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想要使用好渦流傳感器,掌握其原理是關鍵!
發布時間:2022-05-29   點擊次數:97次
  傳感器經常作為自動化產品的一部分,在我們日常生產生活中扮演著重要角色。它是現代科技的前沿技術,其水平高低也是衡量一個國家科技發展水平的重要標志之一。市面上的傳感器多種多樣,玲瑯滿目,可供我們選擇的有很多。渦流傳感器等眾多高性能傳感器,被大量應用在各行各業。特別是機床行業,以及汽車制造等行業更是應用廣泛,是國內外公認的具有發展前途的高技術產業。
 
  在高速旋轉機械和往復式運動機械的狀態分析,振動研究、分析測量中,對非接觸的高精度振動、位移信號,能連續準確地采集到轉子振動狀態的多種參數。如軸的徑向振動、振幅以及軸向位置。從轉子動力學、軸承學的理論上分析,大型旋轉機械的運動狀態,主要取決于其核心—轉軸,而渦流傳感器,能直接非接觸測量轉軸的狀態,對諸如轉子的不平衡、不對中、軸承磨損、軸裂紋及發生摩擦等機械問題的早期判定,可提供關鍵的信息。渦流傳感器以其長期工作可靠性好、測量范圍寬、靈敏度高、分辨率高、響應速度快、抗干擾力強、不受油污等介質的影響、結構簡單等優點,在大型旋轉機械狀態的在線監測與故障診斷中得到廣泛應用。
 
  原理:
  根據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,導體內將產生呈渦旋狀的感應電流,此電流叫電渦流,以上現象稱為電渦流效應。而根據電渦流效應制成的傳感器稱為渦流傳感器。
  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生交變的磁場。當被測金屬體靠近這一磁場,則在此金屬表面產生感應電流,與此同時該電渦流場也產生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場,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,這一變化與金屬體磁導率、電導率、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體表面的距離等參數有關。通常假定金屬導體材質均勻且性能是線性和各項同性,則線圈和金屬導體系統的物理性質可由金屬導體的電導率б、磁導率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導體表面的距離D、電流強度I和頻率ω參數來描述。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ,ξ,б,D,I,ω)函數來表示。通常我們能做到控制τ,ξ,б,I,ω這幾個參數在一定范圍內不變,則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數,雖然它整個函數是一非線性的,其函數特征為“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體的距離D的變化轉化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化,渦流傳感器就是根據這一原理實現對金屬物體的位移、振動等參數的測量。
 
  渦流傳感器的應用:
  渦流傳感器系統廣泛應用于電力、石油、化工、冶金等行業和一些科研單位。對汽輪機、水輪機、鼓風機、壓縮機、空分機、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉機械軸的徑向振動、軸向位移、鍵相器、軸轉速、脹差、偏心、以及轉子動力學研究和零件尺寸檢驗等進行在線測量和保護。

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