電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理
當(dāng)導(dǎo)體置于交變磁場(chǎng)或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體上引起感生電流ie,此電流在導(dǎo)體內(nèi)閉合,稱(chēng)為渦流。渦流大小與導(dǎo)體電阻率ρ、磁導(dǎo)率μ以及產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線(xiàn)圈與被測(cè)體之間距離x,線(xiàn)圈激勵(lì)電流的頻率f有關(guān)。顯然磁場(chǎng)變化頻率愈高,渦流的集膚效應(yīng)愈顯著。即渦流穿透深度愈小,其穿透深度h可表示
ρ―導(dǎo)體電阻率(Ω?cm);
μr―導(dǎo)體相對(duì)磁導(dǎo)率;
f―交變磁場(chǎng)頻率(Hz)。
可見(jiàn),渦流穿透深度h和激勵(lì)電流頻率f有關(guān),所以渦流傳感器根據(jù)激勵(lì)頻率:高頻反射式或低頻透射式兩類(lèi)。
目前高頻反射式電渦流傳感器應(yīng)用廣泛。
(一) 結(jié)構(gòu)和工作原理
主要由一個(gè)安置在框架上的扁平圓形線(xiàn)圈構(gòu)成。此線(xiàn)圈可以粘貼于框架上,或在框架上開(kāi)一條槽溝,將導(dǎo)線(xiàn)繞在槽內(nèi)。下圖為CZF1型渦流傳感器的結(jié)構(gòu)原理,它采取將導(dǎo)線(xiàn)繞在聚四氟乙烯框架窄槽內(nèi),形成線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)方式。
1 線(xiàn)圈 2 框架 3 襯套
4 支架 5 電纜 6 插頭
傳感器線(xiàn)圈由高頻信號(hào)激勵(lì),使它產(chǎn)生一個(gè)高頻交變磁場(chǎng)φi,當(dāng)被測(cè)導(dǎo)體靠近線(xiàn)圈時(shí),在磁場(chǎng)作用范圍的導(dǎo)體表層,產(chǎn)生了與此磁場(chǎng)相交鏈的電渦流ie,而此電渦流又將產(chǎn)生一交變磁場(chǎng)φe阻礙外磁場(chǎng)的變化。從能量角度來(lái)看,在被測(cè)導(dǎo)體內(nèi)存在著電渦流損耗(當(dāng)頻率較高時(shí),忽略磁損耗)。能量損耗使傳感器的Q值和等效阻抗Z降低,因此當(dāng)被測(cè)體與傳感器間的距離d改變時(shí),傳感器的Q值和等效阻抗Z、電感L均發(fā)生變化,于是把位移量轉(zhuǎn)換成電量。這便是電渦流傳感器的基本原理。
電渦流傳感器原理圖
評(píng)論