第章電渦流傳感器

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第四章電渦流傳感器1、了解電渦流傳感器的工作原理；2、掌握FM電路的應用；3、了解接近開關的原理；掌握接近開關的應用。

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退出電渦流的應用

高頻電流通過勵磁線圈，產生交變磁場，在鐵質鍋底會產生無數(shù)的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開鍋

內

的

食

物。2008-10-3

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退出第一節(jié)電渦流傳感器工作原理

電渦流效應演示

當電渦流線圈與金屬板的距離x減小時，電渦流線圈的等效電感L減小，等效電阻R增大。感抗XL的變化比

R的變化

大

得

多，流過電渦流線圈的電流

i1增大。

線圈置于金屬導體附近：

線圈中通以高頻信號

i1

正弦交變磁場H1

金屬導體內就會產生渦流

渦流產生電磁場

反作用于線圈,改變了電感

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退出i→Φi→ie→Φe→原線圈L變化

當傳感器與被測導體靠近時，傳感器的等效阻抗Z將發(fā)生變化，Z可表示為：

可用函數(shù)式表示如下Z=R+jωL=f（i1、f、、、r、x）

檢測深度與激勵源頻率有無關系？

如果控制上式中的i1、f、、、r不變，電渦流線圈的阻抗Z就成為哪個非電量的單值函數(shù)？屬于接觸式測量還是非接觸式測量？

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退出集膚效應

集膚效應與激勵源頻率f、工件的電導率、磁導率等有關。頻率f越高，電渦流的滲透的深度就越淺，集膚效應越嚴重。

電渦流在金屬導體的縱深方向并不是均勻分布的，而只集中在金屬導體的表面，這稱為集膚效應（也稱趨膚效應）。

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退出等效阻抗與非電量的測量

檢測深度的控制：由于存在集膚效應，電渦流只能檢測導體表面的各種物理參數(shù)。改變f，可控制檢測深度。激勵源頻率一般設定在100kHz~1MHz。頻率越低，檢測深度越深。

間距x的測量：如果控制上式中的i1、f、、、r不變，電渦流線圈的阻抗Z就成為間距x的單值函數(shù)，這樣就成為非接觸地測量位移的傳感器。

多種用途：如果控制x、i1、f不變，就可以用來檢測與表面電導率有關的表面溫度、表面裂紋等參數(shù)，或者用來檢測與材料磁導率有關的材料型號、表面硬度等參數(shù)。

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主要由一個安置在框架上的扁平圓形線圈構成。此線圈可以粘貼于框架上，或在框架上開一條槽溝，將導線繞在槽內。下圖為CZF1型渦流傳感器的結構原理，它采取將導線繞在聚四氟乙烯框架窄槽內，形成線圈的結構方式。1234561線圈2框架3襯套4支架5電纜6插頭第二節(jié)電渦流傳感器結構及特性2008-10-3

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退出CZF-1系列傳感器的性能

探頭的直徑與測量范圍及分辨力之間有何關系？

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退出大直徑電渦流探雷器

電渦流探頭外形2008-10-3

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退出第三節(jié)測量轉換電路

一、調幅式（AM）電路

石英振蕩器產生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻振蕩電壓(100kHz~1MHz）用于激勵電渦流線圈。金屬材料在高頻磁場中產生電渦流，引起電渦流線圈端電壓的衰減，再經(jīng)高放、檢波、低放電路，最終輸出的直流電壓Uo反映了金屬體對電渦流線圈的影響。調幅式測量電路原理框圖

晶體振蕩器

L

C

輸出

放大

檢波

濾波

R

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退出二、調頻（FM）式電路(100kHz~1MHz）

當電渦流線圈與被測體的距離x改變時，電渦流線圈的電感量L也隨之改變，引起LC振蕩器的輸出頻率變化，此頻率可直接用計算機測量。如果要用模擬儀表進行顯示或記錄時，必須使用鑒頻器，將f轉換為電壓Uo。

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退出鑒頻器特性

使用鑒頻器可以將f轉換為電壓Uo

鑒頻器的輸出電壓與輸入頻率成正比2008-10-3

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退出第四節(jié)電渦流傳感器的應用

一、位移測量

電渦流位移傳感器是一種輸出為模擬電壓的電子器件。接通電源后，在電渦流探頭的有效面（感應工作面）將產生一個交變磁場。

當金屬物體接近此感應面時，金屬表面將吸取電渦流探頭中的高頻振蕩能量，使振蕩器的輸出幅度線性地衰減，根據(jù)衰減量的變化，可地計算出與被檢物體的距離、振動等參數(shù)。這種位移傳感器屬于非接觸測量，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，壽命較長，可在各種惡劣條件下使用。

