这种传感器采用低频激励,因而有较大的贯穿深度,适合于测量金属材料的厚度。图4.3.4为这种传感器的原理图和输出特性。
图4.3.4 低频透射式电涡流传感器原理图及特性
传感器包括发射线圈和接收线圈,并分别位于被测材料上、下方。由振荡器产生的低频电压u
1加到发射线圈L
1两端,于是在接收线圈L
2两端将产生感应电压u
2,它的大小与u
1的幅值、频率以及两个线圈的匝数、结构和两者的相对位置有关。若两线圈间无金属导体,则L
2的磁力能较多穿过L
2,在L
2上产生的感应电压u
2最大。
如果在两个线圈之间设置一金属板,由于在金属板内产生电涡流,该电涡流消耗了部分能量,使到达线圈L2的磁力线减小,从而引起u2的下降。
金属板厚度越大,电涡流损耗越大,u2就越小。可见。可见u2的大小间接反映了金属板的厚度。
线圈L2的感应电压与被测厚度的增大按负幂指数的规律减小,即:
(4-3-3)
式中,δ为被测金属板厚度;t为贯穿深度,它与
成正比,其中ρ为金属板的电阻率,f为交变电磁场的频率。
为了较好地进行厚度测量,激励频率应选得较低。频率太高,贯穿深度小于被测厚度,不利进行厚度测量,通常选1kHz左右。
一般地说,测薄金属板时,频率应略高些,测厚金属板时,频率应低些。在测量ρ较小的材料时,应选较低的频率(如500Hz),测量ρ较大的材料,则应选用较高的频率(如2kHz),从而保证在测量不同材料时能得到较好的线性和灵敏度。