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分析一下一體化電渦流傳感器的運(yùn)行原理

點(diǎn)擊次數(shù):2365次  更新時(shí)間:2019-07-24
   今天就來(lái)跟大家分析一下一體化電渦流傳感器的運(yùn)行原理是什么,那么下面讓我們一起來(lái)看看吧。

  一體化電渦流傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線(xiàn)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(xiàn)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。

  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(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)(與金屬是否塊狀無(wú)關(guān),且切割不變化的磁場(chǎng)時(shí)無(wú)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(chēng)為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱(chēng)為電渦流式傳感器。

  前置器中高頻振蕩電流通過(guò)延伸電纜流入探頭線(xiàn)圈,在探頭頭部的線(xiàn)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(xiàn)圈方向相反的交變磁場(chǎng),由于其反作用,使頭部線(xiàn)圈高頻電流的幅度和相位得到改變(線(xiàn)圈的有效阻抗),這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線(xiàn)圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線(xiàn)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(xiàn)性和各項(xiàng)同性,則線(xiàn)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(xiàn)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(lái)描述。則線(xiàn)圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數(shù)來(lái)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(xiàn)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(xiàn)性的,其函數(shù)特征為"S"型曲線(xiàn),但可以選取它近似為線(xiàn)性的一段。于此,通過(guò)前置器電子線(xiàn)路的處理,將線(xiàn)圈阻抗Z的變化,即頭部體線(xiàn)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。

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