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电涡流传感器基础知识

点击次数:1084 发布时间:2013-11-15

电涡流振动传感器的的外形与普通螺栓十分类似,其头部有扁平的感应线圈,将其固定在不锈钢螺栓的一端,感应线圈的引线通过螺栓另一端与高频电缆相连接。

  当头部感应线圈接上高频(1~2MHz)电流时,线圈周围就产生了高频磁场;如其周围有金属导体,便会在金属表面产生感应电流,即电涡流。根据楞次定律,电涡流产生的电磁场与感应线圈的电磁场方向相反,这两个磁场相互叠加,改变了感应线圈的阻抗。当金属导体结构均匀、各向同性且导磁系数、电导率、线圈尺寸因子、励磁电流、励磁电流与频率一定时,感应线圈阻抗的变化是感应线圈与金属导体之间距离的单值函数。

  如果导磁系数、电导率、线圈尺寸因子、励磁电流、励磁电流圆频率一定时,增大线圈尺寸,磁场分布范围将增大,但感应磁场强度的变化幅度变小,反之则相反。因此这种振动传感器的线性范围随感应线圈直径的增大而加大,而传感器灵敏度(单位间隙的阻抗变化值)随感应线圈直径的增大而减小。

  为了使感应线圈获得高频电流,应将感应线圈介入振荡回路,由此在高频振荡回路输出端可以获得与间隙有关的高频谐波。该信号经过放大、检波、滤波后,便可得到一个与感应线圈与导体之间的间隙成正比的输出电压,输出电压的直流分量正比于感应线圈与金属导体之间的静态间隙。若线圈与金属板之间存在相对振动,则有交流电压输出,该交流电压比于金属板与感应线圈之间的相对位移。因此,这种振动传感器又称位移传感器,它不但可以做静态测量,例如两个无题之间的距离、金属板的厚度等,而且还可以作动态测量。

  电涡流振动传感器检测到交流信号是叠加在线圈的高频电源上的,如果直接将这种混频信号送到振动仪,即使采用高频电缆。也会使传感器灵敏度明显降低,而且易受干扰。为了防止这些不利影响的发生,必须在电涡流振动传感器附近设置放大器、检波器和滤波器,将振动信号放大并检出后传送到振动仪。这一装置称为电涡流振动传感器的前置器。前置器到电涡流传感器的高频电缆是偶制造厂精心调配好的,不同型号或不同系列的传感器不能互换,而且不能延长和截短。有些电涡流传感器为了安装方便,制造厂配置饿了延长线,目前长达10cm。但凡是配制了延长线的电涡流传感器,使用时不惜将延长线接上,否则仪表指示和零位会与实际不符。

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