Girdap akımı sensörünün prensibi, yapısı ve özellikleri
Sensörler çeşitli ve göz kamaştırıcı ve bizim için birçok seçenek var. Endüktif girdap akımı sensörleri gibi birçok yüksek performanslı sensör, çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle, takım tezgahı endüstrisi ve otomobil üretim endüstrileri yaygın olarak kullanılmaktadır ve yurtiçi ve yurtdışında ümit verici gelişmeleri olan yüksek teknoloji endüstrileri olarak kabul edilmektedir.
Girdap akımı sensörünün çalışma prensibi
Eddy akımı etkisi
Girdap akımı sensörü, girdap akımı etkisine göre çalışır, yani metal iletken, indüklenmiş bir akım oluşturmak için değişen bir manyetik alana yerleştirilir, böylece metal gövdede kendiliğinden kapanan bir girdap akımı hattı oluşturur.Bu olay, girdap akımı etkisi olarak adlandırılır.
Girdap akımı sensörünün yapısı ve özellikleri
Algılama elemanı: girdap akımı probu
Girdap akımı probu, çerçeveye sabitlenmiş düz bir bobindir ve uyarma kaynağı frekansı yüksektir (onlarca kilohertz ila birkaç megahertz).
Sensör probunda, kontrolör tarafından salınımlı bir elektromanyetik alan oluşturmak için kontrol edilen küçük bir bobin vardır Ölçülen nesneye yakın olduğunda, ölçülen nesnenin yüzeyi, ters bir elektromanyetik alan oluşturan indüklenmiş bir akım üretecektir. Bu sırada, girdap akımı sensörü, ters elektromanyetik alanın gücüne göre ölçülen nesneye olan mesafeyi değerlendirir. Not: Girdap akımı sensörü, ölçülen nesnenin bir iletken olmasını gerektirir.
1 Girdap akımı bobini 2 Prob muhafazası 3 Muhafaza üzerinde konum ayarlama dişi
4 Baskılı devre kartı 5 Kelepçe somunu 6 Güç göstergesi
7 Eşik göstergesi 8 Çıkış korumalı kablo 9 Kablo fişi
Girdap akımı yer değiştirme sensörü ölçüm teknolojisinin tarihçesi
Girdap akımları fenomenini ilk keşfeden Fransa'nın 25. Cumhurbaşkanı, matematikçi, fizikçi ve astronom François Arago (1786-1853) oldu. 1824'te dönen bir manyetik alanı keşfeden ve adlandıran ilk kişi oldu ve çoğu iletken mıknatıslanabilir. Bulguları daha sonra derlendi ve sonunda Michael Faraday (1791-1867) tarafından mükemmelleştirildi.
1834'te Heinrich Lenz, Lenz yasasını ilan etti, indüklenen akımın, indüklenen akımın manyetik alanı her zaman indüklenen akıma neden olan manyetik akının değişimini engelleyeceği bir yöne sahipti.
Fransız fizikçi Léon Foucault (1819-1868), 1855'te, bir manyetik alanın iki seviyesi arasında, bir bakır diski döndürmek için gereken kuvvetin daha büyük olduğunu, aynı zamanda bakır diskin içeride indüklenen girdap akımlarından etkilendiğini keşfetti. Ve ateş.
1879'da David E. Hughes, metal nesneleri sınıflandırmak için temassız ölçüm yapmak için girdap akımı teknolojisini kullanma konusunda liderliği ele aldı.
1980 yılında Alman Miyi Şirketi, endüstriyel üretim bağlantı tespiti için girdap akımı yer değiştirme sensörünü kullanma konusunda lider oldu.
1988 yılında, Alman Miyridium dünyanın en küçük boyutlu girdap akımı yer değiştirme sensörünü piyasaya sürdü, böylece kurulum alanı sınırlı olsa bile, girdap akımı prensibi doğru ölçüm verileri elde etmek için kullanılabilir.
