1、12回顾、要点回顾、要点知识回顾与要点知识回顾与要点3认识电涡流传感器认识电涡流传感器1 电涡流传感器概述电涡流传感器概述偏心振动偏心振动间隙间隙转速转速探头探头线圈线圈More26安全检查安全检查42 电涡流效应电涡流效应 2.1 电涡流效应演示电涡流效应演示通电线圈靠近导体时，导体中产生电流通电线圈靠近导体时，导体中产生电流-电涡流电涡流(Eddy current)5电涡流应用举例电涡流应用举例2 电涡流效应电涡流效应 电磁炉内部的励磁线圈电磁炉内部的励磁线圈2462.2 电涡流解释电涡流解释交变电流交变电流i1传感器线圈传感器线圈被测导体被测导体交变磁场交变磁场H1电涡流电涡流i2交变磁
2、场交变磁场H2(与与H1反向反向)参数变化参数变化(电感、阻抗、电感、阻抗、品质因素等品质因素等)输出信号输出信号2 电涡流效应电涡流效应 2072.2 电涡流解释电涡流解释2 电涡流效应电涡流效应 f 电涡流在金属导体的纵深方向分布不均匀，只集中在金属导体的电涡流在金属导体的纵深方向分布不均匀，只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应（或趋肤效应）。表面，这称为集肤效应（或趋肤效应）。透射深度透射深度()与激励频率与激励频率(f)、电阻率、电阻率()及导磁率及导磁率()有关有关1883.1 等效阻抗计算等效阻抗计算111(,)ZRj Lf ifd x d 为导体几何尺寸；为导体几何尺寸；x为线
3、圈与导体之间距离。为线圈与导体之间距离。电涡流等效原理图电涡流等效原理图 电涡流线圈的等效阻抗电涡流线圈的等效阻抗Z Z的函数表达式的函数表达式(非线性非线性)：3 电涡流传感方法电涡流传感方法93.2 电涡流传感方法电涡流传感方法3 电涡流传感方法电涡流传感方法1(,)Zf ifd x 检测深度的控制：检测深度的控制：改变改变 f 控制检测深度；激励源频率一般设定控制检测深度；激励源频率一般设定在在100kHz1MHz。间距间距x的测量：的测量：如果如果 i1、f、d 不变，则阻抗不变，则阻抗 Z 与间与间距距 x 呈单值函数。实现非接触式位移测量。呈单值函数。实现非接触式位移测量。多种用途
4、：多种用途：如果控制如果控制 x、i1、f、d 不变：不变：(1)检测检测表面温度、表面温度、表面裂纹表面裂纹等参数等参数(与与有关有关)；(2)检测检测材料型号、表面硬度材料型号、表面硬度等等参数参数(与与 有关有关)。12B103.3 测量电路测量电路3 电涡流传感方法电涡流传感方法调频式测量电路调频式测量电路xL改变振荡频率改变振荡频率f=h(x)通过通过 f 间接间接测量测量 x113.3 测量电路测量电路3 电涡流传感方法电涡流传感方法调幅式电路调幅式电路导体远离探头导体远离探头导体靠近导体靠近0()OUi f ZLC振荡回路谐振振荡回路谐振频率与频率与 f0 相等相等谐振谐振Zma
5、xUOmaxx L(x)失谐失谐Z(x)UO(x)=g(x)检测电压检测电压间接间接测量测量 x09123.4 电涡流探头结构电涡流探头结构3 电涡流传感器电涡流传感器交变交变磁场磁场08134.1 振动检测振动检测4 电涡流传感器典型应用电涡流传感器典型应用径向振动检测径向振动检测轴振动研究轴振动研究振动是设备运行的重要参数振动是设备运行的重要参数 ；旋转设备故障诊断；旋转设备故障诊断More144.1 振动检测振动检测4 电涡流传感器典型应用电涡流传感器典型应用154.1 振动检测振动检测4 电涡流传感器应用举例电涡流传感器应用举例汽轮机转子汽轮机转子TSI(Turbine Supervi
6、sory Instrumentation)04164.2 通道安全检查通道安全检查(金属金属)当有金属物体穿当有金属物体穿越安检门时报警越安检门时报警4 电涡流传感器应用举例电涡流传感器应用举例174.2 通道安全检查通道安全检查(金属金属)L11/L12与与 L21/L22正交正交L21/L22各包含各包含3个扁平线圈，分个扁平线圈，分上上/中中/下下布置布置4 电涡流传感器应用举例电涡流传感器应用举例184.2 通道安全检查通道安全检查(金属金属)10KHz音频信号驱动音频信号驱动发射线圈发射线圈L11/L12交变磁场交变磁场有金属有金属无金属时无金属时UO=0(正交正交)金属产金属产生涡
7、流生涡流涡流磁场涡流磁场H2(与与L21(3)/L22(3)不正交不正交)L21(3)/L22(3)输出电压输出电压计算机计算机(报警显示报警显示)014 电涡流传感器应用举例电涡流传感器应用举例1960 fnz4.3 转速检测转速检测转动转动齿齿槽槽交替交替x输出输出z 槽槽(或齿或齿)数；数；f频率计的读数，频率计的读数，Hz；n转速转速，r/min。4 电涡流传感器应用举例电涡流传感器应用举例20弯曲、变形弯曲、变形4.4 位移检测位移检测梁梁间隙测量间隙测量4 电涡流传感器应用举例电涡流传感器应用举例21位移的标定方法位移的标定方法4.4 位移检测位移检测使用千分尺逐一对照测量电路的输出电压及位移读数，得出使用千分尺逐一对照测量电路的输出电压及位移读数，得出标定曲线标定曲线-U=f(x)，存入计算机进行线性化。，存入计算机进行线性化。014 电涡流传感器应用举例电涡流传感器应用举例22课程小结课程小结电涡流效应电涡流效应电涡流传感器电涡流传感器典型应用典型应用23预习要点预习要点预习提示预习提示242019年年10月月
