电涡流探头原理与安装
电涡流传感器的工作原理
电涡流传感器的工作原理
电涡流传感器是一种非接触式的测量传感器,它利用电涡流效应来检测目标物体的位置、形状和材料特性。
其工作原理如下:
1. 电涡流效应:当一个导体材料处于磁场中,通过导体的磁感应线圈,会形成一个环流在导体中流动。
这种环流被称为电涡流。
电涡流会在导体内部产生电阻,导致能量损失和热量产生。
2. 磁场感应:电涡流传感器通过磁感应线圈产生一个交变磁场。
当材料靠近传感器时,磁场感应到目标物体,并且导致目标物体内部也产生电涡流。
3. 电涡流的影响:目标物体产生的电涡流会改变传感器线圈的电感值和电阻值,从而影响传感器的输出信号。
这种改变与目标物体的特性(如电导率、导电材料的尺寸和形状等)相关。
4. 信号检测:传感器将输出信号传递给信号处理器,通过测量电感和电阻的变化来确定目标物体的位置、形状和材料特性。
总的来说,电涡流传感器通过感应目标物体内部的电涡流来检测目标物体的特性。
通过分析和处理传感器输出的信号,可以实现对目标物体的测量。
电涡流传感器的安装方法
电涡流传感器的安装方法据了解,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。
下面本文介绍电涡流传感器安装方法,有兴趣的小伙伴和本小编一起俩看看吧!电涡流传感器安装方法1探头的安装①探头插入安装孔之前,应保证孔内无杂物,探头能自由转动而不会与导线缠绕。
②为避免擦伤探头端部或监视表面,可用非金属测隙规测定探头的间隙。
③也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。
当探头间隙调整合适后,旋紧防松螺母。
此时应注意,过分旋紧会使螺纹损坏。
探头被固定后,探头的导线也应牢固。
延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。
任意的加长或缩短均会导致测量误差。
具体安装如图1所示。
当每个测点需要同时安装两个传感器探头,两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°±5°。
由于轴承盖一般是水平分割的,因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°,从原动机端看,分别定义为X探头(水平方向)和Y探头(垂直方向),X方向在垂直中心线的右侧,Y方向在垂直中心线的左侧。
如图2所示。
2延伸电缆的安装延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分,是涡流传感器的一个重要组成部分,所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏,应避免延伸电缆的高温环境。
探头与延伸电缆的连接处应锁紧,接头用热缩管包裹好,这样可以避免接地并防止接头松动。
在盘放延伸电缆时应避免盘放半径过小而折坏电缆线。
一般要求延伸电缆盘放直径不得小于55mm.3前置器的安装前置器应置于铸铝的盒子内,以免机械损坏及污染。
不允许盒子上附有多余的电缆,在不改变探头到前置器电缆长度的前提下,允许在同一个盒内装有多个前置器,以降低安装成本,简化从前置器到监视器的电缆布线。
采用适当的隔离和屏蔽接地,将信号所受的干扰降至最低限度。
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一种常见的非接触式传感器,广泛应用于工业领域。
它基于涡流现象,能够实时监测金属材料的属性和状态。
本文将详细介绍电涡流传感器的工作原理,并分点列出其关键工作步骤。
电涡流传感器的工作原理可以总结为以下几个关键步骤:1. 感应线圈产生交变磁场电涡流传感器中的感应线圈通过交流电源产生一个交变磁场。
这个磁场的频率通常在几百到几万赫兹之间,取决于具体的应用需求。
2. 磁场穿过金属材料交变磁场穿过待测试的金属材料,引发了涡流现象。
涡流是一种由磁场变化引起的电流环流。
涡流产生的大小和材料的导电性有关,导电性越高,涡流越大。
3. 涡流产生反向磁场由于涡流是由磁场变化引起的电流环流,它们产生了一个与感应磁场相反的磁场。
这种反向磁场与原始感应磁场之间的相对运动导致了一种称为涡流阻尼的现象。
涡流阻尼的强度与涡流的大小成正比。
4. 感应线圈检测反向磁场电涡流传感器中的感应线圈不仅负责产生交变磁场,还用于检测涡流产生的反向磁场。
当涡流存在时,感应线圈中感应到的信号会发生变化。
5. 信号处理和数据分析感应线圈检测到的信号会经过放大、滤波和数字化等处理步骤,然后通过数据分析算法来提取有用的信息。
这些信息可以包括金属材料的导电性、尺寸、形状等参数,或者是材料内部缺陷、裂纹等的存在。
6. 结果显示和应用最后,通过合适的显示设备,如计算机或显示器,将分析结果显示出来。
这些结果可以被应用于品质控制、非破坏性测试、金属材料分类等方面。
电涡流传感器的优点和应用范围包括但不限于:1. 非接触式测量电涡流传感器采用非接触式测量方式,不需要与待测试材料接触,避免了对材料的损坏或污染。
2. 高灵敏度和精度电涡流传感器对材料的微小变化也能够进行检测,具有较好的灵敏度和精度。
3. 宽波长范围电涡流传感器可以在几百赫兹至几万赫兹的频率范围内工作,能够适应不同材料和应用的需求。
4. 应用广泛电涡流传感器可以用于测量金属材料的导电性、硬度、温度等不同的属性,适用于制造业、航空航天、能源等多个领域。
电涡流探头原理及安装
