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传感器—电涡流式传感器

2022-10-29 16:39:22

电涡流传感器能静态和动态地非触摸、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头外表的距离。它是一种非触摸的线性化计量工具。电涡流传感器能精  确测量被测体(有必要是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移改变。


在高速旋转机械和往复式运动机械的状况剖析,振荡研讨、剖析测量中,对非触摸的高精度振荡、位移信号,能接连精 确地收集到转子振荡状况的多种参数。如轴的径向振荡、振幅以及轴向方位。从转子动力学、轴承学的理论上剖析,大型旋转机械的运动状况,首要取决于其中心—转轴,而电涡流传感器,能直接非触摸测量转轴的状况,对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生冲突等机械问题的前期断定,可提供要害的信息。电涡流传感器以其长时间工作可靠性好、测量规模宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等长处,在大型旋转机械状况的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。


依据法拉第电磁感应原理,块状金属导体置于改变的磁场中或在磁场中作切开磁力线运动时(与金属是否块状无关,且切开不改变的磁场时无涡流),导体内将发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,而依据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。



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前置器中高频振荡电流经过延伸电缆流入探头线圈,在探头头部的线圈中发生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场,则在此金属外表发生感应电流,与此同时该电涡流场也发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起伏和相位得到改变(线圈的有效阻抗)。


这一改变与金属体磁导率、电导率、线圈的几许形状、几许尺度、电流频率以及头部线圈到金属导体外表的距离等参数有关。一般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、尺度因子τ、头部体线圈与金属导体外表的距离D、电流强度I和频率ω参数来描绘,则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。一般我们能做到操控τ, ξ, б, I, ω这几个参数在必定规模内不变,则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数,尽管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,经过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的改变,即头部体线圈与金属导体的距离D的改变转化成电压或电流的改变。输出信号的巨细随探头到被测体外表之间的距离而改变,电涡流传感器便是依据这一原理完成对金属物体的位移、振荡等参数的测量


电涡流传感器系统以其共同的长处,广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业,对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振荡、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏疼、油膜厚度等进行在线测量和安全维护,以及转子动力学研讨和零件尺度检验等方面。图1-1列举了上海的电涡流传感器的一些典型应用暗示。前置器依据探头线圈阻抗的改变输出一个与距离成正比的直流电压。


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