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電渦流傳感器工作原理

電渦流效應

電渦流傳感器是根據電渦流效應進行工作的，即利用金屬導體置于變化的磁場中，產生感應電流，從而在金屬體內形成自行閉合的電渦流線，這種現象稱為電渦流效應。

電渦流傳感器結構及特性

傳感元件：電渦流探頭

電渦流探頭是一個固定在框架上的扁平線圈，激勵源頻率較高（數十千赫至數兆赫）。

傳感器探頭里有小型線圈，由控制器控制產生震蕩電磁場，當接近被測體時，被測體表面會產生感應電流，而產生反向的電磁場。這時電渦流傳感器根據反向電磁場的強度來判斷與被測體之間的距離。注意：電渦流傳感器要求被測體必須是導體。

電渦流位移傳感器測量技術的歷史

最先發現電渦流現象的是Fran?ois Arago (1786–1853)，第25任法國總統，數學家，物理學家和天文學家。1824年，他發現并命名旋轉磁場，以及絕大多數導體均可以被磁化。他的發現后來被Michael Faraday (1791–1867) 整理和最終完善。

1834年，Heinrich Lenz發布了楞次定律，感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

法國物理學家Léon Foucault (1819–1868)于1855年發現，在磁場兩級中間，旋轉銅制圓盤所需要的力更大，于此同時，銅制圓盤受內部感生電渦流的作用而發熱。

1879年David E. Hughes采用渦流技術進行了非接觸測量，用于分揀金屬被測物。

1980年，德國米銥公司將電渦流位移傳感器用于工業生產環節檢測

1988年，德國米銥公司發布了小尺寸電渦流位移傳感器，使得在安裝空間受限的情況下，也可以采用電渦流原理獲得精準的測量數據。

電渦流傳感器的優點

1、渦流傳感器是一種非接觸的線性化計量工具，能靜態和動態地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面的距離。電渦流傳感器在測量過程中測量準確性會受到一定的影響。

2、傳感器特性與被測體的電導率時，由于渦流效應和磁效應同時存在，磁效應反作用于渦流效應，使得渦流效應減弱，即傳感器的靈敏度降低。而當被測體為弱導磁材料（如銅，鋁，合金鋼等）時，由于磁效應弱，相對來說渦流效應要強，因此傳感器感應靈敏度要高。

3、不規則的被測體表面，會給實際的測量帶來附加誤差，因此對被測體表面應該平整光滑，不應存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。一般要求，對于振動測量的被測表面粗糙度要求在0.4um～0.8um之間;對于位移測量被測表面粗糙度要求在0.4um～1.6um之間。

4、電渦流效應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，以及淬火不均勻、硬度不均勻、金相組織不均勻、結晶結構不均勻等都會影響傳感器特性。在進行振動測量時，如果被測體表面殘磁效應過大，會出現測量波形發生畸變。

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