钢板厚度测量系统解析
钢板超声波检测---LYS (2)

二、钢板超声检测技术
探伤方法
二、钢板超声检测技术
1、仪器要求:NB/T47013
二、钢板超声检测技术
2、探头选用:
板厚,mm
采用探头 公称频率,MHz
探头晶片尺寸
6~20
双晶直探头
5
>20~40
单晶直探头
5
>40~250
单晶直探头
2.5
晶片面积不小于150mm2 φ14~φ20 mm φ20~φ25 mm
等级
新表7 承压设备用板材边缘或剖口预定线两侧检测区域质量分级
最大允许单个 缺陷指示长度
Lmax
最大允许单个缺陷指示面 积S或
当量平底孔直径D
在任一1m检测长度内最大允许缺陷个数
单个缺陷指示长度L或 当量平底孔直径评定范围
最大 允许 个数
双晶直探头检测时: 双晶直探头检测时:
TI
≤20mm
S≤50mm2
10
D≤ 5mm+8dB
5mm<D≤ 5mm+8dB
I
双晶直探头检测时:S≤100mm2 或单晶直探头检测时:
双晶直探头检测时:50mm2<
S≤100mm2 或单晶直探头检测时:
10
D≤ 5mm+14dB
5mm+8dB<D≤ 5mm+14dB
II
S≤1000mm2
100mm2<S≤1000mm2
15
解:钢中纵波波长
N D2 L C1 202 20 1480 37.4mm
42 C2 4 2.36 5900
钢中近场长度
2
c f
5.9 106 2.5 106
2.36mm
IMS测厚仪的研究和应用

IMS测厚仪的研究和应用IMS测厚仪(Intelligent Measuring System)是一种用于测量各种表面材料厚度的先进仪器。
它采用了高精度的传感器和先进的计算技术,能够快速、准确地测量各种材料的厚度,包括金属、塑料、橡胶、陶瓷等。
IMS测厚仪在工业生产和质量检测领域有着广泛的应用,可以帮助企业提高生产效率、改善产品质量,因此备受重视。
一、IMS测厚仪的研究意义IMS测厚仪主要通过传感器和计算处理系统来实现对各种材料厚度的快速准确测量。
其工作原理可以简单概括为:先进的传感器探头通过与被测物体接触或非接触进行信号传感,将测量的传感信号送入计算处理系统进行分析计算得出被测物体的厚度数值。
1. 传感器探头:IMS测厚仪采用了高性能的传感器探头,可以根据被测物体的不同特性选择合适的探头进行测量。
探头一般采用超声波、激光或磁性传感器等技术,能够实现对各种不同材料的快速测量。
2. 计算处理系统:IMS测厚仪配备了先进的计算处理系统,可以对传感器采集的信号进行精确的处理和分析,得出被测物体的厚度数据。
计算处理系统通常还具有数据存储和输出功能,可以将测量数据记录下来并输出到计算机或打印机上。
3. 使用方法:使用IMS测厚仪进行测量通常非常简单,只需将传感器探头对准被测物体,启动测量程序即可得到被测物体的厚度数据。
在实际应用中,通常还需要根据不同的测量要求选择合适的探头和测量模式,以确保测量结果的准确性。
1. 金属加工行业:在金属加工行业中,IMS测厚仪可以用于快速测量金属材料的厚度,包括钢板、铝合金等。
通过对金属材料的厚度进行精确测量,可以帮助企业控制产品质量,避免因厚度不合格引起的浪费和质量问题。
2. 塑料和橡胶制品生产:在塑料和橡胶制品生产过程中,IMS测厚仪可以用于对塑料薄膜、塑料容器、橡胶管材等产品进行厚度测量。
通过对产品厚度进行检测,可以帮助生产企业及时发现产品缺陷,提高产品质量。
4. 汽车制造和维修:在汽车制造和维修行业中,IMS测厚仪可以用于测量汽车车身、发动机零部件等部件的厚度,帮助企业控制产品质量,确保汽车零部件的安全性。
阐述超声波测厚仪测量钢板厚度的方法

