17电涡流传感器轴心轨迹测量实验

实验十七 电涡流传感器轴心轨迹测量实验一. 实验目的通过本实验了解和掌握电涡流传感器测量的原理和方法。二. 实验原理电涡流传感器就是能静态和动态地非接触，高线性度，高分辨力地测量被

实验十七电涡流传感器轴心轨迹测量实验 一实验目的 . 通过本实验了解和掌握电涡流传感器测量的原理和方法。 二实验原理 . 电涡流传感器就是能静态和动态地非接触，高线性度，高分辨力地测量被测金属导体距探头表 面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流位移传感器能准确测量被测体（必须是金 属导体）与探头端面之间的静态和动态距离及其变化。 探头、延伸电缆、前置器以及被测体构成基本工作系统。前置器中高频振荡电流通过延伸电 () 缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。如果在这一交变磁场的有效范围内没有 金属材料靠近，则这一磁场能量会全部损失；当有被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产 生感应电流，电磁学上称之为电涡流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反 的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗）， 这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属 导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金 属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率、磁导率、尺寸因子、头部体线圈与金属导体 бξτ 表面的距离、电流强度和频率参数来描述。则线圈特征阻抗可用函 diωz=f(τ,ξ,б,d,i,ω) 数来表示。通常我们能做到控制这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗 τ,ξ,б,i,ω 就成为距离的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为型曲线，但可以 zd"s" 选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗的变化，即头部体 z 线圈与金属导体的距离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 d 面之间的间距而变化，电涡流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。 涡流检测不需要改变试件的形状，也不会影响试件的使用性能，因此，是一种无损地评定试件 有关性能和发现试件有无缺陷等的检测方法。 涡流检测只适用于能产生涡流的导电材料。同时，由于涡流是电磁感应产生的，在检测时，不 必要求线圈与试件紧密接触，也不必在线圈和试件之间充填满合剂，从而容易实现自动化检验。 对管、棒、丝材表面缺陷，涡流检查法有很高的速度和效率。 涡流及其反作用磁场对代表金属试件物理和工艺性能的多种参数有反应，因此是一种多用途的 试验方法。然而，正是由于对多种试验参数有敏感反应，也就会给试验结果带来干扰信息，影响 检测的正确进行。 涡流检测设备用于各种金属管、棒、线、丝材的在线、离线探伤。在探伤过程中，能同时兼顾 长通伤、缓变伤等长缺陷和短小缺陷（如通孔）；能够有效抑制管道在线、离线检测时的某些干 扰信号（如材质不均、晃动等），对金属管道内外壁缺陷检测都具有较高的灵敏度；还可用于机