CN101126622A - 一种高温非接触式电涡流位移传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温非接触式电涡流位移传感器，包括由电感线圈组成的探头、高频连接电缆和前置电路。前置电路是由振荡电路、检波电路、滤波电路、校正电路和输出信号转换电路组成。所述电感线圈由温度系数为－10ppm/℃到－80ppm/℃的合金导线绕制而成。校正电路由热电偶和放大器组成，热电偶位于电感线圈处。探头的电感线圈部分被上釉料以约束电感线圈高温时的几何形状改变。由于采用温度系数合适的并加以保护措施的电感线圈，以及采用同温度环境热电偶组成的校正电路，最大范围地消除测量误差。解决了现有非接触式电涡流传感器不能在高温状态下长期精确测量的问题，从而使得该传感器可以在大型旋转机械位移检测中得到更广泛的应用。
Description
技术领域 本发明涉及一种非接触式电涡流位移传感器，尤其涉及一种可在高温(220℃-400℃)条件下实现长期精确位移测量的非接触式电涡流位移传感器。
背景技术 目前，在非接触式位移测量技术中，普遍采用电涡流式位移传感器。此类传感器***通常包括：探头、高频连接电缆和前置电路三个部分。其中探头是传感器***获取相关测量信号的敏感部分。普通的非接触式电涡流位移传感器探头由一个金属电感线圈和绕线骨架用环氧树脂粘结而成，此类结构的探头难以在220℃以上的工作环境中长期正常工作。前置电路由振荡电路、检波电路、滤波电路、校正电路和信号转换电路组成(如图1所示)。其测量原理是：振荡器产生一个高频激励信号，该高频激励信号使得电感线圈产生一个高频交变磁场Φ1，当被测量导体靠近线圈时，在磁场作用范围的表面会产生与此磁场相交链的电涡流，根据楞次定律可知此电涡流又将产生一个与其大小相等方向相反的磁场Φ2。这个反向磁场Φ2会阻碍磁场Φ1的变化，当传感器电感线圈与被测量导体间距离发生变化时，由于电涡流和磁场的作用，使电感线圈的电感量L、等效电阻R都发生变化，从而使得电感线圈两端电压的幅值发生相应的变化。电涡流效应与被测金属间的距离、电导率、磁导率、线圈的材料、几何形状、尺寸和电流频率等参数有关。当线圈的材料、几何形状、尺寸和被测导体的材料确定时，电涡流效应只与电感线圈和被测金属导体间的距离有关。此时传感器的输出信号为距离的单值函数。通过电路中的振荡电路、检波电路、滤波电路、校正电路和输出信号转换电路，可以将被测量导体相对于电感线圈的距离变化转换成电流(或电压)变化，从而实现位移测量。此类位移传感器已在汽轮发电机组、鼓风机、泵、锅炉空气预热器等大旋转机械的位移变化参数的在线测量和故障诊断方面得到广泛应用。但在高温环境下(220℃-400℃)，其电感线圈的材料、几何形状和电阻与低温时相比较会发生较大变化，严重影响测量精度，使得传感器输出的测量值因误差超出允许范围而失去实际测量意义。中国专利申请02121432.8公开了一种传感器，其不足之处是无法实现高温距离测量，校正电路过于简单无法实现大温度范围的精确校正，线圈高低温时的电阻变化量较大。
发明人通过大量的试验研究，在电感线圈的材料、校正电路等方面做了改进，完成了本发明。
发明内容 本发明的目的是提供一种高温非接触式电涡流位移传感器，使其能在高温(220℃-400℃)环境中长期正常工作并获取精确测量值。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温非接触式电涡流位移传感器，包括由电感线圈组成的探头、高频连接电缆和前置电路，所述前置电路是由振荡电路、检波电路、滤波电路、校正电路和输出信号转换电路组成，其特征在于：所述电感线圈由温度系数为-10ppm/℃到-80ppm/℃的合金导线绕制而成。
所述校正电路由热电偶和放大器组成，热电偶位于电感线圈处，热电偶的测量端与电感线圈处于相同的温度环境。热电偶测量端的热电动势经由放大器后输出一个与探头的环境温度成一定关系的电压值(或电流值)；
为了更好保护所述探头，探头的电感线圈部分被上釉料以约束电感线圈高温时的几何形状改变、保证绝缘和在恶劣的酸碱环境中对电感线圈的金属导线进行保护；
在上述技术的基础上，还可以振荡电路采用激励信号的频率在1.2MHz～5.5MHz，其最佳激励频率范围为1.5MHz～3.5MHz来工作。绕制电感线圈的合金导线的线径为0.1mm～2.5mm；高频连接电缆呈正电阻温度系数特性。
本发明的积极效果是，由于采用温度系数合适的并加以保护措施的电感线圈，以及采用同温度环境热电偶组成的校正电路，最大范围地消除测量误差。具有以下突出技术特点和技术进步：该传感器可以在0℃-400℃温度范围内实现位移测量，特别是实现了220℃-400℃温度范围内的精确位移测量，解决了现有技术中非接触式电涡流传感器不能在高温状态(220℃-400℃)下长期精确测量的技术，从而使得该传感器可以在大型旋转机械位移检测中得到更广泛的应用。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为非接触式电涡流位移传感器的***结构框图。图中：1.振荡电路、2.电感线圈、3.检波整流电路、4.滤波电路、5.校正电路、6.输出转换电路，7.被测量金属导体。
图2为本发明实施例的前置电路原理图。图中：1.振荡电路、2.电感线圈、3.检波整流电路、4.滤波电路、5.校正电路、6.转换电路、7.电源电路。
图3为图2中的校正电路原理图。图中：8.热电偶、9.电压跟随器、10.信号放大器、11.信号运算电路。
具体实施方式