阐述超声波测厚仪测量钢板厚度的方法在钢板厚度的验收过程中,由于千分尺和卡尺只能对钢板边部进行厚度测量,所以脉冲反射式超声波测厚仪成为每个验收单位用来测量钢板内部厚度的工具,供需双方就厚度公差测量数值的争论从未间断过,用户在钢板厚度的验收时经常提出,钢板内部厚度小于标准要求不予验收。
下面就超声波测厚的工作原理、测量误差产生的原因进行分析,同时提出精确测量钢板厚度的方法。
1 工作原理超声波测厚仪主要由主机和探头两部分组成。
主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分,由发射电路产生的高压冲击波激励探头,产生超声发射脉冲波,脉冲波经介质界面反射后被接收电路接收,通过单片机计数处理后,经液晶显示器显示厚度数值,它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样时间的一半而得到试样的厚度。
纵波声速与铁素体含量和珠光体片层结构相关,铁素体含量高,珠光体片层尺寸小,纵波声速高。
分别采用油淬和水淬两种工艺处理的材料,其组织应力也不同,油淬形成的组织中马氏体含量较少,组织转变应力小,纵波速度高。
根据资料推荐,超声纵波声速由大到小排序为油淬、退火、正火、水淬。
3.4 探头的影响同样参数(频率、晶片直径)的探头,由于制作工艺的差异,性能也会不同,如探头中的频率、频谱不同时,会对探头声场产生影响。
3.5 探头磨损的影响常用测厚探头表面为丙烯树脂,长期使用会使其表面粗糙度增加,导致灵敏度降低,从而造成显示不准确。
3.6 耦合剂的影响耦合剂是用来排除探头和被检物体之间的空气,使超声波能有效地进入被检测物达到被检测的目的,如果选择的种类或使用方法不当,将会造成测量误差。
3.7 施加力的影响超声波测厚时,在探头和被检测的工件之间,要施加一层耦合剂,当测量时用力不均,会使耦合层的厚度有一定的影响,从而造成示值差异。
用力较大,耦合效果好,耦合层厚度较薄,示值厚度就小。
3.8 钢板温度的影响根据资料推荐,在-20℃~120℃范围内,钢中纵波声速随着温度的上升而下降。
钢板测厚仪钢管测厚仪金属测厚设备工艺原理

钢板测厚仪、钢管测厚仪、金属测厚设备工艺原理在金属加工和制造过程中,测量材料厚度是必不可少的操作。
钢板测厚仪、钢管测厚仪、金属测厚设备是常用的工具之一,可快速、准确地测量不同类型的金属材料的厚度。
本文将介绍这些设备的工艺原理。
钢板测厚仪原理原理介绍钢板测厚仪是用于测量钢板厚度的工具。
其基本原理是利用超声波在材料中传播的速度和相关材料的密度和弹性模量,来确定材料的厚度。
当探头放置在材料表面时,发送超声波脉冲并测量其返回时间。
测量设备会计算材料表面和下表面之间的距离,并在设备屏幕上显示材料的厚度。
应用场景钢板测厚仪适用于测量各种钢板的厚度,包括船体和桥梁建设中使用的大型钢板。
由于钢板测厚仪可以毫秒级地测量材料厚度,因此在钢板生产过程中是必不可少的工具之一。
钢管测厚仪原理原理介绍钢管测厚仪是一种用于测量钢管厚度的设备。
其工作原理类似于钢板测厚仪,但适用于中空的圆形物体。
利用超声波脉冲测量管壁内侧到外侧的距离,使用材料密度和管壁内外压力的相关系数,计算得到钢管的厚度。
应用场景钢管测厚仪广泛用于石油、天然气、化工和电力工业中,以测量传送介质管道的壁厚。
钢管测厚仪可以在管线维护和检测过程中对管道进行定期检查,以检测管道内部是否存在裂纹或其他损坏。
金属测厚设备原理原理介绍金属测厚设备是一种使用电磁感应原理进行非接触式测厚的设备。
其工作原理是:当设备的扫描头接触到金属表面时,发出高频电磁波。
这些电磁波沿着金属表面传播并在金属内部形成磁场。
设备接收这些磁场,并计算金属板的厚度。
应用场景金属测厚设备适用于测量较薄的金属板,如铝等。
其优点是可以在非接触式的情况下测量材料的厚度,并且测量结果十分精确和可靠。
金属测厚设备通常用于制造和加工金属零件的工业中。
