屏蔽式涡流传感器的制作方法

：
1.本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种屏蔽式涡流传感器。


背景技术：

2.近年来，连续作业的大型企业，如电力行业、石化行业、机械行业、钢铁行业、制造行业等，旋转机械得到广泛应用，是生产中的关键设备，对安全生产影响很大。主轴是旋转机械当中关键的零部件，实际应用中，由于存在许多例如磨损等无法避免的因素，主轴经常会出现各种问题，例如偏心、弯曲轴向位移等，可能引发严重的事故，造成巨大的经济损失乃至人员伤亡，产生严重的社会影响。因此，对主轴进行振动监测就能够有效减少设备故障情况的发生，保证机器设备的安全高效运行。振动检测多采用涡流传感器，涡流传感器通过测量位移量来监测物体的振动。涡流传感器主要用来测量探头与被测物体之间的静态和动态距离。被测物体一般为铁氧体，探头的交变电磁场被铁氧体所吸收，传感器的电子电路感应处理该变化量，由此得到被测物体的位移值。同时涡流传感器还有测量轴向位移以及转速的功能。
3.随着故障诊断技术不断成熟，人们对于旋转机械的振动监测系统认可度也越来越高。然而，传统的涡流传感器如需使用多个传感器测量同一个被测面时，两个传感器之间需要较大的空间以避免探头之间互相的干扰。对于某些被测面被夹在很窄的缝隙内部时，由于被测面面积必须大于3倍探头直径，因此不能满足测量要求。本发明制作了一种屏蔽式涡流传感器，使被测表面面积只要达到1.5倍探头直径就可以进行测试，解决现场空间不足的情况。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于寻求一种屏蔽式涡流传感器，解决了现有被测面空间不足的情况。
5.本实用新型涉及的一种屏蔽式涡流传感器，包括涡流探头金属壳体、输出电缆、涡流探头骨架和涡流探头骨帽；涡流探头骨架内置于涡流探头金属壳体前端，输出电缆从涡流探头金属壳体后端伸入涡流探头金属壳体内且缠绕在涡流探头骨架上形成空心线圈，涡流探头骨帽固定在涡流探头骨架前端且与涡流探头金属壳体密封连接，涡流探头骨帽外表面与涡流探头金属壳体前端外表面平齐。
6.具体地，涡流探头骨架和涡流探头骨帽均采用非铁磁性材质。
7.具体地，涡流探头骨架尾部中空，头部开设环形凹槽，输出电缆穿入涡流探头骨架尾部中空处并缠绕在头部环形凹槽处形成空心的线圈绕组。
8.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：涡流传感器使用屏蔽技术，被测平面面积大于探头直径1.5倍即可测量，同时使用多支探头时，每个探头间距大于探头直径3倍即可，即便是被测表面在窄缝隙当中也可以进行测量，适应不同现场的需求；降低安装要求，基本可以满足多种安装形式；具有价格低廉、保护可靠、可重复性高、安装方便和抗干
扰能力强等优点。可广泛应用在旋转机械轴位移监测。
附图说明
9.图1为传统的涡流传感器使用状态图。
10.图2为实施例1中涉及的屏蔽式涡流传感器结构示意图。
11.图3为实施例1中涉及的屏蔽式涡流传感器剖面图。
12.图4为实施例1中涉及的屏蔽式涡流传感器使用状态图。
具体实施方式：
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.根据法拉第电磁感应原理，金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流传感器。
15.传统的涡流传感器内部只含有绕制线圈，通过延长电缆与外置前置器连接。接通电源，前置器内部产生一个高频信号该信号通过电缆送达探头的头部，在头部周围产生交变磁场h1，如果有金属导体接近探头头部，则交变磁场h1将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与h1相反的交变磁场h2，由于h2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，即改变了线圈的有效阻抗。这种变化既与电涡流效应有关又与静磁学效应有关；既与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数，激励电流频率以及线圈与金属导体的距离参数有关。而控制金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数，激励电流频率在一定范围内不变，则线圈的有效阻抗称为线圈与金属导体的距离的函数。
16.如图1所示，传统涡流传感器包括相连接的涡流探头金属壳体1和涡流探头骨帽4，空心线圈位于涡流探头骨帽4的头部，对外产生交变磁场6，涡流探头骨帽4从涡流探头金属壳体1中伸出，涡流探头金属壳体1直径大于涡流探头骨帽4直径，涡流探头骨帽4的直径为d，长度为l。涡流探头骨帽4长度一般大于8mm，空心线圈产生的交变磁场6不会被金属涡流探头金属壳体1屏蔽。为了不影响其灵敏度，一般要求被测面面积大于涡流传感器探测面直径的三倍(3d)，当被测面被夹在很窄的缝隙内部时，难以进行测量；如果是多个涡流传感器同时工作，为了避免互相干扰，每两个涡流传感器距离应大于涡流传感器探测面直径的5倍。此外，为避免安装平台5的材质影响到涡流传感器的性能，安装面不能与探测面平行，如需安装平面和探测面平行，则必须要开槽，使涡流传感器探测面高于安装平台5的表面。
17.实施例1
18.如图2-3所示，本实施例涉及的一种屏蔽式涡流传感器，包括涡流探头金属壳体1、输出电缆2、涡流探头骨架3和涡流探头骨帽4；涡流探头骨架3内置于涡流探头金属壳体1前端，输出电缆2从涡流探头金属壳体1后端伸入涡流探头金属壳体1内且缠绕在涡流探头骨架3上形成空心线圈，涡流探头骨帽4固定在涡流探头骨架3前端且与涡流探头金属壳体1密
封连接，涡流探头骨帽4外表面与涡流探头金属壳体1前端外表面平齐。
19.具体地，涡流探头骨架3和涡流探头骨帽4均采用非铁磁性材质。
20.具体地，涡流探头骨架3尾部中空，头部开设环形凹槽，输出电缆2穿入涡流探头骨架3尾部中空处并缠绕在头部环形凹槽处形成空心的线圈绕组。涡流探头骨架3用于支撑固定空心线圈。
21.本实施例所述的屏蔽式涡流传感器的涡流探头骨帽4长度内缩，与涡流探头金属壳体1头部平面平齐。空心线圈位于涡流探头金属壳体1的头部(涡流探头骨帽4的下方)。根据电涡流原理可知，这种形式的涡流传感器，涡流探头金属壳体1将对空心线圈起到一定的屏蔽作用，其作用于外界的交变磁场范围将变小，所以对被测面表面积要求也会减小，经过试验，被测面面积大于涡流传感器探测面直径的1.5倍即可。同时使用多支涡流传感器时，每个涡流传感器间距大于涡流传感器探测面直径3倍即可，即便是被测表面在窄缝隙当中也可以进行测量。


