电涡流传感器的应用

电涡流传感器的应用电涡流传感器的特点是结构简单，丛于进行非接触式的连续测量．灵敏度较高，适用性强。它的阻抗受睹多因素影响．如金属材料的厚度、尺寸、形状、吧导率、磁导率、表面因素、距离等。只要固定其他冈京就可以用电涡流传感器来测量剩下的一个因素，冈此电涡流传感器的应用领域—E们’泛。似闹时包带来许多不确定冈素．一个或几个因素的微小变化就足以影响测量结果，所以电涡流传感器多用于走件测量。即使要用作定量测量，也必须采用前面述及的逐点林定、计算机线性纠正、温度补偿等措施。下血就几个主要的应用做简单的介绍。一、位移的测量某些旋转机械，如高速旋转的气轮机对轴向位移要求很高。当气轮机远行叫，M[片在高压蒸气候动F高速旋转，它的主轴承受巨大的抽N惟力。若主抽的位移越过规定值时，叶片有nT能勺其他部件碰樟而断裂。因此用屯涡流传感器测量各种金属1飞牛的微小位移量就显得卜分至给。利用电涡流探头4盯以洲旦谙AII气轮机主轴的轴向位移、LU动机的轴向审动、磨床换向阀、先寻阀的位移和金属试件的热膨胀系数等。伙穆测量范判可以从高灵敏度的o一1mm到大量程的o一3〔)mnb分辨率可达满里程的o．1％，其缺点足线件皮稍差。只能达到1％GZXwY型吧涡流轴问位移监测保护装置可以在恶劣的环境(如高温、潮湿、剧烈振动等)露F接触测量利监视旋转机械的钠向位移。轴向位移的收测如图6—9所示。杯设备停止检修时，将探头安站在与联轴器端四的距离为2nun的基应L，调节二次仪表使示值为塔。当气轮机启动后，长期检测其轴向位移量。dj以发现，内于铀向推力和轴承的磨损川使探头’J联劝器端而的队离5减小，二次仪表的输出屯乐小零开娇增大。可调整二次仪表去而上的报警设定位．使什移钽电容达到危险值(本例中为o．9mm)叫，一次仪表发出报警信号；当位移量达到1．2mm时．发出停帆信号以避免发生事故。广述测量属于动态测量。原理还可以将此类仪胎用于其他设备的监测。电涡流传感器DJ以元接触地测量各种振动的振幅、频谱分布等参数。在气轮机、空气压缩机个常用电涡流传感器来监控主轴的径向、轴向振动，也可以测量发电机涡流叶片的振幅。在研兜机器振动时，常常采用多个传感器放置公机器不同部位进行检测，得到各个部位的振幅值、相位值，从而画出振则图，测量方法如图6—10所示。通常，由了机械振动是由多个不同频率的振动合成的，所以其波形一般表尔正弦波，可以用频谱分析仪来分析输出信号的频率分布，各对应频率的幅度。：、转速的测量若旋转体上已另：有一条或数条槽或做成齿状，则可在旁边安装一个电涡流传感器、如图6—11所示。当转轴转动时，传感器周期地改变着与旋转体表面之间的距离。于是它的输出电压也周期地发生变化，此脉冲电压信号经放大、变换后，可以用频率汁测出其变化的重复频率，从而测出转轴的转速，若转轴上仆：个槽(或齿)、频率计的读数为／(节仰为tlz)，则转轴的转速n(单位为r／rnin)的计算公式为gg、坡层厚度测量用电涡流传感器可以测量翅料友面金届镀层的厚度。以及印刷线路板铜箔的厚度等，如图6—12所示：由于存在集队效应，镀层或箔层越南，屯涡流越小。测量创，uJ先用电涡流侧厚仪对标准的镀层和铜箔作出“厚度—输出电压”的标定曲线．以便测量nd对照。五、电涡流式通道安全检查门我国于1981年八始使用图6—NXP代理商监所示的汽／人口检测系统．可伶效地探测出枪支、b首等分届武器反其他大件金属物品。它广泛府灼于机场、海关、钱币J—、版狱等层蟹场所。1．指示灯2．隐蔽的金居导体3．内藏式电涡流线圈4．X光及中了探测器处理系统L液晶彩显该安全检测门的原理如图6—14所不。