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文本内容:
第5章电感式传感器
5.3电涡流式传感器主要内容教学目标:掌握高频反射式电涡流传感器的测量原理;掌握低频透射式电涡流传感器的测量原理;掌握电涡流传感器的典型应用教学内容:从电涡流效应入手,介绍高频反射式电涡流传感器的结构和测量原理;从电涡流贯穿深度入手,介绍低频透射式电涡流传感器的结构和测量原理;介绍各种电涡流传感器的典型应用按激磁电源频率高低分为:用于非接触式位移量的检测用于金属板厚度的测量最大特点对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等进行非接触式连续测量,另外体积小、灵敏度高、频响宽、应用广泛电涡流效应由法拉第电磁感应原理可知,一个块状金属导体置于变化的磁场中,或在磁场中作用切割磁力线运动时,导体内部会产生一圈圈闭和的电流,这种电流叫电涡流这种现象叫做电涡流效应,根据电涡流效应制作的传感器称电涡流传感器形成电涡流必须具备的两个条件存在交变磁场金属导体处于交变磁场中高频反射式电涡流传感器线圈置于金属导体附近线圈中通以高频信号正弦交变磁场%金属导体内就会产生涡流0涡流产生电磁场反作用于蠢改变了电感电感变化程度取决于线圈L的外形尺寸,线圈L至金属板的距离H金属板材料的电阻率和磁导率以及信号的频率等因此可将非电量H转化成电量,实现位移量的测量结论涡流线圈的等效阻抗与被测金属中各种参数有函数关系金属材料的U、P、d、x的变化都可以使初级线圈中的田、发生变化rosrT|Hi若控制某些参数不变,只改变其中一个参数,可使初级阻抗%成为这个参数的单值函数•利用金属中的磁导率u、电阻率测材料,探伤;•利用线圈与金属导体的距离x测位移、测厚电涡流的贯穿深度h:电涡流的贯穿深度h与被测体涡流回路电阻率p成正比与其相对导磁率及电源频率f成反比,其计算关系如下h=PV当传感线圈激磁频率在1KHz以下时,电涡流的趋肤效应大大减弱,穿透能力大大加强,此时可用来检测金属板测厚依据E的大小间接反映了M的厚度t因为M的厚度可影响到达1_2的磁通的大小电涡流传感器的应用电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点,在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用通过位移变化测量其他各种物理量高频反射式涡流厚度传感器2测转速;3测位移、测振动;电涡流探伤;金属零件计数、尺寸检测、光洁度检测1测厚低频透射式涡流厚度传感器
(1)测厚(高频反射式涡流厚度传感器)当厚度不变时Xl+X2=常数;传感器输出电压之和(假设为2U)数值不变;当厚度变化△5时输出电压=2U±AU可将放大输出显示带材厚度变化可克服带材不平或因振动引起的干扰S1•输出显示S22电涡流探伤由于趋肤效应,导体表面电涡流密度最大,表面信息量最大可采用电涡流传感器测量金属表面缺陷,当导体表面存在缺陷时会引起金属的电阻率P、磁导率R的变化;可用于金属表面裂纭、热处理裂级、焊接处质量探伤探伤时传感器与被测金属保持距离不变,如果有裂级导体电阻率会发生变化,涡流损耗的改变引起涡流强度变化使电路输出电压变化轴心轨迹测量轴心轨迹是转子运行时轴心的位置,忽略轴的圆度误差,可以将两个电涡流位移传感器探头安装为相互成90度,并调整好两个探头到主轴的距离调整时,使从前置电路输出的信号刚好为OmV转子启动后两个传感器测量的就是它在两个垂直方向X、Y上的藤时位移,合成为李沙育图就是转子的轴心运动轨迹涡流振动测量通过被测体与传感器间的位移变化进行振动检测传感器放大器1TTLTLrLrLL涡流转速测量被测体是金属或磁性齿轮通过间距的变化进行转速测量介绍电涡流效应的原理;介绍高频反射式电涡流传感器的结构,分析其测量原理;介绍低频反射式电涡流传感器的结构,分析其测量原理;介绍电涡流传感器的各种典型应用o。