如图1所示，一种高温非接触式电涡流位移传感器，包括振荡电路1、电感线圈2、检波整流电路3、滤波电路4、校正电路5和输出转换电路6。电感线圈2通过振荡电路1激励工作，电感线圈2与被测量金属导体7相互作用产生的信号依次通过检波整流电路3、滤波电路4、校正电路5和输出转换电路6输出。
实施例1 图2为本发明实施例1的前置电路原理图。如图2所示，一种高温非接触式电涡流位移传感器，包括振荡电路1、电感线圈2(探头)、检波整流电路3、滤波电路4、校正电路5、转换电路6和电源电路7。图中用虚线框划分开各电路。如图3所示，校正电路由热电偶8、电压跟随器9、信号放大器10、信号运算电路11组成。图中用虚线框划分开各电路。热电偶位于电感线圈处，热电偶的测量端与电感线圈处于相同的温度环境。通过调整信号放大器10中的精密电位器W1，可以改变经由信号放大器10进入信号运放电路的校正信号的幅值。精密电位器W1的输出电压值要在电感线圈处于高温工作状态时做最终调整。经过调整，使得测量***在高温状态下的输出值与低温状态下的输出值重合，并使得测量***的输出值与位移的关系呈线性关系。
电感线圈使用铜基加镍、锰元素制成的康铜合金导线绕制而成，镍含量为1.0-2.0％，锰含量为39-41％，电阻温度系数为-35ppm/℃，其线径为1.0mm。此类合金电感线圈和呈正电阻温度系数的高频电缆共同工作时，可使它们的总电阻值在常温和高温时(220℃-400℃)的电阻变化量≤1％。将合金导线绕制在陶瓷骨架后，使用低温玻璃釉进行烧结定型，使得常温和高温时的线圈几何外形无大的差异。将探头经由高频电缆接入前置电路，分别在常温条件和高温条件下调整校正电路输出值，使传感器***输出值与位移变化量成线性关系。
实施例2 电感线圈使用铁铬铝合金导线绕制而成，电阻温度系数为-10ppm/℃，其线径为0.1mm。此类合金电感线圈和呈正电阻温度系数的高频电缆共同工作时，可使它们的总电阻值在常温和高温时(220℃-400℃)的电阻变化量≤1％。其余同实施例1。
实施例3 电感线圈使用镍铬合金导线绕制而成，电阻温度系数为-80ppm/℃，其线径为2.0mm。此类合金电感线圈和呈正电阻温度系数的高频电缆共同工作时，可使它们的总电阻值在常温和高温时(220℃-400℃)的电阻变化量≤1％。其余同实施例1。
Claims (8)
1.一种高温非接触式电涡流位移传感器，包括由电感线圈组成的探头、高频连接电缆和前置电路；所述前置电路是由振荡电路、检波电路、滤波电路、校正电路和输出信号转换电路组成；其特征在于：所述电感线圈由温度系数为-10ppm/℃到-80ppm/℃的合金导线绕制而成。
2.根据权利要求1所述的高温非接触式电涡流位移传感器，其特征在于：所述的校正电路由热电偶和放大器组成，热电偶位于电感线圈处。
3.根据权利要求1或2所述的高温非接触式电涡流位移传感器，其特征在于：在所述的探头的电感线圈部分被上釉料。
4.根据权利要求1或2所述的高温非接触式电涡流位移传感器，其特征在于：所述的振荡电路采用激励信号的频率在1.2MHz～5.5MHz。
5.根据权利要求4所述的高温非接触式电涡流位移传感器，其特征在于：所述的振荡电路采用激励信号的频率在1.5MHz～3.5MHz。
6.根据权利要求1或2所述的高温非接触式电涡流位移传感器，其特征在于：所述的电感线圈的合金导线的线径为0.1mm～2.5mm。
7.根据权利要求1或2所述的高温非接触式电涡流位移传感器，其特征在于：所述的高频连接电缆是呈正电阻温度系数特性的电缆。
8.根据权利要求3所述的高温非接触式电涡流位移传感器，其特征在于：所述的釉料为玻璃釉。
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Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102095432A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-06-15 | 四川达宇特种车辆制造厂 | 微小型一体化电涡流传感器 |
| CN102176060A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-09-07 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 电感式接近开关传感器 |
| CN102338395A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-01 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 空气预热器漏风自动控制装置 |
| CN102680891A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-09-19 | 东莞市三友联众电器有限公司 | 一种用于检测成品继电器超行程值的电子检测设备 |
| CN102865884A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-01-09 | 李彤阳 | 非接触传感器 |
| CN103363886A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-10-23 | 国家电网公司 | 发电机组的摆度传感器全量程温度补偿方法及*** |