其中,特别是在航空、汽车和船舶工业中使用较广泛。
总结以上就是钢板测厚仪、钢管测厚仪和金属测厚设备的工艺原理。
这些设备是金属制造过程中不可或缺的工具,能够快速、准确地测量金属材料的厚度,为加工和制造提供重要的技术支持。
利用电涡流传感器测量板材厚度的原理

标题:利用电涡流传感器测量板材厚度的原理与应用一、引言在工业生产和材料质量检测中,对板材的厚度进行准确测量十分重要。
而利用电涡流传感器测量板材厚度已经成为一种常见的方法。
本文将深入探讨电涡流传感器的工作原理、应用范围和优缺点,帮助读者全面理解利用电涡流传感器测量板材厚度的原理。
二、电涡流传感器的工作原理1. 电涡流现象电涡流是电磁学中的一种现象,当导体遇到磁场变化时,会产生涡流。
这些涡流在导体内部产生对抗外部磁场的反作用力,从而可以通过测量反作用力的大小来推断导体材料的性质。
2. 电涡流传感器的结构电涡流传感器通常由激励线圈和接收线圈组成。
激励线圈产生一个交变磁场,当板材放置在激励线圈附近时,板材中会产生相应的涡流。
接收线圈用于检测由涡流产生的磁场变化,从而得到板材的厚度信息。
三、电涡流传感器测量板材厚度的应用1. 工业生产中的应用在汽车制造、航空航天等领域,板材的厚度对产品的质量和性能有着决定性的影响。
利用电涡流传感器可以非破坏性地对板材进行厚度检测,有效保证产品质量。
2. 材料检测领域的应用除了工业生产,利用电涡流传感器还可以应用于材料检测领域。
例如在船舶和桥梁的结构健康监测中,电涡流传感器可以用于对金属结构的腐蚀和磨损进行监测。
四、电涡流传感器的优缺点1. 优点a. 非接触式测量:电涡流传感器不需要与被测物体直接接触,可以避免对被测物体造成损伤。
b. 高精度:电涡流传感器可以实现对板材厚度的高精度测量,满足工业生产对精度的要求。
2. 缺点a. 受材料影响:不同材料的导电性差异会影响电涡流传感器的测量精度,需要对测量系统进行校准。
b. 价格较高:电涡流传感器的制造成本较高,对设备的需求也较为严格。
五、总结与展望通过对电涡流传感器的工作原理、应用和优缺点进行了解,我们可以看到利用电涡流传感器测量板材厚度的原理在工业领域有着广泛的应用前景。
随着传感技术的不断发展,电涡流传感器将更加精准、稳定,并且适用于更多领域的厚度测量。
第9章 厚度与宽度测量

如粗轧时,使用在长波区域具有光谱灵敏度的光电倍增管,直接利用 从被测物体射来的红外线进行宽度测量。另一种是带钢温度较低的情 况。如精轧时,因带钢薄,其边缘附近的温度显著下降.则放置光源, 由带钢的影子来测量。
图9-2扫描器工作原理图
图9-24 激光测径仪工作原理图 1-激光发生器;2-偏光板;3-旋转镜;4-光束分离器; 5-被测物体;6-透镜;7-受光器
相对应部分的光束。用仪器测
出由于物体自身遮断的光束,
经过运算即可求得直径值。
二、 线型CCD测宽仪 线型CCD测宽仪与光电测宽仪的原理相同,但CCD图像传感器本身
是线状分布。因此与光电测宽仪相比,该传感器的特点是不使用移动 机械。
图9-4 CCD单元结构
图9-5板材宽度测定示意图
一、概述
9.2板带厚度测量
பைடு நூலகம்
厚度测量有间接测厚和直接测厚两种方式。 间接测厚的方法有:工作辊开口度测量法、轧制力测量法、轴承座位移测 量法和轧辊位移测量法等。 直接测厚按测量头与被测材料之间的关系,可分为接触式测厚仪和非接触 式测厚仪 非接触式测厚仪的种类很多,目前,在轧制生产中比较常用和成熟的是核 辐射线测厚仪和x射线测厚仪,它们统称射线测厚仪。此外还有:激光测 厚仪、微波测厚仪、涡流测厚仪、光学测厚仪、气动测厚仪以及红外线测 厚仪等。 射线测厚仪主要特点:
(1)可进行连续和不接触地测量; (2)测量精度较高; (3)反应速度较快: (4)能够给出供显示、记录与控制的电信号。
