電渦流傳感器原理1電渦流傳感器原理1回顧、要點知識回顧與要點知識回顧： ◆磁電式傳感器 課程要點： ◆電渦流效應 ◆電渦流傳感器 ◆典型應用2回顧、要點知識回顧與要點知識回顧：課程要點：2認識電渦流傳感器1電渦流傳感器概述★Why?★How?偏心振動間隙轉(zhuǎn)速探頭線圈More……26安全檢查3認識電渦流傳感器1電渦流傳感器概述★Why?2電渦流效應2.1電渦流效應演示通電線圈靠近導體時，導體中產(chǎn)生電流-電渦流(Eddycurrent)42電渦流效應2.1電渦流效應演示通電線圈靠近導體時，電渦流應用舉例2電渦流效應電磁爐內(nèi)部的勵磁線圈245電渦流應用舉例2電渦流效應電磁爐內(nèi)部的勵磁線圈2452.2電渦流解釋交變電流i1傳感器線圈被測導體交變磁場H1電渦流i2交變磁場H2(與H1反向)參數(shù)變化(電感、阻抗、品質(zhì)因素等)輸出信號2電渦流效應2062.2電渦流解釋交變電流i1傳感器線圈被測導體交變磁場H12.2電渦流解釋2電渦流效應■

f↗——δ↘■ρ↗——δ↗■

μ↗——δ↘電渦流在金屬導體的縱深方向分布不均勻，只集中在金屬導體的表面，這稱為集膚效應（或趨膚效應）。透射深度(δ)與激勵頻率(f)、電阻率(ρ)及導磁率(μ)有關(guān)1872.2電渦流解釋2電渦流效應■f↗——δ↘電渦流在3.1等效阻抗計算

d為導體幾何尺寸；x為線圈與導體之間距離。電渦流等效原理圖電渦流線圈的等效阻抗Z的函數(shù)表達式(非線性)：3電渦流傳感方法83.1等效阻抗計算d為導體幾何尺寸；x為線圈與導體之3.2電渦流傳感方法3電渦流傳感方法檢測深度的控制：改變f控制檢測深度；激勵源頻率一般設定在100kHz~1MHz。間距x的測量：如果i1、f、、ρ、d不變，則阻抗Z與間距x呈單值函數(shù)。實現(xiàn)非接觸式位移測量。

多種用途：如果控制x、i1、f、d不變：(1)檢測表面溫度、表面裂紋等參數(shù)(與ρ有關(guān))；(2)檢測材料型號、表面硬度等參數(shù)(與有關(guān))。12B93.2電渦流傳感方法3電渦流傳感方法檢測深度的控制：改3.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)頻式測量電路xL改變振蕩頻率f=h(x)通過f間接測量x103.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)頻式測量電路xL改變振3.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)幅式電路①導體遠離探頭②導體靠近LC振蕩回路諧振頻率與f0相等諧振ZmaxUOmaxx↘L(x)↘失諧Z(x)↘UO(x)=g(x)↘檢測電壓間接測量x09113.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)幅式電路①導體遠離探頭3.4電渦流探頭結(jié)構(gòu)3電渦流傳感器交變磁場08123.4電渦流探頭結(jié)構(gòu)3電渦流傳感器交變磁場08124.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用徑向振動檢測軸振動研究振動是設備運行的重要參數(shù)；旋轉(zhuǎn)設備故障診斷More……134.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用徑向振動檢測軸振動4.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用144.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用144.1振動檢測4電渦流傳感器應用舉例汽輪機轉(zhuǎn)子TSI(TurbineSupervisoryInstrumentation)小結(jié)04課后對TSI進行調(diào)研(研究式學習)！154.1振動檢測4電渦流傳感器應用舉例汽輪機轉(zhuǎn)子TSI(4.2通道安全檢查(金屬)當有金屬物體穿越安檢門時報警4電渦流傳感器應用舉例164.2通道安全檢查(金屬)當有金屬物體穿越安檢門時報警44.2通道安全檢查(金屬)L11/L12與L21/L22正交L21/L22各包含3個扁平線圈，分上/中/下布置4電渦流傳感器應用舉例174.2通道安全檢查(金屬)L11/L12與L21/L24.2通道安全檢查(金屬)小結(jié)10KHz音頻信號驅(qū)動發(fā)射線圈L11/L12交變磁場有金屬無金屬時UO=0(正交)金屬產(chǎn)生渦流渦流磁場H2(與L21(3)/L22(3)不正交)L21(3)/L22(3)輸出電壓計算機(報警顯示)014電渦流傳感器應用舉例184.2通道安全檢查(金屬)小結(jié)10KHz音頻信號驅(qū)動發(fā)射4.3轉(zhuǎn)速檢測轉(zhuǎn)動齒槽交替x輸出z——槽(或齒)數(shù)；f——頻率計的讀數(shù)，Hz；n——轉(zhuǎn)速，r/min。小結(jié)4電渦流傳感器應用舉例194.3轉(zhuǎn)速檢測轉(zhuǎn)動齒交替x輸出z——槽(或齒)數(shù)；小結(jié)彎曲、變形4.4位移檢測梁間隙測量4電渦流傳感器應用舉例20彎曲、變形4.4位移檢測梁間隙測量4電渦流傳感器應用舉位移的標定方法4.4位移檢測使用千分尺逐一對照測量電路的輸出電壓及位移讀數(shù)，得出標定曲線-U=f(x)，存入計算機進行線性化。01小結(jié)4電渦流傳感器應用舉例21位移的標定方法4.4位移檢測使用千分尺逐一對照測量電路的輸課程小結(jié)課程小結(jié)電渦流效應電渦流傳感器典型應用22課程小結(jié)課程小結(jié)電渦流效應電渦流傳感器典型應用22預習要點預習提示下節(jié)課要點： ◆電渦流的其他應用23預習要點預習提示下節(jié)課要點：23Thankyou！2019年10月24Thankyou！2019年10月24電渦流傳感器原理25電渦流傳感器原理1回顧、要點知識回顧與要點知識回顧： ◆磁電式傳感器 課程要點： ◆電渦流效應 ◆電渦流傳感器 ◆典型應用26回顧、要點知識回顧與要點知識回顧：課程要點：2認識電渦流傳感器1電渦流傳感器概述★Why?★How?偏心振動間隙轉(zhuǎn)速探頭線圈More……26安全檢查27認識電渦流傳感器1電渦流傳感器概述★Why?2電渦流效應2.1電渦流效應演示通電線圈靠近導體時，導體中產(chǎn)生電流-電渦流(Eddycurrent)282電渦流效應2.1電渦流效應演示通電線圈靠近導體時，電渦流應用舉例2電渦流效應電磁爐內(nèi)部的勵磁線圈2429電渦流應用舉例2電渦流效應電磁爐內(nèi)部的勵磁線圈2452.2電渦流解釋交變電流i1傳感器線圈被測導體交變磁場H1電渦流i2交變磁場H2(與H1反向)參數(shù)變化(電感、阻抗、品質(zhì)因素等)輸出信號2電渦流效應20302.2電渦流解釋交變電流i1傳感器線圈被測導體交變磁場H12.2電渦流解釋2電渦流效應■

