电涡流传感器

什么是电涡流传感器
电涡流 传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨 力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一 种非接触的线性化计量工具。电涡流 传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头 端面之间静态和动态的相对位移变化。

电涡流 传感器工作原理
根据法 拉第电磁感应原理,块状金 属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时(与金属是否块状无关,且切割 不变化的磁场时无涡流),导体内 将产生呈涡旋状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现 象称为电涡流效应。而根据 电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器 中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈,在探头 头部的线圈中产生交变的磁场。当被测 金属体靠近这一磁场,则在此 金属表面产生感应电流,与此同 时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场,由于其反作用,使头部 线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗),
这一变 化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频 率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假 定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性,则线圈 和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体 线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个 参数在一定范围内不变,则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数,虽然它 整个函数是一非线性的,其函数特征为"S"型曲线,但可以 选取它近似为线性的一段。于此,通过前 置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部 体线圈与金属导体的距离D的变化 转化成电压或电流的变化。输出信 号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流 传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。


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