二、射线测厚仪 射线测厚仪按射线源的种类可分为x射线测厚仪与核辐射线测厚仪两
类,而后者又可分为γ射线测厚仪与β射线测厚仪。按射线与被测板材的 作用方式,又可分为穿透式和反射式。 1、 穿透式测厚仪
钢板厚度测量系统解析

长沙理工大学钢板厚度测量系统学院:汽车与机械工程学院班级:车辆1102学号:201169030201姓名:侯健钢板厚度测量系统一、测量对象说明本测量系统对象是普通钢板,但为保持测量灵敏度要求其厚度大于0.1mm,被测面应光洁、不应有洞眼、刻痕等,长度50mm、宽度30mm、厚度在0~16mm间。
二、测量原理框图三、测量原理与方法说明1.测量原理如图1所示,在金属板一侧的电感线圈中通以高频激励电流I1时,线圈将产生高频磁场,由于集肤效应,高频磁场作用于金属板表面薄层,并在这薄层中产生涡流。
涡流I2又会产生交变磁通Ф2反过作有于线圈,使得线圈中的磁通Ф1发生变化而引起自感量变化,在线圈中产生感应电势。
电感的变化随涡流而变,而涡流又随线圈与金属板间距x而变化,因此可以用高频反射式涡流传感器来测量位移x的变化。
图2为涡流效应等效电路。
R1为线圈电阻;L1为线圈电感;R2为短路电阻;L2为短路环电感;U1为激励电压;M为线圈与短路环间的互感。
回路方程:受涡流影响后线圈的等效阻抗为:线圈阻抗只与L1、L2、M有关,而L1、L2、M都与x有关,即Z=f(x),因此,如固定传感器的位置,当间距x发生变化时,Z就发生变化,从而达到以传感器阻抗变化值来检测被测金属位移量的值。
传感器阻抗变化还需进一步转化为电信号以便进入数据采集系统。
通常的测量方法式采取阻抗变换电路:电涡流传感器探头内线圈,与其它固定阻抗组成原始平衡电桥,随着钢板厚度的变化,探头线圈阻抗值随之变化,这样就破坏了电桥的原始平衡,失衡电桥的桥路输出电压值可反映被测钢板厚度值。
除电桥法外,还有高精度的谐振调幅、调频等测量电路。
2、测量方法说明利用高频反射式涡流传感器的原理,采用上下2路涡流传感器,被测钢板置于中间,分别测量上、下检测器对钢板间距,相对固定的2路可以实现对钢板的厚度测量,原理如图3。
D为2传感器的间距,h为钢板的厚度,x1、x2为钢板到传感器探头的距离,即传感器的测量值。
韶钢钢板厚度在线测量系统开发及应用

韶钢钢板厚度在线测量系统的开发及应用摘要:为了有效监控钢板同板差指标,满足船板认证中对于钢板平均厚度不小于0mm的要求,宝钢集团韶关钢铁有限公司中厚板生产中采用了钢板厚度在线测量系统,本文介绍了测量原理、设备及特点,并进行了测厚系统的精度试验。
关键词:厚度测量;ccd摄像机;测量精度一、前言近年来,随着中厚板市场竞争的日益激烈、新产品的研制以及高附加值效益品种的开发,如船体用结构钢板、大型输油管道用钢、容器及桥梁用钢板等高强度、高精度产品,都对中厚板的厚度精度要求很高,特别是国际船级社协会(iacs)关于船体结构用钢板平均厚度或最小厚度须不小于公称厚度的要求,更是需要提供准确的板型曲线图。
因此,在中厚板生产过程中,必须开发应用钢板在线测厚系统,达到实时监控产品厚度的要求。
宝钢集团韶关钢铁有限公司(以下简称“韶钢”)新上线四套钢板厚度在线测量系统,这四套系统是根据韶钢中厚钢板精整生产线的技术要求和现场实际情况,在不改动原有设备和精整工艺的基础上,利用光学测量的原理,采用多台ccd固体摄像机摄影图像测量与激光技术,将钢板的厚度图像输入计算机,计算其最大厚度、最小厚度和平均厚度。
二、钢板测厚系统测量原理1.基本结构在定尺剪出口后方安装宽4500mm,长350mm,高1200mm的金属机架,在机架测厚横跨辊道的上方和下方对称安装5组测厚ccd激光位移传感器组合,沿宽度方向分布的五条厚度测厚轨迹线,上下对称测量钢板的厚度。
宽度在1500mm~3200mm之间的钢板测量分别测量3、4、5条轨迹线。
