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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(zé)任公司   2020年04月27日 08:20  

電渦流傳感器系統(tǒng)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(hào)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(shí)的裝夾結(jié)構(gòu),一般用不銹鋼制成,上面加工成標(biāo)準(zhǔn)螺紋并備有螺母。

  前置器是一個(gè)能屏蔽外界干擾信號(hào)的金屬盒子,內(nèi)裝有全部測量電路,并用環(huán)氧樹脂灌封。外殼上有三個(gè)端子分別為電源、公共端和輸出端,一個(gè)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(shè)的。電纜長度為5M或9M。

  其工作過程是,當(dāng)被測金屬與探頭之間距離發(fā)生變化時(shí),探頭中線圈的電感量發(fā)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(gè)隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)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(yīng)用場合有:

  軸轉(zhuǎn)速測量、軸位移測量、軸振動(dòng)和軸的軌跡測量、軸對(duì)中測量、軸偏心測量、差脹測量、殼脹測量、轉(zhuǎn)子動(dòng)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(gè)扁平線圈構(gòu)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(dǎo)體(被測體)2。當(dāng)線圈中通以頻率為 的高頻交變電流i 時(shí),線圈周圍便產(chǎn)生一高頻交變的磁場 。在此磁場范圍的金屬板內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生高頻感應(yīng)電流i。,由于這種電流在導(dǎo)體內(nèi)呈閉合旋渦形狀,故稱之為渦流。同時(shí),此電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場 。根據(jù)有關(guān)電磁定律,電渦流磁場總是抵抗原磁場的存在,使導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)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(zhì)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(dǎo)率μ、激勵(lì)電流i及激勵(lì)電流角頻率ω等因素有關(guān),即對(duì)的傳感器探頭,若金屬導(dǎo)體為某一均質(zhì)材料,激勵(lì)電流是穩(wěn)頻穩(wěn)幅的,則r,ρ、μ、ω、i均為定值,L僅與被測距離d有關(guān),即等效電感L的變化可近似認(rèn)為是距離d變化的單值函數(shù)。

  事實(shí)上,金屬導(dǎo)體內(nèi)的渦流難以直接測量,但渦流所產(chǎn)生的磁場對(duì)原激勵(lì)磁場產(chǎn)生影響,使原邊線圈的等效電感L、等效阻抗Z和品質(zhì)因素Q發(fā)生變化。

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