电涡流(woliu)传感器探头(tin tou)的原理(yuanli)以及实际应用和安装一、概述(gi i sh u)我公司(9。
財si)#1s#2小汽轮机TSI (汽轮机监视系统)使用美国本特立•内华达公司生产的3500电涡流传感器系统,本系统为我公司#1、#2小机TSI系统提供准确可靠的监测数据。
在#1、#2小机TSI系统中主要使用了本特立.内华达公司的3500 XL 8 mm 电涡流传感器,这种电涡流传感器提供最大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil 的输出。
它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向位移、转速和相位的测量。
二、工作原理电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类,我公司主要使用高频反射式电涡流传感器,下面将对其工作原理作以阐述:电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的,但又彻底不同于电磁感应,并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。
电涡流的形成:现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的,此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成,于是形成为了许多闭合的回路。
当给线圈通入交变的电流时,由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的,所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。
在此电动势的作用下,形成为了许多旋涡形的电流,这种电流就称为电涡流。
电涡流传感器的工作原理如下图所示:i___探头文―当线圈中通过高频电流i时,线圈周围产生高频磁场,该磁场作用于金属体,但由于趋肤效应,不能透过具有一定厚度的金属体,而仅作用于金属表面的薄层内。
在交变磁场的作用下金属表面产生了感应电流le,即为涡流。
感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上,其方向与线圈原磁场方向相反。
这两个(lidng ge)磁场相互叠加,就改变了原来线圈的阻抗Z,Z的变化仅与金属导体的电阻率P、导磁率u、激励电磁强度i、频率f、线圈(xidnqudn)的几何形状r以及线圈与金属导体之间的距离有关。
简述电涡流传感器的工作原理
简述电涡流传感器的工作原理一、引言电涡流传感器是一种常用的非接触式测量仪器,具有高精度、高灵敏度、快速响应等优点,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
本文将从电涡流传感器的基本原理、结构组成和工作特点三个方面进行详细介绍。
二、基本原理电涡流传感器的测量原理是利用交变磁场作用在导体中产生涡流,根据涡流的大小和相位差来判断被测物体的状态。
当导体与磁场相对运动时,磁通量会发生变化,导致导体中产生涡流,并且涡流会产生反向磁场,从而抵消外部磁场。
因此,当被测物体移动或发生形变时,导体与磁场之间的距离或相对位置发生变化,进而影响到反向磁场的大小和相位差,最终通过电路输出信号。
三、结构组成电涡流传感器主要由控制系统、激励线圈、检测线圈和信号处理单元四个部分组成。
其中控制系统包括供电和控制电路,激励线圈用来产生交变磁场,检测线圈用来检测涡流信号,信号处理单元用来对检测到的信号进行放大、滤波、调理和输出等处理。
四、工作特点电涡流传感器具有以下几个特点:1. 非接触式测量:涡流传感器不需要与被测物体接触,避免了机械磨损和污染等问题。
2. 高精度:涡流传感器的分辨率可以达到亚微米级别,适合于高精度测量。
3. 快速响应:涡流传感器的响应时间可以达到毫秒级别,适合于高速运动物体的实时监测。
4. 范围广泛:涡流传感器可以对金属、非金属等各种材料进行测量,适用范围广泛。
五、总结综上所述,电涡流传感器是一种基于电磁原理的非接触式测量仪器,具有高精度、快速响应等优点,在机械加工、汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。
了解其基本原理、结构组成和工作特点,有助于我们更好地理解和应用电涡流传感器。
电涡流传感器基本原理以及转速测量的完整实例演示含原理图
电涡流传感器原理图1、什么是电涡流效应电感线圈产生的磁力线经过金属导体时,金属导体就会产生感应电流,且呈闭合回路,类似于水涡流形状,故称之为电涡流也叫做电涡流效应,其实是电磁感应原理的延伸;注意:电涡流传感器要求被测体必须是导体;传感器探头里有小型线圈,由控制器控制产生震荡电磁场,当接近被测体时,被测体表面会产生感应电流,而产生反向的电磁场;这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离;2、电涡流传感器的工作原理与结构主要由一个安置在框架上的扁平圆形线圈构成;此线圈可以粘贴于框架上,或在框架上开一条槽沟,将导线绕在槽内;下图为涡流传感器的结构原理,它采取将导线绕在聚四氟乙烯框架窄槽内,形成线圈的结构方式;;传感器线圈由高频信号激励,使它产生一个高频交变磁场φi,当被测导体靠近线圈时,在磁场作用范围的导体表层,产生了与此磁场相交链的电涡流ie,而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化;从能量角度来看,在被测导体内存在着电涡流损耗当频率较高时,忽略磁损耗;能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低,因此当被测体与传感器间的距离d改变时,传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L 