Eddy Current Sensor και η σημαντική (3+) σημαντική εφαρμογή του

Ανιχνευτής ορνιθώνων

Οι αισθητήρες ρεύματος Eddy ανιχνεύουν την απόσταση ή τα ελαττώματα μεταλλικών αντικειμένων χωρίς επαφή, δυναμικά με ακρίβεια.

Χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση σιδηρομαγνητικών και μη σιδηρομαγνητικών ουσιών. Είναι αποδεκτές για εφαρμογές σε σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα λόγω της εξαιρετικής ανοχής τους, όπως λάδια, σκόνη, υγρασία και παρεμβολές στο πεδίο. Προσφέρονται ευέλικτες και μικροσκοπικές εκδόσεις, θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για μέτρηση σε απόσταση όπου το μέρος είναι περιορισμένο.

Ποια είναι η αρχή του eddy current;

Eddy ρεύμα είναι ηλεκτρικά ρεύματα που προκαλούνται σε μέταλλα αλλάζοντας μαγνητικό πεδίο. 

Το ρεύμα Eddy ρέει σε κλειστή κυκλική διαδρομή μέσα στον αγωγό, σε επίπεδο κατακόρυφο προς το μαγνητικό πεδίο.

Eddy Current χρησιμοποιώντας Ηλεκτρομαγνήτες
Eddy Current χρησιμοποιώντας Ηλεκτρομαγνήτες
Rosen Group, Διάγραμμα αρχών PECCC BY-SA 3.0 ΗΠΑ

Τα ρεύματα Eddy είναι AC ή DC;

Το ρεύμα κατευθύνεται πάντα μονόδρομο στην περίπτωση DC, όπου εναλλάσσεται ένα στην περίπτωση AC. Στο DC, δεν υπάρχει καμία ταλάντωση. Αν και στο Eddy τα ρεύματα, ωστόσο, δεν έχουν σταθερή κατεύθυνση, κυκλοφορούν στη φύση. Η έννοια του AC και DC δεν ισχύει για αυτά τα ρεύματα, καθώς δεν υπάρχει συγκεκριμένη κατεύθυνση στην οποία ρέουν αυτά τα ρεύματα.

Τα ρεύματα δεν επιστρέφουν στην πηγή, καθώς προκαλούνται ηλεκτρομαγνητικά. Εξ ου και η διαδρομή μεταξύ του πηνίου πηγής γενικά και του φορτίου, που είναι η αγώγιμη επιφάνεια, στην περίπτωση αυτή, είναι ελλιπής. Τα ρεύματα δεν ρέουν πίσω στην πηγή. Η αγώγιμη επιφάνεια, όπου έχει πράγματι παραχθεί ο Eddy, διαλύει την ενέργειά τους με τη μορφή θερμότητας. Και δεδομένου ότι το κύκλωμα είναι τεχνικά ανοιχτό, δεν μπορεί ούτε να ονομάζεται AC ή DC.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ρεύματος και του επαγόμενου ρεύματος; | Είναι όλο το επαγόμενο ρεύμα είναι το Eddy current;

Ένα ρεύμα eddy είναι ένα επαγόμενο ρεύμα αλλά σε μέταλλο ή υλικά όπου δεν θέλετε επαγωγικό ρεύμα όπως ο πυρήνας του μετασχηματιστή ή το πλαίσιο στήριξης.

Πώς δημιουργείται το ρεύμα eddy σε έναν αγωγό;

Όταν ένας αγωγός τοποθετείται σε μια μαγνητική ροή χρονικά μεταβαλλόμενη, η αλλαγή της ροής λόγω των διαφορετικών μαγνητικών πεδίων προκαλεί μικρούς βρόχους στον αγωγό και το ρεύμα ρέει μέσω αυτών των βρόχων του νόμου του Faraday. Αυτά τα ρεύματα είναι γνωστά ως ρεύματα.

Τρέχουσα κατεύθυνση Eddy
Τρέχουσα κατεύθυνση Eddy
QniemiecΡεύματα Eddy enCC BY-SA 3.0

Πώς λειτουργεί ένας αισθητήρας ρεύματος Eddy;

