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技術支持

詳細分析電渦流探頭傳感器的工作原理
發布時間:2020-11-23   點擊次數:597次
  電渦流探頭傳感器的工作原理:
  當接通傳感器系統電源時,在前置器內會產生一個高頻信號,該信號通過電纜送到探頭的頭部,在頭部周圍產生交變磁場H1。
  如果在磁場H1的范圍沒有金屬導體接近,則發射到這一范圍內的能量都會被釋放;反之,如果有金屬導體接近探頭頭部,則交變磁場H1將在導體的表面產生電渦流場,該電渦流場也會產生一個方向與H1相反的交變磁場H2。
  由于H2的反作用,就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位,即改變了線圈的有效阻抗。這種變化與電渦流效應有關,也與靜磁學效應有關。

  假定金屬導體是均質的,其性能是線形和各向同性的,則線圈——金屬導體系統的磁導率u、電導率σ、尺寸因子r、線圈與金屬導體距離δ線圈激勵電流I和頻率ω等參數來描述。因此線圈的阻抗可用函數Z=F(u,σ,r,δ,I,ω)來表示。
  如果控制u,σ,r,I,ω恒定不變,那么阻抗Z就成為距離的單值函數,由麥克斯韋爾公式,可以求得此函數為一非線形函數,其曲線為“S”型曲線,在一定范圍內可以近似為一線形函數。
  通過前置器電子線路的處理,將線圈阻抗Z的變化,即頭部體線圈與金屬導體的距離δ的變化轉化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化,電渦流探頭傳感器就是根據這一原理實現對金屬物體的位移、振動等參數的測量。
  一般來說,傳感器線圈的阻抗、電感和品質因數的變化與導體的幾何形狀、導電率和磁導率有關。也與線圈的幾何參數、電流的頻率以及線圈到被測導體間距有關。
  如果控制上述參數中的一個參數改變,其余的不變,那么就可以構成測位移、測溫度、測硬度等的各種傳感器。
 

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