电涡流传感器温度补偿方法的研究
发布时间：2021-08-08 08:02
电涡流传感器以其灵敏度高、测量的非接触性及不受烟雾、灰尘的干扰等优点,在工业生产中得到了广泛的应用。它在常温下可以实现高精度的测量,但在高温环境中,电涡流传感器的测量精度就会变差。这主要是由于被测导体所处的环境温度T、激励频率f等因素的变化,使被测导体的磁导率μ发生改变,进而影响到电涡流传感器探头线圈的自身参数（等效电感L和品质因数Q）,从而使电涡流传感器的测量精度下降甚至无法继续正常测量。针对上述电涡流传感器检测存在的实际问题,本文展开了相应的研究,具体内容如下:分析了电涡流传感器的工作原理、影响磁导率的因素等。发现激励频率、被测导体所处环境温度等因素对电涡流传感器探头线圈自身参数（L和Q）的影响机理非常复杂,无法通过解析法或简单的非线性拟合方法求出电涡流传感器探头线圈的品质因数、等效电感值、激励频率与传感器所测位移、被测导体所处环境温度之间的关系。所以将电涡流传感器探头放在温控箱内,从室温开始,梯度（△AT=20℃）加热至400℃,在每个温度梯度保温足够时间（40分钟）后,采用LCR测试仪的扫描模式,在激励频率f从100kHz-1MHz（△f=10κHz）变化时,扫描并记录电涡流传...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电涡流传感器工作原理图
基础知识72基础知识本章首先分析了电涡流传感器的工作原理及相关概念，之后对电涡流传感器中影响被测导体磁导率的因素进行了详细分析，进而分析被测导体磁导率的变化对传感器探头线圈自身参数的影响机理。2.1电涡流传感器的工作原理及相关概念（1）电涡流传感器的工作原理如图2-1，电涡流传感器探头线圈被置于被测导体附近。当电涡流传感器探头线圈中通入交变电流1Ie>Y时，传感器探头线圈周围就会产生一个交变磁场1H，然后磁场1H中的被测导体上就会产生电涡流2IDL【17】。由电磁感应原理可知，电涡流2IDL会产生一个新磁场2H。2H与1H方向相反，因而抵消了部分原磁场，使电涡流传感器探头线圈的有效阻抗发生变化，这就是电涡流传感器的工作原理【17】。图2-1电涡流传感器工作原理图Fig.2-1Workingprincipleofeddycurrentsensor假如被测导体上产生的电涡流被等效成一个短路环，就可以得到图2-2所示的等效电路。图中，1R为电涡流传感器探头线圈的电阻、1L为电涡流传感器探头线圈的电感；短路环可以看成是一匝短路线圈，它的电阻是2R、电感是2L；电涡流传感器探头线圈与被测导体之间存在一个互感M，它随电涡流传感器探头线圈与被测导体之间距离的减小而增大【17】。图2-2电涡流传感器等效电路图Fig.2-2Eddycurrentsensorequivalentcircuit
基础知识9S——垂直于磁场方向的横截面积。由式（2-7）、式（2-8）可知，电涡流传感器被测导体的磁导率越大，磁感应强度B越大，感应电动势E越大，被测导体上产生的电涡流2Is也就越大。通常使用的是磁介质的相对磁导率r。它可表示为0r（2-9）r和的关系为1r（2-10）式中：——磁导率；r——相对磁导率；——磁化率。（3）居里温度被测导体的居里温度是指被测导体在铁磁体和顺磁体之间发生改变的温度值。当被测导体所处的环境温度在居里温度以下时，被测导体就会成为铁磁体，此时和它有关的磁场很难发生改变。但是，当被测导体所处的环境温度在居里温度以上时，它又会成为顺磁体，磁体的磁场很容易受到周围磁场的影响，随周围磁场的改变而发生相应的改变。（4）磁畴磁畴是指铁磁材料在自发磁化时，为了降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域。其中，每个区域内原子的磁矩都是整齐排列的，但相邻的不同区域之间排列的方向不同，如图2-3所示。图2-3磁畴Fig.2-3Magneticdomain（5）磁化磁化是材料在受磁场作用的过程中，由于材料中磁矩排列取向趋于一致而呈现出一定磁性的现象【18】。如图2-4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]霍尔效应式位移传感器的温度补偿[J]. 钦志伟,卢文科,左锋,冯阳. 传感技术学报. 2019(07)
[2]基于LSTM神经网络的短期高压负荷电流预测方法[J]. 张洋,姬波,卢红星,娄铮铮. 计算机科学. 2019(06)
[3]基于谐振型无源SAW传感器的制造系统热监测通信特性实验研究[J]. 余文利,邓小雷,王建臣,谢长雄. 传感技术学报. 2019(05)
[4]基于LSTM神经网络模型的交通事故预测[J]. 张志豪,杨文忠,袁婷婷,李东昊,王雪颖. 计算机工程与应用. 2019(14)
[5]基于LSTM的化肥价格指数预测[J]. 周杨,周林立,刘磊. 仪表技术. 2019(04)
[6]适用于精准温度控制半导体激光治疗仪的新型光纤温度传感器[J]. 戴丽,朱顶贵,赵俊. 传感技术学报. 2019(04)
[7]基于LSTM神经网络的沪深300指数预测模型研究[J]. 冯宇旭,李裕梅. 数学的实践与认识. 2019(07)
