电涡流式传感器的应用
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列举电涡流式传感器的应用场合
电涡流式传感器是一种利用涡流效应测量物体表面缺陷、硬度、形态等特性的传感器。
电涡流式传感器应用广泛,以下是其主要应用场合:
1. 金属表面缺陷检测
电涡流式传感器可以检测金属表面的缺陷,如裂纹、孔洞、毛刺等。
应用于机械制造、汽车、航空航天等行业的产品质量检测及生产过程控制中。
2. 金属硬度检测
电涡流式传感器可以检测金属的硬度,主要应用于金属材料的硬度检测和分析。
3. 金属零件尺寸检测
电涡流式传感器可以测量金属零件的尺寸和形状,可以应用于測量有突起和凹陷的零件。
4. 金属疲劳损伤检测
5. 电动机缺陷检测
电涡流式传感器可以检测电动机转子上绝缘缺陷,例如裂痕、孔洞等,用于电动机的
生产质量控制。
6. 地下管道检测
电涡流式传感器可以检测地下管道中的缝隙、裂缝和铸造缺陷,用于管道安全控制和
维护。
总之,电涡流式传感器是一种非常实用的传感器,应用范围广泛,被广泛应用于金属
制造、物流、车辆、电子、电力等各个领域。
电涡流式传感器测速原理一、引言电涡流式传感器是一种常用于测速的传感器,它通过利用涡流的产生和感应原理,实现对物体运动速度的测量。
本文将详细介绍电涡流式传感器的原理、工作过程以及在测速领域的应用。
二、电涡流效应电涡流是一种由交变磁场引起的涡旋电流,它会在导体内部产生感应电流。
当导体相对于磁场运动时,磁场变化会导致涡流的产生,涡流进一步产生与之反向的磁场,从而减弱原始磁场。
这种现象被称为电涡流效应。
三、电涡流式传感器的结构电涡流式传感器通常由激励线圈和接收线圈组成。
激励线圈产生一个变化的磁场,而接收线圈用于检测涡流的感应信号。
当被测物体在传感器附近运动时,它会影响激励磁场的分布,进而改变产生的涡流情况,接收线圈可以感应到这些变化。
通过分析接收线圈的输出信号,我们可以得到物体的运动速度信息。
四、电涡流式传感器的工作原理1.传感器激励线圈通过加电产生一个变化的磁场。
2.传感器附近的物体在运动过程中与激励磁场相互作用,产生涡流。
3.涡流的存在改变了激励磁场的分布。
4.接收线圈感应到涡流产生的磁场变化,并将其转换为电信号输出。
5.分析接收信号可以得到物体的运动速度。
五、电涡流式传感器的优势1.非接触式测量:传感器无需与被测物体直接接触,因此可以应用于高速旋转物体的测量。
2.高精度测量:电涡流式传感器的输出信号与物体的速度相关,可以实现高精度的测量。
3.快速响应:传感器对速度变化的响应速度较快,可以实时采集物体运动的信息。
六、电涡流式传感器的应用电涡流式传感器广泛应用于许多领域的测速需求中,包括但不限于以下几个方面:6.1 机械制造在机械制造领域,传感器可以用于测量机器设备的转速、运动部件的线速度等参数。
这对于生产过程的控制和监测非常重要。
6.2 汽车工业在汽车工业中,传感器可用于测量车轮转速、飞轮转速等关键参数。
这对于车辆驾驶和安全非常重要。
6.3 航空航天在航空航天领域,传感器可用于飞机、导弹等航空器的测速。
电涡流传感器实验报告电涡流传感器实验报告摘要:本实验旨在研究电涡流传感器的原理和应用。
通过实验,我们探索了电涡流传感器的工作原理、特性以及在工业领域的应用。
实验结果表明,电涡流传感器具有高灵敏度、快速响应和广泛的应用前景。
引言:电涡流传感器是一种常用的非接触式传感器,广泛应用于工业领域。
它通过感应电磁场中的涡流来检测目标物体的位置、形状、材料和表面缺陷等信息。
本实验旨在深入了解电涡流传感器的原理和特性,并通过实验验证其性能。
一、电涡流传感器的原理电涡流传感器利用法拉第电磁感应原理,当导体在变化的磁场中运动或受到变化的磁场作用时,会在其内部产生涡流。
电涡流传感器通过检测涡流的变化来获取目标物体的信息。
涡流的强度与目标物体的导电性、形状、运动速度等因素有关。
二、电涡流传感器的特性1. 高灵敏度:电涡流传感器可以检测微小的涡流变化,对目标物体的微小变化有很高的响应能力。
2. 快速响应:电涡流传感器的响应时间较短,可以实时检测目标物体的变化。
3. 非接触式:电涡流传感器无需与目标物体直接接触,减少了磨损和损坏的风险。
4. 宽频率范围:电涡流传感器可以适应不同频率范围内的磁场变化,具有较广泛的应用范围。
三、实验方法1. 实验器材:电涡流传感器、交流电源、信号发生器、示波器等。
2. 实验步骤:a. 将电涡流传感器连接到交流电源和信号发生器上。
b. 调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的涡流信号变化。
c. 改变目标物体的材料、形状和距离等参数,观察涡流信号的变化。
四、实验结果与分析通过实验,我们观察到了不同频率和幅度下涡流信号的变化。
当频率较高时,涡流信号的幅度减小,响应时间变短。
当目标物体的材料为导体时,涡流信号较强;当目标物体的材料为绝缘体时,涡流信号几乎消失。
此外,目标物体的形状和距离也会对涡流信号产生影响。
五、电涡流传感器的应用电涡流传感器具有广泛的应用前景,主要应用于以下领域:1. 金属材料检测:电涡流传感器可以检测金属材料中的缺陷、裂纹和变形等问题,用于质量控制和安全检测。
简述电涡流式传感器的应用
