A8自动检测技术,第五章,电涡流传感器 (2)-PPT精品文档

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《电涡流传感器》课件

《电涡流传感器》PPT课件
电涡流传感器是一种用于测量目标物体电导率、电磁参数等参数的无接触传感器。本PPT课件将为您介绍电涡流传感器的原理、应用和设计制造等相关内容。
什么是电涡流传感器？
电涡流传感器是一种利用电涡流效应测量物体电导率或电磁参数的非接触式传感器。它通过感应电流和涡流之间的相互作用来实现测量。
电涡流原理介绍
电涡流原理是指当导体中有交变电磁场时，产生的涡流会产生磁场，从而对原交变磁场产生影响，实现了电导率、电磁参数等参数的测量。
电涡流传感器与其他传感器的比较
量方法，不会破坏目标物体表面，适用于高温、高压、腐蚀等恶劣环境。
高精度和快速响应
电涡流传感器具有较高的精度和快速的响应速度，适用于对物体电导率和电磁参数需要精确测量的场景。
灵敏度受温度影响
电涡流传感器的灵敏度受温度影响较大，需要进行温度补偿来保证测量的准确性。
电涡流传感器的优点和应用领域
1 高灵敏度
电涡流传感器具有高灵敏度，可用于测量小电导率变化，如金属疲劳检测和材料缺陷检测。
2 宽测量范围
电涡流传感器的测量范围广，可应用于不同电导率的材料测量，如金属、陶瓷等。
3 工业应用广泛
电涡流传感器的输出方式
电涡流传感器的输出方式可以是模拟输出、数字输出或脉冲输出等。不同的输出方式适用于不同的应用场景和信号处理需求。
电涡流传感器广泛应用于机床加工、工业自动化、航空航天等领域的电导率、电磁参数测量。
电涡流传感器的设计与制造
电涡流传感器的设计与制造需要考虑形状尺寸、材料选择、绕组设计等因素。通过优化设计和制造工艺，可以提高传感器的性能和稳定性。
电涡流传感器的参数测量
电涡流传感器可以测量的参数包括电导率、电磁参数、涡流强度、涡流深度等。通过测量这些参数可以获取目标物体的相关信息。

第五章电涡流式传感器PPT课件

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接近开关的核心部分是“感辨头”，它必须对正在接近的物体有很高的感辨能力。在生物界里，眼镜蛇的尾部能感辨出人体发出的红外线。而电涡流探头就能感辨金属导体的靠近。
变化的重复频率，从而测出转轴的转速，若转轴上开
z个槽(或齿)，频率计的读数为f(单位为Hz)，转速按下
式求得：
n 60 f z
3-46
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图3-46 转速测量
(a) 带凹槽转轴
(b) 带凸槽转轴
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（4）安全检测
图3-47 电涡流式通道安全检查门简图
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图3-40 CZF型涡流式传感器的结构图
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这种传感器的线圈与被测金属之间是磁性耦合的，并利用其耦合程度的变化作为测量值，无论是被测体的物理性质，还是它的尺寸和形状都与测量装置的特性有关。作为传感器的测量装置的线圈仅为实际传感器的一半，而另一半是被测体。
CZF型传感器的性能见表3-1。
限鉴幅频器器
功率
显示器
放
大器
记录仪
并联谐振回路的谐振频率为 f 1
2 LC0
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当电涡流线圈与被测体的距离x改变时，电感量 L随之改变，引起LC振荡器的输出频率改变，此频率可直接用计算机测量。用模拟仪表显示，必须用鉴频器，将频率f转换为电压U。
5、电涡流传感器的应用
（1）位移测量某些旋转机械，如高速旋转的汽轮机对轴向位移的要求很高。当汽轮机运行时，叶片在高压蒸气推动下高速旋转，它的主轴承受巨大的轴向推力。若主轴的位移超过规定值时，叶片有可能与其他部件碰撞而断裂。利用电涡流原理可以测量汽轮机主轴的轴向位移、电动机轴向窜动等。电涡流轴向位移监测保护装置电涡流探头的安装如图4—44所示。

电涡流式传感器资料30页PPT

1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有久久不会退去的余香。
电涡流式传感器资料4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮回里有你。
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！Biblioteka 21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚

