. 電渦流式傳感器

3.4電渦流式傳感器 當導體置于交變磁場或在固定磁場中運動時，導體內引起感應電流，此電流在導體內閉合,稱為渦流。上一頁下一頁返回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。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。

上頁圖是電渦流傳感器工作原理示意圖。當高頻（100kHz左右）信號源產生的高頻電壓施加到一個靠近金屬導體附近的電感線圈L1時，將產生高頻磁場H1。如被測導體置于該交變磁場范圍之內時，被測導體就產生電渦流i2。i2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）。

電渦流的應用

——在我們日常生活中經常可以遇到干凈、高效的電磁爐電磁爐內部的勵磁線圈電磁爐的工作原理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的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開鍋內的食物。電渦流式傳感器3.4.1高頻反射式渦流傳感器3.4.2低頻透射式渦流傳感器3.4.3渦流式傳感器的應用上一頁下一頁返回高頻反射式上一頁下一頁返回高頻(>lMHz)激勵電流，產生的高頻磁場作用于金屬板的表面，由于集膚效應，在金屬板表面將形成渦電流。與此同時，該渦流產生的交變磁場又反作用于線圈，引起線圈自感L或阻抗ZL的變化，其變化與距離x、線圈尺寸r、金屬板的電阻率ρ、磁導率μ、激勵電流i，及頻率f等有關.Z=f（is、f、、、r、x）a.檢測深度與激勵源頻率有何關系？b.如果控制上式中的is、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？屬于接觸式測量還是非接觸式測量？

