電(dian)渦流(liu)傳感(gan)器探(tan)頭(tou)：精(jing)密(mi)測量(liang)中(zhong)的(de)“非(fei)接(jie)觸(chu)之(zhi)眼”

在現代工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)、設備狀(zhuang)態(tai)監測與(yu)精(jing)密(mi)制造(zao)領(ling)域，對位移(yi)、振(zhen)動(dong)、轉速、間隙(xi)等物(wu)理量(liang)的(de)高精(jing)度(du)測量(liang)需(xu)求(qiu)日益(yi)增長(chang)。在眾(zhong)多(duo)傳感(gan)技(ji)術(shu)中(zhong)，電(dian)渦流(liu)傳感(gan)器探(tan)頭(tou)憑借其(qi)非(fei)接(jie)觸(chu)、高靈(ling)敏(min)度(du)、抗(kang)幹(gan)擾能(neng)力強(qiang)和可(ke)靠性高等優點(dian)，成為旋轉機(ji)械監測、航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)、軌道交通(tong)和裝備制造(zao)中(zhong)的(de)核(he)心(xin)傳(chuan)感元(yuan)件，被譽(yu)為(wei)精密(mi)測量(liang)中(zhong)的(de)“非(fei)接(jie)觸(chu)之(zhi)眼”。

壹、什麽(me)是(shi)電(dian)渦流(liu)傳感(gan)器探(tan)頭(tou)？

電(dian)渦流(liu)傳感(gan)器探(tan)頭(tou)是(shi)壹種(zhong)基於電(dian)磁感(gan)應(ying)原理工(gong)作(zuo)的(de)非(fei)接(jie)觸(chu)式位(wei)移(yi)傳感(gan)器，主要(yao)用(yong)於測量(liang)金屬(shu)導體表面與探(tan)頭(tou)之(zhi)間的(de)微(wei)小(xiao)間(jian)隙(xi)變(bian)化(hua)。它由(you)探(tan)頭(tou)、前置放大器和信(xin)號(hao)電(dian)纜三部(bu)分(fen)組成，其(qi)中(zhong)探(tan)頭(tou)是(shi)直(zhi)接(jie)面向被測物(wu)體的(de)敏感(gan)部(bu)件，通常采用環(huan)氧樹(shu)脂(zhi)或(huo)陶瓷(ci)封(feng)裝(zhuang)，內部(bu)包含壹(yi)個(ge)高頻線(xian)圈。

當探(tan)頭(tou)通(tong)電(dian)後，線(xian)圈中(zhong)通(tong)過(guo)高(gao)頻交流(liu)電(dian)流（壹(yi)般為(wei)幾十kHz到幾(ji)MHz），在其(qi)前端產(chan)生(sheng)交變(bian)磁(ci)場(chang)。當該(gai)磁場靠近(jin)金屬(shu)導體時，會在導(dao)體表面感應(ying)出閉合的(de)環形電(dian)流——即(ji)“電(dian)渦流(liu)”。電(dian)渦流(liu)又會產(chan)生(sheng)壹(yi)個(ge)反向磁場(chang)，影響原線(xian)圈的(de)阻抗(kang)。這(zhe)種(zhong)阻抗(kang)變(bian)化(hua)與(yu)探(tan)頭(tou)和(he)被(bei)測體之(zhi)間的(de)距離(li)密(mi)切(qie)相關(guan)，通過(guo)檢(jian)測這(zhe)壹(yi)變(bian)化(hua)，即(ji)可(ke)精確(que)測量(liang)位(wei)移(yi)或振(zhen)動(dong)。

二(er)、工(gong)作(zuo)原理與(yu)技(ji)術(shu)特點(dian)

1.非(fei)接(jie)觸(chu)測量(liang)

電(dian)渦流(liu)傳感(gan)器無(wu)需(xu)與(yu)被測物(wu)體直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)，避免(mian)了(le)機(ji)械磨損(sun)和(he)對被測體運動的(de)幹擾(rao)，特別適用於(yu)高(gao)速旋轉(zhuan)軸（如(ru)汽輪(lun)機(ji)、壓縮(suo)機(ji)、電(dian)機(ji)主軸）的(de)動態(tai)監測。

2.高(gao)精(jing)度(du)與高分(fen)辨(bian)率

測量(liang)分(fen)辨(bian)率可(ke)達(da)納米級（nm），線(xian)性度(du)優於(yu)±1%，適合微(wei)小(xiao)位(wei)移(yi)和振(zhen)動(dong)的(de)精密(mi)檢(jian)測。

3.響應(ying)頻率高(gao)

頻響範圍可(ke)達(da)0～10 kHz甚至(zhi)更高(gao)，能(neng)夠實時(shi)捕捉快速變(bian)化(hua)的(de)動態(tai)信(xin)號(hao)，廣(guang)泛(fan)應(ying)用於(yu)振(zhen)動(dong)分(fen)析(xi)和故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)。

4.抗(kang)油(you)汙、抗(kang)灰(hui)塵能(neng)力強(qiang)

