4.4.2电涡流传感器应用（课件）-《传感器检测技术》同步教学（人民邮电版）

● 项目——位移检测 ● 任务——自动生产线工件的定位检测 1 电涡流传感器定位测量 01 02 03 04 05 06 金属板的电阻率ρ 线圈的几何参数 激励电流角频率ω 磁导率μ 厚度h 金属板与线圈距离x 涡流 大小 ► 电涡流式传感器的应用 ► 电涡流式传感器的应用——测位移 ● 接通电源后，在涡流探头的有效面（感应工作面）将产生一个交变磁场。 电涡流传感器定位测量 交变磁场 吸取电涡流探头中的高频振荡能量 振荡器的输出幅度线性地衰减 衰减量的变化 与被检物体的距离、振动等参数 电涡流传感器定位测量 ► 电涡流式传感器的应用——测位移 传感头 传感头 传感头 移动方向 膨胀方向 移动方向 汽轮机主轴的轴向位移测量示意图 磨床换向阀、先导阀的位移测量示意图 金属试件的热膨胀系数测量示意图 4 ► 电涡流式传感器的应用——测位移 ● 用电涡流式传感器构成的液位监控系统 ● 通过浮子与杠杆带动涡流板上下位移，由电涡流式传感器发出信号控制电动泵的开启而使液位保持一定。 电涡流传感器定位测量 ► 电涡流式传感器的应用——测量转速 ● 在软磁材料制成的输入轴上加工一键槽，在距输入表面d0处设置电涡流传感器，输入轴与被测旋转轴相连。 6 被测旋转轴转动 电涡流传感器与输出轴的距离变为d0+Δd 传感器线圈阻抗随Δd的变化而变化 振荡谐振回路的品质因数发生变化 它们将直接影响振荡器的电压幅值和振荡频率。因此，随着输入轴的旋转，从振荡器输出的信号中包含有与转速成正比的脉冲频率信号。 由检波器检出电压幅值的变化量，然后经整形电路输出频率为fn 的脉冲信号。 该信号经电路处理便可得到被测转速。 ► 电涡流式传感器的应用——测量厚度 ● 高频反射式涡流测厚仪测试系统 ● 为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响，在带材的上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S1和S2。 ● S1和S2与被测带材表面之间的距离分别为x1和x2。 1. 高频反射式涡流厚度传感器 ► 电涡流式传感器的应用——测量厚度 ● 高频反射式涡流测厚仪测试系统 ● 若带材厚度不变，则被测带材上、下表面之间的距离总有x1+x2=常数的关系存在。两传感器的输出电压之和为2Uo，数值不变。 1. 高频反射式涡流厚度传感器 ► 电涡流式传感器的应用——测量厚度 ● 高频反射式涡流测厚仪测试系统 ● 如果被测带材厚度改变量为Δδ，则两传感器与带材之间的距离也改变一个Δδ，两传感器输出电压此时为2Uo±ΔU。 ΔU 经放大器放大后，通过指示仪表即可指示出带材的厚度变化值 带材厚度给定值与偏差指示值的代数和 电涡流传感器定位测量 ► 电涡流式传感器的应用——测量厚度 √ 在被测金属板的上方设有发射传感器线圈L1，在被测金属板下方设有接收传感器线圈L2。 低频透射式涡流测厚仪测试系统图 √ 当在L1上加低频电压U1时，L1上产生交变磁通φ1，若两线圈间无金属板，则交变磁通直接耦合至L2中，L2产生感应电压U2。 √ 如果将被测金属板放入两线圈之间，则L1线圈产生的磁场将导致在金属板中产生电涡流， 并将贯穿金属板，此时磁场能量受到损耗，使到达L2的磁通将减弱为φ1′，从而使L2产生的感应电压U2下降。 √ 金属板越厚，涡流损失就越大，电压U2就越小。因此，可根据U2电压的大小得知被测金属板的厚度。 2. 低频透射式涡流厚度传感器 11 电涡流传感器定位测量 ► 电涡流式传感器的应用——涡流探伤 检查 金属的表面裂纹 检查 热处理裂纹 用于 焊接部位的探伤 传感器 被测体 如有裂纹出现，将引起金属的电阻率、磁导率的变化 在裂纹处也可以说有位移值的变化 这些综合参数的变化将引起传感器参数的变化，通过测量传感器参数的变化即可达到探伤的目的。 12 电涡流传感器定位测量 ► 电涡流式传感器的应用——电涡流式通道安全检查门 √ 安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。 安检门 交变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流 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 13 ► 电涡流式传感器的应用——接近开关 电涡流传感器定位测量 ● 定义：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。 当物体进入其设定距离范围内时，就发出“动作”信号，该信号属于开关信号（高电平或低电平）。 01 02 03 04 电涡流式 电容式 霍尔式 光电式 接近开关可以用于行程开关、 限位保护、 高速计数、测速， 确定金属物体的存在和位置， 测量物位等。 14 ► 电涡流式传感器的应用——接近开关 ● 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辨头时，使物体内部产生涡流。 电涡流传感器定位测量 这个涡流反作用于接近开关，使接近