当导体在磁场中运动时,会引起导体上闭合的感生电流ie,称为涡流。涡流大小与导体电阻率ρ、磁导率μ以及产生交变磁场的线圈与被测体之间距离x,线圈激励电流的频率f有关。涡流穿透深度h可表示 ρ—导体电阻率(Ω·cm); μr—导体相对磁导率; f—交变磁场频率(Hz)。 可见,涡流穿透深度h和激励电流频率f有关,所以涡流传感器根据激励频率可分为高频反射式或低频透射式两类。而目前高频反射式电涡流传感器应用广泛。 下面将介绍高频反射式电涡流传感器的结构和工作原理。 高频反射式电涡流传感器由一个固定在框架上的扁平圆形线圈构成。线圈可以粘贴于框架上,也可以在框架上开一条槽沟,将导线绕在槽内。下图为CZF1型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。 1 线圈 2 框架 3 衬套 4 支架 5 电缆 6 插头 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。 : |
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