如图1所示,应用高精度激光位移测量与精密测距技术完成钢板测厚的测量。
图1 钢板测厚仪测厚原理d激光位移传感器工作原理测量系统厚度测量采用激光三角位移测量与ccd摄影测量的技术来完成对钢板厚度的实时在线测量,原理如图2所示。
图2 激光三角位移测量原理ccd①和ccd②的距离h3是由机械结构决定,是激光束①-1测得的h11和激光束②-1测得的h21的和,进行了精密标定。
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长沙理工大学钢板厚度测量系统学院:汽车与机械工程学院班级:车辆1102学号:201169030201姓名:侯健钢板厚度测量系统一、测量对象说明本测量系统对象是普通钢板,但为保持测量灵敏度要求其厚度大于0.1mm,被测面应光洁、不应有洞眼、刻痕等,长度50mm、宽度30mm、厚度在0~16mm间。
二、测量原理框图三、测量原理与方法说明1.测量原理如图1所示,在金属板一侧的电感线圈中通以高频激励电流I1时,线圈将产生高频磁场,由于集肤效应,高频磁场作用于金属板表面薄层,并在这薄层中产生涡流。
涡流I2又会产生交变磁通Ф2反过作有于线圈,使得线圈中的磁通Ф1发生变化而引起自感量变化,在线圈中产生感应电势。
电感的变化随涡流而变,而涡流又随线圈与金属板间距x而变化,因此可以用高频反射式涡流传感器来测量位移x的变化。
图2为涡流效应等效电路。
R1为线圈电阻;L1为线圈电感;R2为短路电阻;L2为短路环电感;U1为激励电压;M为线圈与短路环间的互感。
回路方程:受涡流影响后线圈的等效阻抗为:线圈阻抗只与L1、L2、M有关,而L1、L2、M都与x有关,即Z=f(x),因此,如固定传感器的位置,当间距x发生变化时,Z就发生变化,从而达到以传感器阻抗变化值来检测被测金属位移量的值。
传感器阻抗变化还需进一步转化为电信号以便进入数据采集系统。
通常的测量方法式采取阻抗变换电路:电涡流传感器探头内线圈,与其它固定阻抗组成原始平衡电桥,随着钢板厚度的变化,探头线圈阻抗值随之变化,这样就破坏了电桥的原始平衡,失衡电桥的桥路输出电压值可反映被测钢板厚度值。
除电桥法外,还有高精度的谐振调幅、调频等测量电路。
2、测量方法说明利用高频反射式涡流传感器的原理,采用上下2路涡流传感器,被测钢板置于中间,分别测量上、下检测器对钢板间距,相对固定的2路可以实现对钢板的厚度测量,原理如图3。
D为2传感器的间距,h为钢板的厚度,x1、x2为钢板到传感器探头的距离,即传感器的测量值。
则被测钢板的厚度h为D-(x1+x2)。
测量值不受钢板移动的过程中上下波动及带材不够平整的影响。
四、传感器的选型拟采用上海传振电子科技有限公司的型号为CZ--600传感器。
1、内部系统图2、技术参数供电范围1、+18Vdc~+30Vdc(输出信号:4~20mA;1~5V;1~10V)2、-24Vdc(-2~-18V)注:不同的输出方式,供电不同测量量程动态测量(轴振动位移量):0-800um;静态测量(轴向位移):0~16mm输出信号4~20mA、1~5V、1~10V、-2~-18V(可选)分辨力0.001mm线性误差量程: <12mm误差<1%;量程> 13mm误差<1.5%输出方式三线制(电源、信号输出、公共端)输出负载电压输出:输出阻抗<51Ω;电流输出:负载电阻<500Ω频率响应0~5KHz(0.5dB)功耗<10mA(不包括变送输出的电流)系统温漂0.1%/℃适用温度范围前置器-30℃~+70℃;探头-40℃~+150℃;电缆-40℃~+150℃电缆总长5m或9m延伸电缆4m、4.5m、8m、8.5m长度探头电缆长度1m、0.5m3、安装说明(1)被测体要求:被测体材料对传感器特性影响,以2mm 对应-2~-18V 为例(如下图)(2).被测体为为圆轴且其轴心线与探头轴心线正交时,要求被测体直径大于探头直径3倍以上,否则传感器灵敏度会降低。
