檢測(cè)技術(shù)(第四章)

1、1自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)第第3 3版版 第四章第四章 電渦流傳感器電渦流傳感器2第四章第四章 電渦流傳感器電渦流傳感器電渦流傳感器主要用于金屬探測(cè)（安全檢電渦流傳感器主要用于金屬探測(cè)（安全檢測(cè)等）、微小位移和振動(dòng)測(cè)量，以及轉(zhuǎn)速、表測(cè)等）、微小位移和振動(dòng)測(cè)量，以及轉(zhuǎn)速、表面狀態(tài)等諸多與電渦流有關(guān)的參數(shù)，還可以用面狀態(tài)等諸多與電渦流有關(guān)的參數(shù)，還可以用于無損探傷及接近開關(guān)。于無損探傷及接近開關(guān)。電渦流傳感器的最大特點(diǎn)是非接觸測(cè)量。電渦流傳感器的最大特點(diǎn)是非接觸測(cè)量。3第一節(jié)第一節(jié) 電渦流傳感器工作原理電渦流傳感器工作原理 電渦流效應(yīng)演示電渦流效應(yīng)演示 當(dāng)金屬導(dǎo)體當(dāng)金屬導(dǎo)體置于變化的磁

2、置于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體表面會(huì)產(chǎn)生感表面會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流應(yīng)電流。電流的流線在金屬的流線在金屬體內(nèi)自行閉合。體內(nèi)自行閉合。這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)象稱為為電渦流效應(yīng)電渦流效應(yīng)。這種由電磁這種由電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生感應(yīng)原理產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)的旋渦狀感應(yīng)電流稱為電流稱為電渦電渦流流。4第一節(jié)第一節(jié) 電渦流傳感器工作原理電渦流傳感器工作原理 當(dāng)導(dǎo)體處于交流磁場(chǎng)中時(shí)，鐵心會(huì)因電磁感應(yīng)而當(dāng)導(dǎo)體處于交流磁場(chǎng)中時(shí)，鐵心會(huì)因電磁感應(yīng)而在其內(nèi)部產(chǎn)生自行閉合的電渦流并發(fā)熱。在其內(nèi)部產(chǎn)生自行閉合的電渦流并發(fā)熱。為減小電渦流，避免設(shè)備燒毀，變壓器和交流電為減小電渦流，避免設(shè)備燒毀，變壓器和交流電流機(jī)的鐵心用硅鋼片又疊

3、至而成。流機(jī)的鐵心用硅鋼片又疊至而成。電渦流引起的發(fā)熱現(xiàn)象有時(shí)亦可用來做有用的工電渦流引起的發(fā)熱現(xiàn)象有時(shí)亦可用來做有用的工作，如電磁作，如電磁 爐、電磁灶等均是采用電渦流原理而工爐、電磁灶等均是采用電渦流原理而工作的。作的。電渦流的應(yīng)用電渦流的應(yīng)用 在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常可以遇到在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)?？梢杂龅?干凈、干凈、高效的高效的 電磁爐電磁爐電磁爐內(nèi)部的勵(lì)磁線圈電磁爐內(nèi)部的勵(lì)磁線圈電磁爐的工作原理電磁爐的工作原理高頻電流通高頻電流通過勵(lì)磁線圈，過勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在鐵質(zhì)鍋底會(huì)在鐵質(zhì)鍋底會(huì)產(chǎn)生無數(shù)的電產(chǎn)生無數(shù)的電渦流，使鍋底渦流，使鍋底發(fā)熱，燒開鍋發(fā)熱，燒開鍋內(nèi)食物。內(nèi)食物