均发生变化,于是把位移量转换成电量;这便是电涡流传感器的基本原理3、电涡流传感器的实际应用电涡流传感器测量齿轮转速的应用4、使用电涡流传感器时的注意事项对被测体的要求为了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,如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器,就必须考虑是否会产生交叉干扰,两个探头之间一定要保持规定的距离,被测体表面积应为探头直径3倍以上,当无法满足3倍的要求时,可以适当减小,但这是以牺牲灵敏度为代价的,一般是探头直径等于被测体表面积时,灵敏度降低至70%,所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积;对工作的温度的要求一般进口涡流传感器最高温度不大于180℃,而国产的只能达到120℃,并且这些数据来源于生产厂家,其中有很大的不可靠性,据相关的各种资料分析,实际上,工作温度超过70℃时,电涡流传感器的灵敏度会显著降低,甚至会造成传感器的损坏;对初始间隙的要求各种型号电涡流传感器,都在一定的间隙电压值下,它的读数才有较好的线性度,所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙;。
电涡流探头工作原理
电涡流探头工作原理
电涡流探头是一种用于检测金属材料表面缺陷的非接触式检测装置。
其工作原理基于涡流效应,涡流效应是指当导体材料置于交变电磁场中时,产生的感应电流所激发的电流环流。
具体工作原理如下:
1. 提供交变电流:电涡流探头通过外部供电源提供交变电流。
通常,电涡流探头是由线圈和交流电源组成的。
2. 电磁感应:当电涡流探头靠近目标金属表面时,交变电流会在金属表面内产生交变磁场。
3. 涡流感应:金属材料内部的交变磁场通过涡流效应作用,会产生感应电流。
这些感应电流会沿着金属表面形成环形或螺旋状电流路径。
4. 电磁衰减:产生的涡流感应电流会导致金属材料内部的电磁能量衰减。
这种衰减与金属材料表面是否存在缺陷有关。
5. 探测缺陷:电涡流探头检测感应电流的大小和衰减率。
缺陷会改变感应电流的幅度和衰减速度。
通过测量感应电流的变化,可以判断金属材料表面是否有缺陷,如裂纹、坑洞、腐蚀等。
总之,电涡流探头工作原理是利用交变电流激发金属材料内的涡流感应电流,并通过测量感应电流的变化来检测金属材料表面的缺陷。
这种非接触式的检测方法广泛应用于金属材料的质量控制和无损检测领域。
电涡流式传感器工作原理
电涡流式传感器工作原理
电涡流式传感器是一种非接触式传感器,主要利用了电涡流效应来测量物体的位置、形状、速度等参数。
其工作原理如下:
1. 传感器的工作基于电磁感应原理,其中包括了物体的相对运动、时变磁场和感应电动势之间的相互作用。
2. 传感器中的探测线圈通常由薄线圈绕组构成,通过电流激励线圈产生交变磁场。
3. 当目标物体靠近传感器时,它会产生电涡流,即由于交变磁场的存在而在目标物体表面产生感应电流。
4. 感应电流的大小和方向取决于目标物体的导电性和形状,并且具有弱化交变磁场的作用。
5. 接收线圈位于激励线圈旁边,用于感应目标物体产生的电涡流。
6. 接收线圈在感应电流的作用下产生感应电动势,该电动势的大小和方向与感应电流成正比。
7. 通过测量接收线圈的感应电动势,可以推断出目标物体的位置、形状、速度等参数。
电涡流式传感器的优点是具有快速响应、高精度、非接触式测
量、无需额外装置等特点。
它可以用于工业自动化、机械加工、材料检测等领域。
电涡流传感器的原理
电涡流传感器的原理
电涡流传感器是一种常用于测量金属表面缺陷和非磁性金属材料厚度的传感器。
其原理基于电涡流的产生和检测。
电涡流是一种由导体中感应电流产生的涡流,当导体表面处于变化的磁场中时,就会产生电涡流。
利用这种现象,可以通过测量电涡流的强度和频率来获得有关被测物体的信息。
电涡流传感器通常由一个线圈和一个交流电源组成。
当电流通过线圈时,会产生一个变化的磁场。
如果将这个线圈放置在一个金属表面附近,金属表面就会感应出电涡流。
这些电涡流会改变线圈的电流,从而可以通过测量线圈的电流变化来获取金属表面的信息。
通过改变线圈的频率和幅度,可以实现对不同金属材料和不同表面缺陷的检测。
电涡流传感器可以检测金属表面的裂纹、腐蚀、氧化等缺陷,还可以测量金属材料的厚度、导电性等参数。
由于电涡流传感器无需直接接触被测物体,所以可以实现非接触式的测量,避免了对被测物体的损坏。
电涡流传感器广泛应用于航空航天、汽车制造、金属加工等领域。
在航空航天领域,电涡流传感器可以用于检测飞机表面的裂纹和腐蚀,确保飞机的安全飞行。
在汽车制造领域,电涡流传感器可以用于检测汽车发动机的缸体和活塞的表面缺陷,提高汽车的质量和性能。
在金属加工领域,电涡流传感器可以用于测量金属材料的厚度
和导电性,保证产品质量。
总的来说,电涡流传感器利用电涡流的产生和检测原理,实现了对金属表面缺陷和非磁性金属材料厚度的高精度测量。