Αρχή λειτουργίας αισθητήρα ρεύματος Eddy

Οι αισθητήρες ρεύματος Eddy χρησιμοποιούν την αρχή του σχηματισμού ρεύματος eddy για τον προσδιορισμό της μετατόπισης. Σχηματίζεται όταν ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο τέμνει έναν αγωγό. Η σχετική κίνηση προκαλεί κυκλοφορία ρεύματος ηλεκτρονίων ή ηλεκτρονίων στον αγωγό. Αυτές οι κυκλοφορίες των ηλεκτρομαγνητών με μαγνητικά πεδία που αντιτίθενται στην επίδραση των εφαρμοζόμενων μαγνητικών πεδίων. Όσο πιο ισχυρό είναι το μαγνητικό πεδίο, ή όσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα του αγωγού, ή ακόμα και όσο μεγαλύτερη είναι η συγκριτική ταχύτητα κίνησης, τόσο τα επαγόμενα ρεύματα όσο και η μεγαλύτερη θα είναι η αντίθετη περιοχή. Ο Eddy current probes αντιλαμβάνεται αυτήν τη δημιουργία δευτερευουσών περιοχών για να ανακαλύψει το διάστημα μεταξύ του ανιχνευτή και της ουσίας στόχου.

Ποιες είναι οι εφαρμογές του eddy current;

Βιομηχανικές εφαρμογές ρεύματος eddy

Υπάρχουν διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές στις οποίες τα eddy ρεύματα αξιοποιούνται, χωρίς eddy δεν θα λειτουργήσει σωστά. Λίγα παραδείγματα είναι το μαγνητικό φρένο, οι εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικής απόσβεσης, ο θερμαντήρας επαγωγής, ο μετρητής ηλεκτρικής ισχύος, η ηλεκτρομαγνητική ανύψωση, ο χαρακτηρισμός μετάλλων, οι μετρήσεις δόνησης και θέσης, δομικές δοκιμές, κλπ. Μερικά από αυτά εξηγήθηκαν λεπτομερώς ως εξής:

  • Μαγνητική ανύψωση και απωθητικά αποτελέσματα: Εδώ η δύναμη απωθητικής βάσης του Eddy χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές. Αυτό είναι το βασικό κριτήριο που έχει αξιοποιηθεί κατά την εφαρμογή σε μαγνητική ανύψωση. Αυτή η δύναμη μπορεί να ανυψώσει βαριά αντικείμενα ενάντια στη βαρύτητα, όπως τρένο, μονό σιδηροτροχιά κ.λπ., το σύστημα αυτό λειτουργεί επίσης ελεύθερα με τριβή.
  • Φούρνος επαγωγής: Eddy ρεύμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τήξη μετάλλων και για σκοπούς συγκόλλησης, επανασχεδιασμό ή για κράμα κατασκευής. Σε θερμαντήρα με σπείρα, επιτρέπεται ένα υψηλής συχνότητας AC να μεταφέρεται μέσω ενός πηνίου που περιβάλλει το αντίστοιχο μέταλλο προς τήξη.
  • Μαγνητικό φρενάρισμα στα τρένα: Συνήθως, οι αμαξοστοιχίες κινούνται με υπερβολικές ταχύτητες, στο εξής, το σύστημα πέδησης των αμαξοστοιχιών πρέπει να είναι αποτελεσματικό με ομαλή μετάβαση σε ελεύθερη φόρτωση. Το εφέ Eddy current έχει εισαχθεί από ισχυρό ηλεκτρομαγνήτη, που βρίσκεται ακριβώς πάνω από τις ράγες, ενεργοποιεί το ρεύμα eddy στις ράγες στην αντίθετη κατεύθυνση της περιστροφής του τροχού της αμαξοστοιχίας. Είναι χωρίς τριβή, οπότε δεν υπάρχει μηχανική σύνδεση. εφεξής, αυτό το φρένο λειτουργεί σε ομαλή μετάβαση χωρίς φαινόμενο σπασμού, αλλά εφαρμόζεται μόνο σε ηλεκτρικά αμαξοστοιχία.
  • Εφαρμογή που βασίζεται σε ηλεκτρομαγνητική απόσβεση: Λίγοι μετρητές ή όργανα, δηλαδή, το γαλβανόμετρο χρησιμοποιούν την επίδραση του ρεύματος. Αυτός ο μη μαγνητικός σταθερός πυρήνας από μεταλλικό υλικό χρησιμοποιείται για την παραγωγή ταλαντωμένων πηνίων ρεύματος, το οποίο με τη σειρά του αντιτίθεται στην κίνηση του πηνίου και το αναπαύεται από αυτές τις αντίθετες δυνάμεις.
  • Σε ρυθμιζόμενη ταχύτητα κίνησης:  Ένας συνδυασμός ταχύτητας εφεδρικού ρεύματος μπορεί να επιτευχθεί μεταβλητή ταχύτητα όπως απαιτείται για διαφορετικές βιομηχανικές εφαρμογές.

