電渦流傳感(gan)器探頭(tou)：原理、技(ji)術參數(shu)與應用(yong)場(chang)景(jing)

電(dian)渦流傳感(gan)器探頭(tou)是壹(yi)種基於(yu)電渦流效(xiao)應(ying)的(de)非接(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)量(liang)工(gong)具(ju)，廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)工(gong)業(ye)、醫(yi)療(liao)、科研等多(duo)個領域(yu)。它(ta)能(neng)夠高精(jing)度地(di)測量(liang)位移(yi)、振(zhen)動(dong)、轉(zhuan)速等物理(li)量(liang)，同時(shi)在無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)和材料(liao)分析方面也表現出色(se)。

壹(yi)、工(gong)作(zuo)原理

電(dian)渦流傳感(gan)器的(de)工(gong)作(zuo)原理基於(yu)法拉(la)第電磁(ci)感(gan)應定律。當(dang)壹(yi)個金(jin)屬導(dao)體置(zhi)於(yu)變(bian)化(hua)的(de)磁場(chang)中時，導(dao)體內(nei)部(bu)會(hui)產生(sheng)感(gan)應電流，這(zhe)些(xie)電(dian)流(liu)呈(cheng)渦旋(xuan)狀分布，稱(cheng)為電(dian)渦流。電渦流的(de)產生(sheng)會(hui)改變(bian)磁(ci)場(chang)的(de)分布，進而(er)影(ying)響(xiang)傳感(gan)器探頭(tou)線圈的(de)阻(zu)抗。通過測量(liang)這(zhe)種(zhong)阻(zu)抗變(bian)化(hua)，可(ke)以推算(suan)出被測金(jin)屬導(dao)體與探頭(tou)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)。

傳感(gan)器系(xi)統通常(chang)由探頭(tou)、延伸電(dian)纜和前置(zhi)器(qi)組(zu)成(cheng)。探頭(tou)內(nei)的(de)線圈在高頻(pin)振(zhen)蕩電流(liu)的(de)作(zuo)用(yong)下產生(sheng)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang)，當(dang)被測(ce)金(jin)屬體(ti)靠(kao)近(jin)時(shi)，會在金(jin)屬表面產生(sheng)電(dian)渦流，反作(zuo)用(yong)於(yu)探頭(tou)線圈，改變(bian)其(qi)阻(zu)抗。這(zhe)種(zhong)阻(zu)抗變(bian)化(hua)經(jing)過前置(zhi)器(qi)處理(li)後(hou)，轉(zhuan)化(hua)為電(dian)壓或(huo)電(dian)流(liu)信號。

二(er)、技(ji)術參數(shu)

電(dian)渦流傳感(gan)器探頭(tou)的(de)技術參數(shu)因(yin)應用(yong)場(chang)景(jing)和設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)而(er)異(yi)，常(chang)見的(de)參數(shu)包(bao)括探頭(tou)直(zhi)徑(jing)、線性量(liang)程、靈敏(min)度、頻率響(xiang)應(ying)等。例如，通用(yong)型傳感(gan)器的(de)探頭(tou)直(zhi)徑(jing)範(fan)圍(wei)為0.3mm到(dao)5.0mm，線性量(liang)程從(cong)0.8mm到(dao)20mm不(bu)等，靈敏(min)度通常(chang)在0.4到(dao)10nV/μm之(zhi)間(jian)。

此外(wai)，傳感(gan)器的(de)溫度特性也非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。例如，普通型(xing)前置(zhi)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度範圍(wei)為-20°C到(dao)60°C，而高溫(wen)型(xing)前置(zhi)器(qi)可(ke)在-20°C到(dao)80°C的(de)環(huan)境(jing)下工(gong)作(zuo)。傳感(gan)器的(de)頻率響(xiang)應(ying)通常(chang)大於(yu)5kHz，能(neng)夠滿足大多(duo)數(shu)動(dong)態(tai)測(ce)量(liang)需求(qiu)。

三(san)、應用(yong)場(chang)景(jing)

電渦流傳感(gan)器探頭(tou)的(de)應用(yong)範圍(wei)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)，涵(han)蓋(gai)了(le)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)、機(ji)械制造、航空(kong)航(hang)天(tian)、汽(qi)車制造等多(duo)個領域(yu)。

