畫出電渦流傳感器簡化模型,說明電渦流在金屬導(dǎo)體內(nèi)的滲透深度h與哪些參數(shù)有關(guān)?
- 教育綜合
- 2023-06-05 13:00:21
電渦流的形成范圍和滲透深度與哪些因素有關(guān)
3. 渦流的形成范圍和滲透深度與哪些因素有關(guān)? 答:電渦流在徑向有一定的形成范圍,它隨著激勵線圈的外半徑大小而改變,并且與激勵線圈外半徑有固定的比例關(guān)系,激勵線圈的外半徑?jīng)Q 定后,電渦流的徑向形成范圍就決定了。在等于激勵線圈的外半徑處,電渦流的密度最大,而在等于激勵線圈的外半徑的 1.8 倍處,電渦流的 密度就衰減到最大值的 5%。 電渦流的滲透深度與傳感器線圈的勵磁電流頻率有關(guān)。渦流的形成范圍和滲透深度與哪些因素有關(guān)
深度與頻率,磁導(dǎo)率,電導(dǎo)率有關(guān),范圍與探頭大小,工件形狀等有關(guān)電渦流式傳感器測厚度的原理是什么?具有哪些特點?
據(jù)公式圖1,渦流的滲透深度h,據(jù)公式(圖2)可知,透射式渦流傳感器接收線圈中的感應(yīng)電壓U2的變化和金屬厚度變化有關(guān),通過這個,就可以測出厚度了
電渦流式傳感器有何特點,畫出應(yīng)用于測板材厚度的原理框圖
德國米銥eddyNCDT系列電渦流位移傳感器用于板材厚度檢測
電渦流測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化,且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對于被測表面不允許接觸的情況,或者需要傳感器有超長壽命的應(yīng)用領(lǐng)用意義重大。
嚴(yán)格來講,電渦流測量原理應(yīng)該屬于一種電感式測量原理。電渦流效應(yīng)源自振蕩電路的能量。而電渦流需要在可導(dǎo)電的材料內(nèi)才可以形成。給傳感器探頭內(nèi)線圈提供一個交變電流,可以在傳感器線圈周圍形成一個磁場。如果將一個導(dǎo)體放入這個磁場,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體內(nèi)會激發(fā)出電渦流。根據(jù)楞茲定律,電渦流的磁場方向與線圈磁場正好相反,而這將改變探頭內(nèi)線圈的阻抗值。而這個阻抗值的變化與線圈到被測物體之間的距離直接相關(guān)。傳感器探頭連接到控制器后,控制器可以從傳感器探頭內(nèi)獲得電壓值的變化量,并以此為依據(jù),計算出對應(yīng)的距離值。電渦流測量原理可以運用于所有導(dǎo)電材料。由于電渦流可以穿透絕緣體,即使表面覆蓋有絕緣體的金屬材料,也可以作為電渦流傳感器的被測物體。獨特的圈式繞組設(shè)計在實現(xiàn)傳感器外形極致緊湊的同時,可以滿足其運轉(zhuǎn)于高溫測量環(huán)境的要求。
所有德國米銥的電渦流傳感器都可以承受有灰塵,潮濕,油污和壓力的測量環(huán)境。盡管如此,電渦流傳感器的使用也有一些限制。舉例來講,對于不同的應(yīng)用,都需要做相應(yīng)的線性度校準(zhǔn)。而且,傳感器探頭的輸出信號也會受被測物體的電氣和機械性能影響。然而,正是這些使用過程中的限制,使米銥的電渦流傳感器擁有達(dá)到納米級別的分辨率。目前,德國米銥電渦流傳感器可以滿足100µm到100mm的測量量程。根據(jù)量程的不同,安裝空間也可以達(dá)到2mm到140mm的范圍。
離開位移傳感器的機械工程幾乎是很難想象的。這些位移傳感器被用來控制不同的運動,監(jiān)控液位,檢查產(chǎn)品質(zhì)量以及其他很多應(yīng)用。這里我們談?wù)剛鞲衅鞫伎赡苊鎸δ男┎煌那闆r以及惡劣的使用環(huán)境,以及如何客服不利因素。傳感器經(jīng)常被應(yīng)用于非常惡劣的環(huán)境,例如油污,熱蒸汽或者劇烈波動的溫度。一些傳感器還要在振動部件上使用,在強電磁場內(nèi)或者需要離開被測物體一定的距離使用。對一些重要的應(yīng)用,還需要對精度,溫度穩(wěn)定性,分辨率和截止頻率提出要求。針對這些限制,不同的測量原理各有優(yōu)劣。這也意味著沒有統(tǒng)一的優(yōu)化測量原理的方法。
電渦流傳感器又可以細(xì)分為屏蔽和非屏蔽兩種。使用屏蔽傳感器,可以產(chǎn)生更窄的電磁場分布,而且傳感器不會受放射性金屬的靠近影響。對于非屏蔽傳感器,電磁線從傳感器側(cè)面發(fā)射出來。而量程往往會大一些。正確的安裝對于信號質(zhì)量至關(guān)重要。附近的其他物體也會影響信號。
eddyNCDT產(chǎn)品系列可以在滿足納米級分辨率的同時,實現(xiàn)最大截止頻率達(dá)到25kHz。
電渦流傳感器的一個典型應(yīng)用是全自動焊接測試機。測試機用于焊縫質(zhì)量控制。這里選用電渦流傳感器的原因是,只有電渦流原理的傳感器能夠承受由焊接機器人帶來的強大電磁場。測量還要滿足微米級別的精度以及4mm的量程。
電渦流傳感器原理
電渦流傳感器工作原理 當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時,在前置器內(nèi)會產(chǎn)生一個高頻信號,該信號通過電纜送到探頭的頭部,在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場H1。如果在磁場H1的范圍沒有金屬導(dǎo)體接近,則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會被釋放;反之,如果有金屬導(dǎo)體接近探頭頭部,則交變磁場H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場,該電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與H1相反的交變磁場H2。 由于H2的反作用,就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位,即改變了線圈的有效阻抗。這種變化與電渦流效應(yīng)有關(guān),也與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)(與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離參數(shù)有關(guān))。 假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的,其性能是下一篇
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