Girdap akımı sensörlerinin avantajları
1. Girdap akımı sensörü, ölçülen metal iletken ile prob yüzeyi arasındaki mesafeyi statik ve dinamik olarak temassız, yüksek doğrusallık ve yüksek çözünürlüklü olarak ölçebilen temassız bir doğrusal ölçüm aracıdır. Girdap akımı sensörünün ölçüm doğruluğu, ölçüm işlemi sırasında bir ölçüde etkilenecektir.
2. Sensör karakteristikleri ve ölçülen gövdenin elektriksel iletkenliği, girdap akımı etkisi ile manyetik etkinin aynı anda var olması nedeniyle manyetik etki girdap akımı etkisine karşı koyar, bu da girdap akımı etkisini zayıflatır, yani sensörün hassasiyeti azalır. Ölçülen gövde zayıf bir manyetik malzeme (bakır, alüminyum, alaşımlı çelik vb.) Olduğunda, zayıf manyetik etki nedeniyle girdap akımı etkisi nispeten güçlüdür, bu nedenle sensör hassasiyeti yüksektir.
3. Ölçülen nesnenin düzensiz yüzeyi, gerçek ölçüme ek hatalar getirecektir Bu nedenle, ölçülen nesnenin yüzeyi pürüzsüz ve çıkıntı, delik, çentik, oluk ve diğer kusurlardan arındırılmış olmalıdır. Genel gereklilik, titreşim ölçümü için ölçülen yüzey pürüzlülüğünün 0.4um ile 0.8um arasında olmasıdır; yer değiştirme ölçümü için ölçülen yüzey pürüzlülüğü 0.4um ile 1.6um arasındadır.
4. Girdap akımı etkisi esas olarak ölçülen gövdenin yüzeyinde yoğunlaşır.İşleme sırasında artık manyetik etki oluşursa, eşit olmayan söndürme, düzensiz sertlik, düzensiz metalografik yapı ve düzensiz kristal yapı, sensör özellikleri etkilenecektir. Titreşim ölçümü sırasında, ölçülen nesnenin yüzeyindeki artık manyetik etki çok büyükse, ölçüm dalga biçimi bozulacaktır.
Girdap akımı sensörlerinin sınıflandırılması
İletkendeki girdap akımının penetrasyonuna göre, bu sensör yüksek frekanslı yansıma tipi ve düşük frekanslı iletim tipi olarak ayrılabilir, ancak temel çalışma prensibi hala benzerdir.
Yüksek frekanslı yansıtıcı girdap akımı sensörü
yüksek frekans( > 1MHz) Uyarma akımı, üretilen yüksek frekanslı manyetik alan metal plakanın yüzeyine etki eder, cilt etkisinden dolayı metal plakanın yüzeyinde girdap akımları oluşacaktır. Aynı zamanda, girdap akımının ürettiği alternatif manyetik alan bobine reaksiyona girerek bobin öz endüktansında L veya empedans ZL'de mesafeye, metal plakanın özdirencine , manyetik geçirgenliğe , uyarma akımı i ve açıya göre değişen değişikliklere neden olur. Frekans ilişkilidir, diğer katsayıları değiştirmeden sadece mesafe only değiştirilirse, yer değiştirmedeki değişiklik, ölçüm devresi tarafından voltaj çıkışına dönüştürülebilen bobin öz endüktansındaki değişikliğe dönüştürülebilir. Yüksek frekanslı yansıtıcı girdap akımı sensörleri çoğunlukla yer değiştirme ölçümü için kullanılır.
