3.3電渦流式傳感器

當導體置于變化的磁場中或在固定磁場中運動時，導體內都要產生感應電動勢形成電流，這種電流在導體內閉合的，稱為渦流。穿透深度式中,ρ——導體電阻率(Ω·cm)；

r——導體相對磁導率；

?——交變磁場頻率(Hz)。電渦流式傳感器3.3.1高頻反射式渦流傳感器3.3.2低頻透射式渦流傳感器3.3.3渦流式傳感器的應用3.3.1高頻反射式渦流傳感器1.基本原理

2．等效電路3.傳感器的結構4.測量電路1.基本原理

線圈置于金屬導體附近：線圈中通以高頻信號i1

正弦交變磁場H1

金屬導體內就會產生渦流渦流產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率以及的頻率等2.等效電路R2為電渦流短路環等效電阻；h為電渦流的深度()；為被測體的電阻率；ra為短路環的外半徑；ri為短路環的內半徑。線圈等效阻抗等效為一個短路環電渦流影響，線圈復阻抗的實部(等效電阻)增大、虛部(等效電感)減小，線圈的等效品質因數下降

由基爾霍夫電壓定律3.傳感器的結構線圈框架3．框架襯套4．支架5．電纜6．插頭4.測量電路定頻測距電路調頻測距電路定頻測距電路將L—x的關系轉換成U—x。的關系。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。若去掉金屬板，則L=L∞(即x趨于∞時的L值)。如果在保持幅值不變的情況下，改變正弦振蕩器的頻率，則可以得到U—曲線，即傳感器回路的并聯諧振曲線諧振頻率為有金屬板時，設振蕩器的頻率為f0。若改變金屬板與傳感器之間的距離x，則U—x曲線當x足夠大時(此時L=L∞，U=U∞)，回路處于并聯諧振狀態。調頻測距電路

當傳感器線圈與被測物體間的距離x變化時，引起線圈的電感量L發生變化，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。調頻式測量電路圖電容三點式振蕩器射極輸出器傳感器輸出電纜的分布電容的影響不能忽視的。鋼板銅板電渦流式傳感器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3.3.2低頻透射式渦流傳感器

透射式渦流傳感器原理線圈感應電勢與厚度關系曲線測厚的依據:E的大小間接反映了M的厚度t當選用不同的測試頻率時，滲透深度Q滲的值是不同的，從而使E—t曲線的形狀發生變化。在t較小的情況下，Qs3曲線的斜率大于Qs1曲線的斜率；而在t較大的情況下，Qs1曲線的斜率大于Qs3曲線的斜率。測量薄板時應選較高的頻率，測量厚材時應選較低的頻率。測試頻率與材料關系對于一定的測試頻率，當被測材料的電阻率不同時，滲透深度Q滲的值也不相同，于是又引起E－t曲線形狀的變化，為使測量不同的材料時所得到的曲線形狀相近，就需在變動ρ時保持Q不變，這時應該相應地改變f。測較小的材料(如紫銅)時，選用較低的f(500Hz)而測較大的材料(如黃銅、鋁)時，則選用較高的f(2KHz)，從而保證傳感器在測量不同材料時的線性度和靈敏度。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3.3.3渦流式傳感器的應用被測參數變換量特征位移、厚度、振動

（1）

非接觸測量，連續測量（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，連續測量；（2）

對溫度變化進行補償應力、硬度

（1）

非接觸測量，連續測量；（2）

受剩磁和材質影響探傷

可以定量測量1．位移測量(a)汽輪機主軸的軸向位移測量示意圖(b)磨床換向閥、先導閥的位移測量示意圖(c)金屬試件的熱膨脹系數測量示意圖2．振幅測量(a)汽輪機和空氣壓縮機常用的監控主軸的徑向振動的示意圖(b)測量發動機渦輪葉片的振幅的示意圖(c)通常使用數個傳感器探頭并排地安置在軸附近3．厚度測量

電渦流式厚度計的測量原理圖4．轉速測量f——頻率值(Hz)；

n——旋轉體的槽(齒)數；

N——被測軸的轉速(r／min)。5.渦流探傷可以用來檢查金屬的表面裂紋、熱處理裂紋以及用于焊接部位的探傷等。綜合參數(x,ρ,μ)的變化將引起傳感器參數的變化，通過測量傳感器參數的變化即可達到探傷的目的。在探傷時導體與線圈之間是有著相對運動速度的，在測量線圈上就會產生調制頻率信號