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有色金属分选机中涡电流传感器的应用原理

  按照相关法拉第电磁感应的原理,当大块金属导体位置于变化的磁场之中或是移动以切断磁场中的磁力线时,导体中会产生涡流感应电流。这一电流称之为涡流,这一现象称之为涡流效应。根据涡流效应进行制作的传感器便称之为涡流传感器。本文我们来了解下其在有色金属分选机中的应用原理:

  前置器中的高频振荡电流经过延长电缆进入探头线圈,并在探头线圈之中产生了交变磁场。在被测金属物接近磁场时,金属面上会会产生感应电流。同时,涡电流场也会发生与磁头线圈方向相反的交变磁场。由于反应,头部的线圈高频电流的振幅和相位将发生变化(线圈的阻抗)。这种变化与金属体中的导电性有关,线圈的形状、电流频率磁导率和尺寸与头部线圈和金属导体表面之间的距离有关。通常假设金属导体的材料是均匀的,日常性能是线性和各向同性的,那么线圈与金属导体系统的物理特性可以用磁导率s、电导率6、头部线圈和金属导体表面之间的距离d、尺寸系数T、电阻和电阻来描述,金属导体的频率W和电流强度I。然后线圈特性阻抗Z成为了距离D的单值函数。尽管整个函数是非线性的,其功能特性是“s”曲线,但可以选择近似线性的截面。通过前置器的电子电路处理,线圈的阻抗Z变化,即头体线圈和金属导体之间距离d的变化,转化为电流或电压的变化。输出信号之大小会随探头与被测物体表面之间的距离而变化,涡电流传感器便是按照这一原理来实现对金属物体的振动、位移等参数的测量。

  涡电流传感器于有色金属分选机中的工作过程为∶当被测金属与探头间的距离产生变化之时,探头里线圈的Q值会产生变化,Q值变化引发振荡电压幅值的变化。通过检测、滤波、线性补偿、放大和归一化,将随着距离变化的振荡电压转化为电压(电流)变化,末后将机械位移(间隙)转化为电压(电流)。

  如上所述,在涡流传感器工作系统中,被测物体可视为传感器系统的1/2,即电涡流传感器的性能与被测物体有关。

  按照涡电流于导体里贯穿的情况,可以分有高频反射式以及低频透射式两类,但从基本的工作原理上而言仍然相似。涡电流传感器较大的特点是能对厚度、位移、速度、表面温度、材料损伤、应力等进行连续非接触式测量,另外还有着灵敏度高,体积小,频率响应较宽等特点,使得有色金属分选机得以广泛的运用。

有色金属分选机中涡电流传感器的应用原理