4、。8第一節(jié)第一節(jié) 電渦流傳感器工作原理電渦流傳感器工作原理 在電渦流效應(yīng)中，電渦流線圈受被測(cè)物體表面電渦在電渦流效應(yīng)中，電渦流線圈受被測(cè)物體表面電渦流的影響，線圈的等效阻抗流的影響，線圈的等效阻抗Z Z將會(huì)產(chǎn)生變化。將會(huì)產(chǎn)生變化。距離距離x x、被測(cè)物體的磁導(dǎo)率、被測(cè)物體的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、電導(dǎo)率、導(dǎo)體表、導(dǎo)體表面因素面因素r( r(粗糙度、裂紋等粗糙度、裂紋等) )等均會(huì)影響線圈的等效阻抗。等均會(huì)影響線圈的等效阻抗。等效阻抗：電路中電阻、電感、電容對(duì)交流電的阻等效阻抗：電路中電阻、電感、電容對(duì)交流電的阻礙作用的統(tǒng)稱。阻抗的單位是歐。阻抗衡量流動(dòng)于電礙作用的統(tǒng)稱。阻抗的單位是歐。阻抗衡量流動(dòng)于電

5、路的交流電所遇到的阻礙。路的交流電所遇到的阻礙。ZF xr （ ， ， ， ）9第一節(jié)第一節(jié) 電渦流傳感器工作原理電渦流傳感器工作原理 10第一節(jié)第一節(jié) 電渦流傳感器工作原理電渦流傳感器工作原理 若能控制被測(cè)物體的磁導(dǎo)率若能控制被測(cè)物體的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、電導(dǎo)率、導(dǎo)體表、導(dǎo)體表面因素面因素r r不變，則電渦流線圈的等效阻抗不變，則電渦流線圈的等效阻抗Z Z就僅取決于就僅取決于距離距離x x的大小。的大小。根據(jù)這一原理，可制成電渦流位移傳感器等。根據(jù)這一原理，可制成電渦流位移傳感器等。事實(shí)上，電渦流線圈的阻抗事實(shí)上，電渦流線圈的阻抗Z Z與與、 r r、x x之間之間的關(guān)系并非均是線性關(guān)系，須由計(jì)

6、算機(jī)進(jìn)行線性化糾的關(guān)系并非均是線性關(guān)系，須由計(jì)算機(jī)進(jìn)行線性化糾正。正。ZF xr （ ， ， ， ）11集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)實(shí)踐證明，直流電通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的橫截面積上實(shí)踐證明，直流電通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的橫截面積上各處的電流密度相等；各處的電流密度相等； 而交流電通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體橫而交流電通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體橫截面積上電流是不均勻的。越是靠近導(dǎo)線中心，電流截面積上電流是不均勻的。越是靠近導(dǎo)線中心，電流密度越小；越是靠近導(dǎo)體表面，電流密度越大。密度越??；越是靠近導(dǎo)體表面，電流密度越大。這種這種交變電流在導(dǎo)體內(nèi)趨于導(dǎo)線表面的現(xiàn)象稱為交變電流在導(dǎo)體內(nèi)趨于導(dǎo)線表面的現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)（也稱表面效應(yīng)或趨膚效

7、應(yīng)）。（也稱表面效應(yīng)或趨膚效應(yīng)）。12集膚效應(yīng)的影響集膚效應(yīng)的影響( (不利的一面和有利的一面）：不利的一面和有利的一面）：不利一面：對(duì)傳輸高頻電流是不利的。不利一面：對(duì)傳輸高頻電流是不利的。有利一面是：高頻淬火。由于集膚效應(yīng)工件表面發(fā)有利一面是：高頻淬火。由于集膚效應(yīng)工件表面發(fā)熱中心幾乎不熱。就可達(dá)到使工件表面硬度高內(nèi)部韌熱中心幾乎不熱。就可達(dá)到使工件表面硬度高內(nèi)部韌性好的目的。性好的目的。集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)第二節(jié)第二節(jié) 電渦流傳感器結(jié)構(gòu)及特性電渦流傳感器結(jié)構(gòu)及特性 電渦流探頭電渦流探頭外形外形交變磁場(chǎng)交變磁場(chǎng)14電渦流傳感器結(jié)構(gòu)電渦流傳感器結(jié)構(gòu)電渦流傳感器的核心是一只線圈，工業(yè)中也稱為電渦流

