电涡流传感器的工作原理?

电涡流传感器的工作原理？~

电涡流传感器是在传感器探头内线圈提供交变电流，利用导电物体接近时激发出电涡流，电涡流的磁场方向与线圈磁场相反，改变线圈阻抗值，根据阻抗值的变化测量距离，电涡流传感器eddyNCDT系列的典型应用是全自动焊接测试机，用于焊缝质量控制

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。

扩展资料：

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。

参考资料来源：百度百科-电涡流传感器

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的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。

扩展资料

电涡流传感器的应用

电涡流传感器系统以其独特的优点，广泛应用于电力、石油、化工等行业，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。

其特点是长期工作可靠性好、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。

参考资料来源：百度百科——电涡流传感器

电涡流传感器的工作原理

当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频信号，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的范围没有金属导体接近，则发射到这一范围内的能量都会被释放；反之，如果有金属导体接近探头头部，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，即改变了线圈的有效阻抗。这种变化与电涡流效应有关，也与静磁学效应有关（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参数有关）。

假定金属导体是均质的，其性能是线形和各向同性的，则线圈——金属导体系统的磁导率u、电导率σ、尺寸因子r、线圈与金属导体距离δ线圈激励电流I和频率ω等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数Z=F（u，σ，r，δ，I，ω）来表示。

如果控制u，σ，r，I，ω恒定不变，那么阻抗Z就成为距离的单值函数，由麦克斯韦尔公式，可以求得此函数为一非线形函数，其曲线为“S”型曲线，在一定范围内可以近似为一线形函数。

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δ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。

一般来说，传感器线圈的阻抗、电感和品质因数的变化与导体的几何形状、导电率和磁导率有关。也与线圈的几何参数、电流的频率以及线圈到被测导体间距有关。

如果控制上述参数中的一个参数改变，其余的不变，那么就可以构成测位移、测温度、测硬度等的各种传感器。

电涡流测量原理是一种非接触式测量原理。这种类型的传感器特别适合测量快速的位移变化，且无需在被测物体上施加外力。而非接触测量对于被测表面不允许接触的情况，或者需要传感器有超长寿命的应用领用意义重大。

严格来讲，电涡流测量原理应该属于一种电感式测量原理。电涡流效应源自振荡电路的能量。而电涡流需要在可导电的材料内才可以形成。给传感器探头内线圈提供一个交变电流，可以在传感器线圈周围形成一个磁场。如果将一个导体放入这个磁场，根据法拉第电磁感应定律，导体内会激发出电涡流。根据楞兹定律，电涡流的磁场方向与线圈磁场正好相反，而这将改变探头内线圈的阻抗值。而这个阻抗值的变化与线圈到被测物体之间的距离直接相关。传感器探头连接到控制器后，控制器可以从传感器探头内获得电压值的变化量，并以此为依据，计算出对应的距离值。电涡流测量原理可以运用于所有导电材料。由于电涡流可以穿透绝缘体，即使表面覆盖有绝缘体的金属材料，也可以作为电涡流传感器的被测物体。独特的圈式绕组设计在实现传感器外形极致紧凑的同时，可以满足其运转于高温测量环境的要求。

所有德国米铱公司的电涡流传感器都可以承受有灰尘，潮湿，油污和压力的测量环境。尽管如此，电涡流传感器的使用也有一些限制。举例来讲，对于不同的应用，都需要做相应的线性度校准。而且，传感器探头的输出信号也会受被测物体的电气和机械性能影响。然而，正是这些使用过程中的限制，使米铱公司的电涡流传感器拥有达到纳米级别的分辨率。目前，德国米铱公司电涡流传感器可以满足100µm到100mm的测量量程。根据量程的不同，安装空间也可以达到2mm到140mm的范围。

离开位移传感器的机械工程几乎是很难想象的。这些位移传感器被用来控制不同的运动，监控液位，检查产品质量以及其他很多应用。这里我们谈谈传感器都可能面对哪些不同的情况以及恶劣的使用环境，以及如何客服不利因素。传感器经常被应用于非常恶劣的环境，例如油污，热蒸汽或者剧烈波动的温度。一些传感器还要在振动部件上使用，在强电磁场内或者需要离开被测物体一定的距离使用。对一些重要的应用，还需要对精度，温度稳定性，分辨率和截止频率提出要求。针对这些限制，不同的测量原理各有优劣。这也意味着没有统一的优化测量原理的方法。
电涡流传感器又可以细分为屏蔽和非屏蔽两种。使用屏蔽传感器，可以产生更窄的电磁场分布，而且传感器不会受放射性金属的靠近影响。对于非屏蔽传感器，电磁线从传感器侧面发射出来。而量程往往会大一些。正确的安装对于信号质量至关重要。附近的其他物体也会影响信号。

eddyNCDT产品系列可以在满足纳米级分辨率的同时，实现最大截止频率达到25kHz。

电涡流传感器的一个典型应用是全自动焊接测试机。测试机用于焊缝质量控制。这里选用电涡流传感器的原因是，只有电涡流原理的传感器能够承受由焊接机器人带来的强大电磁场。测量还要满足微米级别的精度以及4mm的量程。

当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频信号，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的范围没有金属导体接近，则发射到这一范围内的能量都会被释放；反之，如果有金属导体接近探头头部，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，即改变了线圈的有效阻抗。这种变化与电涡流效应有关，也与静磁学效应有关（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参数有关）。

