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传感器4电涡流传感器精品PPT课件

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等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制:由于存在集肤效应,电涡 流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f, 可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低,检测深度越深。
间距x的测量:如果控制上式中的f、、、r不变,
电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数,这样就 成为非接触位移传感器。
齐平式传感器安装时可以不高出安装 面,不易被损害。
V系列电涡流位移传感器外形(参考浙江洞头开关厂资料)
30.11.2020
齐平式
22
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响, 例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、 磁导率、表面因素、距离等,因此电涡流传感 器的应用领域十分广泛,但也同时带来许多不 确定因素,一个或几个因素的微小变化就足以 影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性 测量。 在用作 定 量 测量时,必须采用逐点标 定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。
频率f越高,电涡流的渗透的深度就越 浅,集肤效应越严重。
二、等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的 函数表达式为:
Z=R+jωL=f(f、、、r、x)
式中的r为表面因子。
检测深度与激励源频率有何关系?
如果控制上式中的f、、、r不变,电涡流
线圈的阻抗Z就成为哪个变量的单值函数?属于 接触式测量还是非接触式测量?
2
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
集肤效应
电涡流传感器工作原理:当高频 (100kHz~2MHz)信号源产生的高频电压施 加到一个靠近金属导体附近的电感线圈L1时, 被测导体表面就产生电涡流i2。i2在金属导体 的纵深方向并不是均匀分布的,而只集中在 金属导体的表面,这称为集肤效应。

第五章电涡流式传感器PPT课件

第五章电涡流式传感器PPT课件
第36页/共55页
接近开关的核心部分是“感辨头”,它必须 对正在接近的物体有很高的感辨能力。在生 物界里,眼镜蛇的尾部能感辨出人体发出的 红外线。而电涡流探头就能感辨金属导体的 靠近。
变化的重复频率,从而测出转轴的转速,若转轴上开
z个槽(或齿),频率计的读数为f(单位为Hz),转速按下
式求得:
n 60 f z
3-46
第26页/共55页
图3-46 转速测量
(a) 带凹槽转轴
(b) 带凸槽转轴
第27页/共55页
(4)安全检测
图3-47 电涡流式通道安全检查门简图
第28页/共55页
第9页/共55页
图3-40 CZF型涡流式传感器的结构图
第10页/共55页
这种传感器的线圈与被测金属之间是磁性耦合的,并 利用其耦合程度的变化作为测量值,无论是被测体的 物理性质,还是它的尺寸和形状都与测量装置的特性 有关。作为传感器的测量装置的线圈仅为实际传感器 的一半,而另一半是被测体。
CZF型传感器的性能见表3-1。
限鉴 幅频 器器
功 率
显示器

大 器
记录仪
并联谐振回路的谐振频率为 f 1
2 LC0
第19页/共55页
当电涡流线圈与被测体的距离x改变时,电感量 L随之改变,引起LC振荡器的输出频率改变, 此频率可直接用计算机测量。用模拟仪表显示, 必须用鉴频器,将频率f转换为电压U。
5、电涡流传感器的应用
(1)位移测量 某些旋转机械,如高速旋转的汽轮机对轴向位移的 要求很高。当汽轮机运行时,叶片在高压蒸气推动 下高速旋转,它的主轴承受巨大的轴向推力。若主 轴的位移超过规定值时,叶片有可能与其他部件碰 撞而断裂。利用电涡流原理可以测量汽轮机主轴的 轴向位移、电动机轴向窜动等。电涡流轴向位移监 测保护装置电涡流探头的安装如图4—44所示。

电涡流式传感器PPT课件

电涡流式传感器PPT课件
第24页/共38页
测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪
第25页/共38页
测量尺寸、公差 及零件识别
通过测量间隙来测定 热膨胀引起的上下平
第26页/共38页
测量封口机工作间隙
间隙越大, 电涡流越小
第27页/共38页
测量注塑机开合模的间隙 间距
第28页/共38页
4.温度测量
在较小的温度范围内,导体的电阻率与温度的关系为
第10页/共38页
高频反射式 式
低频透射
第11页/共38页
测量电路之定频测距电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz) 用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流,引 起电涡流线圈端电压的衰减,再经高放、检波、低放电路,最 终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响(例如 两者之间的距离等参数)。
精选课件ppt22位移传感器的分类位移传感器的分类精选课件ppt23a汽轮机和空气压缩机常用的监控主轴的径向振动的示意图b测量发动机涡轮叶片的振幅的示意图通常使用数个传感器探头并排地安置在轴附近精选课件ppt24偏心和振动检测偏心和振动检测通过间隙测量径向跳动通过间隙测量径向跳动精选课件ppt25测量弯曲波动变形测量弯曲波动变形对桥梁丝杆等机械结构的振动测量须使用多个传感器
4~20mA电涡流位移传感器外形
第17页/共38页
齐平式电涡流位移传感器外形
齐平式传感器安装时可以不高出安装面,不易被损害。
第18页/共38页
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响,例 如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、 表面因素、距离等。只要固定其他因素就可以用电 涡流传感器来测量剩下的一个因素。因此电涡流传 感器的应用领域十分广泛。但也同时带来许多不确 定因素,一个或几个因素的微小变化就足以影响测 量结果。所以电涡流传感器多用于定性测量。 即使 要用作 定 量 测量,也必须采用逐点标定、计算机 线性纠正、温度补补偿等措施。