它具有非接触式测量、高灵敏度、高精度等优点,被广泛应用于各个领域,发挥着重要作用。
本特利电涡流传感器工作原理、安装及常见故障总结处理
引言在笔者所在单位大空分空气透平压缩机、天然气转化制甲醇合成气压缩机,低密度聚乙烯循环气压缩机等大型旋转机械上都使用本特利电涡流传感器来测量压缩机的轴的位移、振动及转速等,本文说明了电涡流传感器的构成及工作原理,介绍其在大型旋转机械设备监测中的应用、安装方法并总结常见故障。
1本特利监测系统结构1.1本特利电涡流传感器的构成电涡流传感器系统由三个部分组成,分别是传感器探头、延伸电缆、前置放大器。
传感器探头内部含有一个线圈,探头的端部由聚苯撑硫(PPS )材料组成,线圈被厚实的封装到探头的端部,探头壳体材料为不锈钢,线圈与75欧姆宽带同轴电缆相连,同轴电缆中心是导体芯,有中心向外展开依次为绝缘层、内屏蔽层、外屏蔽层(网状屏蔽层)和外护套,内屏蔽层和线圈相连,外屏蔽层不和线圈相连,延伸电缆同样为同轴电缆,两端的接头分别与探头和前置放大器相连接。
前置器是一种内部装有振荡电路和调制解调器测量电路的密闭金属盒,接收电涡流传感器和延伸电缆的信号,需要给前置器的电压VT 端和公共端COM 端输入-17.5VDC ~-26VDC 的驱动电压。
前置器的VOUT 端为输出端。
传感器系统的结构构成图如图1所示。
图1传感器系统的结构构成图1.2本特利监测系统结构组成监测系统由电涡流传感器系统,3500监测模块组成,其中前置器接收由探头和延伸电缆传输的信号,并将其转换为3500监测模块接收的电压信号,通过内部逻辑运算,向各保护装置(DCS 和SIS )送出模拟量和数字量信号。
3500系统模块组件如图2所示。
1.3电涡流传感器工作原理电涡流传感器是一种相对式非接触传感器,前置器的振荡电路产生的高频振荡电流流入探头内部线圈,线圈中便会产生交变的磁场,当被测金属转轴靠近这一交变磁场,就会在转轴表面产生感应电流,同时,该感应电流也产生一方向与探头内部线圈方向相反的交变磁场,两个磁场相叠加,将改变线圈的阻抗。
该线圈阻抗可近似看成是探头顶部到金属表面间隙的单值函数,即两者之间成正比例关系。
电涡流式传感器工作原理
电涡流式传感器工作原理
电涡流式传感器是一种常用的非接触式测量设备,它通过利用电磁感应的原理实现对物体表面微小变化的测量。
电涡流式传感器的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 产生交变磁场
电涡流式传感器使用的是一种非接触式的测量方法,它并不会直接接触被测物体。
因此,在测量之前,需要先产生一个交变磁场。
这个磁场的频率通常在kHz或者MHz的范围内,其强度和形状也会根据不同的应用场景进行调整。
2. 感应涡流
当交变磁场与被测物体进行交互作用时,会在物体表面上产生涡流。
这种电涡流会随着交变磁场的变化而发生变化,因此可以用来间接地测量被测物体的微小变化。
涡流的强度和形状与被测物体的电导率、磁导率、几何形状等因素有关。
3. 检测信号
感应到涡流之后,电涡流式传感器会将其转换成一个检测信号。
这个检测信号的特征与涡流的强度和形状有关,通常会被放大、滤波和数字化处理。
4. 分析数据
最后,电涡流式传感器会对检测到的数据进行分析和处理。
这个处理过程可能包括去噪、滤波、计算等等。
最终,可以得到一个数值化的结果,用来描述被测物体的微小变化。
总之,电涡流式传感器是一种依靠电磁感应原理进行测量的设备,它可以通过交变磁场感应出被测物体表面的涡流,并将其转换成可检测的信号。
电涡流式传感器广泛应用于材料、机械、电子等领域中,具有快速、高精度、非接触等特点。
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器工作原理
一块金属放置在一个扁平线圈附近,相互并不接触,当线圈中通过以高频正弦交变电流时,线圈周围的空间就产生交变磁场,此交变磁场在邻近的金属导体中产生电涡流:而此电涡流也产生交变磁场阻碍外磁场的变化,由于磁场的反作用,使线圈中电流和相位都发生变化,也引起线圈中的等效在阻抗发生变化,线圈的电感量也发生变化,因此可用线圈阻抗的变化来反映金属导体的电涡流效应,
电涡流位移传感器是以高频电涡流效应为原理的非接触式位移传感器。
前置器内产生的高频振荡电流通过同轴电缆流入探头线圈中,线圈将产生一个高频电磁场。
当被测金属体靠近该线圈时,由于高频电磁场的作用,在金属表面上就产生感应电流,既电涡流。
该电流产生一个交变磁场,方向与线圈磁场方向相反,这两个磁场相互叠加就改变了原线圈的阻抗。
所以探头与被测金属体表面距离的变化可通过探头线圈阻抗的变化来测量。
前置器根据探头线圈阻抗的变化输出一个与距离成正比的直流电压。
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器是一种非接触式传感器,利用了电涡流现象进行测量。
其工作原理可以简单描述如下:
1. 电涡流现象:当导体材料处于可变磁场中时,由于磁通的变化会在导体表面诱导出涡流,这被称为电涡流现象。
2. 传感器结构:电涡流传感器通常由一个线圈和一个可变磁场源组成。
线圈中通以高频交流电流,产生一个可变的磁场。
3. 目标物体接近传感器:当目标物体接近传感器时,目标物体会改变传感器的磁场分布。
这是因为目标物体本身也具有导电特性,导致磁场穿过目标物体时,被诱导出额外的涡流。
4. 电涡流的影响:目标物体导致涡流的存在,会改变线圈的电阻和自感。
这些变化会导致线圈的阻抗发生变化。
5. 阻抗测量:通过测量线圈的阻抗变化,可以得到目标物体与传感器之间的距离或其它相关信息。