8、傳感器的核心是一只線圈，工業(yè)中也稱為“電渦流探頭電渦流探頭”。由于激勵(lì)源頻率很高，所以一般采。由于激勵(lì)源頻率很高，所以一般采用扁平空心線圈，有時(shí)為了使磁力線集中，可將線圈用扁平空心線圈，有時(shí)為了使磁力線集中，可將線圈繞在直徑和長(zhǎng)度都很小的高頻鐵氧體磁心上，置于探繞在直徑和長(zhǎng)度都很小的高頻鐵氧體磁心上，置于探頭端部。頭端部。電渦流探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)電渦流探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1 1電渦流線圈電渦流線圈 22探頭殼體探頭殼體 33殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋 44印制線路板印制線路板 55夾持螺母夾持螺母 66電源指示燈電源指示燈 77閾值指示燈閾值指示燈 88輸出屏蔽電纜線輸出屏蔽電纜線 99電纜

9、插頭電纜插頭 CZF-1CZF-1系列傳感器的性能系列傳感器的性能 分析上表請(qǐng)得出結(jié)論：分析上表請(qǐng)得出結(jié)論：探頭的直徑與測(cè)量范圍及分辨力之間有何探頭的直徑與測(cè)量范圍及分辨力之間有何關(guān)系？關(guān)系？17大直徑電渦流探雷器大直徑電渦流探雷器 第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 一、調(diào)幅式（一、調(diào)幅式（AMAM）電路）電路電渦流探頭電渦流探頭L L和固定電容和固定電容C C0 0組成組成LCLC振蕩器。當(dāng)被測(cè)振蕩器。當(dāng)被測(cè)金屬導(dǎo)體距探頭相當(dāng)遠(yuǎn)時(shí)，振蕩器的輸出電壓金屬導(dǎo)體距探頭相當(dāng)遠(yuǎn)時(shí)，振蕩器的輸出電壓u u0 0最大。最大。第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 一、調(diào)幅式（一、調(diào)幅式（AMAM）電

10、路）電路當(dāng)被測(cè)金屬體從水平方向（當(dāng)被測(cè)金屬體從水平方向（x x2 2方向）或垂直方向方向）或垂直方向（x x1 1方向）靠近探頭時(shí)，吸收了探頭電磁場(chǎng)的部分能方向）靠近探頭時(shí)，吸收了探頭電磁場(chǎng)的部分能量，使量，使u u0 0降低。降低。第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 一、調(diào)幅式（一、調(diào)幅式（AMAM）電路）電路輸出電壓幅度變化與位移輸出電壓幅度變化與位移x x不是線性關(guān)系，須由計(jì)不是線性關(guān)系，須由計(jì)算機(jī)線性化之后才能由數(shù)碼管顯示出位移量。算機(jī)線性化之后才能由數(shù)碼管顯示出位移量。第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 一、調(diào)幅式（一、調(diào)幅式（AMAM）電路）電路石英振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻

11、振蕩電壓石英振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻振蕩電壓(100kHz2MHz(100kHz2MHz）用于激勵(lì)電渦流線圈。金屬材料）用于激勵(lì)電渦流線圈。金屬材料在高頻磁場(chǎng)中產(chǎn)生電渦流，引起電渦流線圈兩端電在高頻磁場(chǎng)中產(chǎn)生電渦流，引起電渦流線圈兩端電壓的衰減，輸出電壓壓的衰減，輸出電壓U Uo o反映了金屬體對(duì)電渦流線圈反映了金屬體對(duì)電渦流線圈的距離。的距離。二、調(diào)頻（二、調(diào)頻（FMFM）式電路）式電路(100kHz1MHz(100kHz1MHz） 第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 當(dāng)電渦流線圈與被測(cè)體的距離當(dāng)電渦流線圈與被測(cè)體的距離x x 改變時(shí)，電渦流線圈改變時(shí)，電渦流線圈的電感量的電感量L L

