談?wù)劥胖律炜s位移傳感器的原理與運(yùn)用

     到底什么叫做磁致伸縮呢？

初中物理有講過(guò)熱脹冷縮。但是大家是否除了溫度，磁場(chǎng)和電場(chǎng)也會(huì)導(dǎo)致物體尺寸的縮短和伸長(zhǎng)。鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下，其尺寸伸長(zhǎng)(或縮短)，去掉外磁場(chǎng)后，其又恢復(fù)如初，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮現(xiàn)象。此現(xiàn)象的機(jī)理是:鐵磁或亞鐵磁材料在居里點(diǎn)以下發(fā)生磁化，形成磁疇。在每個(gè)磁疇內(nèi)。晶格都沿磁化強(qiáng)度方向發(fā)生形變。當(dāng)施加外磁場(chǎng)時(shí)，材料內(nèi)部隨即取向的磁疇發(fā)生旋轉(zhuǎn)，是各磁疇的磁化方向趨于一致，物體對(duì)外顯示的宏觀效應(yīng)即沿磁場(chǎng)方向伸長(zhǎng)或縮短。

         磁致伸縮的材料又有那些呢？

磁致伸縮材料主要有三大類:即:磁致伸縮的金屬，合金與和鐵氧體磁致伸縮材料。這兩種是傳統(tǒng)磁致伸縮材料，并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)了電致伸縮材料，其電致伸縮系數(shù)比金屬與合金的大約200~400ppm，它很快得到廣泛的應(yīng)用;第三大類是發(fā)展的稀土金屬間化合物磁致伸縮材料，稱為稀土超磁致伸縮材料。它是21世紀(jì)戰(zhàn)略性功能材料，可提高一個(gè)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的材料。

 

     磁致伸縮材料又怎么運(yùn)用到位移傳感器上呢？磁致伸縮位移傳感器的原理是什么？

磁致伸縮位移傳感器測(cè)量元件是一根波導(dǎo)管，波導(dǎo)管內(nèi)的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測(cè)量過(guò)程是由傳感器的電子室內(nèi)產(chǎn)生脈沖，該脈沖在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸，從而在波導(dǎo)管外產(chǎn)生一個(gè)圓周磁場(chǎng)， 聯(lián)絡(luò)；當(dāng)該磁場(chǎng)和套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動(dòng)磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相交時(shí)，由于磁致伸縮的作用，波導(dǎo)管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)，這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)以固定的聲音速度傳輸，并很快被電子室所檢測(cè)到。，是利用磁致伸縮原理、通過(guò)兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量位置的。

由于這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時(shí)間和活動(dòng)磁環(huán)與電子室之間的距離成正比，通過(guò)測(cè)量時(shí)間，就可以高度精確地確定這個(gè)距離。由于輸出信號(hào)是一個(gè)真正的絕對(duì)值,而不是比例的或放大處理的信號(hào),所以不存在信號(hào)漂移或變值的情況,更無(wú)需定期重標(biāo)。

 

 

        磁致伸縮位移傳感器有那些優(yōu)勢(shì)呢？

磁致伸縮位移傳感器是根據(jù)磁致伸縮原理制造的高精度、長(zhǎng)行程絕對(duì)位置測(cè)量的位移傳感器。 它采用內(nèi)部非接觸的測(cè)量方式，由于測(cè)量用的活動(dòng)磁環(huán)和傳感器自身并無(wú)直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因而其使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠性高，安全性好， 便于系統(tǒng)自動(dòng)化工作，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下(如容易受油潰、塵?；蚱渌奈廴緢?chǎng)合)，也能正常工作。磁致伸縮位移傳感器適用于高溫、高壓和強(qiáng)振蕩等極其惡劣的工況，其絕對(duì)式輸出很好地解決了斷電歸零問(wèn)題，由于敏感元件都是非接觸式、無(wú)磨損運(yùn)行，平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)達(dá)23年。

           

     磁致伸縮位移傳感器的運(yùn)用有那些？

由于磁致伸縮位移傳感器能承受高溫、高壓和強(qiáng)振動(dòng)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械位移的測(cè)量、控制中。 它的行程可達(dá)3米或更長(zhǎng)，標(biāo)稱精度為0.05% F·S，行程1米以上傳感器精度可達(dá)0.02% F，S,重復(fù)性可達(dá)0.002% F·S.可廣泛應(yīng)用于石油、化工、水利、制藥、食品、飲料等行業(yè)的各種液罐的液位計(jì)量和控制，航天加油系統(tǒng)、汽車加油系統(tǒng)、柴油加油系統(tǒng)及各種液壓罐、水文監(jiān)測(cè)、水處理等。

發(fā)布于2019-06-15