随着功能的要求机械零件的形貌越加复杂,这为该类零件的无损检测提出新挑战。柔性平面涡流传感器可以根据被测构件的形貌定制,或可以随着构件表面形貌的变化而改变,有望成为该类机械零件表面、近表面裂纹探测的新技术。本文通过有限元分析与试验验证方法,对具有串联拓扑结构科赫分形曲线激励线圈的信号拾取线圈最优搭配进行探索,主要研究内容如下:（1）分析了三维刚性涡流传感器激励线圈连接方式的拓扑结构,通过拓扑变换获得了用于平面柔性涡流传感器设计的串联拓扑结构科赫激励线圈结构。为探索与串联拓扑结构科赫激励线圈搭配最优的信号拾取线圈,根据科赫激励线圈的几何尺寸与面积,提出了10种激励线圈与信号拾取线圈搭配方案,分别为:科赫激励-科赫拾取、科赫激励-内接圆拾取、科赫激励-外接圆拾取、内接圆激励-科赫拾取、内接圆激励-内接圆拾取、内接圆激励-外接圆拾取、外接圆激励-科赫拾取、外接圆激励-内接圆拾取、外接圆激励-外接圆拾取、等面积圆激励-等面积圆拾取。（2）为了定量评价串联型拓扑结构科赫激励线圈在试件中感应出的涡流分布,提出适合该线圈的扇形区域内涡流场的角度谱、切向角度谱和环形能量谱的信息熵、相对熵和交叉熵的定量评价方法。通过各评价指标研究了激励频率和提离距离变化时,试件表面的涡流分布的演化规律。根据结果可知:科赫激励线圈的涡流分布的涡流方种类多、能量分布均匀;提离距离对涡流分布的影响较大。（3）根据麦克斯韦方程建立各结构传感器的有限元仿真模型,获得了各传感器对不同长度、宽度、深度和方向裂纹响应信号的实部和虚部。通过分析各响应信息发现:对于同一激励线圈,当信号拾取线圈的尺寸和形状与激励线圈一致时,传感器检测性能最好;当激励线圈与信号拾取线圈的尺寸和形状一致时,科赫激励-科赫拾取结构传感器对3 mm和5 mm裂纹的响应信号明显优于另外三种传感器;科赫激励-科赫拾取结构对不同方向短裂纹的响应信号变化范围最小,可在一定程度上降低漏检率。（4）通过裂纹扫描试验验证十种传感器的性能。试验结果表明:传感器的激励线圈与信号拾取线圈的形状和尺寸一致时检测性能最好;科赫激励-科赫拾取对不同方向短裂纹的响应信号变化范围明显小于内接圆激励-内接圆拾取、外接圆激励-外接圆拾取、等面积圆激励-等面积圆拾取,可有效的减少漏检现象的发生。试验结果和仿真结果同时表明,科赫激励-科赫拾取结构是十种线圈结构搭配中的最优结构。