Ⅰ 電渦流感測器的原理是什麼有什麼品牌好的
品牌比較著名的是德國米銥eddyNCDT 系列 和 美國Kaman的,原理大概是這樣的:
電渦流測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的感測器特別適合測量快速的位移變化,且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對於被測表面不允許接觸的情況,或者需要感測器有超長壽命的應用領用意義重大。
嚴格來講,電渦流測量原理應該屬於一種電感式測量原理。電渦流效應源自振盪電路的能量。而電渦流需要在可導電的材料內才可以形成。給感測器探頭內線圈提供一個交變電流,可以在感測器線圈周圍形成一個磁場。如果將一個導體放入這個磁場,根據法拉第電磁感應定律,導體內會激發出電渦流。根據楞茲定律,電渦流的磁場方向與線圈磁場正好相反,而這將改變探頭內線圈的阻抗值。而這個阻抗值的變化與線圈到被測物體之間的距離直接相關。感測器探頭連接到控制器後,控制器可以從感測器探頭內獲得電壓值的變化量,並以此為依據,計算出對應的距離值。電渦流測量原理可以運用於所有導電材料。由於電渦流可以穿透絕緣體,即使表面覆蓋有絕緣體的金屬材料,也可以作為電渦流感測器的被測物體。獨特的圈式繞組設計在實現感測器外形極致緊湊的同時,可以滿足其運轉於高溫測量環境的要求。
所有德國米銥的電渦流感測器都可以承受有灰塵,潮濕,油污和壓力的測量環境。盡管如此,電渦流感測器的使用也有一些限制。舉例來講,對於不同的應用,都需要做相應的線性度校準。而且,感測器探頭的輸出信號也會受被測物體的電氣和機械性能影響。然而,正是這些使用過程中的限制,使米銥公司的電渦流感測器擁有達到納米級別的解析度。目前,德國米銥公司電渦流感測器可以滿足100µm到100mm的測量量程。根據量程的不同,安裝空間也可以達到2mm到140mm的范圍。
離開位移感測器的機械工程幾乎是很難想像的。這些位移感測器被用來控制不同的運動,監控液位,檢查產品質量以及其他很多應用。這里我們談談感測器都可能面對哪些不同的情況以及惡劣的使用環境,以及如何客服不利因素。感測器經常被應用於非常惡劣的環境,例如油污,熱蒸汽或者劇烈波動的溫度。一些感測器還要在振動部件上使用,在強電磁場內或者需要離開被測物體一定的距離使用。對一些重要的應用,還需要對精度,溫度穩定性,解析度和截止頻率提出要求。針對這些限制,不同的測量原理各有優劣。這也意味著沒有統一的優化測量原理的方法。電渦流感測器又可以細分為屏蔽和非屏蔽兩種。使用屏蔽感測器,可以產生更窄的電磁場分布,而且感測器不會受放射性金屬的靠近影響。對於非屏蔽感測器,電磁線從感測器側面發射出來。而量程往往會大一些。正確的安裝對於信號質量至關重要。附近的其他物體也會影響信號。
eddyNCDT產品系列可以在滿足納米級解析度的同時,實現最大截止頻率達到25kHz。
電渦流感測器的一個典型應用是全自動焊接測試機。測試機用於焊縫質量控制。這里選用電渦流感測器的原因是,只有電渦流原理的感測器能夠承受由焊接機器人帶來的強大電磁場。測量還要滿足微米級別的精度以及4mm的量程。
Ⅱ 何謂渦流效應怎樣利用渦流效應進行位移測量
電渦流效應是指金屬導體置於交變磁場中會產生電渦流,且該電渦流所產生磁場的方向與原磁場方向相反的一種物理現象。
電渦流感測器的敏感元件是線知舉圈,當給線圈通以交變電流並使它接近金屬導體時,線圈產生的磁場就會被導體電渦流產生的磁場部分抵消,使線圈的電感量、阻抗和品質因數發生變化。
這種變化與導體的幾何尺寸、導電率、導磁率有關,也與線圈的幾何參量、電流的頻率和線圈到被測導體間的距離有關。
至於進行位移測量,者猛冊可根據實際的已知位移量來標定固定的線圈下的電感量首宏,從而以此進行位移的測量。
Ⅲ 渦流原理
渦流原理指當大塊導體放在時變磁場中時,導體中會激起感生電場,導體中電子在感生電場的驅動下就會形成電流,由於這種電流是閉合電流,因此叫渦電流即渦流。
渦流效應
法拉第電磁感應定律,當塊狀導體置於交變磁場或在固定磁場中運動時,導體內產生感應電流,此電流在導體內閉合,這種現象稱為渦流效應。
中文名:渦流效應
外文名:eddying effect
名稱:渦流效應
類別:物理學名詞
民用應用:電磁爐
工業應用;渦流探測等,感應加熱
所屬學科:電磁學
效果:通過渦流產生熱量
概述
如圖所示,在一根導體外面繞上線圈,並讓線圈通入交變電流,那麼線圈就產生交變磁場。由於線圈中間的導體在圓周方向是可以等效成一圈圈的閉合電路,閉合電路中的磁通量在不斷發生改變,所以在導體的圓周方向會產生感應電動勢和感應電流,電流的方向沿導體的圓周方向轉圈,就像一圈圈的漩渦,所以這種在整塊導體內部發生電磁感應而產生感應電流的現象稱為渦流現象。
導體的外周長越長,交變磁場的頻率越高,渦流就越大。
應用
電磁爐
