一.電渦流傳感器工作原理及特性    

電渦流傳感器的基本工作系統(tǒng)由被測(cè)體、探頭、延伸電纜、前置器構(gòu)成。前置器產(chǎn)生高頻振蕩電流通過(guò)延伸電纜流入探頭線(xiàn)圈，線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，當(dāng)被測(cè)金屬體靠近這個(gè)磁場(chǎng)，在被測(cè)金屬表面產(chǎn)生渦流（電渦流的強(qiáng)弱隨探頭與被測(cè)體表面之間距離的變化而變化），從而引起線(xiàn)圈Q值變化。距離小時(shí)電渦流作用強(qiáng)，線(xiàn)圈Q值小；距離大時(shí)電渦流作用弱，線(xiàn)圈Q值大。在實(shí)際應(yīng)用中，將線(xiàn)圈Q值的變化經(jīng)前置器檢波、放大轉(zhuǎn)化成電壓的變化。實(shí)現(xiàn)將機(jī)械位移(間隙)值轉(zhuǎn)換成電壓值。

電渦流位移傳感器工作原理圖

 綜上，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測(cè)體的材質(zhì)與測(cè)量結(jié)果密切相關(guān)。

 ● 被測(cè)體材料對(duì)傳感器特性影響：

位移 (mm)

                          材料影響數(shù)據(jù)曲線(xiàn)

訂貨時(shí)用戶(hù)必須注名被測(cè)體材料、形面、尺寸等。如用戶(hù)沒(méi)有在合同中約定，出廠(chǎng)校驗(yàn)時(shí)均將45#鋼作被測(cè)體材料，被測(cè)體平面直徑尺寸以大于或等于3倍探頭直徑進(jìn)行校準(zhǔn)。

二.電渦流傳感器特點(diǎn)

• 可靠性：

  =探頭頭部體選用PPS工程塑料并通過(guò)模具成型。保證探頭具有高強(qiáng)度、耐高溫(220℃)、抗腐蝕性能；不易碰壞、碰到某些化學(xué)藥品也不會(huì)被腐蝕；保證了探頭的可靠性；

  =探頭信號(hào)輸出使用的同軸電纜和延伸同軸電纜選用進(jìn)口寬溫度范圍電纜(-55℃～200℃)；電纜強(qiáng)度高、電氣特性一致性好（有利于減小互換性誤差）；

  =電纜接頭選用進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)插頭座，接觸電阻小，可靠性增加；

  =前置器輸出端子有容錯(cuò)和過(guò)載保護(hù)，即使接錯(cuò)線(xiàn)不會(huì)引起前置器的電路損壞；

  =前置器有防雷擊、抑制電網(wǎng)尖峰干擾能力，使前置器更安全；

  ▲溫度的穩(wěn)定性和精度：

  =依靠先進(jìn)的補(bǔ)償電路使探頭線(xiàn)圈和電纜溫度變化的影響，在(-22℃～120℃)溫度范圍內(nèi)，其最大偏差小于±5 % (包含線(xiàn)性、靈敏度偏差)；

  =探頭靈敏度誤差±3%；

  =探頭線(xiàn)性誤差±1%；

  =頻率響應(yīng)DC～10 kHz

  =分辨率1um

  三.電渦流位移傳感器技術(shù)參數(shù)

  =系列電渦流傳感器工作環(huán)境的基本要求：

  探頭-30℃～150℃、延伸電纜在-30℃～200℃，前置器在-30℃～80℃；相對(duì)濕度95%環(huán)境中，長(zhǎng)期工作不損壞。

  =電源：-24VDC±10%

  =外形尺寸：80 mm×60mm×30mm

  =安裝采用導(dǎo)軌安裝或螺釘安裝。

   

   

  四．現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試

  （一）探頭安裝的一般步驟

  1.屏蔽探頭安裝不同的位置和探頭安裝面的材質(zhì)對(duì)傳感器的靈敏度和精度影響較大，因此在安裝探頭時(shí)必須將探頭和固定面絕對(duì)齊平。

  2、測(cè)試有誤差時(shí)，測(cè)量偏大適當(dāng)將探頭前移，用扳手?jǐn)Q殼體后面四邊形調(diào)試，每次調(diào)整角度不超過(guò)45度。測(cè)量偏小，將探頭后移，每次調(diào)整角度不超過(guò)45度。