電渦流探頭結構

1—電渦流線圈2—探頭殼體3—殼體上的位置調節(jié)螺紋4—印制線路板5—夾持螺母6—電源指示燈7—閾值指示燈8—輸出屏蔽電纜線9—電纜插頭

CZF-1系列傳感器的性能分析上表請得出結論：探頭的直徑與測量范圍及分辨力之間有何關系？

結論兩：⑴金釋屬導確體上德形成堅的渦罵流有辯一定雄的范巧圍，泰當線脊圈與釘導體怠間的禾距離稀不變偵時，四電渦恐流密凍度隨排著線狼圈外與徑的碗大小叼而變字化。為了掩充分赤有效題地利瞇用電期渦流擔效應怒，對筋于平羞板型隨的被凈測體簡則要榜求被榨測體銅的半調徑應篇大于日線圈姥半徑少的1.漿8倍，腔否則圖靈敏斬度要復降低草。當楊被測當物體知是圓我柱體傻時，遭被測蘭導體傅直徑鈴必須派為線像圈直稿徑的3.暴5倍以朗上，此靈敏立度才顛不受雕影響覆。⑵渦流謝強度叛隨著梳線圈粥與導府體間祝距離x的增桶大而輪迅速瓜減小抵，由此殊可知掀，渦象流強真度與冒距離x呈非陸線性蠻關系到。為謀了獲滅得較獎好的救線性講和較行高的畫靈敏刪度，鵝應使x/庫R＜＜1，一般釘取x/謹R＝0.須05～0.術15。⑶金閣屬導水體內其產生客的渦明流由扁于趨膚模效應放，電渦瞇流不蒸僅沿攝徑向考分布圓不均藝勻，攝而且支貫穿撫金屬岡導體誰的厚蒙度有蘆限。貫穿插深度閑與勵杏磁電愉流的問頻率翁成反捉比關績系。激勵先源頻堵率一丙般設返在10煎0k蓮Hz壤~1貿MH火z。頻邀率越的低，倡檢測忘深度名越深窄。(4蝦)多種既用途敏：如稼果控芽制x、i、f不變侮，就舉可以確用來臺檢測親與表擊面電攤導率有關僻的表面打溫度炒、表飲面裂萌紋等參匹數，耕或者勾用來頂檢測脂與材墻料磁暗導率有關擺的材料尖型號帳、表半面硬腫度等參熟數。發(fā)射妹線圈L1和接偏收線綢圈L2分別緞置于幸被測蚊金屬席板材渴料M的上惕、下熟方。淹由于臟低頻疑磁場字集膚醉效應憲小，狼滲透反深，痛當低養(yǎng)頻(音頻匯范圍)電壓u加到啦線圈L1的兩斃端后購，所談產生緣瑞磁力很線的騰一部嶄分透餃過金四屬板職材料M,使線拘圈L2產生腳感應灶電動扛勢e。但耍由于知渦流殺消耗干部分仆磁場面能量贊，使光感應臨電動蹄勢e減少辛，當飛金屬住板材智料M越厚川時，啊損耗皂的能搜量越償大，亦輸出擋電動欺勢e越小押。因泉此，e的大稈小與M的厚蕉度及陳材料孔的性稈質有籃關，佳試驗廣表明隱，e隨材燦料厚祥度h的增貸加按恨負指芬數規(guī)始律減鋤少,如圖生所示歐，因舒此，啟若金筐屬板稼材料倦的性犬質一匪定，埋則利泥用e變化近即可測謙量其返厚度。低頻秩透射態(tài)式金屬板厚度越大，渦流損耗越大，E越小。E的大小間接反映金屬板厚度。線圈L2的感應電壓與被測厚度的增大按負冪指數的規(guī)律減小，即：式中，δ為被測金屬板厚度；t為貫穿深度，它與成正比，其中ρ為金屬板的電阻率，f為交變電磁場的頻率。在測量ρ較小的材料時，應選較低的頻率（如500Hz），測量ρ較大的材料，則應選用較高的頻率（如2kHz）。上一防頁下一籠頁返逗回高頻盒反射挎式辨低頻讓透射漂式測量丙電路堅之定版頻測樂距電氣路上一跑頁下一醬頁返妹回石英君振蕩捆器產銀生穩(wěn)委頻、午穩(wěn)幅衫高頻流振蕩打電壓(1帥00降kH題z~畏1M漸Hz）用于凝激勵歸電渦悼流線祝圈。哀金屬熊材料逢在高渡頻磁買場中露產生鴨電渦義流，兇引起脊電渦坊流線吸圈端隨電壓痰的衰牢減，羽再經馳高放遵、檢俱波、落低放仇電路淘，最下終輸廣出的星直流字電壓Uo反映夏了金東屬體草對電津渦流抓線圈蓬的影目響（缺例如富兩者攏之間證的距浪離等帝參數繡）。部分駝常用憂材料纏對振禁蕩器么振幅音的衰救減系庸數人的妹手、堵泥土紫或裝陡滿水悟的玻敏璃杯陶能對振蕩井器的棚振幅須產生店明顯旦的衰壤減嗎乖？為回什么扇？測量快電路弊之調泛頻測犁距電嬌路上一源頁下一促頁返幣回當電絕渦流脹線圈鴉與被不測體怒的距擴離x改變壤時，進電渦劉流線玩圈的記電感量L也隨高之改爸變，瓶引起LC振蕩漏器的宴輸出恨頻率刮變化合，此曉頻率企可直圖接用繳計算票機測摩量。臉如果棍要用確模擬婚儀表脹進行劍顯示恩或記啞錄時踩，必虎須使巾用鑒生頻器溪，將f轉換蘆為電旅壓Uo。3.臘4.所3渦流堤式傳光感器恭的應穴用被測參數變換量特征位移、厚度、振動（1）

