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電渦流式傳感器的工作原理和結構

   2019-10-16 十二169
核心提示:根據法拉第電磁感應原理,塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中做切割磁力線運動時,導體內將產生呈渦旋狀的感應電流,此電
       根據法拉第電磁感應原理,塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中做切割磁力線運動時,導體內將產生呈渦旋狀的感應電流,此電流叫電渦流,以上現象就是電渦流效應。

根據電渦流效應制成的傳感器稱為電渦流式傳感器傳感器。按照電渦流在導體內的貫穿情況,此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,但從基本工作原理上來說它們仍是相似的。

電渦流式傳感器最大的特點就是能對位移、厚度、表面溫度、速度、應力、材料損傷等進行非接觸式連續測量,同時還具有體積小、靈敏度高、頻率響應寬等特點,應用極其廣泛。

【工作原理】

9-19為電渦流式傳感器的原理圖,該圖由傳感器線圈和被測導體組成線圈-導體系統。根據法拉第電磁感應定律,當傳感器線圈通以正弦交流電I1時,線圈周圍空間必然產生正弦交變磁場H1,使置于此磁場中的金屬導體中感應電渦流I2,I2又產生新的交變磁場H2。根據楞次定律,H2d 作用將反抗原磁場H1,導致傳感器線圈的等效阻抗發生變化。


轉換44

  由上可知,線圈阻抗的變化完全取決于被測金屬導體的電渦流效應。而電渦流效應既與被測體的電阻率ρ、磁導率μ以及幾何形狀有關,又與線圈幾何參數、線圈中激磁電流頻率有關,還與線圈與導體間的距離x有關。因此,傳感器線圈受電渦流影響時的等效阻抗Z的函數關系式為Z=F(ρμr,f,x)式中,r為線圈與被測體的尺寸因子。

  如果保持上式中其他參數不變,而只改變其中一個參數,傳感器線圈阻抗Z就僅僅是這個參數的單值函數。通過與傳感器配用的測量電路測出阻抗Z的變化量,即可實現對該參數的測量。

 
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