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电涡流位移传感器的优点及被测体对其性能的影响
编辑:深圳市米朗科技有限公司   时间:2017-05-03

电涡流位移传感器的优点及被测体对其性能的影响
一、为何采用电涡流位移传感器
电涡流位移传感器能测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置。
电涡流位移传感器长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响,常被用于对大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行长期实时监测,可以分析出设备的工作状况和故障原因,有效地对设备进行保护及进行预测性维修。
从转子动力学、轴承学的理论上分析,大型旋转机械的运行状态主要取决于其核心——转轴,而电涡流位移传感器能直接测量转轴的状态,测量结果可靠、可信。过去对于机械的振动测量采用加速度传感器或速度传感器,通过测量机壳振动,间接地测量转轴振动,测量结果的可信度不高。
二、系统的工作原理
传感器系统的工作机理是电涡流效应。
当接通传感器系统电源时,在前置器内会产生一个高频电流信号,该信号通过电缆送到探头的头部,在头部周围产生交变磁场H1。如果在磁场H1的范围内没有金属导体材料接近,则发射到这一范围内的能量都会全部释放;反之,如果有金属导体材料接近探头头部,则交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场,该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2。由于H2的反作用,就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位,即改变了线圈的电感。
这种变化既与电涡流效应有关,又与静磁学效应有关,即与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、激励电流频率以及线圈到金属导体的距离等参数有关。假定金属导体是均质的,其性能是线性和各向同性的,则线圈——金属导体系统的物理性质通常可由金属导体的磁导率μ、电导率σ、尺寸因子r,线圈与金属导体距离d,线圈激励电流强度I和频率ω等参数来描述。因此线圈的电感可用函数L=F(μ,σ,r,I,ω,d)来表示。  

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