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一體化 電渦流傳感器工作原理

來源:成都懷程科技有限責任公司   2020年04月27日 08:20  

電渦流傳感器系統由傳感器探頭與殼體、前置器、電纜和接頭三部分組成。

傳感器探頭是傳感器感受被測信號的部分,它由繞在非金屬骨架上的矩形截面線圈組成;傳感器殼體用于固定傳感器頭部,并作為測試時的裝夾結構,一般用不銹鋼制成,上面加工成標準螺紋并備有螺母。

  前置器是一個能屏蔽外界干擾信號的金屬盒子,內裝有全部測量電路,并用環氧樹脂灌封。外殼上有三個端子分別為電源、公共端和輸出端,一個接頭與電纜相連。

  延長電纜為耐高溫射頻電纜,其兩端的接頭是傳感器探頭與前置器相連接而設的。電纜長度為5M或9M。

  其工作過程是,當被測金屬與探頭之間距離發生變化時,探頭中線圈的電感量發生變化,電感量的變化引起了振蕩器的振蕩電壓幅度變化,這個隨距離變化的振蕩電壓經檢波,濾波和線性較正后變成了與位移成正比的電壓量。

  主要應用場合有:

  軸轉速測量、軸位移測量、軸振動和軸的軌跡測量、軸對中測量、軸偏心測量、差脹測量、殼脹測量、轉子動平衡、軸承油膜厚度測量

工作原理

 

  電渦流傳感器的基本原理是通過測量L、Z、Q的變化量來測量位移。

  電渦流傳感器主要由一個扁平線圈構成。圖1為電渦流傳感器原理圖,

在離線圈(電渦流傳感器)1某一距離d(可變)處有一塊金屬板導體(被測體)2。當線圈中通以頻率為 的高頻交變電流i 時,線圈周圍便產生一高頻交變的磁場 。在此磁場范圍的金屬板內便會產生高頻感應電流i。,由于這種電流在導體內呈閉合旋渦形狀,故稱之為渦流。同時,此電渦流也將產生一個交變磁場 。根據有關電磁定律,電渦流磁場總是抵抗原磁場的存在,使導體內產生電渦流損耗,并引起原邊線圈的等效電感L、等效阻抗z和品質因素Q降低。

  電感量L的變化大小與線圈的外形尺寸r、被測距離d、金屬體材料的電阻率ρ、磁導率μ、激勵電流i及激勵電流角頻率ω等因素有關,即對的傳感器探頭,若金屬導體為某一均質材料,激勵電流是穩頻穩幅的,則r,ρ、μ、ω、i均為定值,L僅與被測距離d有關,即等效電感L的變化可近似認為是距離d變化的單值函數。

  事實上,金屬導體內的渦流難以直接測量,但渦流所產生的磁場對原激勵磁場產生影響,使原邊線圈的等效電感L、等效阻抗Z和品質因素Q發生變化。

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