CN106441407A - 一种非接触式电涡流传感器校准装置及其自动校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式电涡流传感器校准装置及其自动校准方法。目前电涡流传感器的静态校准还是手动，存在劳动强度大、效率低、标准位移不准确。本发明采用的技术方案为：所述的感应盘由电缸带动其作横向移动，实现感应盘与被检电涡流传感器测试头之间的相对运动，感应盘与一用于采集感应电压的数据采集模块连接，所述的感应盘与数据采集模块之间设有一用于检测被检电涡流传感器测试头与感应盘之间精确位移量的磁致伸缩位移传感器。本发明的校准装置使校准过程全部自动完成，劳动强度低，校准的效率和可靠性高；本发明的方法方便可靠。

Description

一种非接触式电涡流传感器校准装置及其自动校准方法

技术领域

本发明涉及非接触式电涡流传感器校准领域，具体地说是一种非接触式电涡流传感器校准装置及其自动校准方法。

背景技术

电涡流传感器是基于高频磁场在金属表面形成“涡流效应”的原理而制成的一种多用途传感器，有着长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响等特点，广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位，对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线监测和保护。因电涡流传感器在监测和保护生产试验安全方面作用尤为重大，因此如何保证其量值的准确可靠成为各方关注的焦点。

在目前的校准中，电涡流传感器的校准分为动态校准和静态校准，以模拟传感器的实际工况，进行接近于实际情况的性能测试。

静态校准主要适用于对监测轴向位移的电涡流传感器的校准，它是以位移静校器的感应盘面相对电涡流传感器端面的位置变化，来测试传感器对静态位移变化的感知和反应能力。

目前，电涡流传感器的静态校准还是手动、单支进行，产生标准位移量需手动旋转千分尺、人工目视判断旋转量、人工读出标准位移，测试来回3个行程共66个点，存在劳动强度大、效率低、标准位移不准确、人工判断容易出错等诸多不足，不适应工作和形势发展需要。在溯源时，位移静校器不能完整送检，只能将其中的千分尺拆下来送检，费时费力，溯源方法还不够可靠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种非接触式电涡流传感器校准装置，使校准过程全部自动完成，以降低劳动强度，提高校准的效率和可靠性。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种非接触式电涡流传感器校准装置，包括至少一个用于与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场的感应盘，

所述的感应盘由电缸带动其作横向移动，实现感应盘与被检电涡流传感器测试头之间的相对运动，感应盘与一用于采集感应电压的数据采集模块连接，所述的感应盘与数据采集模块之间设有一用于检测被检电涡流传感器测试头与感应盘之间精确位移量的磁致伸缩位移传感器；

所述的磁致伸缩位移传感器将位移量传输给数据采集模块，数据采集模块将采集到的感应电压及位移量传输给一数据分析与处理模块，通过该数据分析与处理模块进行分析与处理，根据需要发出位移指令给数据采集模块，数据采集模块发出驱动指令给电缸。

本发明以电缸产生位移，位移量由磁致伸缩传感器准确测量，被检的电涡流传感器感应电压与标准位移量直接比较，得出传感器的灵敏度和线性情况，从而完成传感器的校准。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采取以下技术措施：

所述的数据分析与处理模块和一显示模块连接。显示模块根据需要实时显示当前感应电压等关键数据。

所述的数据采集模块和数据分析与处理模块集成为一多功能数据采集卡。

所述的多功能数据采集卡安装在一工业控制计算机中，该工业控制计算机中装有控制***，所述的控制***用于控制多功能数据采集卡。

所述的感应盘有多个，所有感应盘的轴线互相平行设置。可同时校准多个电涡流传感器。

上述非接触式电涡流传感器校准的自动校准方法，其使感应盘与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场，由控制***发出位移指令，驱动电缸运动，带动刚性连接在电缸移动部件上的感应盘移动，控制***采集感应盘的实际位移量以及被检电涡流传感器的感应电压，进而分析位移变化量ΔL和感应电压的变化量Δu的关系是否满足要求。

