电涡流式传感器的应用

电涡流式传感器因采用的是非接触式的测量方式，具有抗干扰力强、不受油污等介质影响、结构简单、响应速度快、可靠性高和灵敏度高（最高分辨率可达0．1%）、频率响应范围宽等优点，可广泛应用于位移、厚度、表面温度、速度、振动、压力和非铁磁性金属材质的测量，以及金属表面或内部的无损探伤等领域。

图6．44 轴的径向振动测量

（1）轴的径向振动测量

图6．44为使用高频电涡流式传感器非接触测量轴的径向振动原理图。当需要测量轴的径向振动时，要求轴的直径大于探头直径的3倍以上，探头的安装位置应该尽量靠近轴承，否则由于轴的挠度影响，得到的测量值会有偏差，同时，可将数个电涡流式传感器探头并排地安置在轴附近，如图6．44所示，再将信号输出至多通道记录仪。在

轴振动时，可以获得各个传感器所在位置轴的瞬时振幅，从而画出轴的振形图。

电涡流振动传感器及其监测系统在汽轮机、空气压缩机的振动测量领域中得到了广泛应用，测量的振幅范围可从微米级到毫米级，频率范围可从零到几十千赫兹。

需要注意的是，被测轴的尺寸大小、表面平整度、表面残磁效应、镀层材质和厚度都会对传感器的灵敏度产生影响，实际应用时应进行综合考虑和分析。

（2）穿透式测厚

图6．45为使用低频电涡流式传感器进行穿透式测厚的原理图。当金属板的厚度变化时，将使传感器探头2感受到的探头1产生的磁力线的强度发生变化，从而引起探头2的输出电压发生变化。将输出电压用记录仪器记录下来，即可画出金属厚度的变化情况。

图6．45 穿透式测厚

（3）转速测量

使用电涡流式传感器测量转速具有很高的优越性，它既能响应零转速，也能响应高转速。图6．46为高频电涡流式传感器测量转速的原理图，当物体旋转，使被测体（如图中的凹槽，也可以设计为一个很小的孔眼或一个凸键）每经过高频电涡流式传感器的探头一次，将会使传感器的输出信号发生一次跃变（即输出一个脉冲），使用数字频率计测量脉冲的频率即可测出物体的转速。

图6．46 转速测量

电涡流传感器测转速，在低速和高速整个范围内的输出信号幅值均较高，抗干扰能力强。作转速测量的电涡流传感器有一体化和分体两种。一体化电涡流转速传感器取消了前置器放大器、安装方便、适用于工作温度在－20～100℃的环境下，而带前置器放大器的电涡流传感器适合在－50～250℃的环境温度中工作。

图6．47 金属表面裂纹检测

（4）金属表面裂纹检测

图6．47为使用高频电涡流式传感器

检测金属表面裂纹（无损探伤）的原理图。当探头经过裂纹处时，造成被测导体与传感器线圈的距离，以及导体的形状发生变化，使得传感器的输出电压幅值发生相应变化，将输出电压用记录仪器记录下来，即

可画出金属表面的裂纹情况。需要指出的是，如果需要检测金属内部的裂纹或空洞，应该采用低频透射式电涡流传感器。

（5）产品长度的测量

图6．48为使用高频电涡流式传感器检测产品长度原理图。生产线上的产品移动时，通过测长转盘带动齿形盘转动，每个凸齿经过探头时，传感器将输出一个脉冲，每个脉冲对应的产品长度为

式中 D——齿形盘和测长转盘的直径；

N——齿形盘上的凸齿的数目。

计算总的脉冲数即可得知产品的总长度。

图6．48 产品长度的测量