低频透射式电涡流传感器

同学们好！§4-3电涡流式传感器高频反射式低频透射式电涡流式传感器金属导体：线圈：线圈与金属导体间的距离电阻率、相对导磁率、厚度大小线圈激励信号频率fhr5030121111UIMjILjIR012222IMjILjIR一、基本原理1I1H2I2H2I1I1211IUZ222222222212222221LRMLLjLRMRRRL222212222212011)()(ZMRRZMLLQZReZImQ品质因素讨论：（2）影响因数：L2、R2、L1、R1、w、M(x)（3）Z、L、Q值都是M(x)平方的函数（1）RQL222222221LRMRRR等效电阻222222221LRMLLL等效电感110RLQ无涡流影响时的Q值222222LRZ短路环阻抗其中二、结构类型1、变间隙型电涡流传感器Kr：相对灵敏度D：被测体直径d：线圈直径8.1dDmmH2.01L1UM2L2U发射线圈接收线圈M2、低频透射式电涡流传感器——测量金属材料厚度下降有M：2U2U越小M越厚，无M：最大2U三、测量电路Z：电桥电路L：谐振电路Q：Q值测量电路LCf210最大CRLZ01L1UM2L2U发射线圈接收线圈H1L1UM2L2U发射线圈接收线圈HM1、调频式电路)(xf2、调幅式电路ZiU00CRLZ最大0U0ffZ最大无M：有M：0ffZ降低降低0U)()(0xUxLx石英晶体振荡器恒流源：f0、i0例1：测量位移四、应用举例（2）汽轮机主轴的轴向窜动量程：0~30mm分辨率：0.1%（1）液位监控系统例2：测量转速min)/(60rNfn齿轮齿数f例3：测量膜厚LLL0xxd0膜厚例4：测量板材厚度)(21xxDd例5：测量温度)(10101tt01、——温度为t1和t0时的电阻率——电阻温度系数例6：电涡流探伤——检查金属表面裂纹、焊接部位的探伤传感器与被测体距离不变，裂纹将引起金属的电阻率、磁导率变化，综合引起传感器参数变化。电涡流方法在输电线损伤检测中的应用输电导线和地线出现裂纹、断股，甚至危及系统安全。钢铝绞线的结构：钢芯铝绞线的截面铝线钢线镀锌钢线：磁性材料，负担抗拉力。铝股线：非磁性材料，承载电流传输。输电线路完好对输电系统安全运行极为重要。材质脆变：交变张力、振动引起的弯曲应力、气温变化表面损伤：雷击、电气闪络腐蚀：海滨、工业区用电检测原理：金属物交流电流激励线圈检测线圈pH交变磁通sH载有交变电流的线圈产生交变磁场，金属物平面感应出电涡流，产生交变涡流磁场，均在检测线圈（反向差动线圈）中产生感应电动势。pHsH（a）被测金属物上无缺陷：穿过检测线圈的两个线圈的磁通量相等，感应电势相互抵消，输出为零。（b）被测金属物上有缺陷：穿过检测线圈的两个线圈的磁通量不相等，检测线圈输出感应电势不为零。金属物交流电流激励线圈检测线圈pH交变磁通sH裂纹“电涡流方法在输电线损伤检测中的应用”，《传感器技术》，2001年2期参考文献：参考文献：1.“钢厂粉尘料位传感器研究”，《仪表技术与传感器》，2001年1期2、“新型商用化磁阻式传感器”，《传感器技术》，2001年6期3、“数字式涡流传感器的研究”，《传感器技术》，2001年8期裂纹信号干扰信号裂纹信号幅值甄别电路电涡流传感器静态标定方法测量电路37.12数字电压表直流稳压电源电涡流传感器被测导体盘千分尺x实验一：被测金属板采用铝质板，测量U-x关系曲线。实验二：被测金属板仍采用铝质板，但直径较小，测量U-x关系曲线。实验三：被测金属板采用铜板，测量U-x关系曲线。实验报告：（1）画出（实验一）中的U-x关系曲线，确定传感器的线性工作范围，计算传感器的灵敏度。（2）画出（实验二）中的U-x关系曲线，确定传感器的线性工作范围，计算传感器的灵敏度，并与（实验一）中的灵敏度进行比较，说明原因。（3）（实验三）中的输出电压增大说明铜板比铝质板的电涡流效应大还是小？（4）在传感器与金属板之间加入纸、塑料等物，对测量电压输出有无影响？加入金属板后的情况如何？为什么？利用电涡流法测板材厚度，已知激励电源频率为，被测材料相对磁导率，电阻率，被测板材厚度为。求：（1）计算采用高频反射法测量时，涡流穿透深度为多少？（2）能否用低频透射法测板厚？需采取什么措施？画出检测示意图。MHzf11rcm6109.2mm)2.01(分析并画出教材P.136相敏检波电路在Ui与Uj反相时的波形。