电感式传感器的发展与应用(2)

4) 电涡流探伤。探伤时，传感器与被测金属保持距离不变，如有裂纹出现，导体

的电阻率会发生变化，涡流损耗改变而引起输出电压的变化。图5为火车车轮

裂纹检测的典型应用。传感器安装在火车车轮经过的测试现场，在车轮宽度的

位置上排列摆放多个电涡流传感器，并在沿周长方向上也连续放置多个传感器，

目的是可以保证车轮旋转一周时，是车轮表面的每个部位上都能被传感器检测

到。

图5 火车车轮裂纹检测

2.2生产实际应用

电感式传感器自身的优势与现代检测要求适应性强，并由于其结构简单，工作条件要求不高，是很多行业、研究的首选对象。近年高铁等运输行业的高速发展，使得电感式传感器的监测功能得到了大范围的扩张；磨粒检测技术的发展，也使电感式传感器得到更多关注20。还有脉冲涡流检测技术，利用电涡流式电感器进行金属探伤，可以同时探测到试件不同深度的缺陷，让检测和识别表面与亚表面缺陷成了可能，另外，它具有检测成本低廉，操作简单，对人体无害和精度高等优势21。

微测量中，电感式传感器一直享有优势。微差压传感器在微流量测量、泄漏测试、洁净间测试、环境密封性检测等许多高精度测量场合应用广泛。磁性液体微差压传感器采用螺线式差动变压器工作原理，做到压力范围大，线性度好，灵敏度高，稳定可靠等优点，可以广泛应用于工业过程控制，机械制造，生物医学工程等许多领域22。

就我自身的专业而言，传感器的应用也融入了焊接缺陷的检测。如点焊质量的检测。利用点焊电极位移传感器原理：电极位移信息与点焊缺陷密切相关，是点焊各参数影响

的综合体现，可直接用于监测焊点加工热熔化、体积膨胀、冷却收缩等过程。因此，受

到广泛关注。目前，选用的传感器中有光栅式、激光式、LVCT(Linear Variable Differential Transformer)及涡流传感器。其中，光栅和激光传感器由于其使用条件相对要高，不适合监测生产现场大型设备；LVCT属于接触式传感器，易受加压过程冲击，机械反应频率较低。所以现在多使用非接触式涡流传感器23。

在实际生产中，电感式传感器还用于质量的监测，如铁精矿品位的监测24；位置检测，如电缆偏心量的检测25、冷轧带钢连续生产线对中检测装置26；精度检测，如工件表面粗糙度检测27、数控机床中外径大小的检测28等。

3. 展望

现代科学研究以及生产实践对“检测、监测”越来越重视，而传感器的应用，为监测和检测提供了有效的手段。而电感式传感器的诸多优势（结构简单、工作条件不高、非接触性测量等）使得它在科研和实际应用上均有广阔前景。近期的研究多围绕磁悬浮控制技术、磨粒检测技术、低频振动检测、探伤等进行，这些技术均在蓬勃发展，对电感式传感器的要求必将进一步提高。现在研究已经有意识的将电感式传感器的互换性能、与虚拟仪器的结合性、与单片机的配合使用都讨论进来，可见，电感式传感器的应用将更加智能化，得出的测量结果将更加直观。

相信在今后的发展中，电感式传感器定会应用更加广泛。

参考文献

1 吴建平 传感器原理及应用 北京：机械工业出版社，2008.10

2 孟庆斌 电感式传感器原理及在几何量计量工具检定中的应用趋势 吉林省白山市计量检定中国计量英文刊名： CHINA METROLOGY 2010(1)

3 王广林，周军晖，李云峰 刚度测试中螺管型差动式电感位移传感器的研制 仪表技术与传感器 2008(5)

4 石成英， 李忠科， 林辉， 岳开宪 电感式微位移测量仪的设计与实现 自动化仪表英文2005,26(3) 5 刘晓， 赵辉， 刘伟文， 俞朴 深亚微米精度电感位移传感器及测量电路研究 传感技术学报2006,19(6)

6 张冈 李少慧 秦忆一种电感式大位移传感器的理论与设计 华中理工大学学报Vol.27 No.3 1999 7 杨理践，刘佳欣，高松巍，王俊峰，谢玲 大位移电涡流传感器的设计 仪表技术与传感器 2009(2) 8 TIAN G Y,ZHAO Z X,BAINES R W.The search of inhomogeneity in eddy current

sensors.Sensors and Actuators(A),1998(69):148-151 9 YU Y T,DU P A.Research on the correlation between measured material properties and output of eddy sensor.2005 IEEE International Conferenceon Industrial Technology, Hongkong, 2005 10 魏宝芝，邓晓 本质安全型电感式传感器的设计 电气防爆2009(1)

11 陈虎勋，田新启 电涡流传感器对被测材料敏感性的实验研究 仪表技术与传感器 2009(10) 12 王栋 电感传感器在锥轴承测量中的改型应用 合肥工业大学【硕士学位论文】

13 季学武，刘学，孙凌玉 电动助力转向系统电感式转矩传感器的研究 传感器世界200 7,13(2) 14 殷建，李志远 电感式传感器在圆度仪中的应用 机械工程师 2007(5)

15 马青 论文电感式角位移传感器研制 东南大学【硕士学位论文】

16 龚伟，周有庆，吴涛，王国华，彭春燕，周成林 基于PCB的平面型电流互感器性能分

析及设计 仪表技术与传感器 2009(7)

17 于相斌，徐惠斌，李小奇 电感式传感器测量转换模块的设计 传感器与微系统 2010(29):3 18 石延平，刘成文，倪立学 基于非晶态合金的动态轨道衡压磁电感式应力传感器的研究 传感技术学报2009,22(12)

19 严钟豪，谭祖根 非电量电测技术[M]北京：机械工程出版社，1983，122-123

20 范红波，张英堂，陶凤和，任国全 电感式磨粒传感器中非铁磁质磨粒的磁场特性 传感器与微系统 2010( 29) 2

21 徐晨曦 阙沛文 毛义梅 脉冲涡流检测系统的设计 传感器与微系统 2009( 28)6：95-97 22 董国强，李德才，郝瑞参，基于铁磁性液体的微差压传感器研究 传感技术学报 2009 23 潘存海，郭士林，杜素梅，李东涛 电阻电焊过程中多传感器实时监测 仪表技术与传感器 2009(2)

24 王丽杰，周真，牛滨，林琳 电感式铁精矿品位传感器设计 金属矿山2009(1)参考 25 吕广强，王暄，赵洪 电缆偏心测量用电感传感器的优化设计 哈尔滨理工大学学报2000,5(4) 26 杨溪林，邹凤欣，高增雪，邱忠义 电感式对中检测方法的研究 冶金自动化 2006年增刊(S2)

27 王宇 基于电感传感器零件表面粗糙度测量系统的研制 哈尔滨理工大学【硕士学位论文】 28 陈姗 数控磨床外径在线检测系统研究 合肥工业大学【硕士学位论文】