由於(yu)其(qi)工(gong)作(zuo)原理不(bu)依(yi)賴(lai)光學(xue)或(huo)超(chao)聲波(bo)，因此可(ke)在油(you)、水(shui)、蒸汽、粉(fen)塵等惡(e)劣(lie)工(gong)業(ye)環(huan)境(jing)中(zhong)穩(wen)定運(yun)行，適用於(yu)冶金、石(shi)化、電(dian)力等行(xing)業(ye)。

5.材(cai)料(liao)敏(min)感(gan)性

電(dian)渦流(liu)效應(ying)受被(bei)測材(cai)料(liao)的(de)電(dian)導率和(he)磁(ci)導率影響，不(bu)同材料（如(ru)鋼、鋁、銅(tong)）需(xu)使(shi)用不(bu)同的(de)校準(zhun)曲線(xian)。通常傳感器(qi)出廠(chang)時針(zhen)對45鋼進行(xing)標(biao)定，用(yong)於其(qi)他(ta)材(cai)料時(shi)需(xu)進(jin)行補(bu)償或(huo)重(zhong)新(xin)標(biao)定。

三、探(tan)頭(tou)結(jie)構(gou)與類型

電(dian)渦流(liu)傳感(gan)器探(tan)頭(tou)根據應(ying)用需(xu)求(qiu)有多(duo)種(zhong)規格(ge)和(he)形式：

-按尺(chi)寸分(fen)類(lei)：常見的(de)有Φ3mm、Φ5mm、Φ8mm、Φ11mm等，直(zhi)徑(jing)越小(xiao)，分(fen)辨(bian)率越(yue)高(gao)，但測量(liang)範圍越窄(zhai)。

-按安(an)裝方式(shi)：分(fen)為(wei)螺(luo)紋(wen)式（如(ru)M8、M10）、直(zhi)桿(gan)式、埋入(ru)式(shi)等，便(bian)於(yu)在不(bu)同設備上安(an)裝。

-按環(huan)境適應(ying)性：有普(pu)通型、高(gao)溫(wen)型（可(ke)耐(nai)200℃以(yi)上）、防爆型、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)型等，滿(man)足特殊工(gong)況需(xu)求(qiu)。

探(tan)頭(tou)前端通常采用耐(nai)磨(mo)陶(tao)瓷(ci)或(huo)聚苯硫醚（PPS）材料，確(que)保長(chang)期(qi)使(shi)用(yong)不(bu)損(sun)傷(shang)被(bei)測表面。

四、典(dian)型應(ying)用場(chang)景(jing)

1.旋(xuan)轉機(ji)械狀態(tai)監測

用(yong)於(yu)測量(liang)軸向位移(yi)、徑向振(zhen)動(dong)、軸心(xin)軌跡、轉速和(he)鍵相（Keyphasor），是(shi)汽輪(lun)機(ji)、燃(ran)氣輪機(ji)、離心(xin)壓(ya)縮(suo)機(ji)、大型電(dian)機(ji)等設備故(gu)障(zhang)預(yu)警(jing)的(de)核(he)心(xin)手(shou)段(duan)。

2.軸承(cheng)間隙(xi)測量(liang)

實(shi)時監測滑(hua)動軸承(cheng)或空(kong)氣(qi)軸承(cheng)的(de)油膜(mo)厚(hou)度(du)變(bian)化(hua)，保(bao)障(zhang)設備運(yun)行安(an)全。

3.振(zhen)動(dong)與不平(ping)衡檢(jian)測

在風(feng)機(ji)、泵、齒輪箱(xiang)等設備中(zhong)，用(yong)於識(shi)別不(bu)平(ping)衡、不對中(zhong)、松(song)動、摩擦等機(ji)械故(gu)障(zhang)。

4.自(zi)動(dong)化(hua)裝配(pei)與(yu)精密(mi)加(jia)工(gong)

在數(shu)控機(ji)床、半(ban)導體設備中(zhong)用(yong)於工(gong)件定位(wei)、刀具(ju)磨(mo)損(sun)監測和(he)微(wei)米級位(wei)置(zhi)反饋(kui)控制。

5.軌道交通(tong)

應(ying)用於(yu)高(gao)鐵(tie)、地鐵(tie)的(de)軸溫(wen)監測系(xi)統輔助定位和輪(lun)對間隙(xi)檢(jian)測。

五(wu)、使用註(zhu)意(yi)事(shi)項

-被測面要(yao)求(qiu)：應(ying)為平(ping)整、光滑(hua)的(de)金屬(shu)導體，表面無(wu)裂紋(wen)、銹蝕(shi)或塗(tu)層（除(chu)非(fei)特別校(xiao)準(zhun)）。

-安裝(zhuang)間(jian)隙(xi)：必(bi)須保(bao)證探(tan)頭(tou)與(yu)被(bei)測體之(zhi)間留有初(chu)始安(an)裝(zhuang)間隙(xi)（通(tong)常0.5～2mm），並避免(mian)傾(qing)斜。

-電(dian)磁幹(gan)擾：遠離(li)強(qiang)磁場(chang)源，使(shi)用(yong)屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜，防止信號(hao)幹(gan)擾(rao)。

-溫(wen)度(du)影響：高(gao)溫(wen)環境(jing)下(xia)需(xu)選擇耐(nai)高(gao)溫(wen)探(tan)頭(tou)，並考慮(lv)熱(re)膨脹(zhang)補償。