电涡流式传感器是一种常用的非接触式传感器,其原理是利用电磁感应的原理来检测物体的位置、速度和形状等参数。
它由一个发射电磁场的探头和一个接收电磁场的传感器组成。
电涡流式传感器具有高精度、快速响应、无磨损等特点,因此在许多领域得到广泛应用。
以下是几个典型的应用:
1. 接触式测量:电涡流式传感器可以用于接触式测量物体的厚度、直径和形状等参数。
例如,在汽车工业中,可以使用电涡流传感器来测量制动盘的磨损程度和真圆度,以保证制动盘的性能和安全性。
2. 无损检测:电涡流式传感器可以通过扫描物体表面的电磁场变化来检测材料的缺陷、裂纹和腐蚀等问题。
在航空、航天和金属加工等行业中,电涡流式传感器被广泛用于无损检测领域。
3. 速度测量:电涡流式传感器可以用来测量物体的速度和加速度。
例如,在汽车工业中,可以使用电涡流传感器来测量车轮的转速,以调整刹车的力度和保持安全性。
4. 位置控制:电涡流式传感器可以用于物体的位置反馈控制。
例如,在机器人控制系统中,可以使用电涡流传感器来检测机器人臂的位置,以精确控制其运动。
5. 涡流制动:电涡流式传感器可以用于制动系统中的涡流制动。
通过测量转子的旋转速度和位置,可以实现刹车力的控制和调
整,提高刹车系统的稳定性和安全性。
总体而言,电涡流式传感器在工业生产、机械制造、汽车工程、航空航天等领域都有广泛的应用,为产品质量控制和生产自动化提供了重要的技术支持。
实验八电涡流式传感器的应用(一)电涡流式传感器的静态标定一、实验目的了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。
二、实验原理电涡流传感器由平面线圈和框架组成,它和被测体两部分组成测试系统。
当线圈中通以高频交变电流后,与其平行的金属片上产生电涡流,电涡流的大小影响线圈的阻抗Z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导频率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关,当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源已确定,并保持环境温度不变,阻抗Z只与X距离有关,将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出,则输出电压是距离X的单值函数。
三、所需部件1电涡流传感器2金属涡流片3电涡流变换器4测微头5示波器6电压表四、实验电路五、实验步骤及内容1安装好电涡流线圈和金属涡流片,注意两者必须保持平行。
安装好测微头,将电涡流线圈接入涡流变换器输入端。
涡流变换器输出端接电压表20V档。
差放增益适中。
2开启仪器电源,用测微头将电涡流线圈与涡流片分开一定距离,此时输出端有一电压值输出。
用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形,信号频率约为1MHz。
3用测微头带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片,此时涡流变换器输出电压为零,涡流变换器中的振荡电路停振。
然后调节WD使电压表的读数为零。
4旋动测微头使平面线圈离开金属涡流片,电压表开始有读数,每位移0.5mm 记录一个读数,并用示波器观察变换器的高频振荡波形。
将对应的输出电压V的读数填入下表,作出V-X曲线,求出灵敏度。
X(mm)0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 V(v)五、注意事项当涡流变换器接入电涡流线圈处于工作状态时,接入示波器会影响线圈的阻抗,使变换器的输出电压减小。
或是使传感器在初始状态有一死区。
(二)电涡流传感器的振幅测量及其电机转速测试一、实验目的1通过实验掌握用电涡传感器测量振幅和电机转速的原理和方法。
2了解电涡流式传感器的实际应用。
电涡流式传感器实验报告电涡流式传感器实验报告引言:电涡流式传感器是一种广泛应用于工业领域的非接触式传感器,它利用了涡流的原理来检测金属材料中的缺陷和变化。
本实验旨在探究电涡流式传感器的工作原理、应用领域以及实验结果的可靠性。
一、工作原理电涡流式传感器利用了电磁感应的原理,当电磁场通过金属材料时,会在材料内部产生电涡流。
这些电涡流会改变电磁场的分布,从而反映出材料的性质和状态。
传感器通过测量电涡流的变化来判断材料的缺陷和变化。
二、应用领域1. 材料缺陷检测:电涡流式传感器可以用于检测金属材料中的裂纹、疲劳和腐蚀等缺陷。
通过测量电涡流的变化,可以精确地定位和评估材料中的缺陷程度,为后续的修复和保养提供依据。
2. 金属排序:由于不同材料的电导率和磁导率不同,电涡流式传感器可以用于对金属进行分类和排序。
通过测量电涡流的强度和频率,可以快速准确地区分不同种类的金属材料。
3. 无损检测:电涡流式传感器是一种非接触式的检测方法,可以在不破坏材料表面的情况下进行检测。
因此,它被广泛应用于对复杂结构和精密零件的无损检测,如航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
三、实验设计与结果在本实验中,我们选择了一块铝合金板作为被测材料,利用电涡流式传感器对其进行了缺陷检测。