[8]基于GA-WNN的电涡流传感器的温度补偿[J]. 吴子恒,卢文科,冯阳,陆腾云,左锋. 测控技术. 2019(03)
[9]基于PSO-SVM的电涡流传感器温度补偿的研究[J]. 潘杰,卢文科,冯阳,左锋. 自动化与仪表. 2019(03)
[10]三维肋管一体化空气预热器在电厂锅炉节能与烟气脱白方面的应用研究[J]. 张锡国,孙辉,左涛,胡庆权,胡波. 工程技术研究. 2019(03)
硕士论文
[1]深度学习在定量磁化率图像重建中的应用[D]. 刘杰.华东师范大学 2019
本文编号：3329564
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电涡流传感器工作原理图
基础知识72基础知识本章首先分析了电涡流传感器的工作原理及相关概念，之后对电涡流传感器中影响被测导体磁导率的因素进行了详细分析，进而分析被测导体磁导率的变化对传感器探头线圈自身参数的影响机理。2.1电涡流传感器的工作原理及相关概念（1）电涡流传感器的工作原理如图2-1，电涡流传感器探头线圈被置于被测导体附近。当电涡流传感器探头线圈中通入交变电流1Ie>Y时，传感器探头线圈周围就会产生一个交变磁场1H，然后磁场1H中的被测导体上就会产生电涡流2IDL【17】。由电磁感应原理可知，电涡流2IDL会产生一个新磁场2H。2H与1H方向相反，因而抵消了部分原磁场，使电涡流传感器探头线圈的有效阻抗发生变化，这就是电涡流传感器的工作原理【17】。图2-1电涡流传感器工作原理图Fig.2-1Workingprincipleofeddycurrentsensor假如被测导体上产生的电涡流被等效成一个短路环，就可以得到图2-2所示的等效电路。图中，1R为电涡流传感器探头线圈的电阻、1L为电涡流传感器探头线圈的电感；短路环可以看成是一匝短路线圈，它的电阻是2R、电感是2L；电涡流传感器探头线圈与被测导体之间存在一个互感M，它随电涡流传感器探头线圈与被测导体之间距离的减小而增大【17】。图2-2电涡流传感器等效电路图Fig.2-2Eddycurrentsensorequivalentcircuit
基础知识9S——垂直于磁场方向的横截面积。由式（2-7）、式（2-8）可知，电涡流传感器被测导体的磁导率越大，磁感应强度B越大，感应电动势E越大，被测导体上产生的电涡流2Is也就越大。通常使用的是磁介质的相对磁导率r。它可表示为0r（2-9）r和的关系为1r（2-10）式中：——磁导率；r——相对磁导率；——磁化率。（3）居里温度被测导体的居里温度是指被测导体在铁磁体和顺磁体之间发生改变的温度值。当被测导体所处的环境温度在居里温度以下时，被测导体就会成为铁磁体，此时和它有关的磁场很难发生改变。但是，当被测导体所处的环境温度在居里温度以上时，它又会成为顺磁体，磁体的磁场很容易受到周围磁场的影响，随周围磁场的改变而发生相应的改变。（4）磁畴磁畴是指铁磁材料在自发磁化时，为了降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域。其中，每个区域内原子的磁矩都是整齐排列的，但相邻的不同区域之间排列的方向不同，如图2-3所示。图2-3磁畴Fig.2-3Magneticdomain（5）磁化磁化是材料在受磁场作用的过程中，由于材料中磁矩排列取向趋于一致而呈现出一定磁性的现象【18】。如图2-4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]霍尔效应式位移传感器的温度补偿[J]. 钦志伟,卢文科,左锋,冯阳. 传感技术学报. 2019(07)
[2]基于LSTM神经网络的短期高压负荷电流预测方法[J]. 张洋,姬波,卢红星,娄铮铮. 计算机科学. 2019(06)
[3]基于谐振型无源SAW传感器的制造系统热监测通信特性实验研究[J]. 余文利,邓小雷,王建臣,谢长雄. 传感技术学报. 2019(05)
[4]基于LSTM神经网络模型的交通事故预测[J]. 张志豪,杨文忠,袁婷婷,李东昊,王雪颖. 计算机工程与应用. 2019(14)
[5]基于LSTM的化肥价格指数预测[J]. 周杨,周林立,刘磊. 仪表技术. 2019(04)
[6]适用于精准温度控制半导体激光治疗仪的新型光纤温度传感器[J]. 戴丽,朱顶贵,赵俊. 传感技术学报. 2019(04)
[7]基于LSTM神经网络的沪深300指数预测模型研究[J]. 冯宇旭,李裕梅. 数学的实践与认识. 2019(07)
[8]基于GA-WNN的电涡流传感器的温度补偿[J]. 吴子恒,卢文科,冯阳,陆腾云,左锋. 测控技术. 2019(03)
[9]基于PSO-SVM的电涡流传感器温度补偿的研究[J]. 潘杰,卢文科,冯阳,左锋. 自动化与仪表. 2019(03)
[10]三维肋管一体化空气预热器在电厂锅炉节能与烟气脱白方面的应用研究[J]. 张锡国,孙辉,左涛,胡庆权,胡波. 工程技术研究. 2019(03)
硕士论文
[1]深度学习在定量磁化率图像重建中的应用[D]. 刘杰.华东师范大学 2019
本文编号：3329564
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