12、隨之改變，引起隨之改變，引起LC LC 振蕩器的輸出頻率變化。振蕩器的輸出頻率變化。經(jīng)鑒頻器后，將經(jīng)鑒頻器后，將 f f轉(zhuǎn)換為電壓轉(zhuǎn)換為電壓 U Uo o 。 二、調(diào)頻（二、調(diào)頻（FMFM）式電路）式電路(100kHz1MHz(100kHz1MHz） 第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 并聯(lián)諧振回路的諧振頻率并聯(lián)諧振回路的諧振頻率 01 2fLC第四節(jié)第四節(jié) 電渦流傳感器的應(yīng)用電渦流傳感器的應(yīng)用 一、位移測(cè)量一、位移測(cè)量 電渦流位移傳感器是一種輸出為電渦流位移傳感器是一種輸出為模擬量模擬量的電子器件。的電子器件。當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬表面將吸取電渦流當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬表

13、面將吸取電渦流探頭中的高頻振蕩能量，使振蕩器的輸出幅度線性地探頭中的高頻振蕩能量，使振蕩器的輸出幅度線性地衰減，根據(jù)衰減，根據(jù)衰減量的變化衰減量的變化或或振蕩頻率振蕩頻率的變化，可計(jì)算的變化，可計(jì)算出與被檢物體的距離、振動(dòng)等參數(shù)。這種位移傳感器出與被檢物體的距離、振動(dòng)等參數(shù)。這種位移傳感器屬于屬于非接觸測(cè)量非接觸測(cè)量，工作時(shí)不受灰塵等因素的影響，可，工作時(shí)不受灰塵等因素的影響，可在各種惡劣條件下使用。在各種惡劣條件下使用。位移測(cè)量?jī)x位移測(cè)量?jī)x位移測(cè)量包含：位移測(cè)量包含：偏心、間隙、位置、偏心、間隙、位置、傾斜、彎曲、變形、傾斜、彎曲、變形、移動(dòng)、圓度、沖擊、移動(dòng)、圓度、沖擊、偏心率、沖程、寬度

14、偏心率、沖程、寬度等。等。來自不同應(yīng)用領(lǐng)域來自不同應(yīng)用領(lǐng)域的許多量都可歸結(jié)為的許多量都可歸結(jié)為位移或間隙變化。位移或間隙變化。數(shù)顯數(shù)顯位移測(cè)量?jī)x及探頭位移測(cè)量?jī)x及探頭27420mA420mA電渦流位移傳感器外形電渦流位移傳感器外形28電渦流位移傳感器外形電渦流位移傳感器外形齊平式齊平式在汽輪機(jī)在汽輪機(jī) 等機(jī)械中，常用電渦流傳感器監(jiān)控主軸等機(jī)械中，常用電渦流傳感器監(jiān)控主軸徑向、軸向振動(dòng)。在研究機(jī)器振動(dòng)時(shí)，常采用多個(gè)傳徑向、軸向振動(dòng)。在研究機(jī)器振動(dòng)時(shí)，常采用多個(gè)傳感器放置在機(jī)器不同部分進(jìn)行檢測(cè)，得到各個(gè)位置的感器放置在機(jī)器不同部分進(jìn)行檢測(cè)，得到各個(gè)位置的振幅值和相位值，從而畫出振型圖。振幅值和相位

15、值，從而畫出振型圖。機(jī)械振動(dòng)是由多個(gè)不同頻率的振動(dòng)合成的，其波機(jī)械振動(dòng)是由多個(gè)不同頻率的振動(dòng)合成的，其波形一般不是正弦波。形一般不是正弦波。第四節(jié)第四節(jié) 電渦流傳感器的應(yīng)用電渦流傳感器的應(yīng)用 二、振動(dòng)測(cè)量二、振動(dòng)測(cè)量30利用電渦流測(cè)振儀測(cè)量葉片振動(dòng)如圖利用電渦流測(cè)振儀測(cè)量葉片振動(dòng)如圖4-6c4-6c所示，輸出所示，輸出的振動(dòng)波形如圖的振動(dòng)波形如圖4-74-7所示，請(qǐng)分析與被測(cè)振動(dòng)有關(guān)的結(jié)果。所示，請(qǐng)分析與被測(cè)振動(dòng)有關(guān)的結(jié)果。振動(dòng)的基波周期振動(dòng)的基波周期T T約為約為2.52.5格格10ms/10ms/格格25ms25ms；振動(dòng)的基波頻率振動(dòng)的基波頻率f f約為約為1/ 1/T T1/0.025

