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電渦流傳感器原理是什么

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電渦流傳感器原理是什么

  和其他傳感器類似,電渦流傳感器也是專門為特定功能開發(fā)的一種傳感器,它能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。下面學(xué)習(xí)啦小編為大家介紹一下電渦流傳感器原理,希望對你有幫助。

  1. 電渦流傳感器原理—簡介

  電渦流傳感器是一種非接觸的線性化計量工具,能準確測量被測體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化。

  探頭里有小型線圈,由控制器控制產(chǎn)生震蕩電磁場,當接近被測體時,被測體表面會產(chǎn)生感應(yīng)電流,而產(chǎn)生反向的電磁場,此時電渦流傳感器根據(jù)反向電磁場的強度來判斷與被測體之間的距離。

  按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況,電渦流傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,但從基本工作原理上來說仍是相似的。

  電渦流式傳感器最大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量,且長期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強、非接觸測量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響,常被用于對大型旋轉(zhuǎn)機械的軸位移、軸振動、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進行長期實時監(jiān)測,可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因,有效地對設(shè)備進行保護及預(yù)測性維修。

  2. 電渦流傳感器原理—基本結(jié)構(gòu)

  電渦流傳感器結(jié)構(gòu)較簡單,主要是一個安裝在框架上的線圈,線圈可以繞成扁平圓形,粘貼在框架上,也可以在框架上開一個槽,導(dǎo)線繞制在槽內(nèi)而形成一個線圈,線圈導(dǎo)線一般采用高強度漆包銅線,如果要求高一些,可以使用銀或銀合金線,外部用聚四氟乙烯等高品質(zhì)因數(shù)塑料密封,如下圖所示。

  為充分利用電渦流效應(yīng),被測體為圓盤狀物體的平面時,物體的直徑應(yīng)大于線圈直徑的2倍以上,否則將使靈敏度降低;被測體為軸狀圓柱體的圓弧表面時,它的直徑為線圈直徑的4倍以上,才不影響測量結(jié)果。

  檢測效果還與被測體的厚度有關(guān),不能太薄,一般需0.2mm以上。另外,對于非磁性材料,被測體電導(dǎo)率越高,靈敏度越高。對磁性材料則視磁導(dǎo)率及磁滯損耗的綜合影響而定。

  3. 電渦流傳感器原理—工作原理

  電渦流式傳感器基于電渦流效應(yīng)制成的,因此首先介紹電渦流效應(yīng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時,導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流,且呈閉合回路,類似于水渦流形狀,此電流叫電渦流,以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng),是電磁感應(yīng)原理的延伸。 注意:電渦流傳感器要求被測體必須是導(dǎo)體。

  其工作過程如下圖所示:當被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時,探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化,Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化,而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓(電流)變化,最終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓(電流)。

  由上所述,電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半,即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。


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