高温涡流传感器
专利汇可以提供高温涡流传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种高温 涡流 传感器 ，属非 接触 式检测位移的涡流传感器。对传感器的测量线圈预先施加涡流效应，利用该涡流效应对涡流传感器进行 温度 补偿。主要包括传感器测量线圈(1)、陶瓷骨架(4)、金属外套(3)、控制预加涡流大小的窄槽(2)、与二次仪表相联的联接线(5)。采用涡流效应对涡流传感器进行温度补偿，有很好的温度 稳定性 。如果采用差动测量方式测量，从室温22℃到550℃，传感器的输出温漂可以控制在90～500mV之间(传感器的灵敏度为10mV/μm，相当于9～35μm的测量误差)，传感器灵敏度的变化只有8％。在航空航天、 能源 交通等领域具有广阔的应用前景。，下面是高温涡流传感器专利的具体信息内容。
1、一种高温涡流传感器，其特征在于：包括涡流传感器的测量线圈(1)绕制在 陶瓷骨架(4)上，陶瓷骨架(4)安装在金属外套(3)的内孔中以及传感器 的测量线圈(1)与二次仪表相联的联接线(5)。
2、根据权利要求1所述的高温涡流传感器，其特征在于：当传感器陶瓷骨架(4) 和金属外套(3)的左端面对齐时，在金属外套(3)接近测量线圈(1)的地 方沿轴线方向加1～6条宽度为0.1～0.8mm、深度为2～10mm的窄槽(2)，在具 体应用中，窄槽(2)的数目和深度用试验的方法根据补偿度 来 确定。
3、根据权利要求1所述的高温涡流传感器，其特征在于：当将传感器陶瓷骨架 (4)和金属外套(3)的左端面不对齐时，这两个零件左端面之间的距离根 据补偿度 来确定。
4、根据权利要求1所述的高温涡流传感器，其特征在于：将传感器的陶瓷骨架 (4)与金属外套(3)或安装支架(7)的联接方式包括：
(a)两者用螺纹联接牢固；
(b)两者采用间隙配合，在金属外套(3)的右端用螺钉(6)压紧陶瓷骨架(4)；
(c)用2个定位销(8)将陶瓷骨架(4)固定在安装支架(7)上。
一、技术领域
本发明属于一种能够在650℃以下工作的非接触式检测位移的涡流传感器。
二、背景技术
涡流传感器广泛用于非接触式的位移检测，一般最高工作温度极限为 220℃。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在650℃以下高温环境下工作的涡流传感 器，用于非接触式的位移测量、转速测量等领域。
实现本发明的目的是采用涡流效应对涡流传感器进行温度补偿，涡流效应 能够用于温度补偿的基本原理如下：
当涡流传感器测量金属物体的位移时，涡流传感器测量线圈的等效电阻为：
其中Rm、Lm是被测物体的电阻与电感，f是谐振电路的载波频率，μ是被 测物体与传感器测量线圈之间的互感系数，Rc是传感器测量线圈的电阻，Re是传 感器测量线圈的等效电阻。式(1)表明传感器测量线圈的等效电阻由两部分组 成，一部分是线圈本身的电阻Rc，它随温度的升高而增大，这正是涡流传感器的 输出和灵敏度产生温飘的主要原因；第2部分是由涡流效应产生的电阻，受温度 的影响不大。如果由涡流效应产生的电阻远远大于线圈本身的电阻Rc，那么Rc 随温度的变化对等效电阻的影响很小，从而能够减小传感器的输出和灵敏度随温 度的变化，因此实现了温度补偿。
根据上述基本原理而研制的高温涡流传感器，包括涡流传感器的测量线圈 绕制在陶瓷骨架上，陶瓷骨架安装在金属外套的内孔中以及传感器的测量线圈与 二次仪表相联的联接线。
由于本发明采用涡流效应对涡流传感器进行温度补偿，以差动方式测量， 从室温22℃到高温550℃，传感器的输出温漂可以控制在90～350mV之间(传感 器的灵敏度为10mV/μm，相当于9～35μm的测量误差)，传感器灵敏度的变化只有 8％。
