發(fā)布時(shí)間：2021-08-08 08:02

　　電渦流傳感器以其靈敏度高、測量的非接觸性及不受煙霧、灰塵的干擾等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。它在常溫下可以實(shí)現(xiàn)高精度的測量,但在高溫環(huán)境中,電渦流傳感器的測量精度就會(huì)變差。這主要是由于被測導(dǎo)體所處的環(huán)境溫度T、激勵(lì)頻率f等因素的變化,使被測導(dǎo)體的磁導(dǎo)率μ發(fā)生改變,進(jìn)而影響到電渦流傳感器探頭線圈的自身參數(shù)（等效電感L和品質(zhì)因數(shù)Q）,從而使電渦流傳感器的測量精度下降甚至無法繼續(xù)正常測量。針對(duì)上述電渦流傳感器檢測存在的實(shí)際問題,本文展開了相應(yīng)的研究,具體內(nèi)容如下:分析了電渦流傳感器的工作原理、影響磁導(dǎo)率的因素等。發(fā)現(xiàn)激勵(lì)頻率、被測導(dǎo)體所處環(huán)境溫度等因素對(duì)電渦流傳感器探頭線圈自身參數(shù)（L和Q）的影響機(jī)理非常復(fù)雜,無法通過解析法或簡單的非線性擬合方法求出電渦流傳感器探頭線圈的品質(zhì)因數(shù)、等效電感值、激勵(lì)頻率與傳感器所測位移、被測導(dǎo)體所處環(huán)境溫度之間的關(guān)系。所以將電渦流傳感器探頭放在溫控箱內(nèi),從室溫開始,梯度（△AT=20℃）加熱至400℃,在每個(gè)溫度梯度保溫足夠時(shí)間（40分鐘）后,采用LCR測試儀的掃描模式,在激勵(lì)頻率f從100kHz-1MHz（△f=10κHz）變化時(shí),掃描并記錄電渦流傳... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電渦流傳感器工作原理圖

基礎(chǔ)知識(shí)72基礎(chǔ)知識(shí)本章首先分析了電渦流傳感器的工作原理及相關(guān)概念，之后對(duì)電渦流傳感器中影響被測導(dǎo)體磁導(dǎo)率的因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，進(jìn)而分析被測導(dǎo)體磁導(dǎo)率的變化對(duì)傳感器探頭線圈自身參數(shù)的影響機(jī)理。2.1電渦流傳感器的工作原理及相關(guān)概念（1）電渦流傳感器的工作原理如圖2-1，電渦流傳感器探頭線圈被置于被測導(dǎo)體附近。當(dāng)電渦流傳感器探頭線圈中通入交變電流1Ie>Y時(shí)，傳感器探頭線圈周圍就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場1H，然后磁場1H中的被測導(dǎo)體上就會(huì)產(chǎn)生電渦流2IDL【17】。由電磁感應(yīng)原理可知，電渦流2IDL會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新磁場2H。2H與1H方向相反，因而抵消了部分原磁場，使電渦流傳感器探頭線圈的有效阻抗發(fā)生變化，這就是電渦流傳感器的工作原理【17】。圖2-1電渦流傳感器工作原理圖Fig.2-1Workingprincipleofeddycurrentsensor假如被測導(dǎo)體上產(chǎn)生的電渦流被等效成一個(gè)短路環(huán)，就可以得到圖2-2所示的等效電路。圖中，1R為電渦流傳感器探頭線圈的電阻、1L為電渦流傳感器探頭線圈的電感；短路環(huán)可以看成是一匝短路線圈，它的電阻是2R、電感是2L；電渦流傳感器探頭線圈與被測導(dǎo)體之間存在一個(gè)互感M，它隨電渦流傳感器探頭線圈與被測導(dǎo)體之間距離的減小而增大【17】。圖2-2電渦流傳感器等效電路圖Fig.2-2Eddycurrentsensorequivalentcircuit

基礎(chǔ)知識(shí)9S——垂直于磁場方向的橫截面積。由式（2-7）、式（2-8）可知，電渦流傳感器被測導(dǎo)體的磁導(dǎo)率越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，感應(yīng)電動(dòng)勢E越大，被測導(dǎo)體上產(chǎn)生的電渦流2Is也就越大。通常使用的是磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率r。它可表示為0r（2-9）r和的關(guān)系為1r（2-10）式中：——磁導(dǎo)率；r——相對(duì)磁導(dǎo)率；——磁化率。（3）居里溫度被測導(dǎo)體的居里溫度是指被測導(dǎo)體在鐵磁體和順磁體之間發(fā)生改變的溫度值。當(dāng)被測導(dǎo)體所處的環(huán)境溫度在居里溫度以下時(shí)，被測導(dǎo)體就會(huì)成為鐵磁體，此時(shí)和它有關(guān)的磁場很難發(fā)生改變。但是，當(dāng)被測導(dǎo)體所處的環(huán)境溫度在居里溫度以上時(shí)，它又會(huì)成為順磁體，磁體的磁場很容易受到周圍磁場的影響，隨周圍磁場的改變而發(fā)生相應(yīng)的改變。（4）磁疇磁疇是指鐵磁材料在自發(fā)磁化時(shí)，為了降低靜磁能而產(chǎn)生分化的方向各異的小型磁化區(qū)域。其中，每個(gè)區(qū)域內(nèi)原子的磁矩都是整齊排列的，但相鄰的不同區(qū)域之間排列的方向不同，如圖2-3所示。圖2-3磁疇Fig.2-3Magneticdomain（5）磁化磁化是材料在受磁場作用的過程中，由于材料中磁矩排列取向趨于一致而呈現(xiàn)出一定磁性的現(xiàn)象【18】。如圖2-4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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