  3、探頭安裝位置確認(rèn)后，必須將兩個(gè)螺母擰緊。

   

  （二）延伸電纜安裝

  作為聯(lián)接探頭與前置器的中間部件，延伸電纜的安裝應(yīng)保證其在使用過(guò)程中不易受到損壞。通常采用管道鋪設(shè)，否則應(yīng)采用帶鎧裝的延伸電纜。另外應(yīng)將過(guò)長(zhǎng)的電纜線(xiàn)盤(pán)成直徑不小于50mm的圓環(huán)用綁繩扎緊后，用壓片將其固定，不能隨意剪斷過(guò)長(zhǎng)的電纜。

  在選型時(shí)，應(yīng)保證延伸電纜的長(zhǎng)度加探頭電纜長(zhǎng)度之和大于探頭安裝處到前置器安裝處的距離，而且通常前置器都是集中在安裝機(jī)器的同一側(cè)。

  延伸電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣

  延伸電纜的外表皮是用聚塑料絕緣和密封的，探頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也已經(jīng)絕緣，但是延伸電纜和探頭電纜的接頭是和信號(hào)“地"相接的，而且不具有密封性。由于延伸電纜轉(zhuǎn)接頭和探頭電纜高頻接頭的聯(lián)接處通常是懸空在接線(xiàn)盒里，為了避免聯(lián)接處和機(jī)殼接觸以及加強(qiáng)其密封性，應(yīng)該對(duì)聯(lián)接處進(jìn)行絕緣保護(hù)。一種較好的方法是采用熱縮套管收縮包裹。在產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)本公司作為附件按每個(gè)探頭100mm長(zhǎng)提供了一節(jié)φ8透明熱縮套管，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)剪下約50mm長(zhǎng)的一節(jié)，接好接頭后，將套管套在接頭處，用電吹風(fēng)將其加熱收縮即可。這樣還能起到防止接頭松動(dòng)的作用。如果需要脫開(kāi)接頭，只要用刀片小心將熱縮套管劃開(kāi)，再次聯(lián)接接頭則另剪一節(jié)完好的未收縮套管套上后收縮。

  鋪設(shè)延伸電纜管道：為了保護(hù)電纜不易被損壞，通常采用管道鋪設(shè)延伸電纜。

  延伸電纜安裝的一般步驟

1. 檢查延伸電纜的長(zhǎng)度                                                             

   檢查延伸電纜長(zhǎng)度是否與探頭和前置器要求配套，延伸電纜長(zhǎng)度加上探頭所帶電纜長(zhǎng)度應(yīng)該與前置器要求的電纜長(zhǎng)度一致，除非特殊規(guī)格，延伸電纜長(zhǎng)度加上探頭所帶電纜長(zhǎng)度為5m或9m。如果是成套訂貨，通常在出廠(chǎng)校驗(yàn)單上表明了作為系統(tǒng)校驗(yàn)的探頭、延伸電纜、前置器的型號(hào)和編號(hào)，對(duì)照出廠(chǎng)校驗(yàn)單上產(chǎn)品編號(hào)組成系統(tǒng)。

2. 標(biāo)記延伸電纜

   在延伸電纜的兩端分別進(jìn)行特訂標(biāo)記（如1#瓦水平振動(dòng)等）來(lái)說(shuō)明其作用以及區(qū)分多套傳感器各部分間聯(lián)接關(guān)系、電纜兩端應(yīng)作標(biāo)記以便在多根電纜頭中進(jìn)行分辯，這種標(biāo)記應(yīng)該防油、防水。