传感器电涡流传感器优秀课件

间距x的测量：如果控制上式中的f、、、r不变，
电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数，这样就成为非接触位移传感器。
其他用途：如果控制x、f不变，就可以用来检测与
表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者用来检测与材料磁导率有关的磁性材料型号、表面硬
度等参数。
电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理
二、等效阻抗分析
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：
Z=R+jωL=f（f、、、r、x）
式中的r为表面因子。
检测深度与激励源频率有何关系？
如果控制上式中的f、、、r不变，电涡流
线圈的阻抗Z就成为哪个变量的单值函数？属于接触式测量还是非接触式测量？
等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制：由于存在集肤效应，电涡流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f，可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低，检测深度越深。
66
接近开关的术语解释（2）
标准检测体：可与现场被检金属作比较的标准金属检测体。标准检测体通常为正方形的A3钢，厚度为1mm，所采用的边长是接近开关检测面直径的2.5倍。
不同材料的金属检测物对电涡流接近开关动作距离的影响（以Fe为参考金属）
对于非磁性材料，被测体的电导率越高，则灵敏度越高；被测体是磁性材料时，其磁导率将影响电涡流线圈的感抗，其磁滞损耗还将影响电涡流线圈的Q值。磁滞损耗大时，其灵敏度通常较高。
高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底发热，烧开锅内食物。
第二节电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
电涡流探头内部结构

电涡流传感器原理讲解ppt课件

图6-9 电涡流式传感器接地安装图
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严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
6.3 电容式位移检测方法
平行极板电容器的电容为（6-4）
式中，C为电容量；ε为极板介质的介电常数；S 为极板面积；d为极板J间距离。在介电常数ε和S 一定的情况下，极板距离与电容量成反比。因此可将一块极板固定，另一块极板与被测物体相连，那么被测物体的位移使得极板距离变化，
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
轴向位移时，传感器的输出电压与轴向位移成比例。当位移值超过规定的允许值时，传感器的输出电压可控制报警电路发出报警信号。
本章重点介绍广泛应用于大型转动设备(如汽轮机、压缩机等)轴位移、轴振动测量仪表—“电涡流式传感器”
6.2.2 高频反射式电涡流传感器
这种传感器的结构很简单，主要由一个固定在框架上的扁平线圈组成。线圈可以粘贴在框架的端部，也可以绕在框架端部的槽内。图6-4为某种型号的高频反射式电涡流传感器。
图6-4 高频反射式电涡流传感器
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。
6.2.1 原理与特性
如下图6-2所示，一个扁平线圈置于金属导体附近，当线圈中通有交变电流I1时，线圈周围就产生一个交变磁场H1。置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流I2，电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，使通电线圈的有效阻抗发生变化。

第五章电涡流PPT课件

19
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响，例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面因素、距离等。只要固定其他因素就可以用电涡流传感器来测量剩下的一个因素。因此电涡流传感器的应用领域十分广泛。但也同时带来许多不确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性测量。即使要用作定量测量，也必须采用逐点标定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。
一、调幅式（AM）电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引
起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最
终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。
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12
第五章电涡流传感器
本章介绍电涡流传感器的原理及应用，并涉及接近开关的原理、结构、特性参数及应用。
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1
第一节电涡流传感器工作原理
电涡流效应演示
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当电涡流线
圈与金属板的距
离x 减小时，电涡流线圈的等效
电感L 减小，等效电阻R 增大。感抗XL 的变化比 R 的变化大得多，流过电涡流
线圈的电流 i1 增大。
2
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、高效的电磁炉
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3
集肤效应
图5-1是电涡流传感器工作原理示意图。当高频（100kHz左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠近金属导体附近的电感线圈L1时，将产生高频磁场H1。如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测导体就产生电涡流i2。i2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，这称为集肤效应（也称趋肤效应）。

