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2018-5-22 閱讀(996)
德國EPRO電渦流傳感器的原理
在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)式運(yùn)動機(jī)械的狀態(tài)分析，振動研究,、分析測量中，對非接觸的高精度振動、位移信號,，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集到轉(zhuǎn)子振動狀態(tài)的多種參數(shù),。如軸的徑向振動、振幅以及軸向位置,。從轉(zhuǎn)子動力學(xué),、軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)動狀態(tài),，主要取決于其核心—轉(zhuǎn)軸,，而電渦流傳感器，能直接非接觸測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài),，對諸如轉(zhuǎn)子的不平衡,、不對中、軸承磨損,、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機(jī)械問題的早期判定,，可提供關(guān)鍵的信息。電渦流傳感器以其長期工作可靠性好,、測量范圍寬,、靈敏度高、分辨率高,、響應(yīng)速度快,、抗干擾力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)的影響,、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),，在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)的在線監(jiān)測與故障診斷中得到廣泛應(yīng)用。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時（與金屬是否塊狀無關(guān),，且切割不變化的磁場時無渦流），導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流,，此電流叫電渦流,，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器,。
前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈,，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。當(dāng)被測金屬體靠近這一磁場,，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,，與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用,，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗）,，
這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀,、幾何尺寸,、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)
德國EPRO電渦流傳感器的原理
通常假定金屬導(dǎo)體材質(zhì)均勻且性能是線性和各項(xiàng)同性，則線圈和金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)可由金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率б,、磁導(dǎo)率ξ,、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導(dǎo)體表面的距離D,、電流強(qiáng)度I和頻率ω參數(shù)來描述,。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數(shù)來表示。通常我們能做到控制τ, ξ, б, I, ω這幾個參數(shù)在一定范圍內(nèi)不變,，則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數(shù),，雖然它整個函數(shù)是一非線性的，其函數(shù)特征為“S”型曲線,，但可以選取它近似為線性的一段,。于此，通過前置器電子線路的處理,，將線圈阻抗Z的變化,，即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距離D的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化,，電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)對金屬物體的位移、振動等參數(shù)的測量,。
當(dāng)被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時,，探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化,，而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波,、濾波、線性補(bǔ)償,、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化,，zui終完成機(jī)械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述,，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半,，即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。電渦流傳感器工作原理如圖所示
按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況,，此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,，但從基本工作原理上來說仍是相似的。電渦流式傳感器zui大的特點(diǎn)是能對位移,、厚度,、表面溫度、速度,、 應(yīng)力,、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量,，另外還具有體積小，靈敏度高,，頻率響應(yīng)寬等特點(diǎn),，應(yīng)用極其廣泛。
電渦流傳感器的原理是,，通過電渦流效應(yīng)的原理,，準(zhǔn)確測量被測體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面的相對位置，其特點(diǎn)是長期工作可靠性好,、靈敏度高,、抗干擾能力強(qiáng)、非接觸測量,、響應(yīng)速度快,、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用于對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移,、軸振動,、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長期實(shí)時監(jiān)測，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因,，有效地對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)及預(yù)維修,。
德國EPRO電渦流傳感器的原理
電渦流傳感器系統(tǒng)以其*的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力,、石油,、化工,、冶金等行業(yè),，對汽輪機(jī),、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī),、鼓風(fēng)機(jī),、壓縮機(jī)、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸的徑向振動,、軸向位移,、鑒相器、軸轉(zhuǎn)速,、脹差,、偏心、油膜厚度等進(jìn)行在線測量和安全保護(hù),，以及轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等方面,。圖1-1列舉了上海航振儀器儀表有限公司的電渦流傳感器的一些典型應(yīng)用示意。前置器根據(jù)探頭線圈阻抗的變化輸出一個與距離成正比的直流電壓 可靠性好、靈敏度高,、抗干擾能力強(qiáng),、非接觸測量、響應(yīng)速度快,、不受油水等介質(zhì)的影響,，常被用于對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、軸振動,、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長期實(shí)時監(jiān)測,，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)及預(yù)維修,。
電渦流傳感器系統(tǒng)以其*的優(yōu)點(diǎn),，廣泛應(yīng)用于電力、石油,、化工,、冶金等行業(yè)，對汽輪機(jī),、水輪機(jī),、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī),、壓縮機(jī),、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸的徑向振動、軸向位移,、鑒相器,、軸轉(zhuǎn)速、脹差,、偏心、油膜厚度等進(jìn)行在線測量和安全保護(hù),，以及轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等方面,。圖1-1列舉了上海航振儀器儀表有限公司的電渦流傳感器的一些典型應(yīng)用示意。前置器根據(jù)探頭線圈阻抗的變化輸出一個與距離成正比的直流電壓
