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    花了幾年時間才徹底搞懂電渦流式傳感器
    
                    
                    
                    
                    
    
                         泰榮林黑皮
                        
                        
                        2016-11-17
                        
                            
                        
                    
    
                    
    
                        
                        
    
                    
    
                    
                    
    
                        
    
                            
                        
    
                        
    
                            
                                
    
                                    
                                        
    

                                        
                                        

                                        
    電渦流式傳感器的工作原理

    根據初中學的法拉第電磁感應原理，塊狀金屬導體置于變化的磁場中，導體內將產生呈渦旋狀的感應電流，稱之為電渦流或渦流，這種現(xiàn)象稱為渦流效應。
    　　
    電渦流傳感器是利用電渦流效應，將位移、溫度等非電量轉換為阻抗的變化或電感的變化從而進行非電量電測的。
    　　
    目前生產的變間隙位移傳感器，器量程范圍為300m～800mm。
    　

    　
    將塊狀金屬導體置于通有交變電流的傳感器線圈磁場中。根據法拉第電磁感應原理，由于電流的變化，在線圈周圍就產生一個交變磁場，當被測導體置于該磁場范圍之內，被測導體內便產生電渦流，電渦流也將產生一個新磁場，和方向相反，抵消部分原磁場，從而導致線圈的電感量、阻抗和品質因素發(fā)生變化。



    電渦流式傳感器的結構
    　　
    電渦流式傳感器結構比較簡單，主要由一個安置在探頭殼體的扁平圓形線圈構成。




    電渦流式傳感器的測量電路
    　　
    利用電渦流式變換元件進行測量時，為了得到較強的電渦流效應，通常激磁線圈工作在較高頻率下，所以信號轉換電路主要有調幅電路和調頻電路兩種。

    調幅式(AM)電路 



    調頻式(FM)電路 
    調頻式電路(100kHz～1MHz)結構如圖所示：
    　　

    　　
    當電渦流線圈與被測體的距離x改變時，電渦流線圈的電感量L也隨之改變，引起LC振蕩器的輸出頻率變化，此頻率可直接用計算機測量。
    　　
    如果要用模擬儀表進行顯示或記錄時，必須使用鑒頻器，將△?轉換為電壓U0。

    電渦流式傳感器的應用電路
    　　
    電渦流式傳感器具有測量范圍大、靈敏度高、結構簡單、抗干擾能力強和可以非接觸測量等優(yōu)點，被廣泛應用于工業(yè)生產和科學研究各個領域中。

    電磁爐 


    　　
    電磁爐是我們日常生活中必備的家用電器之一，渦流傳感器是其核心器件之一，高頻電流通過勵磁線圈，產生交變磁場;在鐵質鍋底會產生無數的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開鍋內的食物。

    電渦流探雷器 



    電渦流式接近開關 
    　　
    接近開關又稱無觸點行程開關。它能在一定的距離(幾毫米至幾十毫米)內檢測有無物體靠近。
    　　
    當物體接近到設定距離時，就可發(fā)出“動作”信號。接近開關的核心部分是“感辨頭”，它對正在接近的物體有很高的感辨能力。這種接近開關只能檢測金屬。



    電渦流接近開關實物如下圖：



    電渦流接近開關的接線方式如下圖所示：



    電渦流接近開關的接線方式：
    　　

    低頻透射式渦流傳感器多用于測定材料厚度。發(fā)射線圈W1和接收線圈W2分別放在被測材料G的上下，低頻電壓e1加到線圈W1的兩端后，在周圍空間產生一交變磁場，并在被測材料G中產生渦流i，此渦流損耗了部分能量，使貫穿W2的磁力線減少，從而使W2產生的感應電勢e2減小。

    e2的大小與G的厚度及材料性質有關，實驗證明，e2隨材料厚度h增加按負指數規(guī)律減小。因而按e2的變化便可測得材料的厚度。
    　　

    高頻(>lMHz)激勵電流，產生的高頻磁場作用于金屬板的表面，由于集膚效應，在金屬板表面將形成渦電流。

    與此同時，該渦流產生的交變磁場又反作用于線圈，引起線圈自感L或阻抗ZL的變化，其變化與距離、金屬板的電阻率ρ、磁導率μ、激勵電流i，及角頻率ω等有關，若只改變距離δ而保持其他系數不變，則可將位移的變化轉換為線圈自感的變化，通過測量電路轉換為電壓輸出。高頻反射式渦流傳感器多用于位移測量。

    
                                        		
                                
    
                                
                        
    
                    
    



                
    
                
    
                    
                    
                        
    
                            
                                
      
                                  		
                        
      
                          
                
      
                
      
                
                
                
      
                
      


                

                
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