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磁致伸缩位移传感器工作原理

文章来源:www.kindele.com  发布时间:2021/04/06    点击数:

卡伦CARLEN传感器磁致伸缩位移传感器,是通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值; 由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触,因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中,不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。
磁致伸缩位移传感器1

       在恶劣的应用环境中,磁致伸缩位移传感器表现优异。磁致伸缩位移传感器传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术,因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值,即使电源中断、重接,数据也不会丢失,更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的,就算不断重复检测,也不会对传感器造成任何磨损,可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。


下面就结合图文来了解一下磁致伸缩位移传感器的工作原理:
伸缩现象:
      大家都知道物质有热胀冷缩。除了加热外,磁场和电场也会导致物体尺寸的伸长和缩短。铁磁性材料在外磁场的作用下,其尺寸伸长(或缩短),去掉外磁场后,其又恢复原来的长度,这种现象称为磁致伸缩现象(或效应)。此现象的机理是:铁磁或亚铁磁材料在居里点以下发生自发磁化,形成磁畴。在每个磁畴内。晶格都沿磁化强度方向发生形变。当施加外磁场时,材料内部随即取向的磁畴发生旋转,是各磁畴的磁化方向趋于一致,物体对外显示的宏观效应即沿磁场方向伸长或缩短。


磁致伸缩位移传感器测量原理:
      磁致伸缩线性位移/液位传感器的检测机理基于传感器核心检测元件磁致伸缩波导丝与游标磁环间的魏德曼效应。 测量时,电子仓中的激励模块在敏磁致伸缩线性位移/液位传感器的检测机理基于传感器核心检测元件—磁致伸缩波导丝与游标磁环间的魏德曼效应。  
      测量时,电子仓中的激励模块在敏感检测元件(磁致伸缩波导丝)两端施加一查询脉冲,该脉冲以光速在波导丝周围形成周向安培环形磁场,该环形磁场与游标磁环的偏置永磁磁场发生耦合作用时,会在波导丝的表面形成魏德曼效应扭转应力波,扭转波以声速由产生点向波导丝的两端传播,传向末端的扭转波被阻尼器件吸收,传向激励端的信号则被检波装置接收,电子仓中的控制模块计算出查询脉冲与接收信号间的时间差,再乘以扭转应力波在波导材料中的传播速度(约2830m/s),即可计算出扭转波发生位置与测量基准点间的距离,也即游标磁环在该瞬时相对于测量基准点间的绝对距离,从而实现对游标磁环位置的实时精确测量。
卡伦传感器
磁致伸缩位移传感器的工作原理:
      磁致伸缩位移(液位)传感器,是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管,波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。
CARLEN传感器
测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲,该电流脉冲在波导管内传输,从而在波导管外产生一个圆周磁场,当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时,由于磁致伸缩的作用,波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号,这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输,并很快被电子室所检测到。
磁致伸缩位移传感器2
      由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比,通过测量时间,就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值,而不是比例的或放大处理的信号,所以不存在信号漂移或变值的情况,更无需定期重标。


       

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