電渦流探頭線圈的阻抗受諸多因素影響，只要固定其他因素就可以用電渦流傳感器來測量剩下的一個因素。因此電渦流傳感器的應用領域十分廣泛。但也同時帶來許多不確定因素，一個或幾個因素的微小變化就足以影響測量結果。所以電渦流傳感器多用于定性測量。

即使要用作

定

量

測量，也必須采用逐點標定、計算機線性糾正、溫度補補償?shù)却胧?/p>

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退出（1）電渦流位移傳感器外形2008-10-3

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退出（2）電渦流位移傳感器的應用偏心和振動檢測通過測量間隙來測量徑向跳動測量彎曲、波動、變形測量金屬薄膜、板材厚度測量尺寸、公差及零件識別測量注塑機開合模的間隙20廟08孤-1柄0-昏316退出（3）位公移的滴標定曬方法使用康千分浙尺，晌逐一允對照鄙測量惡電路愧的輸首出電露壓及邪數(shù)顯過表讀必數(shù)，炊列出辟對照鹽表，榴存入傭計算止機，蔬從而嘆達到詢線性待化的鴉目的核。電渦弓流位鋸移傳誦感器妖的距局離與炊輸出稻電壓乳特性飲曲線量程冒為10細mm量程效為16淚mm量程患為20西mm20旅08憂-1肥0-歡317退出二、郊振動委測量(a怎)汽輪罪機和貞空氣日壓縮頁機常隆用的鳳監(jiān)控叔主軸基的徑嚇向振番動的蔬示意碑圖(b池)測量逝發(fā)動伙機渦逼輪葉層片的靜振幅蘇的示兼意圖(c授)通常菠使用貞數(shù)個度傳感抗器探慘頭并襲排地綿安置姐在軸暴附近20汁08辦-1勢0-梅318退出調頻經(jīng)法測凳量振朵動的話波形20鄙08效-1率0-煎319退出振動豆測量汽輪徒機葉漫片測邁試測量抄懸臂許梁的農振幅于及頻替率20案08或-1境0-則320退出三、窯轉速赤測量（a）帶凝有凹枯槽的栗轉軸（b）帶弊有凸騾槽的片轉軸1－傳首感器2－被嶼測體假設冰轉軸捉上開z個槽(或齒)，頻忙率計全的讀弓數(shù)為f（單羊位為Hz），百則轉道軸的肯轉速n（單蹄位為r/銳mi廳n）的巧計算項公式肢為20里08焦-1坦0-沃321退出電動蝴機轉速服測量20遷08制-1道0-或322退出四、盲鍍層查厚度枕測量由于躺存在碰集膚畫效應偽，鍍值層或令箔層堪越薄轎，電給渦流扇越小鄰。測朋量前埋，可駝先用程電渦共流測狐厚儀亦對標寫準厚耗度的鎖鍍層要和銅民箔作殼出“厚度-輸出”電壓后的標目定曲順線，療以便虛測量永時對微照。20時08經(jīng)-1核0-胞323退出測量噸金屬殺鍍層振或絕辛緣層拉厚度測量哈金屬瓶鍍層牧或絕常緣層輛厚度錦的計良算方鐵法有鉗何區(qū)蜓別？電渦梳流測謠厚演黃示20玩08漲-1交0-杰324退出五、泊電渦由流式尖通道愧安全扁檢查攤門安檢插門的陰內部獨設置毒有發(fā)辟射線塵圈和接收續(xù)線圈收。當晶有金膚屬物叉體通料過時咽，交駛變磁炒場就匹會在芬該金工屬導際體表播面產材生電嫌渦流捷，會裁在接害收線籌圈中親感應緩出電檢壓，馳計算喉機根豈據(jù)感妨應電暴壓的勾大小奏、相塊位來駁判定末金屬揀物體救的大涂小。在安株檢門得的側旺面還辯安裝冶一臺“軟x光”掃描鞭儀，唯它對蒜人體敵、膠駕卷無漁害，面用軟弦件處途理的袋方法成，可滿合成齒完整躲的光銳學圖況像。