電渦流傳感器工作原理是什么?電渦流傳感器和電容傳感器有何區(qū)別

以下內(nèi)容中，小編將對(duì)傳感器" target="_blank">電渦流傳感器的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)電渦流傳感器的了解，和小編一起來看看吧。

一、電渦流傳感器原理

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)(與金屬是否塊狀無關(guān)，且切割不變化的磁場(chǎng)時(shí)無渦流)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。

前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。當(dāng)被測(cè)金屬體靠近這一磁場(chǎng)，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時(shí)該電渦流場(chǎng)也產(chǎn)生一個(gè)方向與頭部線圈方向相反的交變磁場(chǎng)，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變(線圈的有效阻抗)，這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。通常假定金屬導(dǎo)體材質(zhì)均勻且性能是線性和各項(xiàng)同性，則線圈和金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)可由金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率б、磁導(dǎo)率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導(dǎo)體表面的距離D、電流強(qiáng)度I和頻率ω參數(shù)來描述。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數(shù)來表示。通常我們能做到控制τ, ξ, б, I, ω這幾個(gè)參數(shù)在一定范圍內(nèi)不變，則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數(shù)，雖然它整個(gè)函數(shù)是一非線性的，其函數(shù)特征為“S”型曲線，但可以選取它近似為線性的一段。于此，通過前置器電子線路的處理，將線圈阻抗Z的變化，即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距離D的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號(hào)的大小隨探頭到被測(cè)體表面之間的間距而變化，電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量。

二、電渦流傳感器和電容傳感器有何區(qū)別

在這部分，我們主要探討一下電渦流傳感器和電容傳感器在光斑尺寸、目標(biāo)尺寸和測(cè)量范圍上的區(qū)別。

非接觸式傳感器探頭的感測(cè)區(qū)域在一定區(qū)域內(nèi)與目標(biāo)接合。該區(qū)域的尺寸稱為光斑尺寸。目標(biāo)必須大于光點(diǎn)尺寸，否則需要特殊校準(zhǔn)。光斑尺寸始終與探頭直徑成正比。對(duì)于電容式傳感器和渦流傳感器，探頭直徑和光斑尺寸之間的比率存在顯著差異。這些不同的光斑尺寸將導(dǎo)致不同的最小目標(biāo)尺寸要求。

電容傳感器使用電場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。電場(chǎng)通過保護(hù)環(huán)聚焦在探頭上，這導(dǎo)致光點(diǎn)尺寸比檢測(cè)元件的直徑大30%。檢測(cè)范圍與檢測(cè)元件直徑的典型比率為1：8。這意味著對(duì)于每個(gè)量程單位，檢測(cè)元件的直徑必須大八倍。例如，一個(gè)500μm的檢測(cè)范圍需要一個(gè)4000μm(4mm)的檢測(cè)元件直徑。該比率用于典型的校準(zhǔn)。高分辨率和擴(kuò)展范圍的校準(zhǔn)將改變?cè)摫嚷省?

電渦流傳感器使用的磁場(chǎng)完全圍繞探頭的末端。這將產(chǎn)生較大的感應(yīng)場(chǎng)，從而導(dǎo)致光斑尺寸約為探頭感應(yīng)線圈直徑的三倍。對(duì)于渦流傳感器，檢測(cè)范圍與感應(yīng)線圈直徑的比率為1：3。這意味著對(duì)于每個(gè)量程單位，線圈直徑必須大三倍。在這種情況下，對(duì)于500μm的相同檢測(cè)范圍，只需要一個(gè)直徑為1500μm(1.5mm)的渦流傳感器探頭即可。選擇檢查技術(shù)時(shí)，請(qǐng)考慮目標(biāo)尺寸。較小的目標(biāo)可能需要電容傳感器。如果目標(biāo)尺寸必須小于傳感器的光斑尺寸，則特殊的校準(zhǔn)可能能夠補(bǔ)償固有的測(cè)量誤差。

最后，小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來說都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)電渦流傳感器已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)，最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。