1.工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)與機(ji)械制造

-在大(da)型(xing)旋(xuan)轉機(ji)械（如汽(qi)輪機(ji)、發電機(ji)、壓縮(suo)機(ji)等）的(de)狀態(tai)監(jian)測(ce)中(zhong)，電(dian)渦流傳感(gan)器可(ke)以實時測量(liang)軸(zhou)的(de)位移(yi)、振(zhen)動(dong)和轉(zhuan)速，幫(bang)助(zhu)工(gong)程師及時(shi)發現潛(qian)在故(gu)障。

-在金(jin)屬加工(gong)領域(yu)，電(dian)渦流傳感(gan)器用(yong)於(yu)測量(liang)金(jin)屬板(ban)材的(de)厚(hou)度、平整(zheng)度和加工(gong)過程中的(de)變(bian)形量。

2.航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)與汽(qi)車制造

-在航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)領域(yu)，電(dian)渦流傳感(gan)器用(yong)於(yu)測量(liang)發動(dong)機(ji)葉片(pian)的(de)間(jian)隙、氣(qi)缸的(de)圓度以及齒(chi)輪的(de)嚙合(he)情(qing)況，確(que)保(bao)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)裝(zhuang)配精(jing)度和整(zheng)體性能(neng)。

-在汽(qi)車制造中，電渦流傳感(gan)器可(ke)用(yong)於(yu)檢測(ce)發動(dong)機(ji)部件(jian)的(de)磨損(sun)情(qing)況和裝(zhuang)配精(jing)度。

3.無損(sun)檢(jian)測(ce)

-電(dian)渦流傳感(gan)器探頭(tou)可(ke)以檢測金(jin)屬材料(liao)表面和近(jin)表面的(de)缺陷(xian)，如裂紋(wen)、孔(kong)洞和疲(pi)勞(lao)損(sun)傷(shang)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)非接(jie)觸(chu)式(shi)的(de)，不(bu)會(hui)對被測(ce)物體(ti)造成損(sun)傷(shang)。

4.材料(liao)應力(li)分析

-電渦流傳感(gan)器還可(ke)以用(yong)於(yu)原位評(ping)估(gu)材料(liao)中的(de)應力(li)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)物體(ti)受(shou)到(dao)外(wai)部作(zuo)用(yong)力(li)時(shi)，會(hui)產生(sheng)局(ju)部(bu)變(bian)形和應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)，這(zhe)些(xie)變(bian)化(hua)會(hui)影(ying)響(xiang)導(dao)體中電(dian)流(liu)的(de)分布。

四、優勢(shi)：

-非接(jie)觸(chu)測(ce)量(liang)：無(wu)需與被測(ce)物體(ti)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)，避(bi)免(mian)了(le)磨損(sun)和損(sun)壞(huai)。

-高靈敏(min)度：能(neng)夠檢測(ce)微(wei)小的(de)位移(yi)變(bian)化(hua)，適用(yong)於(yu)高精(jing)度測量。

-抗幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強：不(bu)受(shou)油(you)水等介質(zhi)的(de)影響(xiang)，適合(he)在復雜(za)環(huan)境(jing)下使用(yong)。

-長期工(gong)作(zuo)可(ke)靠(kao)性好(hao)：適用(yong)於(yu)長期實時監(jian)測(ce)，具(ju)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)長期工(gong)作(zuo)穩(wen)定性。

電(dian)渦流傳感(gan)器探頭(tou)作(zuo)為壹(yi)種高效(xiao)、可(ke)靠(kao)的(de)非接(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)量(liang)工(gong)具(ju)，在工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)、機(ji)械制造、航空(kong)航(hang)天(tian)、汽(qi)車制造等領域(yu)發揮著(zhe)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。其(qi)基於(yu)電渦流效(xiao)應(ying)的(de)工(gong)作(zuo)原理使(shi)其(qi)能(neng)夠高精(jing)度地(di)測量(liang)位移(yi)、振(zhen)動(dong)、轉(zhuan)速等物理(li)量(liang)，同時(shi)在無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)和材料(liao)應力(li)分析方面也表現出色(se)。