16、s1/0.025s40Hz40Hz；振動(dòng)的輸出電壓峰峰值振動(dòng)的輸出電壓峰峰值U UPPPP約為約為(2(2格格40mV/40mV/格格) )80mV80mV，輸出電壓幅值，輸出電壓幅值U UP P約為約為40mV40mV。若測(cè)振儀的靈敏度為若測(cè)振儀的靈敏度為0.5mm/mV0.5mm/mV，則振動(dòng)的振幅，則振動(dòng)的振幅x x約為約為20mm20mm。31偏心和振動(dòng)檢測(cè)偏心和振動(dòng)檢測(cè)32通過測(cè)量間隙來測(cè)量徑向跳動(dòng)通過測(cè)量間隙來測(cè)量徑向跳動(dòng)33測(cè)量彎曲、波動(dòng)、變形測(cè)量彎曲、波動(dòng)、變形對(duì)橋梁、絲桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)量，須使用多個(gè)傳對(duì)橋梁、絲桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)量，須使用多個(gè)傳感器。感器。34測(cè)量封口機(jī)工作

17、間隙測(cè)量封口機(jī)工作間隙間隙越大，間隙越大，電渦流越小電渦流越小35測(cè)量注塑機(jī)開合模的間隙測(cè)量注塑機(jī)開合模的間隙間距間距位移的標(biāo)定方法位移的標(biāo)定方法使用千分尺，逐一對(duì)照測(cè)量電路的輸出電壓及數(shù)使用千分尺，逐一對(duì)照測(cè)量電路的輸出電壓及數(shù)顯表讀數(shù)，列出對(duì)照表，存入計(jì)算機(jī)，從而達(dá)到線性顯表讀數(shù)，列出對(duì)照表，存入計(jì)算機(jī)，從而達(dá)到線性化的目的。化的目的。電渦流位移傳感器的距離與輸出電壓特性曲線電渦流位移傳感器的距離與輸出電壓特性曲線位移傳感器位移傳感器1 1、2 2、3 3 的量程和線性范圍各為多少的量程和線性范圍各為多少mmmm？38若轉(zhuǎn)軸上開若轉(zhuǎn)軸上開z z 個(gè)槽個(gè)槽( (或齒或齒) )，頻率計(jì)的讀數(shù)為

18、，頻率計(jì)的讀數(shù)為f f（單位（單位為為HzHz），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n n（單位為（單位為r/minr/min）的計(jì)算公式）的計(jì)算公式為為 60r fnz（/min）第四節(jié)第四節(jié) 電渦流傳感器的應(yīng)用電渦流傳感器的應(yīng)用 三、轉(zhuǎn)速測(cè)量三、轉(zhuǎn)速測(cè)量39齒輪轉(zhuǎn)速測(cè)量齒輪轉(zhuǎn)速測(cè)量 例：例： 下圖中，設(shè)齒數(shù)下圖中，設(shè)齒數(shù)z z =48=48，測(cè)得頻率，測(cè)得頻率 f f=120Hz=120Hz，請(qǐng)按上述公式該齒輪的轉(zhuǎn)速請(qǐng)按上述公式該齒輪的轉(zhuǎn)速n n 。40電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量四、電渦流式通道安檢門四、電渦流式通道安檢門 安檢門的內(nèi)部設(shè)置有安檢門的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)射線圈和接收線圈。發(fā)射線圈和接收

19、線圈。當(dāng)有金屬物體通過時(shí)，當(dāng)有金屬物體通過時(shí)，交變磁場(chǎng)就會(huì)在該金屬交變磁場(chǎng)就會(huì)在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流，導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流，會(huì)在接收線圈中感應(yīng)出會(huì)在接收線圈中感應(yīng)出電壓，計(jì)算機(jī)根據(jù)感應(yīng)電壓，計(jì)算機(jī)根據(jù)感應(yīng)電壓的大小、相位來判電壓的大小、相位來判定金屬物體的大小。定金屬物體的大小。42安檢門安檢門當(dāng)有金屬物體穿越當(dāng)有金屬物體穿越安檢門時(shí)報(bào)警安檢門時(shí)報(bào)警在安檢門在安檢門的上中下中，的上中下中，安裝多個(gè)電安裝多個(gè)電渦流線圈，渦流線圈，有金屬穿過有金屬穿過時(shí)，對(duì)應(yīng)位時(shí)，對(duì)應(yīng)位置報(bào)警。還置報(bào)警。還在一側(cè)安裝在一側(cè)安裝一臺(tái)一臺(tái)“軟軟x x光光”掃描儀，它能顯示衣服里頭的物體形狀掃描儀，它能顯示衣服里頭的

