syse11-01-060-03-02-01-02電渦流傳感器/導(dǎo)軌式位移傳感器

由前置放大器和電渦流探頭組合構(gòu)成，是一種非接觸式的線性化傳感系統(tǒng)。電渦流傳感器主要用來測量探頭與被測物體之間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)距離，被測物體一般為鐵氧體，探頭的交變電磁場被鐵氧體所吸收，傳感器的電子電路感應(yīng)并處理該變化量，由此得到被測物體的位移量。具有長期工作可靠性好、測量范圍寬、靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)的影響等優(yōu)點(diǎn),因此在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中得到廣泛應(yīng)用。 
syse11-01-060-03-02-01-02電渦流傳感器的應(yīng)用: 
軸向位置測量：它可指示止推軸承的磨損或潛在的軸承失效的可能性。 
徑向振動(dòng)測量：它可指出軸承的工作狀況，并可測出諸如轉(zhuǎn)子的不平衡，不對(duì)中以及軸裂紋等機(jī)械故障。 
軸在軸承內(nèi)的平均徑向位置：它可用來決定方位角，它也是轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定，軸是否對(duì)中的一種指示。 
鍵相器信號(hào)：是為測量軸的旋轉(zhuǎn)速度以及相位角之用。 
偏心度：對(duì)于大小透平機(jī)械，在啟動(dòng)時(shí)，需要測量軸的彎曲，即偏心度。 

被測體對(duì)傳感器系統(tǒng)的影響
▲ 傳感器系統(tǒng)的校準(zhǔn)及其，取決于被測體的一些特性：
u 被測體材料
u 被測體表面尺寸
u 被測體表面磁效應(yīng)
u 被測體表面平整度
u 被測體表面鍍層材質(zhì)
▲ 被測體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響
傳感器特性與被測體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率有關(guān)。當(dāng)被測體為導(dǎo)磁材料（如普通鋼、結(jié)構(gòu)鋼等）時(shí)，由于渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)同時(shí)存在，磁效應(yīng)反作用于渦流效應(yīng)使得渦流效應(yīng)弱，因此傳感器的靈敏度降低；而當(dāng)被測體為弱導(dǎo)磁材料（如銅、鋁、合金鋼等）時(shí)，由于磁效應(yīng)弱、渦流效應(yīng)相對(duì)強(qiáng)，因此傳感器感應(yīng)靈敏度高。
下表列出同一套Φ8探頭傳感器測量幾種典型材料的輸出平均靈敏度：
AISI41410 7.87（8.0）mV/um
45#鋼 7.97（8.1）mV/um
不銹鋼 10.41 mV/um
鋁 14.1 mV/um
銅 15.0 mV/um
▲ 被測體表面尺寸對(duì)電渦流傳感器系統(tǒng)特性的影響
由于探頭線圈產(chǎn)生的磁場范圍及被測體表面形成的渦流場都是一定的，這樣就對(duì)被測體表面大小有一定要求。通常，當(dāng)被測體表面為平面時(shí)，以正對(duì)探頭中心線的點(diǎn)為中心，被測面直徑應(yīng)大于探頭頭部直徑的1.5倍以上；當(dāng)被測體為圓軸且探頭中心線與軸心線正交時(shí)，一般要求被測軸直徑為探頭頭部直徑的3倍以上，否則傳感器的靈敏度會(huì)下降，被測體表面越小，靈敏度下降越多。
被測體的厚度也會(huì)影響測量結(jié)果，被測體中電渦流場作用的大小由頻率、材料導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率決定，因此如果被測體太薄，將會(huì)造成電渦流作用不夠，使傳感器靈敏度下降。一般要求被測體使用厚度大于0.1mm以上的鋼等導(dǎo)磁材料或厚度大于0.05mm以上的銅、鋁等弱導(dǎo)磁材料，則靈敏度不會(huì)受其厚度的影響。
▲ 被測體表面磁效應(yīng)對(duì)電渦流傳感器系統(tǒng)特性的影響
電渦流效應(yīng)主要集中在被測體表面，如果由于加工過程中形成殘磁效應(yīng)或淬火不均勻、硬度不均勻、金相組織不均勻、結(jié)晶結(jié)構(gòu)不均勻等都會(huì)影響傳感器性能。
API670標(biāo)準(zhǔn)推薦被測體表面殘磁不超過0.5微特斯拉。在進(jìn)行振動(dòng)測量時(shí)，如果被測體表面殘磁效應(yīng)過大，會(huì)出現(xiàn)測量波形發(fā)生畸變。
▲ 被測體表面平整度對(duì)電渦流傳感器系統(tǒng)特性的影響
不規(guī)則的被測體表面，會(huì)給實(shí)際的測量帶來附加誤差，因此要求被測體表面應(yīng)平整光滑，不應(yīng)存在凸起、洞眼、劃痕、凹槽等缺陷。一般來說，對(duì)于振動(dòng)測量的被測表面粗糙程度要求在0.4um～0.8um之間，對(duì)于位移測量則要求在0.4um～1.6um之間。
▲ 被測體表面鍍層材料對(duì)電渦流傳感器系統(tǒng)特性的影響
被測體表面的鍍層對(duì)傳感器的影響相當(dāng)于改變了被測體材料。鍍層的材質(zhì)、薄厚會(huì)略微改變傳感器的靈敏度。因?yàn)樘筋^能探測到被測體表層材質(zhì)之下，其靈敏度會(huì)受鍍層厚度及其特性的影響，一般要求鍍層一定要均勻，并且有一定的厚度。

● 探頭直徑（mm）: Ф3、Ф5、Ф8、 Ф10、 Ф16 、Ф18、 Ф25 、Ф32 、Ф40 
● 線性范圍（mm）: 0.5、1、2、4、 6、 8、 14.5、 18、 22 
● 靈敏度（V/mm）：32、16、8、 4、 2、 2、 1、 0.8、 0.6 
靈敏度（mA/mm）：32、16、8、 4、 2、 2、 1、 0.8、 0.6 
● 輸出電壓：0～-24V、4～20mA(可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)） 
● 工作溫度：探頭（-20～120）℃， 延長電纜（-20～120）℃， 前置器（-30～50）℃  
● 線性誤差：＜±2%  
● 頻率響應(yīng)：0～5KHz 
● 工作電源：-24VDC、+24VDC、± 15V、AC220V（可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)工作電壓）