f↗——δ↘■ρ↗——δ↗■

μ↗——δ↘電渦流在金屬導體的縱深方向分布不均勻，只集中在金屬導體的表面，這稱為集膚效應（或趨膚效應）。透射深度(δ)與激勵頻率(f)、電阻率(ρ)及導磁率(μ)有關(guān)18312.2電渦流解釋2電渦流效應■f↗——δ↘電渦流在3.1等效阻抗計算

d為導體幾何尺寸；x為線圈與導體之間距離。電渦流等效原理圖電渦流線圈的等效阻抗Z的函數(shù)表達式(非線性)：3電渦流傳感方法323.1等效阻抗計算d為導體幾何尺寸；x為線圈與導體之3.2電渦流傳感方法3電渦流傳感方法檢測深度的控制：改變f控制檢測深度；激勵源頻率一般設定在100kHz~1MHz。間距x的測量：如果i1、f、、ρ、d不變，則阻抗Z與間距x呈單值函數(shù)。實現(xiàn)非接觸式位移測量。

多種用途：如果控制x、i1、f、d不變：(1)檢測表面溫度、表面裂紋等參數(shù)(與ρ有關(guān))；(2)檢測材料型號、表面硬度等參數(shù)(與有關(guān))。12B333.2電渦流傳感方法3電渦流傳感方法檢測深度的控制：改3.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)頻式測量電路xL改變振蕩頻率f=h(x)通過f間接測量x343.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)頻式測量電路xL改變振3.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)幅式電路①導體遠離探頭②導體靠近LC振蕩回路諧振頻率與f0相等諧振ZmaxUOmaxx↘L(x)↘失諧Z(x)↘UO(x)=g(x)↘檢測電壓間接測量x09353.3測量電路3電渦流傳感方法調(diào)幅式電路①導體遠離探頭3.4電渦流探頭結(jié)構(gòu)3電渦流傳感器交變磁場08363.4電渦流探頭結(jié)構(gòu)3電渦流傳感器交變磁場08124.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用徑向振動檢測軸振動研究振動是設備運行的重要參數(shù)；旋轉(zhuǎn)設備故障診斷More……374.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用徑向振動檢測軸振動4.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用384.1振動檢測4電渦流傳感器典型應用144.1振動檢測4電渦流傳感器應用舉例汽輪機轉(zhuǎn)子TSI(TurbineSupervisoryInstrumentation)小結(jié)04課后對TSI進行調(diào)研(研究式學習)！394.1振動檢測4電渦流傳感器應用舉例汽輪機轉(zhuǎn)子TSI(4.2通道安全檢查(金屬)當有金屬物體穿越安檢門時報警4電渦流傳感器應用舉例404.2通道安全檢查(金屬)當有金屬物體穿越安檢門時報警44.2通道安全檢查(金屬)L11/L12與L21/L22正交L21/L22各包含3個扁平線圈，分上/中/下布置4電渦流傳感器應用舉例414.2通道安全檢查(金屬)L11/L12與L21/L24.2通道安全檢查(金屬)小結(jié)10KHz音頻信號驅(qū)動發(fā)射線圈L11/L12交變磁場有金屬無金屬時UO=0(正交)金屬產(chǎn)生渦流渦流磁場H2(與L21(3)/L22(3)不正交)L21(3)/L22(3)輸出電壓計算機(報警顯示)014電渦流傳感器應用舉例424.2通道安全檢查(金屬)小結(jié)10KHz音頻信號驅(qū)動發(fā)射4.3轉(zhuǎn)速檢測轉(zhuǎn)動齒槽交替x輸出z——槽(或齒)數(shù)；f——頻率計的讀數(shù)，Hz；n——轉(zhuǎn)速，r/min。小結(jié)4電渦流傳感器應用舉例434.3轉(zhuǎn)速檢測轉(zhuǎn)動齒交替x輸出z——槽(或齒)數(shù)；小結(jié)彎曲、變形4.4位移檢測梁間隙測量4電渦流傳感器應用舉例44彎曲、變形4.4位移檢測梁間隙測量4電渦流傳感器應用舉位移的標定方法4.4位移檢測使用千分尺