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電渦流傳感器基礎(chǔ)知識(shí)

點(diǎn)擊次數(shù):2303 發(fā)布時(shí)間:2013-11-15

電渦流振動(dòng)傳感器的的外形與普通螺栓十分類(lèi)似,其頭部有扁平的感應(yīng)線(xiàn)圈,將其固定在不銹鋼螺栓的一端,感應(yīng)線(xiàn)圈的引線(xiàn)通過(guò)螺栓另一端與高頻電纜相連接。

  當(dāng)頭部感應(yīng)線(xiàn)圈接上高頻(1~2MHz)電流時(shí),線(xiàn)圈周?chē)彤a(chǎn)生了高頻磁場(chǎng);如其周?chē)薪饘賹?dǎo)體,便會(huì)在金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,即電渦流。根據(jù)楞次定律,電渦流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)與感應(yīng)線(xiàn)圈的電磁場(chǎng)方向相反,這兩個(gè)磁場(chǎng)相互疊加,改變了感應(yīng)線(xiàn)圈的阻抗。當(dāng)金屬導(dǎo)體結(jié)構(gòu)均勻、各向同性且導(dǎo)磁系數(shù)、電導(dǎo)率、線(xiàn)圈尺寸因子、勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電流與頻率一定時(shí),感應(yīng)線(xiàn)圈阻抗的變化是感應(yīng)線(xiàn)圈與金屬導(dǎo)體之間距離的單值函數(shù)。

  如果導(dǎo)磁系數(shù)、電導(dǎo)率、線(xiàn)圈尺寸因子、勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電流圓頻率一定時(shí),增大線(xiàn)圈尺寸,磁場(chǎng)分布范圍將增大,但感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化幅度變小,反之則相反。因此這種振動(dòng)傳感器的線(xiàn)性范圍隨感應(yīng)線(xiàn)圈直徑的增大而加大,而傳感器靈敏度(單位間隙的阻抗變化值)隨感應(yīng)線(xiàn)圈直徑的增大而減小。

  為了使感應(yīng)線(xiàn)圈獲得高頻電流,應(yīng)將感應(yīng)線(xiàn)圈介入振蕩回路,由此在高頻振蕩回路輸出端可以獲得與間隙有關(guān)的高頻諧波。該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、檢波、濾波后,便可得到一個(gè)與感應(yīng)線(xiàn)圈與導(dǎo)體之間的間隙成正比的輸出電壓,輸出電壓的直流分量正比于感應(yīng)線(xiàn)圈與金屬導(dǎo)體之間的靜態(tài)間隙。若線(xiàn)圈與金屬板之間存在相對(duì)振動(dòng),則有交流電壓輸出,該交流電壓比于金屬板與感應(yīng)線(xiàn)圈之間的相對(duì)位移。因此,這種振動(dòng)傳感器又稱(chēng)位移傳感器,它不但可以做靜態(tài)測(cè)量,例如兩個(gè)無(wú)題之間的距離、金屬板的厚度等,而且還可以作動(dòng)態(tài)測(cè)量。

  電渦流振動(dòng)傳感器檢測(cè)到交流信號(hào)是疊加在線(xiàn)圈的高頻電源上的,如果直接將這種混頻信號(hào)送到振動(dòng)儀,即使采用高頻電纜。也會(huì)使傳感器靈敏度明顯降低,而且易受干擾。為了防止這些不利影響的發(fā)生,必須在電渦流振動(dòng)傳感器附近設(shè)置放大器、檢波器和濾波器,將振動(dòng)信號(hào)放大并檢出后傳送到振動(dòng)儀。這一裝置稱(chēng)為電渦流振動(dòng)傳感器的前置器。前置器到電渦流傳感器的高頻電纜是偶制造廠(chǎng)精心調(diào)配好的,不同型號(hào)或不同系列的傳感器不能互換,而且不能延長(zhǎng)和截短。有些電渦流傳感器為了安裝方便,制造廠(chǎng)配置餓了延長(zhǎng)線(xiàn),目前長(zhǎng)達(dá)10cm。但凡是配制了延長(zhǎng)線(xiàn)的電渦流傳感器,使用時(shí)不惜將延長(zhǎng)線(xiàn)接上,否則儀表指示和零位會(huì)與實(shí)際不符。

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