20、物體形狀和密度，對(duì)人體、膠卷無害。和密度，對(duì)人體、膠卷無害。 43利用電渦流傳感器可以檢查金屬表面的裂紋以用利用電渦流傳感器可以檢查金屬表面的裂紋以用焊接處的缺陷等。在探傷中，傳感器應(yīng)與被測(cè)導(dǎo)體保焊接處的缺陷等。在探傷中，傳感器應(yīng)與被測(cè)導(dǎo)體保持距離不變。持距離不變。由于缺陷將引起導(dǎo)體電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率的變化，使由于缺陷將引起導(dǎo)體電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率的變化，使電渦流突變，從而引起輸出電壓的突變。電渦流突變，從而引起輸出電壓的突變。五、電渦流表面探傷五、電渦流表面探傷 44手持式裂紋測(cè)量?jī)x手持式裂紋測(cè)量?jī)x油管探傷油管探傷電渦流傳感器表面探傷電渦流傳感器表面探傷 滾子渦流探傷機(jī)滾子渦流探傷機(jī)滾子渦流探傷機(jī)是由

21、滾子渦流探傷機(jī)是由計(jì)算機(jī)控制的軸承滾子計(jì)算機(jī)控制的軸承滾子表面微裂紋探傷的專用表面微裂紋探傷的專用設(shè)備，可探出深設(shè)備，可探出深 30m30m的表面微小裂紋。的表面微小裂紋。46手提式探傷儀外形手提式探傷儀外形47掌上型掌上型電渦流電渦流探傷儀探傷儀48用掌上型電渦流探傷儀檢測(cè)飛機(jī)裂紋用掌上型電渦流探傷儀檢測(cè)飛機(jī)裂紋第五節(jié)第五節(jié) 接近開關(guān)簡(jiǎn)介接近開關(guān)簡(jiǎn)介 接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)。它能在一定接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)。它能在一定的距離（幾毫米至幾十毫米）內(nèi)檢測(cè)有無物體靠的距離（幾毫米至幾十毫米）內(nèi)檢測(cè)有無物體靠近。當(dāng)物體進(jìn)入其設(shè)定距離范圍內(nèi)時(shí)，就發(fā)出近。當(dāng)物體進(jìn)入其設(shè)定距離范圍內(nèi)時(shí)，就發(fā)出“動(dòng)

22、作動(dòng)作”信號(hào)，該信號(hào)屬于開關(guān)信號(hào)（高電平或信號(hào)，該信號(hào)屬于開關(guān)信號(hào)（高電平或低電平）。低電平）。接近開關(guān)能直接驅(qū)動(dòng)中間繼電器。多數(shù)接近接近開關(guān)能直接驅(qū)動(dòng)中間繼電器。多數(shù)接近開關(guān)已將感辨頭和測(cè)量轉(zhuǎn)換電路做在同一殼體內(nèi)，開關(guān)已將感辨頭和測(cè)量轉(zhuǎn)換電路做在同一殼體內(nèi)，殼體上多帶有螺紋或安裝孔，以便于安裝和調(diào)整。殼體上多帶有螺紋或安裝孔，以便于安裝和調(diào)整。第五節(jié)第五節(jié) 接近開關(guān)簡(jiǎn)介接近開關(guān)簡(jiǎn)介 接近開關(guān)的應(yīng)用已遠(yuǎn)超出行程開關(guān)的行程控制接近開關(guān)的應(yīng)用已遠(yuǎn)超出行程開關(guān)的行程控制和限位保護(hù)范疇。它可以用于高速計(jì)數(shù)、測(cè)速，和限位保護(hù)范疇。它可以用于高速計(jì)數(shù)、測(cè)速，確定金屬物體的存在和位置，測(cè)量物位等。確定金屬物

