电涡流传感器的设计与仿真

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1、摘要电涡流传感器是被大量应用在各种领域上的一种非接触式的特殊的传感器。它是一种非接触式的线性化计量工具，涡电流传感器可以较精准的测量出被测量的物体与探头端面之间静态和动态的相对唯一变化。因此对此种传感器的特性研究就尤为重要。木课题对电涡流传感器的原理进行深入研究，并采用ansys仿真技术对电涡流传感器进行基本的三维有限元和二维有限元仿真。并且对仿真模型进行电磁场特性和涡流特性等进行建模研宂，研宂其物理特性。关键词涡流传感器；Ansys；三维有限元；二维有限元；建模仿真AbstractEddycurrentsensorsarew

2、idelyusedinavarietyofareasofspecialnon-contactsensor.Itisanon-contactmeasurementlinearizationtool，itcanbemoreprecisemeasurementofthestaticanddynamicrelativeonlychangeismeasuredbetweenthebodyandtheprobeend.Sostudythecharacteristicsofthissensorisparticularlyimportant.

3、Thetopicoftheprinciplesofeddycurrentsensorin-depthresearch，andusingansyseddycurrentsensorsimulationtechnologyforthree-dimensionalfiniteelementandtwo-dimensionalfiniteelementsimulation.Electromagneticpropertiesofthesimulationmodelsandmodelingstudiesvortexcharacterist

4、icsandoptimizedtoimprove.KeywordsEddycurrentsensor；ansys；Three-dimensionalfiniteelement:Two-dimensionalfiniteelement；ModelingandSimulation目录觀IAbstractII穀i1.1电涡流传感器国内外的研究现状11.2电涡流传感器的各项主耍技术11.2.1阻抗平而显示技术11.2.2多频涡流检测技术21.2.3远场涡流检测技术31.2.4深层涡流技术41.3本论文研究的目的和意义41.3.1论文研

5、宂的意义41.3.2论文研究的目的51.4课题的研究内容和方法51.4.1课题研究内容51.4.2课题研究方法5第二章电涡流传感器的基本原理72.1电涡流传感器的基本结构72.2电涡流传感器的工作原理72.3电涡流传感器测量电路的原理82.4本章小结9第三章电涡流传感器有限元建模的建立103.1ANSYS建模基本理论103.1.1建模的一般步骤103.1.2有限元建模的一般原则103.2电涡流传感器有限元建模113.2.1数据整理收集113.2.2建立二维模型113.2.3三维有限元建模123.3本章小结12第四章二维有限元分

6、析144.1感应tfe磁场磁;^线分布144.2涡流密度分布云图144.3被测材料对电磁场磁力线分布的影响154.4输入频率对电磁场分布的影像174.5本章小结18第五章三维有限元分析195.1磁通量密度和磁场分布195.2涡流云分布205.3探求输入频率对传感器的影响215.4本章小结21第六章结论22#＜捕24附录错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。第一章绪论1.1电涡流传感器国内外的研究现状在国外早在上个世纪五十年代在理论上就己经发明了通过阻抗分析来进行物体的探测，并很快将其付诸实践发明了相应的电涡流仪器，这种电涡流

7、仪器如上所述，可以检测出不同形状的物件的阻抗特性，这一发明使电涡流检测技术取得了长足的进步，因此在生产、生活、科研中逐渐被应用。但是在中国，有关于电涡流传感器这一方面的研究进展的比较晚，在上个世纪八十年代末才有陆续人发表出一些比较有价值的论文和学术报告。目前，我国在三维缺陷阻抗图和人工神经网络技术这些方面的研究上己经取得了突破性的进展［1］,其中以清华大学和南京航空航天大学为代表的各大高校起到了中坚作用。在各大院校的大力推动下，我国在电涡流传感器的领域上的研究正在奋起直追，相信不久之后就会达到世界一流水平。1.2电涡流传感器的

8、各项主要技术1.2.1阻抗平面显示技术这种阻抗平面检测技术可以快速有效的检测和鉴别岀什么是干扰信号什么是有用信号，因为在涡流检测时，被测物体的多种参数收到了探头线圈阻抗的影响，在幅度和滞后效应上都会出现明显变化，只要将这些变化在荧光屏上显示出来，给出相应的阻抗的曲线图，这样就