電渦流探頭傳感器根據(jù)法拉第電磁感應原理,塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時,導體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應電流,此電流叫電渦流,以上現(xiàn)象稱為電渦流效應。而根據(jù)電渦流效應制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。電渦流探頭傳感器系統(tǒng)以其*的優(yōu)點,廣泛應用于電力、石油、冶金等行業(yè),對汽輪機、水輪機、發(fā)電機、鼓風機、壓縮機、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機械的軸的徑向振動、軸向位移、鑒相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進行在線測量和安全保護。以及轉(zhuǎn)子動力學研究和零件尺寸檢驗等方面。
按照電渦流在導體內(nèi)的貫穿情況,此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,但從基本工作原理上來說仍是相似的。
1、高頻反射式電渦流傳感器:
高頻(>lMHz)激勵電流,產(chǎn)生的高頻磁場作用于金屬板的表面,由于集膚效應,在金屬板表面將形成渦電流。與此同時,該渦流產(chǎn)生的交變磁場又反作用于線圈,引起線圈自感L或阻抗ZL的變化,其變化與距離、金屬板的電阻率ρ、磁導率μ、激勵電流i,及角頻率ω等有關(guān),若只改變距離δ而保持其他系數(shù)不變,則可將位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈自感的變化,通過測量電路轉(zhuǎn)換為電壓輸出。高頻反射式渦流傳感器多用于位移測量。
2、低頻透射式電渦流傳感器:
低頻透射式渦流傳感器多用于測定材料厚度。發(fā)射線圈W1和接收線圈W2分別放在被測材料G的上下,低頻電壓e1加到線圈W1的兩端后,在周圍空間產(chǎn)生一交變磁場,并在被測材料G中產(chǎn)生渦流i,此渦流損耗了部分能量,使貫穿W2的磁力線減少,從而使W2產(chǎn)生的感應電勢e2減小。e2的大小與G的厚度及材料性質(zhì)有關(guān),實驗證明,e2隨材料厚度h增加按負指數(shù)規(guī)律減小。因而按e2的變化便可測得材料的厚度。
電渦流探頭傳感器的注意事項:
1、不規(guī)則的被測體表面,會給實際測量帶來附加誤差,因此被測體表面應該平整光滑,不應存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。
2、當被測體為圓軸且探頭中心線與軸心線正交時,一般要求被測軸直徑為探頭頭部直徑的3倍以上。
3、被測體表面不應有傷痕、小孔和縫隙,不允許表面電鍍。被測體材料應與探頭、前置器標定的材料一致。
4、探頭通過支架固定在軸承座上,支架應有足夠的剛度以提高其自振頻率,避免或減小被測體振動時支架的受激自振。
5、對初始間隙的要求,電渦流傳感器應在一定的間隙電壓值下,其讀數(shù)才有較好的線性度,所以在安裝傳感器時必須調(diào)整好合適的初始間隙。