传感器课件--4电涡流传感器83页PPT

传感器课件--4电涡流传感器83页PPT
传感器课件--4电涡流传感器
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢

电涡流传感器应用-40页PPT资料

电涡流传感器应用-40页PPT资料

22.11.2019
31
安检门演示
当有金属物体穿 越安检门时报警
22.11.2019
32
六、电涡流表面探伤
手持式裂纹测量仪
22.11.2019
油管探伤
33
滚子涡流探伤机
(参考无锡市通达滚子 有限公司资料)
滚子涡流探伤机 是由计算机控制的轴 承滚子表面微裂纹探 伤的专用设备,可探 出深 30μm的表面微小 裂纹。
22.11.2019
9
位移传感器的分类
22.11.2019
10
偏心和振动检测
22.11.2019
11
通过测量间隙来测量径向跳动
22.11.2019
12
测量弯曲、波动、变形
对桥梁、丝杆等机械结构的振动 测量,须使用多个传感器。
22.11.2019
13
测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪
22.11.2019
测量悬臂梁的 振幅及频率
22.11.2019
汽轮机叶片测试
22
三、转速测量
若转轴上开z 个槽(或齿),频率计的读数
为f(单位为Hz),则转轴的转速n(单位为
r/min)的计算公式为 n 60 f z
22.11.2019
23
各种测量转速的传感器及其与齿轮的相对位置
22.11.2019
24
齿轮转速测量
22.11.2019
18
电涡流位移传感器的距离 与输出电压特性曲线
1—量程为10mm 2—量程为16mm 3—量程为20mm
22.11.2019
19
二、振动测量
用电涡 流探头、 调幅法测 量简谐振 动时,探 头的输出 波形。

传感器课件4电涡流传感器

传感器课件4电涡流传感器
人的手、泥土或装满水的玻璃杯能对振 荡器的振幅产生明显的衰减吗?为什么?
二、调频(FM)式电路(100kHz~1MHz)
当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时, 电涡流线圈的电感量L 也随之改变,引起LC 振荡器的输出频率变化。如果要用模拟仪表进 行显示或记录时,必须使用鉴频器,将f转换 为电压Uo 。
频率f越高,电涡流的渗透的深度就越 浅,集肤效应越严重。
二、等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的 函数表达式为:
Z=R+jω L=f(f、、、r、x)
式中的r为表面因子。
检测深度与激励源频率有何关系?
如果控制上式中的f、、、r不变,电涡流
线圈的阻抗Z就成为哪个变量的单值函数?属于 接触式测量还是非接触式测量?
测量尺寸、公差 及零件识别
2019/9/20
通过测量间隙来测定 热膨胀引起的上下平移
29
测量封口机工作间隙
间隙越大, 电涡流越小
2019/9/20
30
测量注塑机开合模的间隙
间距
2019/9/20
31
位移的标定方法
使用千分尺,逐一对照测量电路的输 出电压及数显表读数,列出对照表,存入 计算机,从而达到线性化的目的。
电涡流涂层厚度仪
电涡流涂层 厚度仪原理
2019/9/20
44
测量金属镀层或绝缘层厚度
测量金 属镀层或绝 缘层厚度的 计算方法有 何区别?
2019/9/20
45
五、电涡流式通道安全检查门
安检门的内部设 置有发射线圈和接收 线圈。当有金属物体 通过时,交变磁场就 会在该金属导体表面 产生电涡流,会在接 收线圈中感应出电压, 计算机根据感应电压 的大小、相位来判定 金属物体的大小。