非接觸測量，連續(xù)測量（2）

受剩磁的影響。表面溫度、電解質濃度材質判別、速度（溫度）（1）

非接觸測量，連續(xù)測量；（2）

對溫度變化進行補償應力、硬度（1）

非接觸測量，連續(xù)測量；（2）

受剩磁和材質影響探傷可以定量測量上一掉頁下一溝頁返大回1．位縱移測別量上一矩頁下一亮頁返鄉(xiāng)豐回電渦從流傳莫感器迷可以踢測量撒各種崗形狀年金屬挑零件乖的動趣態(tài)位愧移，菌測量次范圍澇可以素為0～15漸μm鉆,分辨即率為0.糧05專μm；或菊是0～50沾0m謝m，分贊辨率減可達0.暗1%。這浪種傳裂感器真可用襲于測腹量汽鵝輪機梅主軸汗的軸漲向竄破動、農金屬弓件的只熱膨汪脹系迷數、們鋼水叢液位皆、紗市線張宋力、饑流體占壓力砍等。液位荷監(jiān)控撥系統(tǒng)4~絹20腐mA電渦厚流位肅移傳鳳感器惕外形齊平道式電稍渦流繡位移傳感扛器外糾形齊平窄式傳帖感器畏安裝介時可砌以不俊高出稠安裝劣面，凡不易方被損趴害。電渦頭流位淋移傳碑感器舌的應述用電渦肆流探京頭線機圈的寄阻抗瀉受諸秘多因忍素影逢響，每例如綁金屬納材料矩的厚洋度、旬尺寸仔、形侄狀、齡電導頃率、諸磁導妹率、輸表面爛因素臘、距司離等亡。只仿要固漂定其鞭他因尿素就認可以昨用電互渦流劍傳感勉器來霜測量栽剩下默的一臂個因柿素。恨因此互電渦塞流傳咬感器陶的應米用領程域十睜分廣歉泛。醒但也危同時蓬帶來央許多侮不確耐定因芹素，勢一個載或幾習個因粗素的吵微小娘變化現就足茅以影戲響測叼量結床果。戴所以電渦攻流傳陽感器價多用薄于定專性測股量。遮即使蘇要用算作杯定到量庭測量遼，也備必須礙采用獄逐點攤標定石、計眾算機及線性弦糾正象、溫騙度補裂補償貸等措桃施。位移壺傳感摘器的址分類2．堡振幅洋測量(a皂)汽輪政機和宜空氣勺壓縮揮機常規(guī)用的摸監(jiān)控炸主軸蓮的徑藍向振足動的購示意罷圖(b埋)測量菊發(fā)動買機渦差輪葉眠片的漫振幅稻的示然意圖(c慘)通常將使用惡數個郊傳感參器探本頭并斯排地音安置集在軸噴附近上一插頁下一猴頁返全回偏心抖和振惜動檢裹測通過把間隙聯(lián)測量量徑向葵跳動測量鋤彎曲肆、波沙動、芝變形對橋恢梁、芹絲桿倦等機劇械結批構的她振動陶測量廉，須隔使用屯多個律傳感癥器。3．厚見度測洪量上一兵頁下一法頁返速回為克裕服金亡屬板院移動浴過程敢中上槍下波瓜動及抽帶材續(xù)不夠魄平整虛的影囑響，書常在紋板材勞上下窗兩側虛對稱古放置病兩個嗽特性噴相同籃的傳后感器2。由隔圖可扔知，揪板厚d＝D－（x1委+x螞2）。吵工作哪時，喚兩個柳傳感孫器分僚別測盜得x1和x2。板啟厚不潛變時盲，(x泄1+告x2瞞)為常祖值；礎板厚腎改變逐時，像代表宴板厚嗚偏差桃的(x鼻1+斥x2雪)所反變映的公輸出承電壓鎖發(fā)生暫變化穩(wěn)。測舞量不蠢同厚哲度的汽板材廳時，污可通羅過調禍節(jié)距船離D來改田變板昏厚設兵定值謙，并粱使偏群差指或示為顧零。呢這時糕，被狐測板索厚即蜜板厚敲設定毛值與魔偏差膀指示鎖值的紗代數貞和。測量飽金屬穩(wěn)薄膜靠、板郵材厚斗度電鹿渦流匯測厚風儀測量游尺寸襖、公泛差及根零件餃識別通過烈測量老間隙傾來測定隸熱膨放脹引染起的逐上下車平移測量餐封口錢機工初作間尾隙間隙代越大匯，電瀉渦流催越小測量犧注塑辯機開芝合模包的間富隙間距4.溫度茅測量上一極頁下一債頁返高回在較燒小的孝溫度新范圍庫內，潤導體揪的電迷阻率職與溫萄度的魂關系淹為式中ρ1、ρ0四——分別希為溫欣度t1與t0時的鉛電阻托率；禁a—姐—在給默定溫紡度范盆圍內雄的電乳阻溫捏度系表數。若保譽持電傻渦流置式傳墻感器知的機對、電蜘、磁鏡各參州數不辛變，凡使傳團感器孩的輸瞎出只港隨被據測導抽體電姓阻率塘而變肆，就陷可測襲得溫寶度的胳變化瞧。上渠述原航理可擦用來懂測量室液體泡、氣荷體介原質溫碎度或蚊金屬溪材料俊的表家面溫撤度，噴適合謊于低殃溫到裂常溫挑的測唉量。它的爭優(yōu)點未是：(1奏)不受除金屬闊表面芳涂料威、油列、水么等介秋質的核影響踏；(2攪)可實蜘現非犬接觸閉測量拍；(3挎)反應測快。漢目前側已制聽成熱慨慣性撞時間宵常數榮僅1m占s的電常渦流啦溫度泉計。薪5．轉識速測查量f——頻率眼值(H線z)；n——旋轉痰體的多槽(齒)數；N—艙—被測羞軸的鐮轉速(r／mi毀n)。上一獄頁下一纏頁返捎回若轉備軸上免開z個槽(或齒)，頻把率計捐的讀孕數為f（單位破為Hz），錘則轉軸麻的轉胃速n（單位著為r/扮mi匙n）的計愈算公可式為齒輪獸轉速遞測量例：顯下圖雪中，帝設齒數z=4衫8，測得風頻率f=1掃20也Hz，求該料齒輪災的轉麗速n。6.渦流普探傷可以接用來朱檢查框金屬俘的表饞面裂具紋、災熱處孟理裂學紋以何及用