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电涡流式传感器
资料介绍
一、基本原理
电涡流式传感器基于电磁感应原理实现非接触式测量。当高频交变电流通过传感器线圈时，会产生交变磁场。若金属导体进入该磁场，导体内将感应出闭合涡电流（涡流），涡流产生的反向磁场会改变原线圈的阻抗特性。通过检测线圈阻抗（或电感、品质因数）的变化，可间接测量金属导体与传感器探头的距离、位移、厚度等参数。
1.1 物理模型
传感器线圈与金属导体可等效为互感耦合的两个线圈：初级线圈（传感器线圈）通入高频电流I1，次级线圈（涡流环）产生感应电流I2。其耦合系数与距离x、导体电导率σ、磁导率μ及激励频率f相关，数学表达式为：
Z = R1+ jωL1+ (ω2M2)/
其中Z为线圈等效阻抗，M为互感系数，R1、L1为线圈电阻与自感，R2、L2为涡流环等效参数。
1.2 频率特性
根据激励频率不同，涡流渗透深度遵循趋肤效应：
δ = 1/√(πfμσ)
式中δ为渗透深度（mm）。高频时（>1MHz）涡流集中于表面，适用于表面缺陷检测；低频时（<10kHz）可测量较厚导体厚度。
二、结构组成
电涡流式传感器通常由以下部分构成：
2.1 探头
· 线圈：多采用漆包铜线绕制，直径0.05-0.2mm，匝数50-1000匝，形状有圆形、方形或矩形
· 骨架：陶瓷、聚四氟乙烯等高频损耗小的材料
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