高频信号更易受环境电磁干扰（如射频噪声），需复杂的屏蔽设计。

6. 应用需求与设计权衡

• 检测深度与分辨率：低频涡流适合检测深层缺陷，高频适合表面缺陷。频率选择需平衡穿透深度和分辨率。

• 成本与复杂度：高频设计需要更昂贵的元器件和更严格的抗干扰措施，可能得不偿失。