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2018-5-16 閱讀(1175)
德國(guó)EPRO電渦流傳感器原理
電渦流傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸,、高線性度、高分辨力地測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離,。它是一種非接觸的線性化計(jì)量工具,。電渦流傳感器能準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體（必須是金屬導(dǎo)體）與探頭端面之間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的相對(duì)位移變化,。在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)械的狀態(tài)分析，振動(dòng)研究,、分析測(cè)量中,，對(duì)非接觸的高精度振動(dòng)、位移信號(hào),，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集到轉(zhuǎn)子振動(dòng)狀態(tài)的多種參數(shù),。如軸的徑向振動(dòng)、振幅以及軸向位置,。從轉(zhuǎn)子動(dòng)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(dòng)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(cè)量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài),，對(duì)諸如轉(zhuǎn)子的不平衡,、不對(duì)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(zhǎng)期工作可靠性好,、測(cè)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(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),，在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)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(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)（與金屬是否塊狀無關(guān),，且切割不變化的磁場(chǎng)時(shí)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,。
德國(guó)EPRO電渦流傳感器原理
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(chǎng),。當(dāng)被測(cè)金屬體靠近這一磁場(chǎng)，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,，與此同時(shí)該電渦流場(chǎng)也產(chǎn)生一個(gè)方向與頭部線圈方向相反的交變磁場(chǎng),，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)。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(gè)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(gè)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(hào)的大小隨探頭到被測(cè)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(duì)金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量,。
德國(guó)EPRO電渦流傳感器原理
當(dāng)被測(cè)金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時(shí)，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(gè)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(cè)體可看作傳感器系統(tǒng)的一半,，即一個(gè)的性能與被測(cè)體有電渦流位移傳感器。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(duì)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(cè)量，另外還具有體積小,，靈敏度高,，頻率響應(yīng)寬等特點(diǎn)