23、體的存在和位置，測(cè)量物位等。51接近開關(guān)接近開關(guān) 接近開關(guān)核心部分是接近開關(guān)核心部分是“感辨頭感辨頭”，它，它對(duì)正在接近的物體有很高的感辨能力。在生對(duì)正在接近的物體有很高的感辨能力。在生物界，眼鏡蛇的尾部能感辨出人體發(fā)出的紅物界，眼鏡蛇的尾部能感辨出人體發(fā)出的紅外線；而電渦流探頭能感辨金屬導(dǎo)體的靠近。外線；而電渦流探頭能感辨金屬導(dǎo)體的靠近。應(yīng)變片、電位器之類的傳感器無法用于接近應(yīng)變片、電位器之類的傳感器無法用于接近開關(guān)，因?yàn)樗鼈儗儆诮佑|式測(cè)量。開關(guān)，因?yàn)樗鼈儗儆诮佑|式測(cè)量。52接近開關(guān)外形接近開關(guān)外形 53接近開關(guān)外形接近開關(guān)外形 54接近開關(guān)外形（續(xù)）接近開關(guān)外形（續(xù)） 一、常用的接近開關(guān)分

24、類一、常用的接近開關(guān)分類 常用的接近開關(guān)有電渦流式（以下簡(jiǎn)稱電感接近開常用的接近開關(guān)有電渦流式（以下簡(jiǎn)稱電感接近開關(guān)）、電容式、磁性干簧開關(guān)、霍爾式、光電式、微關(guān)）、電容式、磁性干簧開關(guān)、霍爾式、光電式、微波式波式 、超聲波式等。、超聲波式等。 一、常用的接近開關(guān)分類一、常用的接近開關(guān)分類 （1 1）電渦流式）電渦流式 即電感式，只對(duì)導(dǎo)電良好的金屬即電感式，只對(duì)導(dǎo)電良好的金屬起作用。起作用。（2 2）電容式）電容式 對(duì)接地的導(dǎo)電物體起作用，對(duì)對(duì)接地的導(dǎo)電物體起作用，對(duì)非地電位的導(dǎo)電物體靈敏度稍差。非地電位的導(dǎo)電物體靈敏度稍差。（3 3）磁性干簧開關(guān)（干簧管）磁性干簧開關(guān)（干簧管） 只對(duì)磁性較強(qiáng)

25、的只對(duì)磁性較強(qiáng)的物體起作用。物體起作用。（4 4）霍爾式）霍爾式 只對(duì)導(dǎo)磁體起作用只對(duì)導(dǎo)磁體起作用二、接近開關(guān)的特點(diǎn)及性能指標(biāo)二、接近開關(guān)的特點(diǎn)及性能指標(biāo) 特點(diǎn)特點(diǎn)（1 1）非接觸檢測(cè)，不影響被測(cè)物的運(yùn)行工況，需）非接觸檢測(cè)，不影響被測(cè)物的運(yùn)行工況，需施加機(jī)械力；施加機(jī)械力；（2 2）不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和疲勞損傷、工作壽命長(zhǎng)；）不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和疲勞損傷、工作壽命長(zhǎng)；（3 3）響應(yīng)快，響應(yīng)時(shí)間可小于幾毫稱；）響應(yīng)快，響應(yīng)時(shí)間可小于幾毫稱；（4 4）無觸點(diǎn)、無火花、無噪聲、防爆性能較好、）無觸點(diǎn)、無火花、無噪聲、防爆性能較好、體積小、安裝、調(diào)整方便；體積小、安裝、調(diào)整方便；（5 5）全密封結(jié)構(gòu)，防