Düşük frekanslı iletim tipi girdap akımı sensörü
Düşük frekanslı transmisyon girdap akımı sensörleri çoğunlukla malzeme kalınlığını ölçmek için kullanılır. Verici bobin W1 ve alıcı bobin W2 sırasıyla test edilen malzeme G'nin üst ve alt taraflarına yerleştirilir. Düşük frekanslı voltaj e1 bobinin W1 iki ucuna uygulandıktan sonra, çevreleyen boşlukta alternatif bir manyetik alan üretilir ve test edilen malzeme G'de bir girdap akımı i üretilir. Girdap akımı enerjinin bir kısmını kaybeder, böylece W2'den geçen manyetik kuvvet çizgileri azaltılır, böylece W2 tarafından üretilen indüklenen potansiyel e2 azaltılır. E2'nin boyutu, G'nin kalınlığı ve malzemenin özellikleri ile ilgilidir Deneyler, e2'nin, malzeme kalınlığı h arttıkça negatif üstel yasaya göre azaldığını göstermektedir. Bu nedenle e2 değişimine göre malzeme kalınlığı ölçülebilir.
Girdap akımı sensörünün ölçüm devresi
Ölçüm için girdap akımı dönüştürme elemanını kullanırken daha güçlü bir girdap akımı etkisi elde etmek için, uyarma bobini genellikle daha yüksek bir frekansta çalışır, bu nedenle sinyal dönüştürme devresi esas olarak iki tür genlik modülasyon devresine ve frekans modülasyon devresine sahiptir.
Genlik Modülasyonu (AM) Devresi
Frekans Modülasyonu (FM) Devresi
Girdap akımı bobini ile ölçülen nesne arasındaki x mesafesi değiştiğinde, girdap akımı bobininin endüktansı L de değişir, bu da LC osilatörünün çıkış frekansının değişmesine neden olur.Bu frekans, bir bilgisayar tarafından doğrudan ölçülebilir.
Girdap akımı sensörünün uygulanması
Girdap akımı sensör sistemleri, elektrik enerjisi, petrol, kimya, metalurji ve diğer endüstrilerde ve bazı bilimsel araştırma kurumlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Buhar türbinleri, su türbinleri, körükler, kompresörler, hava ayırıcılar, dişli kutuları ve büyük soğutma pompaları gibi büyük dönen makine şaftlarının radyal titreşim, eksenel yer değiştirme, ana fazer, şaft hızı, diferansiyel genişleme, eksantriklik ve rotor dinamikleri üzerine araştırma Parça boyut incelemesinin çevrimiçi ölçümü ve korunması.
1. Endüstriyel ekipmanlarda uygulama
Eksenel yer değiştirme ölçümü
Buhar türbinleri, gaz türbinleri, hidrolik türbinler, santrifüj ve eksenel kompresörler, santrifüj pompalar vb. Dahil olmak üzere birçok dönen makine için eksenel yer değiştirme çok önemli bir sinyaldir.Aşırı eksenel yer değiştirme, aşırı mekanizmalara neden olur. hasar. Eksenel yer değiştirmenin ölçümü, dönen parça ile sabit parça arasındaki eksenel boşluğu veya makinenin hasar görmesini önlemek için göreceli anlık yer değiştirme değişikliğini gösterebilir.
Eksenel yer değiştirme, baskı yatağı arasındaki boşluğa göre eksenel yön boyunca makinenin iç rotorunu ifade eder. Bazı mekanik arızalar, eksenel yer değiştirmenin saptanmasıyla da değerlendirilebilir: 1. Baskı yatağının aşınması ve arızası; 2. Denge pistonunun aşınması ve arızası; 3. Baskı flanşının gevşekliği; 4. Kaplin arızası Kilitle ve bekle.
Eksenel yer değiştirme ölçümü (eksenel boşluk) genellikle eksenel titreşim ile karıştırılır. Eksenel titreşim, sensör probunun yüzeyi ile ölçülen gövde arasındaki mesafenin eksenel yön boyunca hızlı değişmesini ifade eder.Bu, tepeden tepeye değerle ifade edilen bir tür şaft titreşimidir. Ortalama boşlukla ilgisi yok. Bazı hatalar eksenel titreşime neden olabilir. Kompresörün tekme atması ve yanlış hizalanması gibi.