| CN103644835A (zh) * | 2013-12-29 | 2014-03-19 | 中国科学技术大学 | 一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置 |
| CN104006731A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-27 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种对中传感装置及其位移检测方法 |
| CN105242635A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-01-13 | 山东电力建设第一工程公司 | 汽轮机轴系中心找正方法 |
| CN105486220A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-04-13 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 桨距测量装置 |
| CN105722007A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 英特尔公司 | 用于近场通信的卡检测架构 |
| CN106969698A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-07-21 | 深圳怡化电脑股份有限公司 | 一种电涡流传感器测量电路和电涡流传感器 |
| CN107084659A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-08-22 | 北京航空航天大学 | 一种高温自跟随分级补偿的差动变频调幅式电涡流位移传感器 |
| CN107121153A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-01 | 天津大学 | 高速电涡流传感器 |
| CN110608660A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-24 | 西安理工大学 | 一种电涡流传感器位移、温度预测方法 |
| CN111059993A (zh) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 纳博特斯克有限公司 | 位移传感器 |
| CN111056025A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-24 | 中航电测仪器(西安)有限公司 | 一种用于检测解脱拉杆解脱的检测传感器及方法 |
| CN111059994A (zh) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 纳博特斯克有限公司 | 位移传感器 |
| CN111600587A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-28 | 眉山市宇泰电子设备有限公司 | 一种电感接近开关用传感器*** |
| CN116772702A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-09-19 | 河南卫华重型机械股份有限公司 | 一种电涡流距离采集电路 |
| CN117532140A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-09 | 广东隆信激光智能装备有限公司 | 一种极细管激光切割误差检测装置及工艺 |
-
2007
- 2007-09-25 CN CNA2007100773283A patent/CN101126622A/zh active Pending
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102095432A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-06-15 | 四川达宇特种车辆制造厂 | 微小型一体化电涡流传感器 |
| CN102176060A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-09-07 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 电感式接近开关传感器 |
| CN102338395A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-01 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 空气预热器漏风自动控制装置 |
| CN102865884A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-01-09 | 李彤阳 | 非接触传感器 |
| CN102680891A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-09-19 | 东莞市三友联众电器有限公司 | 一种用于检测成品继电器超行程值的电子检测设备 |