实验过程中,我们将传感器靠近铝合金板表面,并通过测量电涡流的变化来判断板材中是否存在缺陷。
实验结果显示,当传感器靠近板材表面时,电涡流的强度和频率发生了明显的变化。
在板材表面平滑的区域,电涡流强度较弱,频率较高;而在存在缺陷的区域,电涡流强度增强,频率降低。
通过对实验结果的分析,我们可以准确地定位和评估板材中的缺陷。
四、实验结果的可靠性在实验过程中,我们注意到实验结果的可靠性受到多种因素的影响。
首先,传感器与被测材料的距离和角度会对测量结果产生影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行传感器的位置和角度调整。
其次,被测材料的性质和状态也会对实验结果产生影响。
电涡流传感器的典型应用电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。
对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。
轴向位移测量对于许多旋转机械,包括蒸汽轮机、燃汽轮机、水轮机、离心式和轴流式压缩机、离心泵等,轴向位移是一个十分重要的信号,过大的轴向位移将会引起过大的机构损坏。
轴向位移的测量,可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的位移变化,用以防止机器的破坏。
轴向位移是指机器内部转子沿轴心方向,相对于止推轴承二者之间的间隙而言。
有些机械故障,也可通过轴向位移的探测,进行判别:●止推轴承的磨损与失效●平衡活塞的磨损与失效●止推法兰的松动●联轴节的锁住等。
轴向位移(轴向间隙)的测量,经常与轴向振动弄混。
轴向振动是指传感器探头表面与被测体,沿轴向之间距离的快速变动,这是一种轴的振动,用峰峰值表示。
它与平均间隙无关。
有些故障可以导致轴向振动。
例如压缩机的踹振和不对中即是。
振动测量测量径向振动,可以由它看到轴承的工作状态,还可以看到转子的不平衡,不对中等机械故障。
可以提供对于下列关键或基础机械进行机械状态监测所需要的信息:·工业透平,蒸汽/燃汽·压缩机,空气/特殊用途气体,径向/轴向·膨胀机·动力发电透平,蒸汽/燃汽/水利·电动马达·发电机·励磁机·齿轮箱·泵·风扇·鼓风机·往复式机械振动测量同样可以用于对一般性的小型机械进行连续监测。
可为如下各种机械故障的早期判别提供了重要信息。
·轴的同步振动·油膜失稳·转子摩擦·部件松动·轴承套筒松动·压缩机踹振·滚动部件轴承失效·径向预载,内部/外部包括不对中·轴承巴氏合金磨损·轴承间隙过大,径向/轴向·平衡(阻气)活塞磨损/失效·联轴器“锁死”·轴弯曲·轴裂纹·电动马达空气间隙不匀·齿轮咬合问题·透平叶片通道共振·叶轮通过现象偏心测量偏心是在低转速的情况下,对轴弯曲程度的测量,这种弯曲可由下列情况引起:·原有的机械弯曲·临时温升导致的弯曲·在静止状态下,必然有些向下弯曲,有时也叫重力弯曲。
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。
电涡流式传感器的应用
摘要:随着现代测量、控制盒自动化技术的发展,传感器技术越来越受到人们的重视。
特别是近年来,由于科学技术的发展及生态平衡的需要,传感器在各个领域的作用也日益显著。
传感器技术的应用在许多个发达国家中,已经得到普遍重视。
电涡流传感器已成为目前电测技术中非常重要的检测手段,广泛的应用于工程测量和科学实验中。
关键词:电涡流式传感器传感器技术
引言:电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。
它是一种非接触的线性化计量工具。
电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。
在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析,振动研究、分析测量中,对非接触的高精度振动、位移信号,能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。
如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。
电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点,在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。
一.电涡流传感器的工作原理:
电涡流传感器利用检测线圈与被测导体之间的涡流效应进行测量,具有非接触测量、灵敏度高、频响特性好、抗干扰能力强等优点,其基本原理如图l所示。
当线圈l通以交流电I1时,其产生的交变磁场H1会在被测导体2中产生电涡流
I2,而I2又产生一交变磁场H2
来阻碍H1的变化,从而使线圈的
等效电感L发生变化。
当被测导
体的电阻率、磁导率都确定,只
有x发生变化时,通过分析提取
等效电感与测量位移间的关系,
就可以建立电涡流位移传感器。
从转子动力学、轴承学的理论上分析,大型旋转机械的运动状态,主要取决于其核心—转轴,而电涡流传感器,能直接非接触测量转轴的状态,对诸如转子
