电涡流式传感器的种类有哪些？

摘要： 电涡流式传感器是一种利用电涡流效应进行非接触测量的传感器，广泛应用于工业自动化、机械状态监测、材料分析等领域，以下是对电涡流式传感器的详细介绍：一、工作原理电涡流效应是指当块状金属...

电涡流式传感器是一种利用电涡流效应进行非接触测量的传感器，广泛应用于工业自动化、机械状态监测、材料分析等领域，以下是对电涡流式传感器的详细介绍：

一、工作原理

电涡流效应是指当块状金属导体置于变化磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流即称为电涡流，电涡流式传感器正是基于这一原理工作的。

传感器探头中的线圈通有高频交变电流，产生交变磁场，当被测金属体靠近这一磁场时，金属表面会产生感应电流（即电涡流），该电涡流场也会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，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化转化为电压或电流的变化，从而实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。

二、结构组成

电涡流式传感器主要由探头、延长电缆和前置器三部分组成，探头正对转子，由一个支架固定在轴承座上，内部包含一个扁平线圈，延长电缆连接探头和前置器，用于传输信号，前置器则负责处理来自探头的信号，并输出与间隙成正比的电压。

三、性能特点

1、非接触测量：电涡流式传感器能够实现非接触测量，避免了传统接触式测量可能带来的磨损和干扰。

2、高灵敏度：传感器能够准确测量微小的位移和振动变化。

3、宽频率响应范围：电涡流式传感器的频率响应范围较宽，适用于多种动态测量场景。

4、抗干扰能力强：传感器不受油水等介质的影响，能够在恶劣环境下稳定工作。

5、长期工作可靠性好：由于其非接触测量方式，传感器不易磨损，因此具有较长的使用寿命。

四、应用领域

电涡流式传感器广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业，对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心等进行在线测量和安全保护，它还可以用于转子动力学研究和零件尺寸检验等方面。

五、分类

按照电涡流在导体内的贯穿情况，电涡流式传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，但从基本工作原理上来说，两者仍是相似的，高频反射式电涡流传感器多用于位移测量，而低频透射式电涡流传感器则常用于测定材料厚度。

六、注意事项

1、被测体材质要求：电涡流式传感器要求被测体必须是金属导体。

2、安装距离：使用时探头端部与被测物表面的距离必须在一定范围内，以确保测量精度。

3、温度限制：传感器允许的最高使用温度通常为180℃以下，以避免过热损坏。

七、典型产品示例

以德国米铱公司的eddyNCDT系列电涡流传感器为例，该系列产品包括分体式（探头+前置器）和一体化（前置器电路集成在探头壳体内）两种类型，可根据实际需求选择不同量程和安装方式的产品，这些传感器具有高精度、高稳定性和长寿命等特点，广泛应用于工业生产环节检测中。

八、FAQs

Q1: 电涡流式传感器能否用于非金属导体的测量？

A1: 不能，电涡流式传感器要求被测体必须是金属导体，因为只有金属导体才能在变化的磁场中产生电涡流效应。

Q2: 电涡流式传感器的输出信号是什么类型的？

A2: 电涡流式传感器的输出信号可以是电压信号或电流信号，具体取决于传感器的设计和应用需求，输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，可以反映被测体的位移、振动等参数。