Titreşim ölçümü
Radyal titreşimi ölçün, ondan yatağın çalışma durumunu görebilir, ayrıca rotorun dengesizliğini, yanlış hizalamayı ve diğer mekanik arızaları görebilirsiniz. Aşağıdaki anahtar veya temel makinelerin mekanik durumunun izlenmesi için gereken bilgileri sağlayabilir: 1. Endüstriyel türbin, buhar / gaz 2. Kompresör, hava / özel amaçlı gaz, radyal / eksenel 3. Genişletici; 4. Güç üreten türbin, buhar / gaz / su koruma; 5. Elektrik motoru, jeneratör; 6. Uyarıcı; 7. Dişli kutusu; 8. Pompa; 9. Fan, fan; 10. Pistonlu makineler.
Genel küçük makinelerin sürekli izlenmesi için titreşim ölçümü de kullanılabilir. Çeşitli mekanik arızaların erken tespiti için aşağıdaki gibi önemli bilgiler sağlayabilir:
1. Milin senkron titreşimi ve yağ filminin dengesizliği;
2. Rotor sürtünmesi ve gevşek parçalar;
3. Yatak kovanı gevşektir ve kompresör titrer;
4. Rulman arızası, radyal ön yük, dahili / harici yanlış hizalama;
5. Yatak babbitt alaşım aşınması, yatak boşluğu çok büyük, radyal / eksenel;
6. Denge (hava şoku) piston aşınması / arızası ve kaplin "kilitli";
7. Şaft bükülmüş ve şaft çatlamış;
8. Elektrik motorunun hava boşluğu düzensizdir ve dişli ısırma sorunu;
9. Türbin kanadı kanal rezonansı, pervane geçiş fenomeni.
Eksantrik ölçüm
Eksantriklik, düşük hızlarda girdap akımı sensör sistemi tarafından şaftın bükülme derecesinin bir ölçüsüdür.Bu bükülme aşağıdaki koşullardan kaynaklanabilir:
1. Orijinal mekanik bükülme · Geçici sıcaklık artışının neden olduğu bükülme · Statik bir durumda, dış kuvvetin neden olduğu bükülme, bazen yerçekimiyle bükme olarak adlandırılan aşağı doğru bükülme olmalıdır.
2. Eksantrikliğin ölçülmesi, dönen makinelerin genel mekanik durumunun değerlendirilmesi için çok önemlidir. Özellikle Türbin İzleme Enstrüman Sistemi (TSI) ile donatılmış türbinler için, eksantriklik ölçümü, başlatma veya kapatma sırasında vazgeçilmez bir ölçüm öğesi haline gelmiştir. Isı veya yerçekiminin neden olduğu şaftın bükülme derecesini görmenizi sağlar. Milin radyal konumu olarak da adlandırılan rotorun eksantrik konumu, genellikle yatağın aşınmasını ve yükün büyüklüğünü belirtmek için kullanılır. Yanlış hizalamanın neden olduğu durum gibi, rotorun kararlı olup olmadığını gösterebilen şaftın azimut açısını belirlemek için de kullanılır.
Diferansiyel genleşme ölçümü
Bir turbo-jeneratör seti için metal malzemeler, termal genleşme katsayısı ve ısı dağılımındaki farklılık nedeniyle şaftın ısıl genleşmesi kabuğun genişlemesini aşabilir; türbinin dönen parçalarına neden olabilir ve Sabit parçaların (gövde, nozul, kaide vb.) Teması makinede hasara neden olur. Bu nedenle, diferansiyel genişlemenin ölçülmesi çok önemlidir.