通常借助电桥等电路来实现精确的阻抗测量。
6. 数据处理:传感器的输出信号经过放大、滤波和AD转换等处理后,才能得到最终的距离测量结果或其它相关信息。
总结:电涡流传感器利用物体对传感器磁场的干扰来获取目标物体的相关信息。
通过测量阻抗变化来间接测量目标物体与传感器之间的距离、速度、位置或其它与电涡流现象有关的特性。
电涡流传感器的原理及应用
电涡流传感器的原理及应用一、电涡流传感器的原理电涡流传感器(电涡流探测器,Eddy Current Sensor,ECS)是一种基于电涡流原理的在线实时测定仪器。
它利用的原理是,当在一个电磁介质中产生电磁场时,电流会在介质中流动产生电涡流,电涡流的流动方向及大小受介质的性质和电磁场强度的影响,而这些变化则反映出物体的变化。
电涡流传感器,全称Eddy Current Sensor,是一种非接触式的电磁传感器,它大多用于测量内部和表面的特性非常好的金属材料,也可以用于测量金属孔道内部的特性,它非常容易安装在设备上而且具有噪声抑制功能,可以用于测量各种形状的物体,它可以把一个对象转换成电信号,并且可以监测其变化。
电涡流传感器是一种可用于在线测量和检测金属材料和金属表面的电磁测量仪器,它利用在磁介质沿磁次中的电阻(电导)变化而发出信号,从而实现对金属表面形状及组成的测量。
电涡流传感器有很多种类,如抗聚焦传感器,分解焦点传感器,曝光传感器,轨迹传感器,缝隙传感器,缺陷检测传感器等。
电涡流传感器的基本原理是利用电磁感应原理,在电磁介质中产生一个被称为涡流的微小电流,并利用涡流形成的电磁场来检测物体的变化。
具体来说,当在电磁介质中产生一个电磁场时,电流在介质中流动,这些电流构成了电涡流,电涡流的流动方向及大小受介质的性质和电磁场强度的影响,而这些变化则反映出物体的变化。
二、电涡流传感器应用1、缝隙检测电涡流传感器可以用于测量金属缝隙的大小,缝隙是指一个金属件上不规则的空洞。
电涡流传感器的安装通常放在缝隙的一端,通过检测缝隙的大小,进而可以检测到另一端的特性。
2、缺陷检测电涡流传感器可以用于检测金属材料内部的缺陷,可以检测到金属材料的裂纹、气孔等缺陷,即使这些缺陷细微,也可以被电涡流传感器检测到。
3、表面形貌检测电涡流传感器可以用于测量金属表面形貌,即金属表面的凹凸、高低等等,这对于精细化加工非常重要,可以帮助提高最终产品的精度。
浅谈电涡流式传感器的安装
浅谈电涡流式传感器的安装汽轮机监测仪表系统(TSI)是以测量机械位移量为基础的仪表,用于汽轮机测量机械位移量的传感器有三种:1.电涡流式传感器;2.螺管式差动变压器;3.磁电式速度传感器;在汽轮机的监测项目中,除汽缸绝对膨胀以及轴承瓦振这两个项目外,几乎所有的其他监测项目均可采用电涡流式传感器作为测量的一次元件。
采用电涡流式传感器的监测项目主要有:1.汽轮机转速;2.转子轴向位移;3.转子与汽缸间的相对膨胀;4.转子偏心及键相位;5.转轴振动;可以看出,电涡流式传感器是系统中测量位移的主要测量元件。
因此,掌握电涡流式传感器的正确安装方法对我们现场的测量和维修都有很大帮助。
1.电涡流式传感器探头安装电涡流探头安装时,要求被测金属表面没有凹凸不平的现象,如锻造的痕迹、划伤、孔眼或键槽。
当两个探头安装距离较近时,要防止交叉耦合,如图1所示,水平方向安装了测量轴向位置的探头,垂直方向按转了测量径向位置的探头,两个探头安装的太近,顶端的磁场会产生交叉耦合,使前置放大器输出信号上叠加一个小幅度的交流信号,产生测量误差,因此,安装时,两个探头顶端的安装间距至少使磁场不会产生相互交叉。
图1磁场交叉耦合示例另外,由于电涡流式传感器所产生的电磁场沿探头顶端向外延伸。
因此,探头周围不应有导磁材料,否则也会产生错误的信号。
安装时,通过适当调整探头间隙或扩孔,可避开导磁材料,以保证测量的准确性。
在安装探头支架时,固定探头的支架必须紧固,还应检查其共振频率,该频率一般至少是被测机械转速的十倍。
测量探头支架应与被测面垂直,探头中心线偏离垂线小于15度时,一般不会影响传感器系统的性能。
键相信号是转速和相位测量的参考标记。
键相探头必须径向安装而不能轴向安装。
轴位移可能引起键相槽偏离测量探头,得不到键相信号。
1.延伸电缆的安装在安装延伸电缆前,应保证延伸电缆的电气长度加上探头引线的长度等于前置器所要求的电气长度。
在布设电缆前,将信号识别标签装在电缆末端的聚四氟乙烯套管下,通过对热缩套加热固定标签,其热源温度不超过149。
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器是一种非接触式的测量传感器,它利用了涡流效应来检测目标物体的位置、形状、尺寸和材料等参数。
该传感器由一个发射线圈和一个接收线圈组成。
当发射线圈通过交流电源产生变化的电流时,会在其周围产生一个变化的磁场。
如果目标物体靠近传感器并且是导电的,那么它将对线圈产生干扰,导致磁场的变化。
接收线圈会检测到这些变化,并将其转化为电信号。
通过测量接收线圈的输出信号,我们可以分析目标物体与传感器之间的距离、相对速度和方向等信息。
这是因为目标物体和线圈之间的距离越近,干扰引起的磁场变化越大;而目标物体的运动速度和方向会影响到干扰的频率和相位。
电涡流传感器的工作原理可以归结为一种非接触式的电感耦合方法,因此它适用于在液体、灰尘和油膜等环境中进行测量。
此外,由于它不需要与目标物体直接接触,因此可以实现无磨损和长寿命的测量。
电涡流传感器在工业自动化、非破坏性检测、车辆控制等领域中得到广泛应用。
它可以用于测量金属零件的直径、圆度和表面质量,检测金属材料的裂纹和疲劳程度,以及监测转子的转速和位置等。
