4.4.2电涡流传感器应用

●项目——位移检测●任务——自动生产线工件的定位检测电涡流传感器定位测量010203040506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►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。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。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►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）。01020304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。►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。

►任务实施电涡流传感器定位测量1一加工机2一刀具3一工件(导电体)4一加工位置5一减速接近开关6一定位接近开关7一传送机