電渦流式傳感器

電渦流傳感器世界上第一支電渦流傳感器是由美國人于1954年研制出并用于工業(yè)生產(chǎn)的，可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量、能夠直接測量轉(zhuǎn)軸等物體的振動，并且具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、不受油水介質(zhì)影響、長期工作穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，多年來一直是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測量，軸向位移測量的首選。

線圈置于金屬導(dǎo)體附近：線圈中通以高頻信號i1

正弦交變磁場H1

金屬導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生渦流渦流產(chǎn)生電磁場反作用于線圈,改變了電感電感變化程度取于線圈L的外形尺寸，線圈L至金屬板之間的距離，金屬板材料的電阻率和磁導(dǎo)率以及信號的頻率等等效電路電感L2表示金屬板對渦流呈現(xiàn)的電感效應(yīng)電阻R2表示在金屬板上的渦流損耗互感系數(shù)M表示L1與原線圈L2之間的相互作用R1為原線圈L的損耗電阻定頻測距電路將L—x的關(guān)系轉(zhuǎn)換成U—x的關(guān)系。通過檢波電壓U的測量，就可以確定距離x的大小。這里U—x，曲線與金屬板電阻率的變化無關(guān)。調(diào)頻測距電路當(dāng)傳感器線圈與被測物體間的距離x變化時(shí)，引起線圈的電感量L發(fā)生變化，從而使振蕩器的頻率改變，然后通過鑒頻器將頻率變化再變成電壓輸出。

低頻透射式渦流傳感器測厚的依據(jù):E的大小間接反映了M的厚度t系統(tǒng)組成傳感器的結(jié)構(gòu)

線圈框架3．框架襯套4．支架5．電纜6．插頭被測體尺寸與材料的影響1.被測物體表面尺寸的影響：被測表面為平面時(shí)以正對探頭中心線為中點(diǎn)，被測面直徑應(yīng)該大于探頭直徑的1.5倍以上。被測體為圓軸并且探頭中心線與軸心線相交時(shí)，要求被測軸的直徑為探頭直徑的3倍以上。2.被測物體厚度影響3.被測物體表面加工狀況影響：不規(guī)則的表面會給實(shí)際測量造成附加誤差，特別是振動測量，附加誤差與實(shí)際誤差疊加很難分離。4.被測體材料的影響。5.被測體表面殘磁效應(yīng)的影響6.被測體表面鍍層的影響探頭的安裝相鄰干擾安裝時(shí)注意探頭距離不能太近，否則探頭之間會相互干擾，在輸出信號上疊加兩探頭的差頻信號，造成測量結(jié)果失真，稱為相鄰干擾。探頭之間的最小距離2.探頭與安裝面的距離探頭頭部與安裝面的距離探頭頭部發(fā)射的磁場在徑向和軸向都有一定擴(kuò)散。在安裝時(shí)要考慮安裝面金屬導(dǎo)體材料的影響，保證頭部與安裝面不小于一定距離，工程塑料頭部體要完全露出安裝面，否則要加工成平頂?shù)谆虻菇恰?.探頭安裝支架選擇安裝測量是被測體相對于探頭端面的相對值，因此探頭必須牢牢固定在基座上，通常需要用安裝支架來固定探頭。電渦流傳感器的應(yīng)用(a)汽輪機(jī)主軸的軸向位移測量示意圖(b)換向閥的位移測量示意圖(c)金屬試件的熱膨脹系數(shù)測量示意圖2．振幅測量(a)汽輪機(jī)和空氣壓縮機(jī)常用的監(jiān)控主軸的徑向振動的示意圖(b)測量發(fā)動機(jī)渦輪葉片的振幅的示意圖(c)通常使用數(shù)個(gè)傳感器探頭并排地安置在軸附近3．厚度測量

電渦流式厚度計(jì)的測量原理圖4．轉(zhuǎn)速測量旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動最明顯的特征是振動頻率與轉(zhuǎn)速有明顯關(guān)系，因此，從分析振動信號掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)來看，準(zhǔn)確測量旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速有重要意義。f——頻率值(Hz)；

n——旋轉(zhuǎn)體的槽(齒)數(shù)；

N——被測軸的轉(zhuǎn)速(r／min)。轉(zhuǎn)軸軸心軌跡測量鍵相測量鍵相測量就是通過在被測軸上設(shè)置一個(gè)凹槽或凸槽，稱為鍵相標(biāo)記。當(dāng)這個(gè)凹槽或凸槽轉(zhuǎn)到探頭位置時(shí)，相當(dāng)于探頭與被測面之間距離發(fā)生改變，傳感器會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，軸每轉(zhuǎn)一圈就會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，產(chǎn)生的時(shí)刻表明了軸在每轉(zhuǎn)周期中的位置。因此通過將脈沖信號與軸的振動信號進(jìn)行比較，就可以確定振動的相位角。5.計(jì)數(shù)將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換成水平運(yùn)動電渦流傳感器優(yōu)點(diǎn)可進(jìn)行非接觸測量，并且測量范圍大，靈敏度高，不受油污等介質(zhì)的影響，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中（包括化工，電站等設(shè)備），大量利用電渦流傳感器進(jìn)行軸向位移和徑向振動、轉(zhuǎn)速及相位測量和長期監(jiān)視。電渦流傳感器缺點(diǎn)1.對被測材料敏感性強(qiáng)。如果被測對象的材料不同，傳感器的靈敏度和線性范圍都要改變，必須重新矯校正。即使對同一種被測材料來說，如果被測表面的材質(zhì)不均勻，或者工件內(nèi)部有裂痕，會影響測量結(jié)果。2.測量軸振動時(shí)，軸的不圓度也將反映的振幅值中。所以測量時(shí)要選擇合適的測量點(diǎn)和均質(zhì)光滑的測量表面。3.對被測體的幾何形狀也有