同时,它还可以用于检测传动带、刹车片和轮胎等部件的磨损程度,以及判断涡轮增压器和发动机的工作状态。
电涡流传感器的工作原理
电涡流传感器的工作原理
电涡流传感器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当导体在磁场中运动或者磁场通过导体变化时,就会产生感应电动势。
电涡流传感器利用这个原理来检测目标物体的位置、形状、运动状态等。
传感器通常由一个线圈和一个金属盘组成。
线圈通常由高频交流电源驱动,产生一个变化的磁场。
金属盘则安装在要被检测的物体上。
当磁场通过金属盘时,盘内就会产生电流。
这是因为金属盘内的电导体会受到磁场的影响,导致电子在盘内自由移动,产生感应电流,这种被称为电涡流。
感应电流的大小与金属盘的导电性、盘的厚度以及磁场的强度和频率有关。
当金属盘相对于线圈位置发生改变时,感应电流的大小也会发生变化。
传感器通过测量感应电流的改变来判断物体的位置和运动状态。
此外,电涡流传感器还可以利用金属盘的阻尼效应来测量物体的材料性质。
当金属盘中的感应电流流过导体时,会产生电磁力,对金属盘进行阻尼。
根据阻尼的程度可以推测物体的导电性和材料。
总的来说,电涡流传感器通过测量金属盘中的感应电流来获取物体的位置、形状、运动状态以及材料性质等信息。
这种传感器具有无接触式、高精度、快速响应和可靠性强等优点,在工业、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。
简述电涡流式传感器的工作原理
简述电涡流式传感器的工作原理一、引言电涡流式传感器是一种常用的非接触式测量传感器,具有高精度、高灵敏度、无磨损等优点,广泛应用于机械加工、航空航天、汽车制造等领域。
本文将详细介绍电涡流式传感器的工作原理。
二、电涡流现象在介绍电涡流式传感器的工作原理之前,需要先了解电涡流现象。
当导体在磁场中运动时,由于磁通量的变化会在导体中产生感应电动势,从而使导体中出现环流,这种环流就称为电涡流。
电涡流会产生热量和磁场,并对导体产生阻力。
三、电涡流式传感器结构电涡流式传感器由探头和信号处理部分组成。
探头通常由一个线圈和一个金属盘组成。
线圈通常是一个螺旋形的线圈,在金属盘上固定,并与信号处理部分连接。
信号处理部分包括功率放大器和滤波器等部件。
四、工作原理当金属盘靠近探头时,由于金属盘的运动会引起磁通量的变化,从而在金属盘中产生电涡流。
这些电涡流会对探头产生磁场,从而改变线圈的电阻和电感,进而改变线圈的共振频率。
这个频率的变化可以被功率放大器和滤波器等信号处理部分检测到,并转换成输出信号。
五、优点和应用电涡流式传感器具有高精度、高灵敏度、无磨损等优点,广泛应用于机械加工、航空航天、汽车制造等领域。
例如,在机械加工中,可以使用电涡流式传感器来测量工件表面的平整度和直径等参数;在航空航天中,可以使用电涡流式传感器来检测飞机发动机叶片的裂纹和磨损情况;在汽车制造中,可以使用电涡流式传感器来检测刹车盘和轮毂的磨损情况。
六、总结本文详细介绍了电涡流式传感器的工作原理,包括电涡流现象、结构、工作原理以及优点和应用等方面。
通过了解电涡流式传感器的工作原理,可以更好地理解和应用这种传感器,在实际工作中发挥更大的作用。
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器工作原理
电涡流传感器是一种无接触式测量仪器,主要用于检测金属表面缺陷、腐蚀程度和涂层厚度等参数。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律,利用交变磁场在导体内产生的感应电流来检测物体表面的变化。
当一个金属导体靠近电涡流传感器时,传感器会发出一个高频交变磁场。
这个磁场会穿过金属导体并在其中产生感应电流。
由于感应电流的存在,金属导体会产生一个相反的磁场,从而抵消掉传感器发出的磁场。
这种现象被称为“电涡流”。
传感器会通过测量感应电流的大小和相位差来确定金属导体的
各项物理参数。
例如,如果金属表面有缺陷或腐蚀,那么感应电流的强度和相位差就会发生变化,传感器可以根据这些变化来判断金属表面的情况。
总之,电涡流传感器的工作原理基于金属内部感应电流产生的磁场。
通过测量感应电流的强度和相位差,可以确定金属表面的各项物理参数,从而实现对金属材料的无损检测。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电涡流传感器探头的原理以及实际应用和安装一、概述我公司#1、#2小汽轮机TSI(汽轮机监视系统)使用美国本特立.内华达公司生产的3500 电涡流传感器系统,本系统为我公司#1、#2小机TSI系统提供准确可靠的监测数据。
在#1、#2小机TSI系统中主要使用了本特立.内华达公司的3500 XL 8 mm 电涡流传感器,这种电涡流传感器提供最大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil 的输出。
它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向位移、转速和相位的测量。
二、工作原理电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类,我公司主要使用高频反射式电涡流传感器,下面将对其工作原理作以阐述:电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的,但又完全不同于电磁感应,并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。