(3).被测体厚度影响传感器灵敏度。
钢等导磁性好的金属材料要求其厚度大于0.1mm ,铝等导磁性好的金属材料要求其厚度大于0.6mm.(4).被测面应光洁、不应有洞眼、刻痕等,转速、鉴相测量可在被测面装凸台或开凹槽,位移测量一般要求被测面表面粗糙程度不超过0.8~1.6um,轴的径向振动测量一般要求被测面表面粗糙程度不超过0.4~0.8um 。
(5).两个探头的安装距离不能太近,否则两探头之间会通过电磁场互相干扰(如图2-6所示),在输出信号上迭加两探头的差频信号,造成测量结果的失真,这种情况称之为相邻干扰。
排除相邻干扰有关的因素:被测体的形状,探头的头部直径以及安装方式。
通常情况下探头之间的最小距离见下表2-2与图2-6。
本系统的选型探头选型为CZ600T-A01-B040-C08-D10-E01规格为Φ8mm,正装,有螺纹,系统电缆总长9M,电缆长度1M,壳体长度40mm,有铠装。
延伸电缆选型CZ600L-A40-B01电缆长度4M,有铠装。
前置器选型CZ600-A00-B02供电电压为+24V,输出信号为1 V~ 5V。
五、各原理框图的功能1.电桥电桥是一种电阻、电感电容等参数变化转换位电压或电流变化的测量电路。
电桥输出一般需先做放大,然后再做后续处理。
但有时也可用指示仪表直接测量。
电桥电路电桥法是将传感器线圈的阻抗变化转化为或电流的变化。
图是电桥法的电原理图,图中线圈A和B为传感器线圈。
传感器线圈的阻抗作为电桥的桥臂,起始状态,使电桥平衡。
在进行测量时,由于传感器线圈的阻抗发生变化,使电桥失去平衡,将电桥不平衡造成的输出信号进行放大并检波,就可得到与被测量成正比的输出。
2.检测电路检测电路分为整流电路A、分压电路B和放大电路C。
利用互感器对线圈回路的电压进行取样、压缩,并作为检测电路的输入UAC。
UAC 经过整流电路A变换成直流电压,该电压经分压电路B分压后进入放大电路C。
放大的电压值转化成4~20mA标准电流信号输入到PLC,微机系统则对从PLC采集到的标准电流信号进行滤波、线性变换处理得到线圈输出电压值。
在线采集相关参数数值,包括线圈输出电压值、线圈距导体距离、导体温度,从而绘出线圈输出电压与各参数之间的曲线图3.调制解调、滤波与放大器经过传感器变换后,被测信号一般需要做交流放大,一边进行传输、预算等后续处理。
交流放大器不适于做缓变信号的放大;直流放大器虽可以此类信号的直接放大,但存在零漂和级间耦合等问题,因此常采用调制的方法先把缓变信号变换成频率适当的交流信号,然后用交流放大器放大。
最后进过传输、处理后,再使原缓变信号回复原样。
滤波器的作用是,使信号中的特定频率成分通过,而抑制或极大地衰减其他频率的成分。
滤波器是频谱分析和滤除干扰噪声的频率选择装置,广泛应用于各种自动检测/自动控制装置中。
4.线性化传感器的输出量与被测物理量之间的关系,绝大部分是非线性的。
造成非线性的原因主要有有二;(1) 是许多传感器的转换原理并非线性,如温度测量,热电阻或热电偶与温度是非线性关系,(2)是采用的测量电路的非线性,例如测量热电阻用四臂电桥,电阻的变化引起电桥失去平衡,出现的输出电压与电阻之间的关系为非线性。
此系统的线性化装置便是使输出的信号与被测物理量之间呈线性关系,使输出的信号准确度更高。
六、误差分析1)被测体尺寸大小、激励电压大小对涡流大小均产生影响,其中,激励电压的选择能影响涡流检测位移系统的灵敏度以及测量范围。
2)对被测体的要求,为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出,安装时,传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间。