假定金属导体是均质的，其性能是线形和各向同性的，则线圈——金属导体系统的磁导率u、电导率σ、尺寸因子r、线圈与金属导体距离δ线圈激励电流I和频率ω等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数Z=F（u，σ，r，δ，I，ω）来表示。

如果控制u，σ，r，I，ω恒定不变，那么阻抗Z就成为距离的单值函数，由麦克斯韦尔公式，可以求得此函数为一非线形函数，其曲线为“S”型曲线，在一定范围内可以近似为一线形函数。

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δ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。

一般来说，传感器线圈的阻抗、电感和品质因数的变化与导体的几何形状、导电率和磁导率有关。也与线圈的几何参数、电流的频率以及线圈到被测导体间距有关。

如果控制上述参数中的一个参数改变，其余的不变，那么就可以构成测位移、测温度、测硬度等的各种传感器。

---

鄂尔多斯市13640632902： 电涡流传感器的工作原理? - ？
惠洋康容： 电涡流传感器的工作原理是通过对处于检测线圈形成的电磁场中的工件及周围空间区域列出麦克斯韦方程及定解条件,然后进行求解,以确定检测线圈的阻抗特性的变化与被检工件受影响因素之间的关系. 电涡流传感器采用的是感应电涡流原理...

鄂尔多斯市13640632902： 电涡流传感器的工作原理?？
惠洋康容： 电涡流传感器主要是利用电磁感应原理,探头线圈在交流电作用下产生磁场,接近有电磁效应的被测物时,被测物会产生电涡流,并产生一个与探头磁场相反的磁场,影响系统的阻抗,从而被系统检测到.

鄂尔多斯市13640632902： 位移探头电涡流传感器基本原理 ？
惠洋康容： 位移探头电涡流传感器基本工作原理:严格来讲,电涡流测量原理应该属于一种电感式测量原理.电涡流效应源自振荡电路的能量.而电涡流需要在可导电的材料内才可以形成.给传感器探头内线圈提供一个交变电流,可以在传感器线圈周围形成一个磁场.如果将一个导体放入这个磁场,根据法拉第电磁感应定律,导体内会激发出电涡流.

鄂尔多斯市13640632902： 怎样讲解电涡流传感器的工作原理 - ？
惠洋康容： 电涡流式传感器有时也叫电感式接近传感器.它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时,使物体内部产生涡流.这个涡流反作用到接近开关,使开关内部电路参数发生变化,由此识别出有无导电物体移近,进而控制开关的通或断.这种接近传感器所能检测的物体必须是导电体. 通常,电感式传感器由四大部分组成:线圈、振荡器、触发电路及放大输出电路.振荡器产生一个高频电磁场,由线圈引出,然后再在传感器的感应端发出.当金属目标接近这一电磁场时,金属物体内将产生涡流,涡流的产生将吸收电磁场和震荡器的能量.当金属物体不断靠近传感器端面,能量的被吸收而导致衰减,当衰减达到一定程度时,触发电路将触发开关输出信号,从而达到非接触式之检测目的.

鄂尔多斯市13640632902： 电涡流传感器测量原理是什么? - ？
惠洋康容： 原发布者:vicren123ECT-王素红------------------------------------------------------------利用电涡流传感器测量位移l电涡流传感器的工作原理一块金属放置在一个扁平线圈附近,相互并不接触,如图l所示.当线圈中通过以高频正弦交变电流时,线圈周围...

鄂尔多斯市13640632902： 电涡流传感器的测厚原理是什么? - ？
惠洋康容： 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的距离.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. 原理: ...

鄂尔多斯市13640632902： 利用电涡流传感器测量板材厚度的原理是什么 - ？
惠洋康容： 利用电涡流传感器测量板材厚度的原理是:当板材的厚度变化时,将使传感器探头与金属板间的距离改变,从而引起输出电压的变化. 如下图所示.为克服金属板移动过程中上下波动及带材不够平整的影响,常在板材上下两侧对称放置两个特性...

鄂尔多斯市13640632902： 电涡流式振动传感器的工作原理是什么? ？
惠洋康容： 电涡流式振动传感器是一种相对式的非接触式的传感器,它的传感器是以涡流效应作为工作原理的振动式传感器.它主要是通过被测物体和传感器顶端的距离变化来测量物体的振动和位移,这种传感器主要被运用于振动位移的测量.涡流式振动传感器的主要优点是线性作范围大,频率范围宽,灵敏度高等.

鄂尔多斯市13640632902： 电涡流式传感器的结构及工作原理?除了们移外,电涡流式传感器还能测哪些量? - ？
惠洋康容： 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. � 根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器.按照电涡流在导体内的贯穿情况, 此传感器可分为高频反射式和低频透射式两类, 但从基本工作原理上来说仍是相似的.电涡流式传感器最大的特点是能对位移、厚度、表面温度、速度、 应力、材料损伤等进行非接触式连续测量, 另外还具有体积小, 灵敏度高, 频率响应宽等特点, 应用极其广泛.

鄂尔多斯市13640632902： 电涡流传感器的原理是什么呢?? - ？
惠洋康容： KD2306是KD2300的更新产品,它采用轨导DIN式结构,具备卓越的分辨率和速度性能(0.1um分辨率,50kHz高响应),能满足各种实际需求.而且还可选择延长电缆、温度补偿等特殊需求.