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电涡流传感器的原理

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-28
电涡流传感器的工作原理?

电涡流传感器的工作原理:
根据法拉第电磁感应原理,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时(与金属是否块状无关,且切割不变化的磁场时无涡流),导体内将产生呈涡旋状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
电涡流传感器系统以其独特的优点,广泛应用于电力、石油、冶金等行业,对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护。以及转子动力学研究和零件尺寸检验等方面。

扩展资料:
电涡流传感器实验基本原理是通过交变电流的线圈产生交变磁场,当金属体处在交变磁场时,根据电磁感应原理,金属体内产生电流,该电流在金属体内自行闭合,关呈漩涡状,故称为涡流。
涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离x等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量,从而改变磁线线圈阻抗,涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。
电涡流工作在非接触状态(线圈与金属体表面不接触),当线圈与金属以表面的距离x以外的所有参数一定时可以进行位移测量。
电涡流传感器侧测量方式:
位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的,一般来说小位移的测量通常有应变式、电感式、差动变压式、涡流式、霍尔传感器等方法来检测,大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量,由于电磁测量方式能直接输出电信号,方便转化,易于控制,所以应用的最为广泛。
电涡流传感器就属于电磁法的一种,结构简单,动态响应好,灵敏度高,分辨率高,可实现非接触测量受介质。与接触式测量传感器相比,非接触测量的方法由于不接触可以减少磨损。
与其他类型的位移传感器相比较,电涡流位移传感器具有长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、不受油污影响、结构简单等优点。
参考资料来源:百度百科-电涡流传感器

电涡流传感器是在传感器探头内线圈提供交变电流,利用导电物体接近时激发出电涡流,电涡流的磁场方向与线圈磁场相反,改变线圈阻抗值,根据阻抗值的变化测量距离,电涡流传感器eddyNCDT系列的典型应用是全自动焊接测试机,用于焊缝质量控制

根据法拉第电磁感应原理,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时(与金属是否块状无关,且切割不变化的磁场时无涡流),导体内将产生呈涡旋状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈,在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场,由于其反作用,使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗),这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性,则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变,则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数,虽然它整个函数是一非线性的,其函数特征为“S”型曲线,但可以选取它近似为线性的一段。于此,通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。




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(编辑:胡华龙)
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