如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器,就必须考虑是否会产生交叉干扰,两个探头之间一定要保持规定的距离。
同时,被测体表面积应为探头直径3倍。
3)由于振荡回路的检波输出与测量位移之间为非线性关系, 为了提高涡流传感器的使用范围和精度,必须对电涡流传感器进行非线性补偿。
虽然本测试系统装有线性化模块。
但仍有一点的误差。
4)电涡流传感器的动态特性主要由振荡回路和检波回路的频率特性决定, 整个传感器的传递函数表示为:式中: L1为线圈的电感;R1为线圈的串联电阻; RC2 为检波电路的时间常数。
为了在提高系统的动态特性的同时不降低振荡回路的品质因数,在传感器的输出信号流中串联超前校正环节以改善传感器的动态特性。
超前校正的传递函数为:5)传统的检波方式采用二极管、电容、电阻实现。
由于二极管的导通特性受温度影响比较明显,所以传统的二极管检波输出存在随温度变化而发生漂移的现象。
感应线圈本身存在电阻随温度变化而变化的问题,会使传感器输出信号产生较大的误差。
七、测量系统的整体评价厚度是工业生产中最常见和最基本的工业参数之一,是与人类的生活、工作关系最密切的物理量,也是各学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测量的物理量。
厚度测量方法有很多:简单的厚度测量可以用卷尺或直尺来完成,要求精度高的用游标卡尺来完成,一些金属的厚度还可以用传感器来测量,具体用什么方法测厚要根据所测物体的大小、形状、材质以及测量精度来定。
在进行金属的厚度测量时,经常遇到金属表面有非金属涂层或油污等杂质使接触测量不准确或无法进行,而且在工业现场的在线测量也使得接触式测量变得困难,这就使得非接触式测量的优点显现出来。
本测量系统就是利用电涡流传感器来测量钢板的厚度本系统原理是通过电涡流效应的原理,准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置,其特点是长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响,本系统的测量范围为0~16mm,测量精度为1%,工作温度为-50~+120℃,温漂0.05%/℃,频响:0~10kHz。
但由于考虑的不周到,会有一点给的误差,比如温度,传感器的动态特性,被测物体的尺寸大小等都会影响测量的结果。
希望在以后能够改进这些影响,使测量精度更加准确。
八、设计心得这次的设计真的使我学到了很多东西。
首先,对于这门课程,从一开始到结课我都是稀里糊涂的像听天书一样,弄不明白这门课程到底学的是什么。
后来知道考试要做一个钢板厚度测量系统觉得总比考试来的容易。
不过真正着手做的时候还真挺复杂的,觉得这就是一个课程设计吧。
开始是在网上找各种用传感器测钢板厚度的资料,知道了有很多种类,有电涡流,超声波,激光等,还有各种传感器测量钢板厚度的原理,然后又在淘宝百度上查找各种类型传感器的技术参数,测量范围,灵敏度,最后经过综合的考虑确定了选用电涡流传感器来测量。
选好传感器后还要查找传感器中各个部分的功能,如电桥,振荡器,调制解调,放大器,滤波器等。
这个时候才系统的学习的这些部分的功能,可能我所了解的也只是一部分,不够完全甚至有些偏差,但至少有了一些基础的知识,传感器只是测试技术这门课程的一小部分,要想学得更多还需要更深入的学习。
可能这个系统设计的不够准确甚至连最基本的目的都达不到,但在做这个系统过程中学到的东西绝对比这个系统本身的价值多,遇到问题如何解决,如何在网上找一些资料,不仅仅在百度,还有中国知网,六维空间等。
希望以后还有这样锻炼我综合能力的类似课程设计的作业。