电涡流的形成:现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的,此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成,因而形成了许多闭合的回路。
当给线圈通入交变的电流时,由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的,所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。
在此电动势的作用下,形成了许多旋涡形的电流,这种电流就称为电涡流。
电涡流传感器的工作原理如下图所示:当线圈中通过高频电流i时,线圈周围产生高频磁场,该磁场作用于金属体,但由于趋肤效应,不能透过具有一定厚度的金属体,而仅作用于金属表面的薄层内。
在交变磁场的作用下金属表面产生了感应电流Ie,即为涡流。
感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上,其方向与线圈原磁场方向相反。
这两个磁场相互叠加,就改变了原来线圈的阻抗Z,Z的变化仅与金属导体的电阻率ρ、导磁率u、激励电磁强度i、频率f、线圈的几何形状r以及线圈与金属导体之间的距离有关。
线圈的阻抗可以用如下的函数式表示:Z=F(ρ、u、i、f、d)。
当被测对象的材料一定时,ρ、u为常数,仪表中的i、f、d也为定值,于是Z就成为距离d的单值函数。
三、实际应用电涡流传感器以其测量线性范围大,灵敏度高,结构简单,抗干扰能力强,不受油污等介质的影响,特别是非接触测量等优点,而得到了广泛的应用。
在火电厂中主要应用在以下几个监测项目:1、转子转速:在机组运行期间,连续监视转子的转速,当转速高于给定值时发出报警信号或停机信号。
其工作原理:根据电涡流传感器的工作原理可知,趋近式电涡流探头和运行的转子齿轮之间会产生一个周期性变化的脉冲量,测出这个周期性变化的脉冲量,即可实现对转子转速的监测。
2、转子零转速:零转速是机组在一种低于最小旋转速度下运转的指示,这是为了防止机组在停车期间转轴的重力弯曲。
工作原理和转子转速工作原理相同。
3、偏心:转子的偏心是其受热应力弯曲的一种指示,它是在齿轮机构盘车时观测到的,它为转子不对中提供可靠、准确的监测数据。
涡流探头可以连续监测偏心度的峰-峰值,此值和键相脉冲同步。
其工作原理:偏心探头安装在汽轮机前轴承箱内轴颈处,其核心部分是一个电感线圈。
当大轴旋转时,如果有偏心度,则轴与电感线圈的距离出现周期性的变化,使电感线圈的电感量产生周期性的变化,测出这个电感量的变化值,就可以测出轴的偏心度。
4、键相:键相是描述转子在某一瞬间所在位置的一个物理量,键相探头和偏心探头一起监测大轴的偏心度,能够准确反应出大轴发生偏心的具体相位角。
其工作原理:键相测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸槽,称为键相标记。
当这个凹槽或凸槽转到探头位置时,相当于探头与被测面之间距离发生改变,传感器会产生一个脉冲信号,轴每转一圈就会产生一个脉冲信号,产生的时刻表明了轴在每转周期中的位置。
因此通过将脉冲信号与轴的振动信号进行比较,就可以确定振动的相位角。
5、振动:电涡流探头主要监视主轴相对于轴承座的相对振动。
其工作原理:电涡流探头的线圈和被测金属体之间距离的变化,可以变换为线圈的等效电感、等效阻抗和品质因素三个电参数的变化,再配以相应的前置放大器,可进一步把这三个电参数变换成电压信号,即可实现对振动的测量。
振动产生主要有以下几个原因:(1)由于机组运行中中心不正而引起振动。
机组运行中若真空下降,将使排汽温度升高,后轴承上抬,因而破坏机组中心引起的振动。
(2)由于转子质量不平衡而引起振动。
(3)由于转子发生弹性弯曲而引起振动。
(4)由于轴承油膜不稳定而引起振动。
(5)由于汽轮机内部发生摩擦而引起振动。
(6)由于水冲击而引起振动。
(7)汽轮机在达到临界转速时发生振动。
6、轴向位移:轴向位移是指机组内部转子沿轴心方向,相对于推力轴承二者之间的间隙而言。
通过对轴向位移的测量,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轴向变化。
它的工作原理与振动测量原理相同,但是需要说明一点,轴向位移的测量经常与轴向振动搞混。
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,用峰峰值表示,它与平均间隙无关。
7、胀差:机组在运行时转子受热要发生膨胀,因为转子受推力轴承的限制,所以只能沿轴向往低压侧伸长。
由于转子体积小,而且直接受蒸汽的冲击,因此升温和热膨胀比较快,而汽缸的体积较大,升温和热膨胀相对要慢一些。
当转子和汽缸的热膨胀还没有达到稳定之前,它们之间存在的热膨胀值简称胀差。
关于胀差方向的规定:在机组启动或增负荷时,是一个蒸汽对金属的加热过程,转子升温快于汽缸,大于汽缸的膨胀值称为正胀差。
在停机或减负荷时,是一个降温过程,转子降温快于汽缸,所以转子收缩的快,也就是转子的轴向膨胀值小于汽缸的膨胀,称为负胀差。
四、电涡流传感器的安装1、安装注意事项(1)探头的安装间隙。
(2)探头头部与安装面的安全间距。
(3)电缆转接头的密封与绝缘。
(4)探头抗腐蚀性。
(5)各探头间的最小间距。