| CN103363886B (zh) * | 2013-07-17 | 2016-02-10 | 国家电网公司 | 发电机组的摆度传感器全量程温度补偿方法及*** |
| CN103363886A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-10-23 | 国家电网公司 | 发电机组的摆度传感器全量程温度补偿方法及*** |
| CN103644835B (zh) * | 2013-12-29 | 2016-09-14 | 中国科学技术大学 | 一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置 |
| CN103644835A (zh) * | 2013-12-29 | 2014-03-19 | 中国科学技术大学 | 一种电涡流位移传感器温度漂移系数的测量装置 |
| CN104006731A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-27 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种对中传感装置及其位移检测方法 |
| CN105722007A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 英特尔公司 | 用于近场通信的卡检测架构 |
| CN105242635A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-01-13 | 山东电力建设第一工程公司 | 汽轮机轴系中心找正方法 |
| CN105242635B (zh) * | 2015-09-21 | 2018-02-27 | 山东电力建设第一工程公司 | 汽轮机轴系中心找正方法 |
| CN105486220A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-04-13 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 桨距测量装置 |
| CN105486220B (zh) * | 2015-11-23 | 2018-06-19 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 桨距测量装置 |
| CN107121153A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-01 | 天津大学 | 高速电涡流传感器 |
| CN107084659A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-08-22 | 北京航空航天大学 | 一种高温自跟随分级补偿的差动变频调幅式电涡流位移传感器 |
| CN106969698A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-07-21 | 深圳怡化电脑股份有限公司 | 一种电涡流传感器测量电路和电涡流传感器 |
| CN111059993A (zh) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 纳博特斯克有限公司 | 位移传感器 |
| CN111059994A (zh) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 纳博特斯克有限公司 | 位移传感器 |
| CN111059993B (zh) * | 2018-10-16 | 2021-12-21 | 纳博特斯克有限公司 | 位移传感器 |
| CN111059994B (zh) * | 2018-10-16 | 2023-03-03 | 纳博特斯克有限公司 | 位移传感器 |
| CN110608660A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-24 | 西安理工大学 | 一种电涡流传感器位移、温度预测方法 |
| CN111056025A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-24 | 中航电测仪器(西安)有限公司 | 一种用于检测解脱拉杆解脱的检测传感器及方法 |
| CN111600587A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-28 | 眉山市宇泰电子设备有限公司 | 一种电感接近开关用传感器*** |
| CN116772702A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-09-19 | 河南卫华重型机械股份有限公司 | 一种电涡流距离采集电路 |
| CN117532140A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-09 | 广东隆信激光智能装备有限公司 | 一种极细管激光切割误差检测装置及工艺 |
| CN117532140B (zh) * | 2024-01-09 | 2024-04-16 | 广东隆信激光智能装备有限公司 | 一种极细管激光切割误差检测装置及工艺 |
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