Ll、Lt2为发别线圈，均用环氧树脂浇灌、密封在门框山。川kHz音频信号现过L、、L”在线圈周围产生同频率凶交变磁场。蜘、Ln实际广分成6个扁平线园，分布／l门两侧的上、中、下部位．形成6个探测K。因为Lil、L12与L2，、Ln互TI代理相垂直．呈电气正交状态v无磁路交链刀。＝o。在行合届物体退过LLJ、L12形成的交变磁场HI时，交变磁场会在该金属导体农面，‘：牛电涡流。电涡流也将产生‘个新的微弱磁场H2。认的相位与企届导体位置、大小等有关，但与蜘l、I‘n个再厂交。因此盯以在山、J《中感应出电压。计算机根据感应出电压的大小、相位来判定企届物体的大小。出于个人携带的H常用品，如皮带扣、钥匙华、眼镜架、戒指、甚至断腿个的钢钉等也会引起误报警，因此计算机还要进行复杂的逻辑判断，才能获得既灵做义可靠、隙确纳效果。目前多公文检门的侧面女装一台“软X光”扫描仪。肖发现疑点时，可六功对人体、胶卷元音的低能量狭窄扇间X削线，进行断向扫描。用软件处理的方法、合成先整的光学图像，见图5—13右边显示器上的示意图。在更／“格的安检中，还在安检门的侧面安置能量微弱的小于发射管、对可疑刘象开启咳站置。让个子穿过密讨的行李也，利用质谱仪来计算出行李物品的岔氮量，以及碳、氢的精确比例，从而判定是否为爆ATMEL代理炸品(氮含量较大)。计算共他化学元素的比例，还可以确认商品和共他物质。利用电涡流传感器可以检企金届表6f(已涂防锈漆)的裂纹以及焊接处的缺陷等。在探伤中，传感器与被测导体保持距离个变。在检测过程小，出于缺陷将引起导体电导率、磁导率的变化，使电涡流J：变小，从们引起输出电压灾变。l引6—15是用心祸流探头检测高压输油管表面裂纹的不意图。两只导向辊用耐磨、不导电的聚四氟乙烯制成．亩的表而还刻有螺旋导N槽．并以相同的方向旋转。汕管在它们的驱动厂，匀速地在楔形电yR流探头L方做360”转动，并向前挪动c探头利油管表凹进行逐点扫描．得到阁6—16(a)的输出信号。当汕管存在裂纹时．电混流所止的路程大为增加见闻6—贩(t))1，所以电涡流突然减小，输61波形如图6—16(n)小的“尖峰”历示。该信号十分紊乱，用肉眼很难辨出缺陷性质。该信号通过带通滤波器，滤去表顶不平整、抖动等造成的输出异常后，得到图6l6(b)中的两个尖峰信导。凋节电压比较器的阀值电乐，得到真正的缺陷佰号。计算机还uJ以根据图6—16(n)的信号计算电涡流探头TI代理商线圈的阻抗，得到闯6—16(c)所示的“8”宁此瓣状阻抗图。根据K期积累的探伤经验，可以从该复杂的阻抗图中判断r1裂纹的长短、深浅、走向等参数。图小的黑色边框为反视报警区。当“8”字花瓣状图形超山报警K时即视为超标，产生报警信号。电涡流探伤仪杯实际使出时会ATMEL代理商受到谙多因素的影响，如环境温度变化、去15硬度、机械转动不均匀、抖动等．用中个吧涡流探头易受上述阅素影响，严重时无法分辨缺陷和裂纹，出此必须采用鼓动电路。在楔形屯涡流探头的尖端部位设置发射线圈，在其上方的左、右两侧分别没量一只接收线圈，它们的同名地相连，在没有裂纹信旱时输出厅相抵消。当裂纹进入左、省接受线图下力时，由于相位上有光后差别，所以信号无法抵消，j“生输出电压，这就是差动原理。温漂、抖动等干扰通常是同时作用于两只屯涡流差动线圈，所以不会产牛输出信号。如果计算机采用“相关技术”，就能进’步提高分辨力。上述系统的最大特点ATMEL是非接触狈0量．不磨损探头，俭测速度可达每秒几米。刘机械系统稍做改造，还可以用于：轴类、滚了类的缺陷检测。cjmc%ddz