第五章 电涡流PPT课件

第五章 电涡流PPT课件

19
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响,例如金 属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面 因素、距离等。只要固定其他因素就可以用电涡流传 感器来测量剩下的一个因素。因此电涡流传感器的应 用领域十分广泛。但也同时带来许多不确定因素,一 个或几个因素的微小变化就足以影响测量结果。所以 电涡流传感器多用于定性测量。 即使要用作 定 量 测 量,也必须采用逐点标定、计算机线性纠正、温度补 补偿等措施。
一、调幅式(AM)电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz) 用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流,引
起电涡流线圈端电压的衰减,再经高放、检波、低放电路,最
终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响(例如 两者之间的距离等参数)。
05.12.2020
12
第五章 电涡流传感器
本章介绍电涡流传感器的 原理及应用,并涉及接近开关 的原理、结构、特性参数及应 用。
05.12.2020
1
第一节 电涡流传感器工作原理
电涡流效应演示
05.12.2020
当电涡流线
圈与金属板的距
离x 减小时,电 涡流线圈的等效
电感L 减小,等 效电阻R 增大。 感抗XL 的变化比 R 的变化 大 得 多,流过电涡流
线圈的电流 i1 增 大。
2
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
05.12.2020
3
集肤效应
图5-1是电涡流传感器工作原理示意图。当高频 (100kHz左右)信号源产生的高频电压施加到一个靠 近金属导体附近的电感线圈L1时,将产生高频磁场H1。 如被测导体置于该交变磁场范围之内时,被测导体就 产生电涡流i2。i2在金属导体的纵深方向并不是均匀分 布的,而只集中在金属导体的表面,这称为集肤效应 (也称趋肤效应)。

电涡流传感器教学课件

电涡流传感器教学课件

电涡流传感器的发展趋势与
06
未来展望
技术创新与改进
微型化设计
多功能化
随着微电子和纳米技术的发展,电涡 流传感器的尺寸逐渐减小,具有更高 的灵敏度和空间分辨率。
开发具有温度、压力、位移等多参数 测量能力的电涡流传感器,满足复杂 环境下的应用需求。
智能化技术
集成化、智能化的电涡流传感器能够 实现自校准、自诊断和自适应调整等 功能,提高测量精度和可靠性。
THANKS
感谢观看
当金属材料振动或位移时,其表面电涡流的强度 02 和相位会发生变化,通过测量这些变化,可以获
得金属材料的振动或位移信息。
该方法具有高灵敏度、高分辨率和高动态范围的 03 特点,广泛应用于机械、航空和航天等领域的振
动和位移测量。
液位与流量测量
电涡流传感器也可以用于液位和流量的测量。
01
输标02入题
在液位测量中,当电涡流传感器靠近液面时,由于液 体的导电性,会在液面产生电涡流,通过测量电涡流 的强度和变化规律,可以确定液位的高度。
用途
电涡流传感器广泛应用于材料检测、无损检测、自动化 控制等领域,如金属材料的厚度测量、表面裂纹检测、 气瓶压力检测等。
优缺点分析
优点
电涡流传感器具有非接触、高精度、高分辨率和高可靠性等优点,能够实现快速、准确地测量 和检测。
缺点
电涡流传感器对于导电率、磁导率和温度等参数敏感,对于不同材料和表面状态的物体,需要 进行校准和调整,同时其测量范围较小,难以测量较大尺寸的物体。
分辨率
传感器能够分辨出的最小变化量,通常以百分比 或相对于满量程的数值表示。分辨率越高,传感 器能够检测到的最小变化越小。
频率响应与带宽
频率响应
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h 0 r f
f --为线圈激磁电流的频率; ρ--为金属导体的电阻率; μr--为金属导体的磁导率。
集肤效应:当高频(100kHz左右)信号源产生的高 频电压施加到一个靠近金属导体附近的电感线圈 L1时, 将产生高频磁场H1。如被测导体置于该交变磁场范围 之内时,被测导体就产生电涡流i2。i2在金属导体的纵 深方向并不是均匀分布的,而只集中在金属导体的表 面,这称为集肤效应(也称趋肤效应)。
当电涡流线圈与 金属板的距离x 减小 时,电涡流线圈的等 效电感L 减小,等效 电阻R 增大。感抗XL 的变化比R 的变化大 得多,流过电涡流线 圈的电流i1增大。
电涡流式传感器原理图
上图为电涡流式传感器的原理图,该图由传感器线 圈和被测导体组成线圈—导体系统。当传感器线圈通以 交变电流 I 1 时,由于电流的变化,在线圈周围产生交变 磁场 H 1 ,使置于此磁场中的被测导体内产生感应电涡 流 I 2 ,电涡流 I 2 又产生新的交变磁场 H 2 。 H 2 与 H 1 方向 相反,因而抵消部分原磁场,从而导致传感器线圈的电 感量、阻抗和品质因数发生变化,即线圈的等效阻抗发 生变化。这些变化与被测导体的电阻率 、磁导率 以及几何形状有关,也与线圈几何参数、激磁电流频率 f 有关,还与线圈与被测导体间的距离 x有关。因此 可写为:
Ω--线圈激磁电流角频率 R1--线圈电阻 R I L I M I2 U 1 1 j 1 1 j 1 L1--线圈电感 L2--短路环等效电感 RI j 0 j M I L I R2--短路环等效电阻 1 2 2 2 2 M --互感系数
集肤效应与激励源频率f、工件的电导率、磁导率 等有关。 频率f 越高,电涡流的渗透的深度就越浅,集肤效应越严重。
根据简化模型,可将金属导体形象地看做一个短路 线圈,它与传感器线圈之间存在耦合关系,它们之间的 等效电路图如上。图中R2为电涡流短路环等效电阻,其 表达式为: 2
R2
ra h1 n ri
3、电涡流的轴向贯穿深度
所谓贯穿深度是指把电涡流强度减小到表面强度的 1/e处的表面厚度。 由于金属导体的趋肤效应,电磁场不能穿过导体的 无限厚度,仅作用于表面薄层和一定的径向范围内,并 且导体中产生的电涡流强度是随导体厚度的增加按指数 规律下降的。其按指数衰减分布规律可用下式表示:
式中:Req——线圈受电涡流影响后的等效电阻
M R R eqR 1 2 2 2 2 R L 2 2
2 2
Leq——线圈受电涡流影响后的等效电感
M L L eqL 1 2 2 2 2 R L 2 2
2 2
等效阻抗分析
电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗 Z 的函数 表达式为:
Z =R +jωL=f(i1, f, , , r, x, ……)
Z F ,, r , f , x ,