的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定,可提供关键的信息。
根据法拉第电磁感应原理,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈涡旋状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现象称为电涡流效应。
而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈,在探头头部的线圈中产生交变的磁场。
当被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场,由于其反作用,使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗),这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。
通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性,则线圈和金属导
体系统的物理性质可由金
属导体的电导率б、磁导
率ξ、尺寸因子τ、头部
体线圈与金属导体表面的
距离D、电流强度I和频
率ω参数来描述。
则线圈
特征阻抗可用Z=F(τ, ξ,
б, D, I, ω)函数来表
示。
通常我们能做到控制
τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变,则线圈的特征阻抗Z就成为
距离D的单值函数,虽然它整个函数是一非线性的,其函数特征为“S”型曲线,但可以选取它近似为线性的一段。
于此,通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。
输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。
其工作过程是:当被测金属与探头之间的距离发生变化时,探头中线圈的Q 值也发生变化,Q值的变化引起振荡电压幅度的变化,而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压(电流)变化,最终完成机械位移(间隙)转换成电压(电流)。
由上所述,电涡流传感器工作系统中被测体可看作传感器系统的一半,即一个电涡流位移传感器的性能与被测体有关。
二.电涡流传感器的典型应用
电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。
对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线丈量和保护。
(1)轴向位移测量
对于许多旋转机械,包括蒸汽轮机、燃汽轮机、水轮机、离心式和轴流式压缩机、离心泵等,轴向位移是一个十分重要的信号,过大的轴向位移将会引起过大的机构损坏。
轴向位移的测量,可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的位移变化,用以防止机器的破坏。
(2)振动测量
测量径向振动,可以由它看到轴承的工作状态,还可以看到转子的不平衡,不对中等机械故障。
可以提供对于下列关键或基础机械进行机械状态监测所需要的信息:工业透平,蒸汽/燃汽压缩机,空气/特殊用途气体,动力发电透平,蒸汽、燃汽、水利,电动马达、发电机等等。
(3)胀差测量
对于汽轮发电机组来说,在其启动和停机时,由于金属材料的不同,热膨胀系数的不同,以及散热的不同,轴的热膨胀可能超过壳体膨胀;有可能导致透平机的旋转部件和静止部件(如机壳、喷嘴、台座等)的相互接触,导致机器的破
坏。
因此胀差的测量是非常重要的。
(4)转速测量
对于所有旋转机械而言,都需要监测旋转机械轴的转速,转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。
而电涡流传感器测量转速的优越性是其它任何传感器测量没法比的,它既能响应零转速,也能响应高转速,抗干扰性能也非常强。
三.小结
电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。
它是一种非接触的线性化计量工具。
电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。
在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析,振动研究、分析测量中,对非接触的高精度振动、位移信号,能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。
如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。
电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点,在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。
通过这次作业,查阅资料可以发现,传感器在我们的生活中是不可或缺的,起了很大的作用!。