检测技术与智能仪表设计_第二专题-4.ppt

2020/5/28，1，本章介绍了涡流传感器的基本原理，特性涡流传感器主要用于金属检测(安全测试等)，微位移和振动测量，速度，表面状态等许多涡流相关参数，也可用于无损检测和接近开关。涡流传感器的最大特点是非接触测量。第四章涡流传感器，2020/5/28，2，让我们看一下实验。取一个直径300毫米左右的空心线圈，接受金属探测器的高频激励电流输出端子。线圈接近金属片时，发现连接到检测电路的耳机的声音音调更尖。小实验，第一节电涡流传感器工作原理，2020/5/28，3，第一节电涡流传感器工作原理，涡流效果演示，涡流线圈和金属板之间的距离x减小，涡流线圈的等效电感l减小，等效电阻r增大，过电流涡流线圈的电流i1增大。涡流应用我们在日常生活中经常遇到的干净高效的电饭锅，内部励磁线圈，电磁炉的工作原理，高频电流通过励磁线圈产生交变磁场，铁材锅底部有无数涡流，锅底部有热煮的食物。第二节电涡流传感器结构和特性，涡流探头形状，交变磁场，涡流探头内部结构，1-涡流线圈2-探头外壳3-外壳的定位螺钉4-印刷电路板5-夹紧螺母6-电源指示灯7-临界指示灯8-输出屏蔽电缆线电缆线9-电缆，2020/5/28，10，大直径涡流检测器，三节测量转换电路，1，AM(调幅)电路，石英振荡器产生恒定频率，稳定高频振荡电压(100kHz至2MHz)，涡流线圈在此。金属材料在高频磁场中产生电流，引起涡流线圈两端电压的衰减，输出电压Uo反映金属体与涡流线圈相距多远。某些常用材料的振荡器振幅的衰减系数，2，FM (FM)电路(100kHz到1MHz)，涡流线圈和被摄体的距离x发生变化时，涡流线圈的电感l也发生变化，从而改变LC振荡器的输出频率。用模拟测量仪显示或记录时，必须使用将f转换为电压uo的鉴频器。并联谐振电路的谐振频率，2020/5/28，15，涡流接近开关可以利用涡流原理检测到的接近性。a .人体b .水c .金属部件d .塑料部件，第四节电涡流传感器的应用，第一，位移测量，涡流位移传感器是模拟输出的电子设备。金属物体接近这个诱导面时，金属表面可以从涡流探头中拉出高频振动能量，将振荡器的输出振幅线性衰减，根据衰变量的变化或振动频率的变化，轻松计算与检查对象的距离、振动等参数。该位移传感器属于非接触测量，不受灰尘等因素的影响，可以在各种恶劣条件下使用。偏心、间距、位置、倾斜、弯曲、变形、移动、圆度、冲击、偏心率、行程、宽度等位移测量装置。可以将各种应用的大量总结为位移或间隔变化。数字位移测量仪和探针、2020/5/28，18，420mA涡流位移传感器外形规格(请参阅德国土库萨数据)、表面齐平涡流位移传感器外形规格(请参阅德国土库萨数据)、表面齐平传感器不高于安装面，容易损坏。2020/5/28，20，V系列涡流位移传感器外形规格(参见浙江磁头开关工厂数据)，表面齐平，2020/5/28，21，V系列涡流位移传感器性能列表(摘自磁头开关工厂数据)，4线涡流位移传感器的布线方式说明，对于涡流位移传感器，涡流探头线圈的阻抗受多种因素的影响，如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面因素、距离等，因此涡流传感器应用范围很广，但多种因素的微小变化可能会引起大量的不确定性，从而影响测量结果。因此涡流传感器常用于定性测量。用作定量测量时，必须使用逐点校准、计算机线性校准、温度校准等措施。2020/5/28，24，介绍了几种典型位移传感器，2020/5/28，25，图4-6c所示用涡流测振仪测量叶片振动，输出振动波形分析了图4-7所示与正在测量的振动相关的结果。振动的参考周期t约为2.5晶格10毫秒/晶格=25毫秒；振动的基本频率f约为1/t=1/0.025s=40hz；振动的输出电压峰值UPP约为(2个40mV/栅格)=80mV，输出电压振幅UP约为40mV。如果测振仪的灵敏度为0.5mm/mV，那么振动的振幅x约为20mm。2020/5/28，26，偏心和振动检测，2020/5/28，27，通过测量间隙测量径向跳动测量，2020/5/28，28，折弯，波动，变形测量，桥，桥、金属薄膜、板材厚度涡流测厚仪、冷轧厚度测量、导辊的材料能制成金属吗？2020/5/28，30，测量尺寸、公差和零件识别，测量间隙以测量热膨胀引起的上下转换，2020/5/28，31，密封机械工作间隙测量，间距越大，涡流大小越小，2020/5/涡流位移传感器的距离和输出电压特性曲线、位移传感器1、2、3的范围和线性范围分别是多少毫米？2020/5/28，35，2，转速测量，如果主轴上有z槽(或齿)，并且频率计读数为f (Hz单位)，则轴的转速n (r/min单位)为，2020/5/28，37，电机速度测量，3，涡流通道安全检查门，安全门内部安装了发射线圈和接收线圈。金属物体经过时，交流磁场会在这个金属导体的表面产生涡流，从接收线圈中检测电压，计算机根据感应电压的大小，相位来确定金属物体的大小。2020/5/28，39，在安全门上，金属物体通过安全门时发出警报，在安全门上、下安装多个涡流线圈，演示金属通过时在该位置发出警报。