20爆08輪-1陶0-逮325退出安檢竊門演溉示當有金屬物體穿越安檢門時報警20印08話-1裁0-毯326退出六、誼計數(shù)20仔08膚-1干0-痰327退出七、裝電渦搶流表字面探略傷手持跨式裂妥紋測晃量儀油管感探傷滾子妙渦流茂探傷踩機用掌纏上型籃電渦鎮(zhèn)流探騎傷儀大檢測序飛機蛙裂紋20稀08詠-1雞0-皂328退出探傷兆演示20輪08地-1露0-丟329退出第五漏節(jié)接近引開關呈簡介接近更開關飯又稱旅無觸總點行低程開見關。渡它能蓬在一凡定的偶距離猛（幾齡毫米鑼至幾危十毫壞米）哪內檢頓測有詞無物后體靠較近。崗當物霸體與愁其接蠟近到府設定姑距離蠟時，梅就可妙以發(fā)貼出“動作”信號儀。接近之開關拖的核區(qū)心部油分是“感辨籮頭”，它映對正稿在接駛近的愁物體艦有很驗高的示感辨績能力商。一、大常用宇的接掠近開染關分籌類常用躁的接巨近開無關有電渦堡流式去（俗璃稱電畝感接血近開棟關，虧以下病僅以勇電感彩接近弄開關列稱呼眉之）汪、電披容式淺、磁倘性干我簧開迅關、鑒霍爾巖式、粥光電春式、職微波敘式、超遲聲波介式等扛。20塑08敵-1飼0-何330退出接近惑開關籍外形20瘦08尾-1濱0-降331退出二、焦接近會開關且的特炮點接近君開關挎與被澆測物半不接澤觸、家不會警產生聾機械慶磨損懇和疲稅勞損鄭傷、還工作枕壽命巾長、勇響應侵快、戒無觸研點、幻玉無火攀花、舌無噪騎聲、途防潮筍、防倍塵、翻防爆草性能境較好話、輸則出信列號負收載能雜力強敬、體誓積小你、安胃裝、撤調整憤方便克；缺點昌是觸點慈容量癢較小背、輸慢出短羽路時撕易燒霜毀。三、吸接近楊開關美的主小要性由能指領標額定抱動作亮距離座、工贈作距跨離、逆動作謹滯差主、重秋復定憤位精纏度（傷重復倉性）驅、動勒作頻和率等秒。20悟08鍵-1浸0-誦332退出1.動作脖（檢迷測）努距離:動作還距離榆是指錢檢測折體按鏈一定竊方式好移動辦時，艙從基準位萬置（曲接近端開關愁的感孤應表系面）荒到開蠅關動錯作時溉測得吃的基凱準位譯置到屠檢測羨面的究空間燈距離披。額郵定動炭作距丹離是我指接眉近開律關動券作距特離的殿標稱伍值。2.設定紙距離俯：指鏡接近坊開關趙在實頑際工跪作中北的整屑定距鼻離，仿一般慨為額挑定動作距卷離的0.臂8倍。闊被測角物與木接近從開關妨之間忘的安繳裝距尚離一原般等今于額終定動梅作距拜離，繞以保甩證工巧作可宿靠。鬧安裝撐后還鵲須通頸過調擊試，遭然后韻緊固孔。3.復位置距離城：接蔽近開吩關動確作后宋，又陡再次爐復位慌時的杠與被框測物留的距辮離，它略肌大于譜動作休距離愁。4.回差民值:動作鍋距離奪與復昆位距票離之往間的絞絕對但值。鍵回差樓值越找大，情對外界的姨干擾卷以及拉被測閉物的扎抖動剩等的響抗干牲擾能寧力就嚴越強農。20飽08檢-1吼0-睜333退出接近竄開關凡的檢設測距眼離與稱回差20展08釋-1鄉(xiāng)豐0-偵334退出5、響應飽頻率f：按研規(guī)定堆，在1秒的埋時間很間隔記內，接近疑開關遇動作待循環(huán)佛的最奶大次猜數(shù)，敵重復吳頻率悅大于逐該值程時，距接近緣瑞開關市無反敢應。6、響咳應時氏間t：接瀉近開葵關檢滅測到肚物體姻時刻敞到接夏近開遭關出惑現(xiàn)電巷平狀粉態(tài)翻陰轉的灰時間牙之差券?？勺擞霉綋Q肆算：t=1該/f響應伸頻率廁及響亦應時毫間示布意圖20規(guī)08雅-1釣0-橋335退出四、蘇電渦蕉流接誼近開原關的工作紛原理電渦杜流式足接近崖開關伏由