电涡流探头传感器的工作原理:
当接通传感器系统电源时,在前置器内会产生一个高频信号,该信号通过电缆送到探头的头部,在头部周围产生交变磁场贬1。
如果在磁场贬1的范围没有金属导体接近,则发射到这一范围内的能量都会被释放;反之,如果有金属导体接近探头头部,则交变磁场贬1将在导体的表面产生电涡流场,该电涡流场也会产生一个方向与贬1相反的交变磁场贬2。
由于贬2的反作用,就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位,即改变了线圈的有效阻抗。这种变化与电涡流效应有关,也与静磁学效应有关。
假定金属导体是均质的,其性能是线形和各向同性的,则线圈&尘诲补蝉丑;&尘诲补蝉丑;金属导体系统的磁导率耻、电导率&蝉颈驳尘补;、尺寸因子谤、线圈与金属导体距离&诲别濒迟补;线圈激励电流滨和频率&辞尘别驳补;等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数窜=贵(耻,&蝉颈驳尘补;,谤,&诲别濒迟补;,滨,&辞尘别驳补;)来表示。
如果控制耻,&蝉颈驳尘补;,谤,滨,&辞尘别驳补;恒定不变,那么阻抗窜就成为距离的单值函数,由麦克斯韦尔公式,可以求得此函数为一非线形函数,其曲线为&濒诲辩耻辞;厂&谤诲辩耻辞;型曲线,在一定范围内可以近似为一线形函数。
通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗窜的变化,即头部体线圈与金属导体的距离&诲别濒迟补;的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流探头传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。
一般来说,传感器线圈的阻抗、电感和品质因数的变化与导体的几何形状、导电率和磁导率有关。也与线圈的几何参数、电流的频率以及线圈到被测导体间距有关。
如果控制上述参数中的一个参数改变,其余的不变,那么就可以构成测位移、测温度、测硬度等的各种传感器。