本发明以精确控制位移量和移动后再测试位移变化两种手段，确保了位移变化的真实可靠，使位移调整不到位、计数不准确等原有方法固有的弊端得到消除，确定了移动后两点间的位移变化量作为标准位移值的方法，相比现行的先确定位移量再进行调节的方法更为合理可靠。同时，为保证这个标准量的准确可靠，只需对测量这个位移量的工具：磁致伸缩位移传感器这个标准器进行送检即可，简化了溯源的难度。原有的方法在原理上，应该将整个装置送检，但现状是没有任何单位可以接受溯源，也没有任何标准装置可以提供溯源。相比之下，本发明提出的方法更为可靠、可行。

上述的自动校准方法，其具体步骤如下：

1)使被检电涡流传感器测试头的轴线与对应感应盘的轴线在同一条直线上，被检电涡流传感器测试头所在的端面与感应盘的表面平行，使感应盘与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场；

2)启动控制***，记录初始电压和初始相对位置；

3)控制***根据设定值，发出位移指令，驱动电缸的移动部件，从而带动感应盘运动，移动结束后，通过磁致伸缩位移传感器采集感应盘的实际位移量，同时采集被检电涡流传感器感应电压；

4)对采集的实际位移量和感应电压的变化量进行分析和记录，为后续传感器测试结果的判定提供依据；

5)重复步骤3)和4)移动10个点，完成第1个行程的测试；

6)反向移动电缸和感应盘，根据控制***设定再测试11个点的实际位移量和感应电压；

7)重复步骤3)到4)，共完成3个往复移动；

8)根据3个往复移动的测试结果，采用最小二乘法，完成对被检传感器的标定。

本发明具有的有益效果是：本发明的校准装置，使校准过程全部自动完成，劳动强度低，校准的效率和可靠性高；可以多路同时校准又互不干扰，测试、记录、计算、评估、出证全部自动进行，成倍提高了生产效率，显著降低了劳动强度。本发明采用移动后两点间的位移变化量作为标准位移值的方法，使用的是比较法，只需将作为标准传感器的磁致伸缩位移传感器送检即可，方便可靠。

附图说明

图1是本发明校准装置实施例1的原理示意图。

图2是本发明校准装置实施例2的原理示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示的非接触式电涡流传感器校准装置，用于与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场的感应盘由电缸带动其作横向移动，电缸中的电机为步进电机，实现感应盘与被检电涡流传感器测试头之间的相对运动，感应盘与用于采集感应电压的数据采集模块连接，所述的感应盘与数据采集模块之间设有用于检测被检电涡流传感器测试头与感应盘之间精确位移量的磁致伸缩位移传感器。

所述的磁致伸缩位移传感器将位移量传输给数据采集模块，数据采集模块将采集到的感应电压及位移量传输给数据分析与处理模块，通过该数据分析与处理模块进行分析与处理，根据需要发出位移指令给数据采集模块，数据采集模块发出驱动指令给电缸。

所述的数据分析与处理模块和显示模块连接。

所述的感应盘有4个，所有感应盘的轴线互相平行设置。

实施例2

如图2所示的非接触式电涡流传感器校准装置，用于与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场的感应盘由电缸带动其作横向移动，电缸中的电机为步进电机，实现感应盘与被检电涡流传感器测试头之间的相对运动，感应盘与用于采集感应电压的多功能数据采集卡连接，所述的感应盘与数据采集模块之间设有用于检测被检电涡流传感器测试头与感应盘之间精确位移量的磁致伸缩位移传感器。

所述的磁致伸缩位移传感器将位移量传输给多功能数据采集卡，多功能数据采集卡中的数据处理模块对位移量和感应电压进行分析与处理后，根据需要发出驱动指令给电缸。

所述的多功能数据采集卡安装在工业控制计算机中，该工业控制计算机中装有控制***，控制***用于控制多功能数据采集卡。

上述实施例1-2中校准装置的自动校准方法，其具体步骤如下：

1)使被检电涡流传感器测试头的轴线与对应感应盘的轴线在同一条直线上，被检电涡流传感器测试头所在的端面与感应盘的表面平行，使感应盘与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场；

