电涡流在线检测计数装置

❶ 用电涡流传感器实时监测轧制铝板厚度的装置，试画出测试装置图，简要说明其工作原理

电涡流式传感器由传感器激励线圈和被测金属体组成。根据法拉第电磁感应定律，当传感器激励线圈中通过以正弦交变电流时，线圈周围将产生正选交变磁场，是位于盖磁场中的金属导体产生感应电流，该感应电流又产生新的交变磁场。新的交变磁场阻碍原磁场的变化，使得传感器线圈的等效阻抗发生变化。

线圈阻抗的变化完全取决于被测金属的电涡流效应，分别与以上因素有关。如果只改变式中的一个参数，保持其他参数不变，传感器线圈的阻抗Z就只与该参数有关，如果测出传感器线圈阻抗的变化，就可以确定该参数。在实际应用中，通常是改变线圈与导体间的距离x，而保持其他参数不变，来实现位移和距离测量。

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注意事项：

1、一般涡流传感器的最高允许温度≤180度，实际上如果工作温度过高，不仅传感器的灵敏度会显著降低，还会造成传感器的损坏，因此测量汽轮机高、中、低转轴振动时，传感器必须安装在轴瓦内，只有特制的高温涡流传感器才允许安装在汽封附近。

2、为防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出，安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间。若在测试过程中某一部位需要同时安装两个或以上传感器，为避免交叉干扰，两个传感器之间应保持一定的距离。

3、另外被测体表面积应为探头直径3倍以上，表面不应有伤痕、小孔和缝隙，不允许表面电镀。被测体材料应与探头、前置器标定的材料一致。

❷ 电涡流传感器的工作原理

电涡流传感器的工作原理：

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（与金属是否块状无关，且切割不变化的磁场时无涡流），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。

电涡流传感器系统以其独特的优点，广泛应用于电力、石油、冶金等行业，对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护。以及转子动力学研究和零件尺寸检验等方面。

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电涡流传感器实验基本原理是通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，关呈漩涡状，故称为涡流。

涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离x等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而改变磁线线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。

电涡流工作在非接触状态（线圈与金属体表面不接触），当线圈与金属以表面的距离x以外的所有参数一定时可以进行位移测量。

电涡流传感器侧测量方式：

位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的，一般来说小位移的测量通常有应变式、电感式、差动变压式、涡流式、霍尔传感器等方法来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量，由于电磁测量方式能直接输出电信号，方便转化，易于控制，所以应用的最为广泛。

电涡流传感器就属于电磁法的一种，结构简单，动态响应好，灵敏度高，分辨率高，可实现非接触测量受介质。与接触式测量传感器相比，非接触测量的方法由于不接触可以减少磨损。

与其他类型的位移传感器相比较，电涡流位移传感器具有长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、不受油污影响、结构简单等优点。

❸ 试用电涡流式传感器设计一在线检测的钢球计数装置,请画出检测原理框图和电路原框图。

工作原理摘要：电涡流式传感器将光信号转换成电信号从而检测被测目标的版一种装置。光权电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高，反应快，非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小。

它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温和气体成分等；也可用来检测能转换成光量的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度，以及物体形状、工作状态等。

缺点是有些压电材料需要防潮措施，输出直流响应差。为了克服这一缺点，需要高输入阻抗电路或电荷放大器。

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压电式传感器的主要参数：

（1）压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数，它直接影响压电输出的灵敏度。

（2）压电材料的弹性常数、刚度决定了压电器件的固有频率和动态特性。

（3）对于一定形状和尺寸的压电元件，其固有电容与介电常数有关，固有电容影响压电传感器的频率下限。

（4）在压电效应中，机械耦合系数等于转换输出能量（如电能）与输入能量（如机械能）之比的平方根，是衡量机电能转换效率的重要参数。压电材料。