電渦流電式感測器測速裝置設計

㈠ 用電渦流感測器實時監測軋制鋁板厚度的裝置，試畫出測試裝置圖，簡要說明其工作原理

電渦流式感測器由感測器激勵線圈和被測金屬體組成。根據法拉第電磁感應定律，當感測器激勵線圈中通過以正弦交變電流時，線圈周圍將產生正選交變磁場，是位於蓋磁場中的金屬導體產生感應電流，該感應電流又產生新的交變磁場。新的交變磁場阻礙原磁場的變化，使得感測器線圈的等效阻抗發生變化。

線圈阻抗的變化完全取決於被測金屬的電渦流效應，分別與以上因素有關。如果只改變式中的一個參數，保持其他參數不變，感測器線圈的阻抗Z就只與該參數有關，如果測出感測器線圈阻抗的變化，就可以確定該參數。在實際應用中，通常是改變線圈與導體間的距離x，而保持其他參數不變，來實現位移和距離測量。

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注意事項：

1、一般渦流感測器的最高允許溫度≤180度，實際上如果工作溫度過高，不僅感測器的靈敏度會顯著降低，還會造成感測器的損壞，因此測量汽輪機高、中、低轉軸振動時，感測器必須安裝在軸瓦內，只有特製的高溫渦流感測器才允許安裝在汽封附近。

2、為防止電渦流產生的磁場影響儀器的正常輸出，安裝時感測器頭部四周必須留有一定范圍的非導電介質空間。若在測試過程中某一部位需要同時安裝兩個或以上感測器，為避免交叉干擾，兩個感測器之間應保持一定的距離。

3、另外被測體表面積應為探頭直徑3倍以上，表面不應有傷痕、小孔和縫隙，不允許表面電鍍。被測體材料應與探頭、前置器標定的材料一致。

㈡ 電渦流感測器的工作原理

電渦流感測器的工作原理：

根據法拉第電磁感應原理，塊狀金屬導體置於變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時（與金屬是否塊狀無關，且切割不變化的磁場時無渦流），導體內將產生呈渦旋狀的感應電流，此電流叫電渦流，以上現象稱為電渦流效應。而根據電渦流效應製成的感測器稱為電渦流式感測器。

電渦流感測器系統以其獨特的優點，廣泛應用於電力、石油、冶金等行業，對汽輪機、水輪機、發電機、鼓風機、壓縮機、齒輪箱等大型旋轉機械的軸的徑向振動、軸向位移、鑒相器、軸轉速、脹差、偏心、油膜厚度等進行在線測量和安全保護。以及轉子動力學研究和零件尺寸檢驗等方面。

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電渦流感測器實驗基本原理是通過交變電流的線圈產生交變磁場，當金屬體處在交變磁場時，根據電磁感應原理，金屬體內產生電流，該電流在金屬體內自行閉合，關呈漩渦狀，故稱為渦流。

渦流的大小與金屬導體的電阻率、導磁率、厚度、線圈激磁電流頻率及線圈與金屬體表面的距離x等參數有關。電渦流的產生必然要消耗一部分磁場能量，從而改變磁線線圈阻抗，渦流感測器就是基於這種渦流效應製成的。

電渦流工作在非接觸狀態（線圈與金屬體表面不接觸），當線圈與金屬以表面的距離x以外的所有參數一定時可以進行位移測量。

電渦流感測器側測量方式：

位移的測量方式所涉及的范圍是相當廣泛的，一般來說小位移的測量通常有應變式、電感式、差動變壓式、渦流式、霍爾感測器等方法來檢測，大的位移常用感應同步器、光柵、容柵、磁柵等感測技術來測量，由於電磁測量方式能直接輸出電信號，方便轉化，易於控制，所以應用的最為廣泛。

電渦流感測器就屬於電磁法的一種，結構簡單，動態響應好，靈敏度高，解析度高，可實現非接觸測量受介質。與接觸式測量感測器相比，非接觸測量的方法由於不接觸可以減少磨損。

與其他類型的位移感測器相比較，電渦流位移感測器具有長期工作可靠性好、測量范圍寬、靈敏度高、解析度高、響應速度快、不受油污影響、結構簡單等優點。