式中:r --线圈与被测导体的尺寸因子。
电涡流式传感器简化模型
电涡流式传感器等效电路图
模型中,把在被测金属导体上形成的电涡流等效成 一个短路环,即假设电涡流仅分布在环体之内,模型中 h(电涡流的贯穿深度)可由下式求得:
等效阻抗与非电量测量的应用
检测深度的控制:由于存在集肤效应,电涡流只能检测导体 表面的各种物理参数。改变f,可控制检测深度。激励源频率一 般设定在100kHz-1MHz。频率越低,检测深度越深。 间距x的测量:如果控制上式中的i1、f、、、r 不变,电 涡流线圈的阻抗Z 就成为间距x的单值函数,这样就成为非接触 地测量位移的传感器。 多种用途:如果控制x、i1、f 不变,就可以用来检测与表 面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数,或者用来检测与 材料磁导率有关的材料型号、表面硬度等参数。
电涡流密度J与半径r的关系曲线
2、电涡流强度与距离的关系
理论分析和实验都已证明,当 x改变时,电涡流密 度也发生变化,即电涡流强度随距离 x的变化而变化。 根据线圈 —导体系统的电磁作用, 可以得到金属导体 表面的电涡流强度为:
x I2 I11 2 2 x r as
式中:I1——线圈激励电流; I2——金属导体中等效电流; x ——线圈到金属导体表面距离; ras——线圈外径。
根据上式作出的归一 化曲线如图所示。 以上分析表明: ① 电涡流强度与距 离x呈非线性关系,且 随着x/ras的增加而迅速 减小。 ② 当利用电涡流式 传感器测量位移时,只 有在x/ras<<1(一般取 电涡流强度与距离归一化曲线 0.05~0.15)的条件下才 能得到较好的线性和较 高的灵敏度。
根据基尔霍夫第二定 律,可列出如下方程:
等效阻抗Z的表达式为:
2 2 2 2 U M M 1 Z R 2 2 2R j L 2 2 2L 1 2 1 2 I R L R L 1 2 2 2 2
R j L eq eq
第四章
电涡流传感器
本章学习电涡流传感器的原理
及应用,并介绍接近开关的原理、
结构、特性参数及应用。
2019/2/15
2
2019/2/15ຫໍສະໝຸດ 3第一节 电涡流传感器工作原理
电涡流效应: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(电涡流)的现象。
① 电涡流径向形成范围大约在传感器线圈外径 ras的 1.8~2.5倍范围内,且分布不均匀。 ② 电涡流密度在ri=0处为零。 ③ 电涡流的最大值在r=ras附近的一个狭窄区域内。 r ④ 可以用一个平均半径为 i r a 的短路环
来集中表示分散的电涡流(图中阴影部分)。
r r as as 2
电涡流效应的基本特性
1、电涡流形成范围——径向形成范围
线圈 —导体系统产生的电涡流密度既是线圈与导体 间距离x的函数,又是沿线圈半径方向r的函数。当x一定 时,电涡流密度 J 与半径 r 的关系曲线下图所示(图中 J0 为金属导体表面电涡流密度,即电涡流密度最大值。 Jr 为半径r处的金属导体表面电涡流密度)。由图可知:
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