26、潮、防塵，故障率低；）全密封結(jié)構(gòu)，防潮、防塵，故障率低；（6 6）缺點(diǎn)是）缺點(diǎn)是 觸點(diǎn)容量較小、輸出短路時(shí)易燒毀。觸點(diǎn)容量較小、輸出短路時(shí)易燒毀。 58動(dòng)作距離：標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體靠近開關(guān)，在接近開關(guān)動(dòng)動(dòng)作距離：標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體靠近開關(guān)，在接近開關(guān)動(dòng)作時(shí)，從開關(guān)殼體到檢測(cè)體的距離。作時(shí)，從開關(guān)殼體到檢測(cè)體的距離。設(shè)定距離：開關(guān)在實(shí)際使用中被設(shè)定的安裝距離。設(shè)定距離：開關(guān)在實(shí)際使用中被設(shè)定的安裝距離。復(fù)位距離：檢測(cè)體遠(yuǎn)離接近開關(guān)，在接近開關(guān)輸復(fù)位距離：檢測(cè)體遠(yuǎn)離接近開關(guān)，在接近開關(guān)輸出電平復(fù)位時(shí)，從開關(guān)殼體到檢測(cè)體的距離。出電平復(fù)位時(shí)，從開關(guān)殼體到檢測(cè)體的距離。動(dòng)作滯差：動(dòng)作滯差：動(dòng)作頻率：允許每秒鐘連續(xù)不斷

27、地進(jìn)入接近開關(guān)動(dòng)作頻率：允許每秒鐘連續(xù)不斷地進(jìn)入接近開關(guān)的動(dòng)作距離后又離開的被測(cè)物體的最高個(gè)數(shù)。的動(dòng)作距離后又離開的被測(cè)物體的最高個(gè)數(shù)。 二、接近開關(guān)的特點(diǎn)及性能指標(biāo)二、接近開關(guān)的特點(diǎn)及性能指標(biāo) 59動(dòng)作滯差動(dòng)作滯差四、電渦流接近開關(guān)工作原理四、電渦流接近開關(guān)工作原理電感接近開關(guān)由電感接近開關(guān)由LCLC高頻振蕩器和放大處理電路組成高頻振蕩器和放大處理電路組成，金屬物體在接近感辨頭時(shí)，表面產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流金屬物體在接近感辨頭時(shí)，表面產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減振蕩能力衰減，內(nèi)部?jī)?nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無金屬

28、物體接近，由此識(shí)別出有無金屬物體接近，進(jìn)而進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是體必須是導(dǎo)電性能良好的金屬物體。導(dǎo)電性能良好的金屬物體。不同不同材料的金屬檢測(cè)物對(duì)電渦流接近開關(guān)動(dòng)作距離的影響材料的金屬檢測(cè)物對(duì)電渦流接近開關(guān)動(dòng)作距離的影響（以（以FeFe為參考金屬）為參考金屬） 不同不同材料的金屬檢測(cè)物對(duì)電渦流接近開關(guān)動(dòng)作距離的影響材料的金屬檢測(cè)物對(duì)電渦流接近開關(guān)動(dòng)作距離的影響（以（以FeFe為參考金屬）為參考金屬）對(duì)于非磁性材料，被測(cè)體的對(duì)于非磁性材料，被測(cè)體的電導(dǎo)率越高電導(dǎo)率越高，則，則靈敏度靈敏度越高越高；被測(cè)體是；被測(cè)體是磁性材料磁性材料時(shí)，其磁導(dǎo)率將影響電渦流時(shí)，其磁導(dǎo)率將影響電渦流線圈的感抗，其磁滯損耗還將影響電渦流線圈的線圈的感抗，其磁滯損耗還將影響電渦流線圈的QQ值。值。磁滯損耗大時(shí)，其磁滯損耗大時(shí)，其靈敏度通常較高靈敏度通常較高。接近開關(guān)的安裝接近開關(guān)的安裝接近開關(guān)的安裝方式：分接近開關(guān)的安裝方式：分齊平式齊平式和和非齊平式非齊平式。齊平。齊平式（又稱埋入型）的接近開關(guān)表面可與被安裝的金屬式（又稱埋入型）的接近開關(guān)表面可與被安裝的金屬物件形成同一表面，不易被碰壞，但靈敏度較低；非物件形成同一表面，不易被碰壞，