[实用新型]电涡流金属材料分析传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电涡流传感器，尤其是用于金属材料分析的电涡流传感器。

背景技术

电涡流传感器是建立在电磁场理论的基础上工作的。从结构上来看，电涡流传感器就是一个线圈，在线圈内通以交流电，则在线圈周围将产生交变磁场。金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流象水中漩涡那样在导体内转圈，所以称为电涡流，这种现象称为电涡流效应；根据电磁场的理论，导体的电阻率ρ、导磁率μ、导体厚度d，以及线圈与导体之间的距离x、线圈的激励频率ω等参数，都将通过电涡流效应与磁效应与线圈参数(线圈阻抗Z，电感L和品质因数Q)发生联系。或者说，线圈参数是导体参数的函数。固定其中若干参数不变，就能按涡流大小测量另外一个参数，电涡流传感器就是按此原理构成的。这种传感器已广泛用，譬如位移传感器，振动传感器、转速传感器、温度传感器、硬度传感器以及探伤传感器等；而目前用于在金属材料性能分析方面仍然采用传统的光谱分析的方式，价格昂贵、分析过程复杂，只有在一些专业的科研院所和专业的实验室才有使用，不适用于小型制造企业。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本较低、灵敏度高、适用性强的电涡流金属材料分析传感器。

为了达到上述目的，本实用新型的电涡流金属材料分析传感器，包括：

外壳，用于容置传感器线圈及骨架；

骨架，呈筒状，由高导磁材料制成，一端设置在待测金属基板附近；

传感器线圈，缠绕设置在所述骨架上；

信号源，用于为所述传感器线圈提供交流电信号，以在所述待测金属基板平面上产生涡流；

检测电路，连接所述传感器线圈，用于检测在所述待测金属基板平面上产生的所述涡流并设有输出端。

特别是，所述的外壳呈圆柱状，由上、下两部分通过螺纹连接构成；其中，下部分为探头，内部设置有容置空间，所述外壁缠绕设置有传感器线圈的骨架设置在所述容置空间内；上部分为前置器，内部也设置有容置空间，所述检测电路设置在该容置空间内，中心部位穿设有用于连接交流电源的电缆与传感器线圈连接；所述上、下部分连接处均设置有两导电触头通过导线对应与检测电路和传感器线圈连接。

其中，所述骨架和传感器线圈外部与探头容置空间内壁之间填充设有绝缘材料。

进一步地，所述的检测电路为谐振式电路、正反馈法测量电路或电桥法测量电路。

上述的结构，用电涡流传感器对不同类型标准金属材质测量时，引起的磁通量变化不同及电感量的差异，这种磁通量变化及电感量的差异通过检测电路转变成电信号经输出端输出，利用此种结构的电涡流传感器可制成金属材质测量仪，且可以实现接触式或非接触式金属材质的测量；将所述电涡流金属材料分析仪输出端输出的电信号经数字处理并进行储存，储存的数据作为标定值，再对测量对象测量时，将测量的数值与标定值进行比较，这样就可以判断测量对象是某种金属材质，由于电涡流式传感器是利用电涡流效应进行工作的，由于结构简单、灵敏度高、频响范围宽、不受油污等介质的影响，并能进行非接触测量，适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的剖视结构示意图。

图2为本实用新型中高频反射式电涡流传感器原理图。

图3为本实用新型中电涡流传感器的原理示意图。

图4为本实用新型中电涡流传感器的等效电路示意图。

图5为本实用新型中检测电路的谐振式电路图。

图6为本实用新型中检测电路的调谐曲线图。

图7为本实用新型中检测电路的反馈法测量电路。

图8为本实用新型中检测电路的电桥法测量电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-8所示，本实用新型的电涡流金属材料分析传感器，包括：

外壳1，用于容置传感器线圈2及骨架3；

骨架3，内部设置有的高导磁材料制成的筒状壳体31，一端设置在待测金属基板4附近；

传感器线圈2，缠绕设置在所述骨架3上；

信号源，用于为所述传感器线圈提供交流电信号，以在所述待测金属基板平面上产生涡流；

检测电路5，连接所述传感器线圈，用于检测在所述待测金属基板平面上产生的所述涡流并设有输出端。