高頻反射式電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理
出處:davina 發(fā)布于:2011-08-26 09:15:43 | 11000 次閱讀
當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)引起導(dǎo)體上閉合的感生電流ie,稱為渦流。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)的線圈與被測(cè)體之間距離x,線圈激勵(lì)電流的頻率f有關(guān)。渦流穿透深度h可表示
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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,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)頻率可分為高頻反射式或低頻透射式兩類。而目前高頻反射式電渦流傳感器應(yīng)用廣泛。 下面將介紹高頻反射式電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。
高頻反射式電渦流傳感器由一個(gè)固定在框架上的扁平圓形線圈構(gòu)成。線圈可以粘貼于框架上,也可以在框架上開一條槽溝,將導(dǎo)線繞在槽內(nèi)。下圖為CZF1型渦流傳感器的結(jié)構(gòu)原理,它采取將導(dǎo)線繞在聚四氟乙烯框架窄槽內(nèi),形成線圈的結(jié)構(gòu)方式。

1 線圈 2 框架 3 襯套 4 支架 5 電纜 6 插頭
傳感器線圈由高頻信號(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。

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