四、附图说明
图1为本发明的高温涡流传感器剖面图。
图2为传统涡流传感器的晶振示意图。
图3为传统涡流传感器线圈的交流输出示意图。
图4为本发的高温涡流传感器左端不对齐的示意图。
图5为本发明的传感器骨架与金属外套的联接剖面图；
图6为本发明的传感器骨架与传感器安装支架的联接剖面图。
图中：1传感器的测量线圈，2窄槽，3金属外套，4传感器陶瓷骨架，5传感器 测量线圈与二次仪表相联的联接线，6压紧螺钉，7传感器安装支架，8定位销。
三、具体实施方式
根据上述附图叙述本发明的组成和工作原理及其联接方式。
如图1所示，将涡流传感器的测量线圈1绕制在陶瓷骨架4上，然后把陶 瓷骨架4装配到金属外套3的内孔中，金属外套3与陶瓷骨架4的左端面平齐， 这样既可以保护陶瓷骨架4，又可以对传感器的测量线圈1预先施加涡流效应， 起温度补偿的作用。一般来说，如果金属外套3的内孔太小的话，往往导致金属 外套3消耗了测量线圈1的大部分能量，无法实现位移测量。为了达到金属外套 3的内孔尺寸不至于太大而又不会消耗测量线圈1的大部分能量的目的，可以在 金属外套3接近测量线圈1的地方沿轴线方向加工1～6条宽度宽度为0.1～0.8mm 的窄槽2(窄槽2的深度一般为2～10mm)，在具体应用中，窄槽2的深度和数目 用试验的方法按照下面推荐的补偿度x来确定。
图2是普通涡流传感器的晶振电路，Rc和Lc分别是测量线圈的电阻和电感； V是线圈两端的输出电压，一般是如图3所示的正弦函数。为了确定施加多少涡 流效应比较合适，定义补偿度x的概念如下：
其中Vo、Ve分别是未施加涡流效应和施加了涡流效应后电压V的幅值，一 般来说，施加涡流效应后电压幅值V减小。不同的使用温度需要的补偿度也是不 同的，大量的试验表明：x＝30~35％对550℃~650℃的高温环境比较合适，x＝25 ~30％对350℃~550℃的高温环境比较合适，x＝15~20％对350℃以下的高温 环境比较合适。通过试验的办法，能够确定任意温度下最佳的补偿度x。
为了达到金属外套3的内孔尺寸不至于太大而又不会消耗测量线圈1的大 部分能量的目的，除了可以采用如图1在金属外套3接近测量线圈1的地方沿轴 线方向加工1～6条宽度宽度为0.1～0.8m的窄槽2的方法外，还可以采用如图4 所示的方法，将传感器陶瓷骨架4和金属外套3的左端面不要对齐，这两个零件 左端面之间的距离可以根据上面推荐的补偿度x来确定。
其次，本发明的传感器陶瓷骨架4与金属外套3的联接方法可用图1所示 的螺纹联接方法，为了联接牢固，建议在螺纹表面涂一层高温胶；也可用图5 所示的方法，陶瓷骨架4与金属外套3采用间隙配合，在金属外套3的右端用一 个金属螺钉6压紧陶瓷骨架4；如果是测量轴的径向位移，也可用图6所示的方 法，将传感器的陶瓷骨架4直接与传感器的安装支架7联接，安装支架7一方面 起到固定传感器陶瓷骨架4的作用，更重要的是利用安装支架7的安装孔对传感 器测量线圈1施加涡流效应，为了保证陶瓷骨架4与安装支架7联接牢固，除了 上面提到的方法外，还可以用图6所示的方法，用2个定位销8将陶瓷骨架4 固定在安装支架7上，图6共安装了4个传感器，可以测量两个方向的位移，共 需要8个定位销固定4个传感器骨架。
测量线圈的导体材料建议采用纯银、纯金、或金和银的合金，绝缘材料可 用高绝缘温陶瓷，也可在导体的外表面包一层很薄的耐高温绝缘材料如玻璃丝、 云母布等。
测量线圈1与二次仪表的联接采用了两种方法，一种方法是将测量线圈1 和比较粗的耐高温的绝缘导线5焊接在一起与二次仪表相联，另一种方法是直接 将绝缘导线1组成联接线5与二次测量仪表相连以实现高温环境下的位移测量。
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