電磁爐採用了磁場感應渦流加熱原理,它利用交變電流通過線圈產生交變磁場,當磁場內的磁感線傳到含鐵質鍋的底部時,即會產生無數強大的小渦流,使鍋本身自行迅速發熱,然後再加熱鍋內的食物。
渦流效應感應加熱
利用足夠大的電力在導體中產生很大的渦流,導體中電流可以發熱,使金屬受熱甚至熔化。所以製造了感應爐,用來冶煉金屬。在感謹手應爐中,有產生高頻電流的大功率電源和產生交變磁場的線圈,線圈的中間放置一個耐火材料(例如陶瓷)製成的坩堝,用來放有待熔化的金屬。渦流感應加熱的應用很廣泛,如用高頻感應爐冶煉金屬,用高頻塑料熱壓機過塑,以及把渦流熱療系統用於治療,祥橡嫌金屬材料學中常用於感應淬火、感應退火等方法來提高工件的表面硬度與耐磨性。
感應加熱的優點:
1.非接觸式加熱,熱源和受熱物件可以不直接接觸
2.加熱效率高,速度快,可以減少表面氧化現象
3.容易控制溫度,提高加工精度
4.可實現局部加熱
5.可實現自動化控制
6.可減少佔地、熱輻射、雜訊和灰塵鋼盤在蹄型磁鐵的磁場中轉動,會在鋼盤中激起渦流,渦流在與磁場相互作用產生一個動態阻尼力,從而提供製動動力矩。這種制動方式常應用於電表的阻尼制動、高速機車制動的渦流閘等.
渦流效應渦流探測
渦流金屬探測器有一個流過一定頻率交變電流的探測線圈,該線圈產生的交變磁場在金屬物中激起渦流,隱蔽金屬物的等效電阻、如逗電感也會反射到探測線圈中,改變通過探測線圈電流的大小和相位,從而探知金屬物。渦流金屬探測器可用於探測行李包中的槍支、埋於地表的地雷、金屬覆蓋膜厚度等。
當然,在生產和生活中,有時也要避免渦流效應。如電機、變壓器的鐵芯在工作時會產生渦流,增加能耗,並導致變壓器發熱。要減少渦流,可採用的方法是把整塊鐵芯改成用薄片疊壓的鐵芯,削弱迴路電阻,減少發熱損失。
Ⅳ 感測器的定義是電渦流感測器的基本工作原理是何為電渦流效應
感測器亦稱換能器或變換器,它是將被測的某一物理量(或信號),按一定規律轉換為與其對應的另一種(或同種)物理量(或信號)並輸出的裝置。
1)根據被測物理量,可分為位移感測器、速度感測器、加速度感測器、溫度感測器、壓力感測器、雜訊感測器等。
2)按工作原理可分為應變式、壓電式、渦流式、電阻式、電容式、差動變壓器式等。
3)按能量傳遞方式可分為有源感測器和無源感測器。
電渦流感測器的基本原理
在感測器的端部有一線讓御圈,線圈通以頻率較高(一般為1MHz~2MHz)的交變電壓,當線圈平面靠近某一導體面時,由於線圈磁通鏈穿過導坦瞎岩體,使導體的表面層感應出一渦流,而此渦流所形成神態的磁通鏈又穿過原線圈,這樣原線圈與渦流「線圈」形成了有一定耦合的互感,最終原線圈反饋一等效電感。而耦合系數的大小又與二者之間的距離及導體的材料有關,當材料給定時,耦合系數與距離有關,其函數特徵為「S」型曲線,但可以選取它近似為線性的一段。所以電渦流感測器一般用來測量金屬表面的位移變化,也稱為位移感測器。
Ⅳ 怎樣利電用渦流效應進行位移測量
你說的是典型的電渦流位移感測器。網路上是這么說的基本原理:
電渦流位移感測器系統中的前置器中高頻振盪電流通過延伸電纜流入探頭線圈,在探頭頭部的線圈中產生交變的磁場。當被測金屬體靠近這一磁場,則在此金屬表面產生感應電流,與此同時該電渦流場也產生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場,由於其反作用,使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變(線圈的有效阻抗),這一變化與金屬體磁導率、電導率如困殲、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導體表面的距離等參數有關。通常假定金屬導體材質均勻且性能是線性和各項同性,則線圈和金屬導體系統的物理性質可由金屬導體的電導率б、磁導率尺搜ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導體表面的距離D、電流強度I和頻率ω參數來描述。則線圈特徵阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數來表示。通常我們能做到控制τ, ξ, б, I, ω這幾個參數在一定范圍內不變,則線圈的特徵阻抗Z就成為距離D的單值函數,雖然它整個函數是一非線性的,其函數特徵為"S"型曲線,但可以選取它近似為線性的一段。於此,通過前置器電子線路的處理,將線圈阻抗Z的變化,即頭部體線圈渣沖與金屬導體的距離D的變化轉化成電壓或電流的變化,輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化,電渦流位移感測器就是根據這一原理實現對金屬物體的位移、振動等參數的測量。
Ⅵ 生活中利用渦流效應的電器有什麼
生活中利用渦流效應的最典型的電器有電磁爐呀。