Hız ölçümü
Tüm dönen makineler için, dönen makine şaftının dönme hızının izlenmesi gereklidir Dönme hızı, makinenin normal çalışmasını ölçmek için önemli bir göstergedir. Girdap akımı sensörünün hızı ölçmedeki üstünlüğü diğer sensörlere göre eşsizdir, sıfır hıza ve yüksek hıza yanıt verebilir ve parazit önleme performansı da çok güçlüdür.
Rotasyon ölçümü genellikle aralarından seçim yapabileceğiniz aşağıdaki sensör türlerine sahiptir: girdap akımı hız sensörü, pasif manyetoelektrik hız sensörü, aktif manyetoelektrik hız sensörü vb. Seçilmesi gereken sensör tipi, hız ölçümünün gerekli hızına vb. Göre ölçülmelidir (hız üretme cihazı aşağıdaki tiplere sahiptir: hız oluşturma sinyali olarak standart diş sayısını (M1 M5) kullanın ve şaft üzerinde bir anahtar oluğu açın , Dönen şaft üzerinde açılan delikler ve şaft üzerindeki dışbükey anahtarlar gibi dönüş hızı sinyal cihazı.
Rulmanın dinamik izlenmesi, motorun komütatör komütatörü
Rulmanlı makinelerin kestirimci bakımı çok önemlidir. Sonda, yatağın dış halkasını gözlemlemek için yatak muhafazasına takılır. Yuvarlanan elemanlar yatağın içinde dönerken, yuvarlanan elemanlar yatağın arızalı kısmı ile çarpıştığında dış halka hafifçe deforme olacaktır. İzleme sistemi bu tür bir deformasyon sinyalini izleyebilir.Sinyal deforme olduğunda, bir yuvarlanma elemanında bir çatlak hatası veya yatak halkasında bir arıza gibi bir arıza meydana geldiği anlamına gelir.Ayrıca, yatağın iç bileziğinin çalışma durumunu ölçebilir ve hesaplamadan sonra yatak kaymasının derecesi ölçülebilir.
2. Madeni para tanıma sisteminde girdap akımı sensörünün uygulanması
Otomatik madeni para makinelerinin yaygınlaşması ile toplumdaki bazı suçlular var olan madeni paraların şeklini ve malzemesini bilinçli olarak inceleyerek buna dayanarak sahte ve gerçek olabilen sahte madeni paralar yaratırlar.Bu sahte madeni paralar piyasaya girdikten sonra otomatik madeni para makineleri kullanılamaz. Normal çalışma, ilgili departmanlarda ekonomik kayıplara neden olur.
Ülkemizde madeni paraların sahteciliğini önleme ve tanımlamada büyük zorluklar getiren birçok madeni para türü bulunmaktadır.Kripto tanımlamadaki temel teknik sorun madeni paraların tespit yöntemi ve özü sensör performansının kalitesinin tespit edilmesidir.
Madeni para tanıma sisteminin temel blok diyagramı şekilde gösterilmiştir.Temel çalışma süreci şudur: madeni para girdap akımı sensöründen geçtiğinde, ilgili girdap akımı içinde üretilecektir. Sinyal koşullandırma ve algılama devresi, girdap akımı bilgisini ilgili değere dönüştürecektir. Dijital miktar, gerçek zamanlı analiz ve işleme için tek çipli mikro bilgisayar tarafından kullanılır. Tek çipli mikro bilgisayarın işlem sonucu, madeni para sayma kontrol devresinin çalışmasını ve madeni paraları tanımlama görevini tamamlamak için sesli ve ışıklı alarm devresini kontrol etmek için kullanılır.
Algılama elemanı olarak girdap akımı sensöründen oluşan madeni para tanıma sistemi, Çin'de çıkarılan 1 yuan madeni paranın metal hammaddeleri için özel olarak tasarlanmıştır.
Bir bozuk para slot makinesinin yoluna bozuk para yuvasından girdiğinde, girdap akımı sensörü manyetik devredeki manyetik direnç değişimini kullanır ve içine yerleştirilen iletkende bir akım oluşturur.Bu akımın akışı metal iletkende kapatılır. (Sözde girdap akımı veya girdap akımı).