(6)探头安装支架的牢固性。
(7)探头所带电缆、延伸电缆的安装。
(8)探头的高温高压环境。
2、影响传感器特性的因素:(1)被测体表面平整度对传感器的影响不规则的被测体表面,会给实际测量带来附加误差,因此被测体表面应该平整光滑,不应存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。
(2)被测体表面磁效应对传感器的影响电涡流效应主要集中在被测体表面,如果由于加工过程中形成残磁效应,以及淬火不均匀、硬度不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器特性。
(3)被测体表面镀层对传感器的影响被测体表面的镀层对传感器的影响相当于改变了被测体材料,视其镀层的材料、厚薄,传感器的灵敏度会略有变化。
(4)被测体表面尺寸对传感器的影响由于探头线圈产生的磁场范围是一定的,而被测体表面形成的涡流也是一定的。
这样就对被测体表面大小有一定要求。
通常,当被测体表面为平面时,以正对探头中心线的点为中心,被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上。
当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时,一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上,否则传感器的灵敏度会下降,被测体表面越小,灵敏度下降越多。
实验测试,当被测体表面大小与探头头部直径相同,其灵敏度会下降到72%左右。
被测体的厚度也会影响测量结果。
被测体中电涡流场作用的深度由频率、材料导电率、导磁率决定。
因此如果被测体太薄,将会造成电涡流作用不够,使传感器灵敏度下降。
3、传感器的安装要求(1)对工作温度的要求一般涡流传感器的最高允许温度≤180ºC,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)对被测体的要求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。
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。
(3)对探头支架的要求探头通过支架固定在轴承座上,支架应有足够的刚度以提高其自振频率,避免或减小被测体振动时支架的受激自振。
(4)对初始间隙的要求电涡流传感器应在一定的间隙电压(传感器顶部与被测物体之间间隙,在仪表上指示一般是电压)值下,其读数才有较好的线性度,所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙。
转子旋转和机组带负荷后,转子相对于传感器将发生位移。
如果把传感器装在轴承顶部,其间隙将减少;如装在轴承水平方向,其间隙取决于转子旋转方向;当转向一定时,其间隙取决于安装在右侧还是左侧。
为了获得合适的工作间隙值,在安装时应估算转子从静态到转动状态机组带负荷后轴颈位移值和位移方向,以便在调整初始间隙时给予考虑。
根据现场经验,转子从静态到工作转速,轴颈抬高大约为轴瓦间隙的1/2;水平方向位移与轴瓦形式、轴瓦两侧间隙和机组滑销系统工作状态有关,一般位移值为0.05-0.20mm。
在调整传感器初始间隙时,除了要考虑上述这些因素外,还要考虑最大振动值和转子原始晃摆值。
传感器初始间隙应大于转轴可能发生的最大振幅和转轴原始晃摆值的1/2。
3、安装步骤(1)探头插入安装孔之前,应保证孔内无杂物,探头能自由转动而不会与导线缠绕。
(2)为避免擦伤探头端部或监视表面,可用非金属测隙规测定探头的间隙。
(3)也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。
当探头间隙调整合适后,旋紧防松螺母。
此时应注意,过分旋紧会使螺纹损坏。
探头被固定后,探头的导线也应牢固。
延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。
任意的加长或缩短均会导致测量误差。
前置器应置于铸铝的盒子内,以免机械损坏及污染。
不允许盒子上附有多余的电缆,在不改变探头到前置器电缆长度的前提下,允许在同一个盒内装有多个前置器,以降低安装成本,简化从前置器到监视器的电缆布线。
采用适当的隔离和屏蔽接地,将信号所受的干扰降至最低限度。
4、延伸电缆的安装延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分,是涡流传感器的一个重要组成部分,所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏,应避免延伸电缆的高温环境。
探头与延伸电缆的连接处应锁紧,接头用热缩管包裹好,这样可以避免接地并防止接头松动。
在盘放延伸电缆时应避免盘放半径过小而折坏电缆线。
一般要求延伸电缆盘放直径不得小于55mm.5、前置器的安装前置器是整个传感器系统的信号处理部分,要求将其安装在远离高温环境的地方,其周围环境应无明显的蒸汽和水珠、无腐蚀性的汽体、干燥、振动小、前置器周围的环境温度与室温相差不大的地方。
安装时前置器壳体金属部分不要同机壳或大地接触。
安装时必须避免有其他干扰信号影响测量电路。
6、转速、零转速、偏心、键相传感器安装间隙的锁定这四种传感器均可采用塞尺测量安装间隙的方法进行安装。
在探头端面和被测面之间塞入设定安装间隙厚度的塞尺,这四种传感器的安装间隙约为1.3mm 左右。