3.5 电涡流式传感器d.ppt

1、3.4涡电流式传感器在导体置于交变磁场或在固定磁场中移动时，在导体内产生感应电流，该电流在导体内闭合，称为涡电流。 3.5.1工作原理、将线圈置于金属导体附近：在线圈中以交变电流i1 i1产生正弦交变磁场H1，在金属导体内产生涡电流i2、涡电流i2，逆电磁场H2作用于线圈，引起线圈的电感、阻抗和品质系数的变化的电感XL的变化为r 线圈的电感、阻抗和质量系数的变化程度取决于线圈l的外形尺寸、从线圈到金属板的距离、金属板材料的电阻率和磁导率以及激励电源的频率等残奥仪表。 如果上述的任何一个残奥仪表发生变化，并且其佝偻率不发生变化，则可以构成测量残奥仪表的传感器。 如涡流效应的等效电路图所示，导体中

2、的涡流与短路环中的电流I2等效。 由基尔霍夫定律得出电压平衡方程：表示线圈受到金属导体涡流影响后的等效阻抗：表示线圈受到金属导体涡流影响后的质量系数：(3-69 )，(3-70 )，(3-71 )表示框架的材料使用电缆和插头被测定导体的电导率(本P88 )、线圈框架3框架衬套4托架5电缆6插头，线圈外径大，直线范围宽，但灵敏度低，线圈的内径和厚度变化的影响小，被检体的电导率高，灵敏度也高。 磁导率相反，且磁性体的灵敏度比非磁性体低。 被检体表面的镀层的性质和厚度不均匀会影响测定精度。 受检体的大小和形状的影响：平面受检体的直径应在线圈直径的1.8倍以上。圆柱受检体的直径应在线圈直径的3.5倍以

3、上。 为了不影响测定结果，被检体的厚度一般超过0.2mm。 2 .低频透射式(常用测量厚度)、线圈感应电位与厚度的关系曲线、厚度测量的依据： u2的大小间接地选择材料m的厚度h (t为涡电流的贯通深度) u2=f (h )、(t为涡电流的贯通深度)、t大、t为大的厚板时，h大、t1 U2涉及涡电流的贯通深度t，其中被测量材料的电阻率f为激励频率。 结论：被测材料的电阻率不同时，渗透深度的值也不同，因此，引起u2h曲线形状的变化，为了使测量不同材料时得到的曲线形状接近，变动时需要保持t，应该改变其成分f。 测量小材料(紫铜等)时，选择较低的频率(500Hz )，而真的？ 测量铝等大材料时，选择高

4、频率(2KHz )，确保测量不同材料时传感器的线性和灵敏度的一致性。 测量薄板时请选择高频率，测量厚材料时请选择低频率。 3.5.3根据测量电路、涡流式传感器的工作原理，对于被测残奥仪表可以转换为电感、阻抗或q值三种残奥仪表的变化，测量电路也有三种：谐振电路、桥电路和q值测量电路。 本节仅对谐振电路进行说明。 谐振电路的原理是将传感器线圈和电容器组装到并联谐振电路中。 当传感器电感l发生变化时，谐振时的频率和阻抗f和Z0都发生变化。 石英振荡器提供频率高且稳定的高频激励信号的恒频振幅调制电路r的耦合电阻即输出高频载波信号小，作为高频放大、检波、滤波的一部分而使输出信号的传输和测量变得容易的源极

5、输出器，用于降低振荡器的负荷的线路复杂，难以安装，在直线范围内2 .一种频率调制电路，在电容器的3点式振荡电路中连接传感器，当导体接近传感器线圈时，利用涡流效应，振荡器的输出电压的宽度和频率发生变化，利用振荡振幅的变化来检测线圈和导体间的位移变化。 结构简单，灵敏度高，线性范围宽。 346频率调制谐振曲线，3 .频率调制电路与频率调制电路不同，总是将振荡频率的变化作为输出信号。 将电压作为输出信号时，将连接鉴别器。 重要：提高振荡器的频率稳定度，从环境温度变化、电缆容量变化、负载影响三个方面考虑。 节距x的测量：如果进行控制使得上式中的i1、f、r不变化，则涡电流线圈的阻抗z成为节距x的一值函

6、数，这成为以非接触方式测量位移的传感器。 多用途：控制其他残奥表，可以用于检测表面导电率相关的表面温度、表面裂纹等残奥表，以及检测材料磁导率相关的材料型号、表面硬度等残奥表。 3.5.4涡流式传感器的应用，Z=g(i1，f，r，x )，1位移测定，(a )汽轮机主轴的轴向位移测定示意图，(b )磨床切换阀，先导阀的位移测定示意图，(a )汽轮机和空气压缩机中经常使用的主轴的径向振动的监视示意图，(b ) 测量发动机涡轮叶片振幅的示意图(c )通常使用多个传感器探头并排放置在轴的附近，前页、后页、门、3厚度测量、涡流式厚度校正的测量原理图、前页、前页n旋转体的槽(齿)数n被测量轴的旋转速度(rm

7、in )。前页、后页、门、5 .涡流探伤可用于检查金属表面裂纹、热处理裂纹、焊接部位的探伤等。 综合残奥仪(x，)的变化会引起传感器残奥仪的变化，通过测量传感器残奥仪的变化可以达到探伤的目的。 探伤时导体和线圈之间有相对的运动速度，测定线圈上发生调制频率信号，前页，后页，返回，a )比较浅的裂纹信号b )振幅识别的信号，在探伤时缺陷信号和干扰信号比是重要的。 可采用滤波器来获得所需频率，传递某一频率的信号并且衰减干扰频率的信号。 上一页，涡流探伤时的测量信号、位移测量器、位移测量包括偏心、间隙、位置、倾斜、弯曲、变形、移动、圆度、冲击、偏心率、行程、宽度等。 来自不同应用领域的许多量可归结为位

8、移和间隙变化。数字面板位移测量仪及探针、420mA涡电流位移传感器外形(参照德国图库公司资料)、平板式涡电流位移传感器外形(参照德国图库公司资料)、v系列涡电流位移传感器外形(参照浙江洞头开关工厂资料)、v系列涡电流位移传感器性能一览表(摘录)、金属薄膜， 测量板材的厚度涡流校正、冷轧板的厚度、测量封口机的工作间隙、测量间隙越大涡流越小、测量注塑机开闭模的间隙、螺距、涡流位移传感器的距离和输出电压特性曲线，一档是10mm 2档是16mm 3档是20mm，频率调制法是振动的波形、振动的波形测量悬臂梁的振幅和频率、测量各种转速的传感器与齿轮的相对位置、电机转速测量、镀层厚度测量、表皮效应，因此镀层和箔层越薄涡流越小。 在测量前，可通过涡流校正在标准厚度的镀层和铜箔上制作“厚度-输出”电压的标准曲线，在测量时进行对照。涡流涂层厚度修正，涡流式通道安全检查闸门，安全检查闸门内部设有发送线圈和接收线圈。 当金属物体通过时，交变磁场在该金属导体表面产生涡流，在接收线圈中感应电压，计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大小。 在安全门的侧面还设置对人体和薄膜无害、通过软件处理能够合成完整的光学图像的“软x射线”扫描器。安全检测门示范、涡流表面探伤、手持式裂纹检测仪、油管探伤、大直径涡