3. 鋪設(shè)延伸電纜

   如果采用管道鋪設(shè)則應(yīng)預(yù)先將管道安裝好，并檢查管道內(nèi)應(yīng)干凈，無(wú)尖銳凸起或粗糙表面，以防污染和劃傷電纜，將電纜穿過(guò)管道時(shí)，首先應(yīng)該用橡皮套（產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)每一個(gè)接頭都套有一個(gè)）套上需要塞進(jìn)管道一端的接頭（是轉(zhuǎn)接頭還是高頻接頭，視乎從管道的哪端開(kāi)始塞進(jìn)延伸電纜；從靠近前置器安裝盒開(kāi)始，則轉(zhuǎn)接頭塞入管道；從靠近探頭接線(xiàn)盒開(kāi)始，則是高頻接頭塞入管道），以保護(hù)接頭不會(huì)被污染。

   如果不用管道鋪設(shè)，則需要選用帶鎧裝的延伸電纜。安裝時(shí)可采用線(xiàn)夾之類(lèi)的東西將延伸電纜固定在較安全的地方，以減少電纜可能被損傷的機(jī)會(huì)。

   ④聯(lián)接延伸電纜

   將延伸電纜的轉(zhuǎn)接頭穿到探頭接線(xiàn)盒內(nèi)，并套上一節(jié)約50mm長(zhǎng)的φ8透明熱縮套管后，將延伸電纜轉(zhuǎn)接頭與探頭電纜高頻接頭聯(lián)接并擰緊，把熱塑套管移到聯(lián)接處，使聯(lián)接處兩邊的熱縮套管長(zhǎng)度一樣，再用750W電吹風(fēng)加熱熱塑管，使其收縮包緊接頭。

   （三）前置器的安裝

   作為傳感器系統(tǒng)的信號(hào)處理部件，前置器對(duì)工作環(huán)境的要求要比探頭嚴(yán)格得多，通常將它安裝在遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)，其周?chē)h(huán)境應(yīng)該無(wú)腐蝕氣體、干燥震動(dòng)小，環(huán)境溫度與室溫相差不大。為了保證前置器工作安全可靠，有必要采用專(zhuān)用前置器安裝盒。本公司可以為您提供具有防爆合格證的防爆安裝盒和普通金屬安裝盒，并已按前置器安裝尺寸加工好前置器安裝導(dǎo)軌。

   前置器安裝盒在使用前，應(yīng)該用壓縮空氣加以?xún)艋员ＷC盒內(nèi)沒(méi)有殘存的液體和金屬屑，否則金屬屑可能會(huì)導(dǎo)致前置器接線(xiàn)端子短路。過(guò)長(zhǎng)的探頭或延伸電纜應(yīng)該固定在不接觸前置器的地方。

   為了防止不同地電位造成的干擾，必須采用單點(diǎn)接地。為了屏蔽外界干擾，前置器外殼直接與系統(tǒng)電氣相接，因此應(yīng)該將前置器安裝盒及安裝螺釘及前置器外殼絕緣。在設(shè)計(jì)制造前置器已增加了絕緣底板，不必考慮前置器的絕緣問(wèn)題。

   API670標(biāo)準(zhǔn)建議把前置器安裝盒都安裝在機(jī)器的同一側(cè)，以便于鋪設(shè)電纜和維修檢查。

   （四）系統(tǒng)連接

   系統(tǒng)連接包括將傳感器探頭、延伸電纜（如果有的話(huà)）、前置器以及監(jiān)測(cè)儀表這間的電氣連接，以組成能投入工作的測(cè)量系統(tǒng)。探頭、延伸電纜、前置器之間是通過(guò)將其標(biāo)準(zhǔn)的高頻接頭連接；前置器與監(jiān)測(cè)儀表之間用三芯屏蔽電纜連接。通常將其中的紅色線(xiàn)接電源（Ut端），黑色線(xiàn)接信號(hào)地（COM端），黃色線(xiàn)接信號(hào)輸出（OUT端）。這種各色電線(xiàn)的分配是按16AG型多芯屏蔽電纜說(shuō)明的，如果采用其它型號(hào)的電纜，將有所不同，但在接線(xiàn)時(shí)應(yīng)該統(tǒng)一，以免由于混亂而接錯(cuò)線(xiàn)，屏蔽電纜的屏蔽層需在接監(jiān)測(cè)儀表一端單點(diǎn)接地。

