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電渦流傳感器工作原理
2020-4-27 閱讀(1639)
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(cè)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(cè)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(cè)量電路，并用環(huán)氧樹(shù)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(zhǎng)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(zhǎng)度為5M或9M。
其工作過(guò)程是，當(dāng)被測(cè)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(chǎng)合有：
軸轉(zhuǎn)速測(cè)量、軸位移測(cè)量、軸振動(dòng)和軸的軌跡測(cè)量、軸對(duì)中測(cè)量、軸偏心測(cè)量、差脹測(cè)量、殼脹測(cè)量、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、軸承油膜厚度測(cè)量
工作原理
電渦流傳感器的基本原理是通過(guò)測(cè)量L、Z、Q的變化量來(lái)測(cè)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(cè)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(chǎng) 。在此磁場(chǎng)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(chǎng) 。根據(jù)有關(guān)電磁定律，電渦流磁場(chǎng)總是抵抗原磁場(chǎng)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(cè)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(cè)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(cè)量，但渦流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)原激勵(lì)磁場(chǎng)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。
