高温型电涡流间隙传感器的设计与研制

本文根据电涡流传感器的基本原理,依据实验研究方法,给出了在高温环境中电涡流参数与温度的变化关系。在此基础上,提出了基于陶瓷金属化的高温型电涡流间隙传感器的设计方法和生产工艺,实验证明所设计的产品完全可以满足实际使用的要求,结果令人满意。     

大位移电涡流传感器的设计

电涡流传感器具有对介质不敏感、非接触的特点,广泛应用于对金属的距离检测中.为扩大电涡流传感器的检测范围,对电涡流传感器从理论上进行了分析,设计了基于恒定频率载波调幅法的振荡器及测量电路.利用Matlab仿真软件对Φ60 mm的电涡流传感器探头参数进行仿真,并结合设计的测量电路进行了实验.仿真研究和实验结果表明该电涡流传感器能够检测到70 mm的距离.     

电涡流传感器的温度稳定性研究

本文研究了高频下电涡流传感器线圈在宽广的温度区间内阻抗温度特性，提出采用多股辨线消除或减小温度变化对线圈阻抗影响的方法。研究了多股辨线电涡流传感器线圈的阻抗在大温度区间的随温度变化的规律。理论分析和计算证明多股辨线线圈能有效抑制线圈阻抗温漂。     

线圈形状及几何参数对电涡流传感器性能的影响

针对电涡流传感器探头线圈形状及其参数对传感器灵敏度和线性范围的影响问题，本文以Biol-Savart定律为基础，推导了具有梯形截面的矩形柱线圈和圆形柱线圈对称轴上任一点的磁场分布，确定了在以位移为检测量的电涡流传感器中采用圆柱线圈更合理，并通过有限元法研究和分析了在线圈匝数密度不变和变化2种情况下圆柱线圈内径、外径、厚度、截面形状（矩形、梯形和倒梯形）对传感器灵敏度和线性范围的影响，为合理选择线圈参数和优化传感器性能提供参考。     

电涡流传感器性能优化关键技术

电涡流传感器因具备无损检测、非接触测量等优异特性,广泛应用于工业生产等各领域中的微量位移测量、导电介质缺陷检测以及设备运行状态监测。然而,受限于线圈结构参数优化、检测电路创新设计和测量误差动态补偿等技术瓶颈,现有电涡流传感器普遍存在灵敏度欠佳、线性度不足、突变温度场下检测精度亟待提升等突出局限,直接制约着其在各类极限环境下高精度检测领域的推广应用。为此,在深入剖析和系统总结国内外电涡流传感器研究与应用现状的基础上,聚焦线圈结构、检测电路以及误差补偿方法,重点探讨了优化其核心性能的基本原理与关键技术,并对相关研究的发展趋势进行了初步构想与展望,以期为多维度提升传感器性能、根源促进其发展应用提供有效借鉴。     

电涡流传感器线圈阻抗计算方法

针对电涡流传感器的线圈阻抗值计算问题,提出理论计算法和有限元法两种方法.以厚度为δ的被测体(含磁性和非磁性导体)上方正对一圆柱型线圈为求解模型,根据传感器工作原理和电磁场理论导出线圈阻抗积分表达式,并将其转化为更易求解的级数表达形式,由MathematicTM计算线圈阻抗值.然后根据有限元建模理论建立传感器的有限元模型,通过仿真得到传感器磁力线分布和线圈阻抗值.最后比较两种方法得到的阻抗值,结果表明两种方法计算结果相符,其有效性和正确性得到相互验证.     

EMS磁悬浮列车悬浮间隙传感器关键技术研究

以所研制的磁悬浮列车悬浮间隙传感器样机为背景，系统介绍了利用电涡流效应测量悬浮电磁铁和轨道间隙的原理、间隙传感器各部分组成。通过选用特殊的谐振电路和采取其他措施，解决了在线圈谐振和信号解调方面存在的关键问题。测试结果表明样机具备了测量间隙的基本功能，并且在常用测量段范围内有较好的线性度。     

高速磁悬浮列车悬浮间隙信号处理研究

齿槽效应是高速磁浮列车悬浮控制系统悬浮间隙检测面临的一个特殊的问题,它直接影响悬浮控制系统的性能.为减弱齿槽效应,建立了高速磁悬浮列车间隙传感器齿槽效应的模型,提出了利用相邻传感器的数据融合来抑制齿槽效应的方法,并通过两种补偿算法对悬浮间隙传感器的齿槽效应进行补偿.实验结果表明,经过补偿后的传感器输出信号能够满足悬浮控制系统的要求.     