2)启动控制***，记录初始电压和初始相对位置；

3)控制***根据设定值，发出位移指令，驱动电缸的移动部件，从而带动感应盘运动，移动结束后，通过磁致伸缩位移传感器采集感应盘的实际位移量，同时采集被检电涡流传感器感应电压；

4)对采集的实际位移量和感应电压的变化量进行分析和记录，为后续传感器测试结果的判定提供依据；

5)重复步骤3)和4)移动10个点，完成第1个行程的测试；

6)反向移动电缸和感应盘，根据控制***设定再测试11个点的实际位移量和感应电压；

7)重复步骤3)到4)，共完成3个往复移动；

8)根据3个往复移动的测试结果，采用最小二乘法，完成对被检传感器的标定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种非接触式电涡流传感器校准装置，包括至少一个用于与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场的感应盘，其特征在于，

所述的感应盘由电缸带动其作横向移动，实现感应盘与被检电涡流传感器测试头之间的相对运动，感应盘与一用于采集感应电压的数据采集模块连接，所述的感应盘与数据采集模块之间设有一用于检测被检电涡流传感器测试头与感应盘之间精确位移量的磁致伸缩位移传感器；

所述的磁致伸缩位移传感器将位移量传输给数据采集模块，数据采集模块将采集到的感应电压及位移量传输给一数据分析与处理模块，通过该数据分析与处理模块进行分析与处理，根据需要发出位移指令给数据采集模块，数据采集模块发出驱动指令给电缸。

2.根据权利要求1所述的非接触式电涡流传感器校准装置，其特征在于，所述的数据分析与处理模块和一显示模块连接。

3.根据权利要求1所述的非接触式电涡流传感器校准装置，其特征在于，所述的数据采集模块和数据分析与处理模块集成为一多功能数据采集卡。

4.根据权利要求3所述的非接触式电涡流传感器校准装置，其特征在于，所述的多功能数据采集卡安装在一工业控制计算机中，该工业控制计算机中装有控制***，所述的控制***用于控制多功能数据采集卡。

5.根据权利要求1所述的非接触式电涡流传感器校准装置，其特征在于，所述的感应盘有多个，所有感应盘的轴线互相平行设置。

6.权利要求1-5任一项所述非接触式电涡流传感器校准的自动校准方法，其特征在于，使感应盘与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场，由控制***发出位移指令，驱动电缸运动，带动刚性连接在电缸移动部件上的感应盘移动，控制***采集感应盘的实际位移量以及被检电涡流传感器的感应电压，进而分析位移变化量ΔL和感应电压的变化量Δu的关系是否满足要求。

7.根据权利要求6所述的自动校准方法，其具体步骤如下：

1)使被检电涡流传感器测试头的轴线与对应感应盘的轴线在同一条直线上，被检电涡流传感器测试头所在的端面与感应盘的表面平行，使感应盘与被检电涡流传感器测试头之间形成感应磁场；

2)启动控制***，记录初始电压和初始相对位置；

3)控制***根据设定值，发出位移指令，驱动电缸的移动部件，从而带动感应盘运动，移动结束后，通过磁致伸缩位移传感器采集感应盘的实际位移量，同时采集被检电涡流传感器感应电压；

4)对采集的实际位移量和感应电压的变化量进行分析和记录，为后续传感器测试结果的判定提供依据；

5)重复步骤3)和4)移动10个点，完成第1个行程的测试；

6)反向移动电缸和感应盘，根据控制***设定再测试11个点的实际位移量和感应电压；

7)重复步骤3)到4)，共完成3个往复移动；

8)根据3个往复移动的测试结果，采用最小二乘法，完成对被检传感器的标定。