电涡流传感器教学课件

电涡流传感器的发展趋势与
06
未来展望
技术创新与改进
微型化设计
多功能化
随着微电子和纳米技术的发展，电涡流传感器的尺寸逐渐减小，具有更高的灵敏度和空间分辨率。
开发具有温度、压力、位移等多参数测量能力的电涡流传感器，满足复杂环境下的应用需求。
智能化技术
集成化、智能化的电涡流传感器能够实现自校准、自诊断和自适应调整等功能，提高测量精度和可靠性。
THANKS
感谢观看
当金属材料振动或位移时，其表面电涡流的强度 02 和相位会发生变化，通过测量这些变化，可以获
得金属材料的振动或位移信息。
该方法具有高灵敏度、高分辨率和高动态范围的 03 特点，广泛应用于机械、航空和航天等领域的振
动和位移测量。
液位与流量测量
电涡流传感器也可以用于液位和流量的测量。
01
输标02入题
在液位测量中，当电涡流传感器靠近液面时，由于液体的导电性，会在液面产生电涡流，通过测量电涡流的强度和变化规律，可以确定液位的高度。
用途
电涡流传感器广泛应用于材料检测、无损检测、自动化控制等领域，如金属材料的厚度测量、表面裂纹检测、气瓶压力检测等。
优缺点分析
优点
电涡流传感器具有非接触、高精度、高分辨率和高可靠性等优点，能够实现快速、准确地测量和检测。
缺点
电涡流传感器对于导电率、磁导率和温度等参数敏感，对于不同材料和表面状态的物体，需要进行校准和调整，同时其测量范围较小，难以测量较大尺寸的物体。
分辨率
传感器能够分辨出的最小变化量，通常以百分比或相对于满量程的数值表示。分辨率越高，传感器能够检测到的最小变化越小。
频率响应与带宽
频率响应

电涡流传感器(“涡流”相关文档)共15张

大直径电涡流探雷器
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三、测量转换电路
1、调幅式（AM）电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈
端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流电压Uo
反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。
集肤效应
当高频（100kHz左右）信号源产生的高频电压施加到一
个靠近金属导体附近的电感线圈L1时，将产生高频磁场H1。
干 2、净调如、频高（被效F的M）测式电导路(1体00kH置z~1M于Hz）该交变磁场范围之内时，被测导体就产生电
如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将 f转换为电压 Uo 。
面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者用来检测
与材料磁导率有关的材料型号、表面硬度等参数。
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二、电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
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CZF-1系列传感器的性能
分析上表请得出结论：
探头的直径与测量范围及分辨力之间有何关系？
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源频率一般设定在100kHz~1MHz。 CZF-1系列传感器的性能
的电涡流，
使锅底自行源频率一般设定在100kHz~1MHz。
金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。
涡流i 。i 在金属导体的纵深方向并不是均匀分布的，而只源频率一般设定在100kHz~1MHz。

【优秀文档】自动检测技术及应用课件第电涡流传感器PPT

R2 C1 R4 C3
C4R5
C6
V2 C5
R6
L1
Vcc
f
L(x) C
(b)
传感器线圈接入LC振荡回路，当传感器与被测导体距离x改
变时，在涡流影响下，传感器的电感变化，将导致振荡频率的
变化，该变化的频率是距离x的函数，即f=L(x), 该频率可由数字若带材厚度不变，则被测带材上、下表面之间的距离总有x1+x2=常数的关系存在。
到达L2的磁通将减弱为φ1′，从而使L2产生的感应电压U2下降。
2 L(x)C 带材厚度给定值与偏差指示值的代数和就是被测带材的厚度。
它由克拉泼电容三点式振荡器(C2、C3、L、C和Ｖ1)以及射极输出电路两部分组成。
由传感器线圈L、电容器C和石英晶体组成的石英晶体振荡电路如图所示。
式中, Z为LC回路的阻抗。
式中：Req——线圈受电涡流影响后2M 的等2 效电阻 ReqRR122L12 R1
Leq——线圈受电涡流影响后的等效电感
LeqLR12 2M 22L12 L1
线圈的等效品质因数Q值为
Q Leq R eq
四、电涡流传感器测量电路
1. 调频式电路
振
C荡
L
器
x
(a)
频率计 f-V 电压表
R1
R3
V1C2
h(
1
)2
0ur f
式中: f——线圈激磁电流的频率。
三、电涡流传感器等效电路
M R
U1
I
I1
L L1
RIj M jILIR1Ij1M j I1L1IU 110
ω——线圈激磁电流角频率；
R1 R1、L1——线圈电阻和电感；

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二、等效阻抗分析
R1 I 1 jL1 I 1 jM I 2 U i jM I 1 R2 I 2 jL2 I 2 0 故电涡流线圈受金属导体影响后的等效阻抗为 2M 2 2M 2 Z R1 R2 2 jL1 L2 2 2 R L R2 L2 2 2 I R jL U
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第五章电涡流传感器
本章学习电涡流传感器工作原理、结构及特性、测量转换电路、应用，以及接近开关的原理、结构和应用
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电涡流：当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，电流在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流。这种现象称为电涡流效应。电涡流传感器就是利用电涡流效应进行检测的。
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