电涡流传感器工作原理

  仪器仪表网 ·  2012-09-22 07:05  ·  42486 次点击
根据法拉第电磁感应定律,金属导体置于变化的磁场中时,导体表面就会有感应电流产生。电流的流线在金属体内自行闭合,这种由电磁感应原理产生的漩涡状感应电流称为电涡流,这种现象称为电涡流效应。
电涡流传感器工作原理如图5‐33所示。一个通有交变电流I1的传感器线圈,由于电流的变化,在线圈周围就产生一个交变磁场H1,当被测金属置于该磁场范围内,金属导体内便产生涡流I2,涡流也将产生一个新磁场H2,H2与H1方向相反,因而抵消部分原磁场,从而导致线圈的电感量、阻抗和品质因数发生变化。
图5‐33中的电感线圈称为电涡流线圈。它可以等效为一个电阻R和一个电感L串联的回路。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
电涡流线圈的阻抗与μ、σ、r、x之间的关系均是非线性关系,必须由计算机进行线性化纠正。
被测导体上产生的电涡流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,这种现象称为集肤效应。集肤效应与激励源频率f、工件的电导率σ、磁导率μ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。激励源频率一般设定在100kHz~1MHz。有时为了使电涡流深入金属导体深处,或欲对距离较远的金属体进行检测,可采用十几千赫兹甚至几百赫兹的激励频率。
由上分析可知电涡流传感器是用来检测导电物体表面的各种物理参数的。

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