電磁灶是一種利用電磁感應原理將電能轉換為熱能睜薯的廚房電器。在電磁者姿灶內部,由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓,再經過控制電路將直流電壓轉換成頻率為20-40KHz的高頻電壓,高速變化的電流流過線圈會產生高速變化的磁場,當磁場內的磁力線通過金屬器皿(導磁又導電材料)底部金屬體內產首早絕生無數的小渦流,使器皿本身自行高速發熱,然後再加熱器皿內的東西。
Ⅶ 什麼事渦流效應,電渦流式感測器是怎樣實現探傷的
電渦流傳李悉感器探頭中埋有線圈,通過高頻交流電,其電場會在被測物體上產生渦流。被測物體必須是金屬,否則無法產生渦流。渦流電場又會反過來影響線圈中的阻抗。通過測量阻抗變化,可以對應出探頭到被測表面的間距。探傷我估計是看得到的信號是否均勻,如果被測物體內部有空隙和傷痕,也會影響測量信號。詳細可以參考德國米銥網液擾畝站,他們提鬧森供電渦流感測器
www.micro-epsilon.com.cn
Ⅷ 電渦流感測器的工作原理是什麼
渦流感測器是基於非接觸式的設備,用於測量導電目標的位置、位移、振盪和振動。渦流感測器用於需要高精度且操作環境惡劣的應用中。
渦流感測器根據磁感應原理工作。一個簡單的渦流感測器由一個驅動器和一個感應線圈組成。當交流電通過線圈時,它會產生交變磁場。當目標核差與該場接觸時,會在目標中感應出小電流。這些電流稱為渦流。目標中的渦流將清碧產生一個與感測器磁場相反的磁場並抵抗該磁場。感測器和目標之間的距離是兩個磁場相互作用的因素。因此,輸出電壓被校準為場相互作用的變化,這取決於距離。目標的表面積必須至少是探頭直徑的三倍。
渦流感測器的優點是價格便宜,能夠耐受惡答氏舉劣和骯臟的環境,尺寸更小,並且對感測器和目標之間間隙中使用的材料類型不敏感。
渦流感測器在需要高解析度且感測器與目標之間的間隙很大的應用中不太有用。
Ⅸ 電渦流式感測器有哪些應用
電渦流式感測器用於測量振動,位移,厚度,轉數,溫度,硬度等參數,還可以進行無損探傷。
電渦流式感測器是一種建立在渦流效應原理上的感測器。電渦流感測器能靜態和動態地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計量工具。電渦流感測器能准確測量被測體(必須是金屬導體)與探頭端面之間靜態和動態的相對位移變化。
原理編輯
根族閉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。
前置器中高頻振盪電流通過延伸電纜流入探頭線圈,在探頭頭部的線圈中產生交變的磁場。當被測金屬體靠近這一磁場,則在此金屬兆汪裂表面產生感應電流,與此同時該電渦流場也產生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場,由於其反作用,使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變(線圈的有效阻抗),
這一變化與金屬體磁導率、電導率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導體表面的距離等參數有關。通過前置器電子線路的處理,將線圈阻抗Z的變化,即頭部體線圈與金屬導體的距離D的變化轉化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表陵搭面之間的間距而變化,電渦流感測器就是根據這一原理實現對金屬物體的位移、振動等參數的測量。
過程
當被測金屬與探頭之間的距離發生變化時,探頭中線圈的Q值也發生變化,Q值的變化引起振盪電壓幅度的變化,而這個隨距離變化的振盪電壓經過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉化成電壓(電流)變化,最終完成機械位移(間隙)轉換成電壓(電流)。由上所述,電渦流感測器工作系統中被測體可看作感測器系統的一半,即一個電渦流位移感測器的性能與被測體有關。
分類:
按照電渦流在導體內的貫穿情況,此感測器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,但從基本工作原理上來說仍是相似的。電渦流式感測器最大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、速度、 應力、材料損傷等進行非接觸式連續測量,另外還具有體積小,靈敏度高,頻率響應寬等特點,應用極其廣泛。
Ⅹ 電渦流效應根據什麼原理而來,而根據此效應設計的感測器有哪款
電渦流效應屬於電磁感應原理,當一個通電線圈(交流)接近一個金屬表面時,在金屬表面就會形成一個渦流,該渦流也會頌稿產生一個垂直於金屬表面的磁場,從而影響野昌孝線圈的電感。渦流的大小與線圈與金屬表面的距離有關,當然與金屬的表面、材料等與相關。
根據此效應可以設計如下感測迅旁器:1.
位移感測器;2.
金屬探測器.
3.
金屬缺陷探測等