電渦流傳感器的工作原理

1、ECT-王素紅 利用電渦流傳感器測量位移l 電渦流傳感器的工作原理一塊金屬放置在一個扁平線圈附近，相互并不接觸，如圖l 所示。當線圈中通過以高頻正弦交變電流時，線圈周圍的空間就產(chǎn)生交變磁場，此交變磁場在鄰近金屬導體中產(chǎn)生電渦流。而此電渦流也產(chǎn)生交變磁場阻礙外磁場的變化。由于磁場的反作用，使線圈中電流和相位都發(fā)生變化。也即引起線圈的等效阻抗發(fā)生變化，線圈的電感量也發(fā)生變化，因此可用線圈阻抗的變化來反映金屬導體的電渦流效應。這就是電渦流傳感器的工作原理。電渦流傳感器的最大特點是非接觸測量，這是它引起廣泛興趣的主要原因，其優(yōu)點是靈敏高、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強、不受油污等介質(zhì)的影響。渦流傳感器提離效應

2、的ANSYS 模擬 *任吉林 ，刁海波，唐繼紅，俞佳，宋 凱在渦流檢測中，提離效應是指應用放置式線圈時，線圈與工件之間的距離變化引起線圈阻抗變化的現(xiàn)象。該提離效應對于渦流檢測的不同應用場合，可能是干擾因素需要抑制（如導電材料的探傷或電導率測量），可能是有用信息需要提?。ㄈ缃饘倩w表面膜層厚度測量）在渦流檢測中，當有交流電通過放置式線圈時，會產(chǎn)生一個交變磁場，線圈接近金屬試塊時，由于交變磁場的作用會在金屬試塊上感生出渦流，此渦流也產(chǎn)生一個與原來磁場相反的交變磁場，兩個交變磁場相互疊加，便決定了探頭線圈的阻抗。當金屬板電導率，形狀，有無缺陷或提離間隙等外界條件發(fā)生變化時，渦流及渦流產(chǎn)生的反磁場也將

3、發(fā)生變化，從而線圈的阻抗也隨之發(fā)生變化。通過探頭線圈阻抗變化的測量便可以推斷試件影響因素的變化（如電導率，缺陷，膜層厚度等）。提離效應隨著磁場強度變化的不同也有所不同，當磁場強度變化大時，線圈阻抗的變化率也會隨之增大。提離效應表現(xiàn)的也很明顯。對于非鐵磁性金屬板，隨著提離間隙的增大，線圈阻抗增大，反映到電阻和電抗上分別為：電阻隨著提離的增大而減小，電抗隨著提離的增大而增大。對于不同電導率的金屬，阻抗隨提離變化的反映也有所不同，在相同提離變化下，隨著金屬板電導率的增加，金屬板上感生出的渦流變大，渦流產(chǎn)生的反磁場也變大，對阻抗的最終影響是使得阻抗的變化量增大。無論金屬板電導率怎么變化， 提離的最終結(jié)

4、果都是使阻抗值趨于線圈的空載值。 對于空 芯和帶有磁芯的線圈來說，在相同的外界條件和施加載荷下， 阻抗變化規(guī)律一致，只是阻抗 的變化量有所不同。通過實際實驗的數(shù)據(jù)可以看出，實驗中測量得到的電阻和電抗的值與ANSYS理論分析值相吻合，檢測線圈阻抗的變化規(guī)律也與 ANSYS理論分析規(guī)律相符。利 用ANSYS分析軟件模擬渦流檢測中的提離效應問題是方便可行的， 且仿真得出的數(shù)據(jù)準確 可信，為渦流檢測的應用提供了有意義新型電渦流測厚測量在膠片厚度系統(tǒng)中的應用 陳才曠，李文慶由于各種測量方式本身的原理以及生產(chǎn)過程中的設(shè)備和環(huán)境的實際情況，使其又具有各自的優(yōu)缺點，在各自的使用方面有著不同的局限性。其中：(1

5、)射線測量方式：具有精度較高，可對單位重量直接進行測量等特點，所以，國外也稱該測量方式為基重測量， 但該測量方式最大的問題是安全與環(huán)保問題，隨著人們環(huán)保意識的提高，對于采用射線方式已經(jīng)逐漸退出歷史舞臺，特別是老設(shè)備上該測量方式的退役、更換， 對射源的處理、安全防護要求更高。(2)激光測量方式：激光測量采用的是CCD激光位移傳感器，對被測物位置進行測量，該測量方式精度高、速度快，但對現(xiàn)場使用條件要求高，特別是焦煙、溫度的影響，以及測量要 求的基準面精度要求(需要一個固定基準面，而輻筒本身的徑向跳動、光潔度等因素，使設(shè) 備無法為它們提供一個固定的基準面，從而影響厚度的測量)，所以，激光測量方式在在

6、線測量使用上效果受到很大影響，而在離線測量方式下，該測量具有廣泛使用價值。(3)壓縮空氣測量方式：該技術(shù)是近幾年國外新開發(fā)并引進國內(nèi)市場，該測量方式具有精度高、測量安全，符合現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)使用要求，但目前該設(shè)備市場售價高， 系統(tǒng)修復成本昂貴,在薄膠片、氣密層等小型測量設(shè)備方面，推廣性較差。渦流測厚傳感器及數(shù)字測量系統(tǒng)的設(shè)計 張莉萍渦流測厚不儀具有快速、準確和無接觸等優(yōu)點，可以測量多層厚度和復合材料電渦流式鋼板在線測厚系統(tǒng)設(shè)計 程松波！郭順生！李嘉寧目前國內(nèi)的鋼鐵和有色金屬行業(yè)多采用非接觸式的測厚系統(tǒng)如射線式“電容式”等等其中射線測厚系統(tǒng)有一定的應用"但其存在著射線管的老化和易損問題&q

7、uot;高壓發(fā)生器的準確度和穩(wěn)定性以及整套設(shè)備造價過于昂貴等&而電容式測厚系統(tǒng)則受引線電容$寄生電容的干擾較大"不易消除建立在電渦流效應原理上的測量技術(shù) "具有結(jié)構(gòu)簡單"頻率響應帶寬"靈敏度高”線性范圍大" 體積小等優(yōu)點在冷軋鋼板生產(chǎn)過程中“采用高頻反射式渦流傳感器對鋼板厚度作測量 "應 用前景廣泛圖1渦流傳感器的基本原理圖2渦流效應等效電路檢測原理：渦流效應等效電路回路方程基于電渦流傳感器的電機鐵心疊厚控制黃越雯，黃進，陳理淵電渦流傳感器是利用電渦流效應，將一些非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化，從而進行非電量測量。 厚度的測量并沒有確定的方法。電渦流傳感器是利用電渦流效應，將一些非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化，從而進行非電量測量。如圖1所示，將一塊金屬導體放置在一個線圈鄰近，當線圈中通以高頻正弦交變電流，時,線圈周圍空間就產(chǎn)生交變磁場H,處于此交變磁場中的金屬導體就產(chǎn)生電渦流，：，：將產(chǎn)生交變磁場鞏，的方向與IV。方向相反，由于磁場必的反作用使通電線圈中電流大小和相 位都發(fā)生變化，也即線圈的有效阻抗變化1|。0 05 OJO 0J5 070R-R、必3-18在非磁性材料表面上某探頭式線圈的阻抗圖一 力二常數(shù)）含義i.測量金屬基體上絕緣層厚度，利用提離效應（在渦流檢測中，探頭晃動引起的 信號變化疊加在缺陷信號中，阻礙對缺陷