Bu akım aynı zamanda harici manyetik alanın değişimini engellemek için alternatif bir manyetik alan üretir. Enerji açısından bakıldığında, ölçülen iletkendeki girdap akımı kaybı da elektromanyetik etkiler üreteceğinden, yalnızca Joule ısısı üretmeyecek, aynı zamanda histerezis kaybı da oluşturarak alternatif manyetik alan enerjisinin kaybına neden olacaktır. Bu enerjinin kaybı, sensörün eşdeğer reaktansını, eşdeğer endüktansını ve kalite faktörünü değiştirecektir.
Sensör ile ölçülen iletken arasındaki mesafe değişmeden kalırsa, sensörün çıkış parametreleri, ölçülen iletken malzemenin iletkenliği ve manyetik geçirgenliğinin bir fonksiyonu olacaktır. Bobin ile metal iletken arasındaki mesafe sabitlendiğinde, sensör çıkış sinyalinin frekansı yalnızca manyetik alandaki metal iletken malzemenin doğal özellikleri ile ilgilidir, yani sinyal frekansı bobinin endüktansından etkilenir.
Madeni para bobine yaklaştığında, endüktans değişecek ve sinüs dalgası frekansı da buna göre değişecektir. Bu nedenle, sinyal frekansındaki değişiklik madeni paranın maddi özelliklerini yansıtır, bu nedenle doğru ve yanlış ve para birimi değerini ayırt etmenin temeli, sensör sinyalinin frekansı ölçülerek elde edilebilir. Bu ilişkiyi kullanmak, metal malzemelerin iletkenliğini, geçirgenliğini ve diğer parametrelerini ölçmek için kullanılabilir.
Bu parametrelerin, iletkenin malzemesi ve geometrisi gibi faktörlerle belirli bir ilişkisi vardır. Farklı metal malzemelerin ve hacimlerin sistemin manyetik alan bilgileri üzerindeki etkisinin büyüklüğündeki küçük farkı bulun ve bu sinyalleri sinyal koşullandırma devresi ile işleyin ve ardından toplanan verileri tek çipli bir mikro bilgisayar aracılığıyla akıllıca analiz ederek metal parayı tamamlayın Tanıma.
3. Girdap akımı sensörünün diğer alanlarda uygulanması
İndüksiyon ocak
İndüksiyonlu ocak, günlük hayatımızda gerekli olan ev aletlerinden biridir.Enddy akımı sensörü, temel bileşenlerinden biridir.Yüksek frekanslı akım, alternatif bir manyetik alan oluşturmak için uyarma bobininden geçer; demir tencerenin dibinde sayısız girdap akımı oluşur ve bu da tencerenin dibini oluşturur. Kendi kendine ısıtın ve tencerede yiyeceği kaynatın.
Eddy akımı mayın dedektörü
Eddy akımı yakınlık anahtarı
Yakınlık anahtarına temassız hareket anahtarı da denir. Nesnelerin belirli bir mesafeden (birkaç milimetre ila onlarca milimetre) yaklaşıp yaklaşmadığını tespit edebilir.
Nesne ayarlanan mesafeye yaklaştığında, "hareket" sinyali gönderebilir. Yakınlık anahtarının temel kısmı, yaklaşmakta olan nesneleri tespit etme konusunda yüksek bir yeteneğe sahip olan "algılama kafası" dır. Bu yakınlık anahtarı yalnızca metali algılayabilir.
Mekatronik akıllı teknolojinin gelişmesiyle, girdap akımı sensörlerinin performansı daha da iyileştirilecek ve algılama sonuçları daha doğru olacak, algılama mesafesi daha uzun olacak ve dinamik algılama performansı daha iyi hale gelecektir.Bu nedenle, girdap akımı sensörlerinin uygulanması Beklentiler daha geniş olacak.