技术特征：
1.屏蔽式涡流传感器，其特征在于，包括涡流探头金属壳体、输出电缆、涡流探头骨架和涡流探头骨帽；涡流探头骨架内置于涡流探头金属壳体前端，输出电缆从涡流探头金属壳体后端伸入涡流探头金属壳体内且缠绕在涡流探头骨架上形成空心线圈，涡流探头骨帽固定在涡流探头骨架前端且与涡流探头金属壳体密封连接，涡流探头骨帽外表面与涡流探头金属壳体前端外表面平齐。2.根据权利要求1所述的屏蔽式涡流传感器，其特征在于，涡流探头骨架和涡流探头骨帽均采用非铁磁性材质。3.根据权利要求1所述的屏蔽式涡流传感器，其特征在于，涡流探头骨架尾部中空，头部开设环形凹槽，输出电缆穿入涡流探头骨架尾部中空处并缠绕在头部环形凹槽处形成空心的线圈绕组。

技术总结
本实用新型公开了一种屏蔽式涡流传感器，其包括涡流探头金属壳体、输出电缆、涡流探头骨架和涡流探头骨帽；涡流探头骨架内置于涡流探头金属壳体前端，输出电缆从涡流探头金属壳体后端伸入涡流探头金属壳体内且缠绕在涡流探头骨架上形成空心线圈，涡流探头骨帽固定在涡流探头骨架前端且与涡流探头金属壳体密封连接，涡流探头骨帽外表面与涡流探头金属壳体前端外表面平齐。其使用屏蔽技术，被测平面面积大于探头直径1.5倍即可测量，同时使用多支探头时，每个探头间距大于探头直径3倍即可，即便是被测表面在窄缝隙当中也可以进行测量，适应不同现场的需求。应不同现场的需求。应不同现场的需求。


技术研发人员：邹文莉
受保护的技术使用者：北京鸿瑞辰星科技有限公司
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/8/23