简化目标函数的电涡流传感器线圈参数优化设计法

小外径的电涡流传感器薄线圈的参数优化设计的关键是寻求合理的目标函数的表达式。本文在线圈电参数计算的基础上利用激励线圈的电磁场分布对线圈测试性能进行分析预测,得出便于求解的线性量程和测量灵敏度的表达式,从而简化了复杂的目标函数。根据求解得到的优化值用线径为０．０５ｍｍ的漆包线绕制线圈进行了试验,结果表明线圈探头能满足线性测量范围及灵敏度要求。     

高温电涡流传感器感应探头的优化设计

为解决电涡流传感器探头在高温(600℃)环境中测量失效的问题,设计了一种感应探头结构,主要由低温共烧陶瓷基底和Ag线圈组成.首先分析涡流检测的原理和普通探头在高温下失效的原因,根据要求选择低温共烧陶瓷作为基底材料,为在一定区域内提高电感值将线圈设计为多层立体螺旋结构.通过电磁仿真和机械—热仿真确定线圈的形状、材料等,结...     

电涡流传感器的脉冲激励与双参数检测

采用矩形脉冲作为激励信号,对电涡流传感器在位移检测过程中谐振频率及谐振阻尼的变化情况进行了研究分析.建立了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心芯片的检测系统,用于产生所需要的矩形脉冲激励信号以及对传感器响应信号的欠采样.利用8 mm直径的电涡流线圈,对0～10 mm范围内碳钢目标靶的位移响应特性进行了测量,借助短时傅里叶变换分析了响应信号中频率成分的分布情况,同时获得了谐振频率及谐振阻尼的测量值.验证了通过脉冲激励同时获取电涡流传感器双参数检测的可行性.为研制基于电涡流效应的位移传感器及无损探伤传感器提供了一种新思路.     

大位移电涡流传感器测量电路的设计

电涡流传感器由于具有对介质不敏感、非接触的特点,广泛应用于对金属的位移检测中.为扩大电涡流传感器的测量范围,采用恒频调幅式测量电路,引用指数运算电路作为非线性补偿环节.利用Matlab计算软件辅助设计了直径为60 mm电涡流传感器探头,并结合测量电路进行实验.实验结果表明最大测量范围接近90 mm,验证了该系统工作的稳定性,证明设计达到了预期效果.     

随动式变面积电涡流传感器设计

针对电涡流传感器的测试行程和测试精度的矛盾,文献［１］ 提出了分级随动式的解决方案,本文给出了分级随动式电涡流传感器系统的设计方法、设计准则,给出了实验结果,提出了几种提高测试精度的方案     

电涡流传感器谐振测量电路参数的优化选择

为了满足磁悬浮轴承系统高精度的位移检测要求,必须对位移传感器的测量电路参数进行优化设计。文章从电涡流传感器的原理出发,介绍了谐振检测电路的工作原理,分析了谐振检测电路各参数对灵敏度的影响,提出了谐振测量电路参数优化的方法,利用这种参数优化方法来提高电涡流位移检测传感器的灵敏度简单、切实有效。     

面向直驱式风力发电机气隙检测用光纤传感器系统设计

设计了一种面向直驱式风力发电机气隙检测用的光纤传感器系统。首先,基于直驱式风力发电机气隙检测的需要,采用多模光纤原理对光纤束传感器探头进行了结构设计;进而,对光纤束传感器探头中接收光纤圈数,以及影响传感器特性参数的光纤纤芯半径r和入射光纤的数值孔径NA分别进行了仿真分析;然后,为了充分发挥整个系统的最高采集信号,在光纤探头的尾端进行了分束处理设计;最后,在实验室搭建了所设计的光纤传感器系统,并对其进行了静态标定。结果表明,该系统的量程范围可达8 mm,满足直驱式风力发电机气隙检测的需要。      

PCB型Rogowski线圈电流传感器检测电路设计

介绍了PCB型Rogowski线圈的工作原理及特点,详细分析并设计了该传感器的信号处理电路,对该线圈电流传感器进行了线性度和灵敏度测试,实验结果表明:该传感器测量时线性度好,准确度较高,能满足测量要求。     

干涉式光纤电流传感器

高压输电线中的电流测量大都采用铁芯式电流互感器。由于铁芯的非线性特性，一次测电流过大或含有高次谐波分量时，会出现磁路饱和现象，使电流互感器二次测电流数值和波形发生失真，从而引起测量精度下降。文中，设计了一种干涉式光纤电流传感器，提出了使用Rogowski线圈进行电流-电压转换，利用压电晶体实现相位调制，用迈克尔逊干涉仪进行相位检测的方法，解决了在高压端无源情况下，由电流转换的电压小的问题，提高了传感器的精度、可靠性和测量范围。     

低速磁浮列车悬浮系统的电磁分析与应用设计

从磁路和磁场两个角度对低速磁浮列车的悬浮力和导向力进行了计算分析,研究了影响悬浮力大小的因素,比较了设计参数改变对力的影响,计算了列车在弯道处的悬浮力损失及补偿电流。根据分析,认为解决电磁铁温升是提高悬浮力的关键因素。