Chapter 3-2 Eddy current sensor

Chapter3EddyCurrentSensor(电涡流传感器）Inthissection,wewilllearnthetheoryandapplicationofeddycurrentsensor.I.WorkingtheoryofeddycurrentsensorDemoofeddycurrenteffectExplanationofthephenomenaWhenthedistancebetweentheeddycurrentcoilandtheconductivetargetxdecreases,theequivalentinductance(等效电感）Lofthecoildecrease,andtheequivalentresistance(等效电阻）Rofthecoilincrease.AsthechangeofinductanceXLismuchsignificantthanthatoftheR,thecurrentinthecoilincreases.ApplicationofEddycurrentinoutdailylife干净、高效的电磁炉（InductionCooker)集肤效应与激励源频率f、工件的电导率、磁导率等有关。频率f越高，电涡流的渗透的深度就越浅，集肤效应越严重。当高频（100kHz左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠近金属导体附近的电感线圈L时，将产生高频磁场H。如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测导体就产生电涡流i。i在金属导体的纵深方向并不是均匀分布的，而只集中在金属导体的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面，这称为集肤效应（也称趋肤效应）。AnalysisonEquivalentImpedance(等效阻抗分析)电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的函数表达式为：Z=R+jωL=f（f、、、r、x）其中，r是金属导体的表面因素（粗糙度、沟痕、裂纹），x是线圈到金属导体的间距（距离）。如果控制上式中的f、、、r不变，电涡流线圈的阻抗Z就成为哪个非电量的单值函数？属于接触式(Contact)测量还是非接触式(contactless)测量？EquivalentImpedanceandmeasurementonnon-electronicsignal间距(distance)x的测量：如果控制上式中的f、、、r不变，电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数，这样就成为非接触（Non-contacting)测量位移的传感器。多种用途：如果控制x、f不变，就可以用来检测与表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者用来检测与材料磁导率有关的材料型号、表面硬度等参数。电磁炉内部的励磁线圈电磁炉（InductionCooker)的工作原理高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅内的食物。II.StructureandcharacteristicofEddycurrentsensor(电涡流传感器结构及特性)电涡流探头外形交变磁场Innerstructureofeddycurrentprobe1—电涡流线圈2—探头壳体3—壳体上的位置调节螺纹4—印制线路板5—夹持螺母6—电源指示灯7—阈值指示灯8—输出屏蔽电缆线9—电缆插头CharacteristicsofCZF-1seriessensorQuestion:What’stherelationshipsbetweenthediameteroftheprobeanditsresolution/measurementscale?大直径电涡流探雷器III.MeasurementCircuit1调幅式电路（AmplitudeModulationCircuit),亦称定频式(FixedFrequency)AmplitudeModulationcircuit石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。2调频式电路（FrequencyModulationCircuit）FrequencyModulationCircuit当电涡流线圈与被测体的距离x改变时，电涡流线圈的电感量L也随之改变，引起LC振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机测量。如果要用模拟仪表进行显示或 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 时，必须使用鉴频器，将f转换为电压Uo。鉴频器特性使用鉴频器可以将f转换为电压Uo鉴频器的输出电压与输入频率成正比IV.ApplicationofEddyCurrentSensor1.位移(Displacement)测量电涡流位移传感器是一种输出为模拟电压的电子器件。接通电源后，在电涡流探头的有效面（感应工作面）将产生一个交变磁场。当金属物体接近此感应面时，金属表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的变化，可地计算出与被检物体的距离、振动等参数。这种位移传感器属于非接触测量，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，寿命较长，可在各种恶劣条件下使用。位移测量仪位移测量包含：偏心、间隙、位置、倾斜、弯曲、变形、移动、圆度、冲击、偏心率、冲程、宽度等等。来自不同应用领域的许多量都可归结为位移或间隙变化。数显位移测量仪及探头4~20mA电涡流位移传感器外形（参考德国图尔克公司资料）齐平式电涡流位移传感器外形（参考德国图尔克公司资料）齐平式传感器安装时可以不高出安装面，不易被损害。V系列电涡流位移传感器外形（参考浙江洞头开关厂资料）齐平式V系列电涡流位移传感器性能一览表（摘自洞头开关厂资料）某V系列电涡流位移传感器的机械图四线制电涡流位移传感器的接线说明该位移传感器同时具备两种动作输出状态，用户可选择从高电压向低电压转变、和从低电压向高电压转变两种方式，分别称为NPN和PNP输出模式，俗称为常开输出或常闭输出模式。电涡流位移传感器的应用电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响，例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面因素、距离等。只要固定其他因素就可以用电涡流传感器来测量剩下的一个因素。因此电涡流传感器的应用领域十分广泛。但也同时带来许多不确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性测量。即使要用作定量测量，也必须采用逐点标定、计算机线性纠正、温度补补偿等 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。位移传感器的分类测量尺寸、公差及零件识别通过测量间隙来测定热膨胀引起的上下平移测量封口机工作间隙间隙越大，电涡流越小测量注塑机开合模的间隙间距测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪测量冷轧板厚度电涡流位移传感器的距离与输出电压特性曲线1—量程为10mm2—量程为16mm3—量程为20mm2.振动(Vibration)测量汽轮机叶片测试测量悬臂梁的振幅及频率偏心和振动检测通过测量间隙来测量径向跳动测量弯曲、波动、变形对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用多个传感器。3.转速(RotateSpeed)测量若转轴上开z个槽(或齿)，频率计的读数为f（单位为Hz），则转轴的转速n（单位为r/min）的计算公式为各种测量转速的传感器及其与齿轮的相对位置齿轮转速测量例：下图中，设齿数z=48，测得频率f=120Hz，求该齿轮的转速n。电动机转速测量4.镀层厚度（ThicknessofCoating)测量由于存在集肤效应，镀层或箔层越薄，电涡流越小。测量前，可先用电涡流测厚仪对 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 厚度的镀层和铜箔作出“厚度-输出”电压的标定曲线，以便测量时对照。电涡流涂层厚度仪电涡流涂层厚度仪原理5.电涡流式通道安全检查门(SafetySecuritywithEddycurrentsensor)安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。当有金属物体通过时，交变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流，会在接收线圈中感应出电压，计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大小。在安检门的侧面还安装一台“软x光”扫描仪，它对人体、胶卷无害，用软件处理的方法，可合成完整的光学图像。安检门演示当有金属物体穿越安检门时报警6.电涡流表面探伤(Crackdetection)手持式裂纹测量仪油管探伤滚子涡流探伤机滚子涡流探伤机是由计算机控制的轴承滚子表面微裂纹探伤的专用设备，可探出深30μm的表面微小裂纹。（参考无锡市通达滚子有限公司资料）手提式探伤仪外形（参考厦门爱德华检测设备有限公司资料）掌上型电涡流探伤仪用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹台式电涡流探伤仪V.Proximityswitch(接近开关）接近开关又称无触点行程开关。它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出“动作”信号。接近开关的核心部分是“感辨头”，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。接近开关外形接近开关外形接近开关外形（续）电涡流接近开关的工作原理电涡流式接近开关俗称电感接近开关，属于一种开关量输出的位置传感器。它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生交变电磁场的振荡感辨头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电性能良好的金属物体。电涡流接近开关原理框图其它接近开关分类常用的接近开关除电涡流式（俗称电感接近开关）外，还有电容式、磁性干簧开关、霍尔式、光电式、微波式、超声波式等。