一边安装了“柔软的x射线”扫描仪，显示衣服里物体的形状和密度对人体、胶片无害。2020/5/28，40，4，涡流表面探伤，手持裂纹测量仪，油管探伤，辊涡流探伤仪，辊涡流探伤仪，辊涡流探伤仪计算机控制轴承滚子表面微裂纹探伤专用设备，可找出深30m的表面微裂纹。(见无锡市存取滚筒限制资料)，2020/5/28，42，便携式探伤仪形状(见厦门爱德华检查设备限制资料)，2020/5/28，43，手持涡流探伤仪，2020/5/28，44在特定距离(几毫米到几十毫米)内，可以检测到物体是否接近。物体在设定的距离内进入时，会发出属于开关信号(高电平或低电平)的“动作”信号。接近开关可以直接驱动中间继电器。大多数接近开关在同一外壳中使用了识别头和测量转换电路，外壳中有很多螺钉或安装孔，便于安装和调整。应用接近开关远远超出了行程开关的行程控制和极限保护范围。可以用于高速计算、速度测量、金属物体的存在和位置确定、水平测量等。2020/5/28，48，接近开关的核心部分是“感觉头”，对正在接近的物体具有很高的感知能力。在生物界，眼镜蛇的尾巴能分辨人体发出的红外线。涡流探头能检测金属导体的接近性。应变计、电位器等传感器属于接触测量，不能用于接近开关。知识沙龙，2020/5/28，49，近接开关形状，2020/5/28，50，近接开关形状，2020/5/28，51，近接开关形状(续)，一个，通常，第二，接近开关功能，接近开关和主体无接触，机械磨损和疲劳损伤，长寿命，快速响应，无接触，无火花，无噪音，防潮，防尘，防爆性能良好，小尺寸，安装，调整方便；缺点是接触容量小，输出短路时容易燃烧。2020/5/28，54，3。接近开关的主要性能指标：额定动作距离、操作距离、动作延迟、重复位置精度(重复)、动作频率等。4，涡流接近开关(即电感接近开关)工作原理，电感接近开关由LC高频振荡器和放大处理电路组成，金属物体接近识别头时表面产生涡流。此涡流反作用于接近开关，衰减接近开关振荡容量，并通过更改内部电路的参数识别金属物体是否接近，来控制开关的通过或破损。这种接近开关能探测到的物体必须是能通电的金属物体。2020/5/28，56，5，涡流近接开关方块图，2020/5/28，57，6，浙江磁头开关工厂数据的一般近接开关型号说明，7，近接开关术语说明(1)，1。动作(检测)距离：从基准位置(接近开关的检测表面)到开关动作的测量基准位置的检测面空间距离的公称值。2.距离设定：指示设定距离，通常是运动距离的0.8倍，以确保工作可靠性。3.重置距离：接近开关行为后，重置与测量目标的距离，该距离比动作距离稍大。4.向后差：运动距离和重置距离之间的绝对值。回程差异越大，对外部干扰和主体抖动等的抗干扰能力就越强。2020/5/28，59，接近开关的检测距离和阶数，接近开关的术语说明(2)，标准检测器：可与现场检查金属相比较的标准金属检测器。标准检测器通常为方形A3钢，厚度为1mm，使用接近开关检测面直径的2.5倍的边长度。其他材料的金属探测器对涡流接近开关运动距离(Fe基准金属)的影响；对于非磁性材料，正在测量的本体的电导率越高，灵敏度越高；如果主体是磁性材料，其磁导率影响涡流线圈的灵敏度，滞后损失也影响涡流线圈的q值。滞后损失大，通常灵敏度高。开关术语说明(3)，接近开关安装方法：表面齐平和表面齐平。表面齐平(嵌入式)接近开关表面与安装的金属对象形成相同的表面，不容易损坏，但灵敏度较低。非表面齐平(非安装)的近接开关必须将感应头暴露在一定高度，否则灵敏度会降低。2020/5/28，63，接近开关安装方式，表面齐平安装，非表面齐平安装，接近开关的术语说明(4)，响应频率f:按照规定，1秒间隔内接近开关运动回路的最大数目，如果重复频率大于此值，则接近开关不响应。响应时间t:接近开关从检测到物体的那一刻到接近开关反转水平状态的时间之间的差值。可用公式转换：t=1/f，2020/5/28，65，响应频率和响应时间图，接近开关的术语说明(5)，输出状态：如果没有常开/常闭接近开关检测目标，则由于接近开关内部的输出晶体管切断，连接的负载无法工作(请参阅检测到物体后，内部输出电平晶体管导轨工作，负载电工作。对于常闭接点接近开关，如果未侦测到物件，则电晶体会改为传导状态并提供电力。相反，负荷会失去电力。接近开关术语描述(6)，常用输出格式为NPN 2线、NPN 3线、NPN 4线、PNP 2线、PNP 3线、PNP 4线、直流2线、交流2线和交流5线(包括继电器)。读者可以查看以下信息：2020/5/28，68，输出类型(1到4)，负载，负载，蓝色，蓝色，蓝色，2020/5/28，69，输出类型(5到8)，8传导压降通常约为0.3V。2020/5/28，71，传导压力降，0.3V，接近开关布线方法示例，NPN，no为示例，布线方法，输出端和GND端的压力降Uces约为0.3V，通过KA的电流IKA=(VCC-如果IKA大于KA的额定吸入电流，则KA可以稳定地吸入。按照接线图正确连接元件。、接近开关使用注意事项，1 .不要将感应接近开关放在0.02T以上的磁场环境中，以免发生错误的动作。2.为了防止接近开关