   前置器到監(jiān)測(cè)儀表之間最長(zhǎng)不得超過(guò)300m，否則信號(hào)衰減將會(huì)過(guò)大。

    

   五.校準(zhǔn)與維修

   本章主要說(shuō)明何時(shí)該對(duì)傳感器系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，以及發(fā)生故障時(shí)，如何對(duì)傳感器系統(tǒng)進(jìn)行維修。

   （一）校準(zhǔn)

   什么情況下應(yīng)該對(duì)傳感器進(jìn)行重新校準(zhǔn)

   =傳感器長(zhǎng)期不使用達(dá)一年以上；

   =傳感器連續(xù)使用兩年；

   =被測(cè)體材料與出廠(chǎng)校準(zhǔn)材料不符；

   =排除故障后。

   準(zhǔn)裝置與設(shè)備

   =位移校準(zhǔn)器

   =千分尺

   =數(shù)字萬(wàn)用表

   =直流穩(wěn)壓電源

   以上工具、設(shè)備，本公司均可提供。

   校準(zhǔn)步驟

   =選擇與被測(cè)體材料相同的試件安裝好。

   =裝好探頭、千分尺（量程應(yīng)大于傳感器量程20%）。

   =將直流穩(wěn)壓電源的供電電壓調(diào)到傳感器系統(tǒng)所需電壓范圍。

   =分別將穩(wěn)壓電源、數(shù)字萬(wàn)用表、探頭、電纜接到前置器上

   =旋轉(zhuǎn)千分尺調(diào)節(jié)鈕，使探頭與試件平面緊貼，再將探頭頭部與試件間距離到傳感器線(xiàn)性起始距離。

   =打開(kāi)電源，旋轉(zhuǎn)千分尺調(diào)節(jié)鈕，以十分之一量程為間隔，記錄傳感器輸出電壓或電流值。

   =計(jì)算傳感器靈敏度與線(xiàn)性誤差。

   =如果非線(xiàn)性度、靈敏度等指標(biāo)超差，則請(qǐng)聯(lián)絡(luò)本公司，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)節(jié)。

   （二）故障與維修

   傳感器系統(tǒng)在校準(zhǔn)或工作中出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時(shí)，首先自行初步檢查，問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)，請(qǐng)聯(lián)絡(luò)本公司。

   初步檢查步驟

   =系統(tǒng)檢查

4. 接線(xiàn)端子接線(xiàn)是否接錯(cuò)；

5. 接線(xiàn)是否短路；

6. 電源電壓是否正確；

7. 測(cè)量?jī)x器是否短路或開(kāi)路。

   =探頭檢修

8. 探頭高頻插頭和探頭頭部是否干凈，如有臟物，請(qǐng)有酒精擦洗。

9. 延伸電纜（如果有延伸電纜的話(huà)）是否短路或開(kāi)路，如有故障，應(yīng)更換延伸電纜。

10. 檢查探頭是否短路或開(kāi)路：先將延伸電纜脫開(kāi)（如果有），然后用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量探頭高頻插頭外殼間電阻值，其正常數(shù)值應(yīng)在2.0～15.0Ω之間，如果電阻值很小（小于1.0Ω），則說(shuō)明此探頭出現(xiàn)短路；如果測(cè)得的電阻值非常大（大于100Ω），說(shuō)明此探頭已開(kāi)路或接觸不良。當(dāng)有上述兩種情況時(shí)，就得更換探頭。

    =前置器檢修

    1)先檢查探頭和延伸電纜是否與前置器配套。如果有延伸電纜，一定要將延伸電纜接上。

    2)將判定完好的探頭與前置器相連。當(dāng)探頭頭部緊靠金屬導(dǎo)體時(shí)，前置器的輸出值應(yīng)該最小；當(dāng)探頭頭部遠(yuǎn)離金屬導(dǎo)體時(shí)，前置器的輸出值應(yīng)該最大。否則就可以判定此前置器已損壞，或者傳感器系統(tǒng)接觸不良，這時(shí)應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修理或更換前置器。