** Αν και το ρεύμα eddy είναι ανεπιθύμητο σε ορισμένες εφαρμογές μπορεί να δημιουργήσει ανεπιθύμητες μαγνητικές παρεμβολές στο επιθυμητό σήμα. Όπου εφαρμόζουμε μαγνήτες υψηλού πεδίου, η ανάλυση για το πεδίο σφάλματος που δημιουργήθηκε από τον eddy, πρέπει να υπολογιστεί και να ληφθεί μέριμνα για καλύτερη ακρίβεια.

Εφαρμογές για τον αισθητήρα ρεύματος Eddy

Οι αισθητήρες ρεύματος Eddy χρησιμοποιούνται εκτενώς στη βιομηχανία λόγω της σταθερότητας και της εφαρμογής του σε ακραίες συνθήκες. Οπως

  • Οι αισθητήρες ρεύματος Eddy μετρούν τους κραδασμούς σε γαλβανιστικές εγκαταστάσεις χάλυβα
  • Για τη μέτρηση του πάχους της μεταλλικής πλάκας από λαμαρίνα, σωλήνες ή κοίλοι σωλήνες χρησιμοποίησαν επίσης αισθητήρα ρεύματος
  • Η κίνηση της θέσης του κυλίνδρου σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης έχει επίσης αισθητήρα ρεύματος
  • Για τη μέτρηση της κίνησης των υδραυλικών κυλίνδρων, μπορεί να είναι χρήσιμος και ο αισθητήρας ροδικού ρεύματος.
  • Χρησιμοποιείται σε αεροπλάνο, όπως διακόπτης κλειδώματος πόρτας και πτερύγιο προσγείωσης κ.λπ.
Σχέδιο αισθητήρα ρεύματος Eddy
Σχέδιο αισθητήρα ρεύματος Eddy
MatthiasDDΣχέδιο Ferraris-SensorCC BY-SA 3.0

Αισθητήρας μετατόπισης τύπου Eddy Current

Αισθητήρας ρεύματος περιστροφής
Αισθητήρας ρεύματος περιστροφής

Αρχή ανίχνευσης

Τα μαγνητικά πεδία υψηλής συχνότητας χρησιμοποιούνται στη μέθοδο eddy current. Αυτή η υψηλή συχνότητα. Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται ρέοντας ρεύματα υψηλής συχνότητας εντός του πηνίου που τοποθετούνται μέσα στους αισθητήρες ρεύματος eddy που ονομάζονται αισθητήρες ή κεφαλή αισθητήρα μερικές φορές. Ας υποθέσουμε ότι ένας στόχος (μέταλλο) εισάγεται σε αυτό το μαγνητικό πεδίο. Σε αυτήν την περίπτωση, η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή προκαλεί τη διέλευση της μαγνητικής ροής πάνω από την επιφάνεια αυτού του αντικειμένου. Το ρεύμα Eddy ρέει κάθετα. Αυτό προκαλεί την αλλαγή της σύνθετης αντίστασης του αισθητήρα ρεύματος. Ως εκ τούτου, η απόσταση θα μπορούσε να μετρηθεί με αυτήν τη διαδικασία.

Οι ανιχνευτές μετατόπισης ρεύματος eddy παράγουν ένα εύκαμπτο μαγνητικό πεδίο χρησιμοποιώντας ένα υψηλής συχνότητας παρόν στην κεφαλή του ανιχνευτή. Όταν υπάρχει ένα αντικείμενο μέτρησης (μέταλλο) μέσα σε αυτό το μαγνητικό πεδίο, τότε δημιουργείται πλεόνασμα ρεύματος γύρω από τη μαγνητική ροή, η οποία διέρχεται από την επιφάνεια του αντικειμένου λόγω του αποτελέσματος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Αυτό επηρεάζει την αντίσταση του πηνίου μέσα στην κεφαλή του ανιχνευτή.

Δεδομένου ότι ο χώρος μεταξύ του αντικειμένου μέτρησης (κράμα) μαζί με το άκρο του αισθητήρα μειώνεται, δημιουργείται το πιο σημαντικό ρεύμα και αυξάνεται η απώλεια ενέργειας στο άκρο του αισθητήρα ρεύματος. Εξαιτίας αυτού, μόλις δημιουργηθεί χώρος πιο κοντά, η ταλάντωση μειώνεται. Αφού ο χώρος είναι υψηλότερος, η ταλάντωση γίνεται μεγαλύτερη. Οι ανιχνευτές διορθώνουν τις παραλλαγές στην ταλάντωση, η οποία προκαλεί αλλοίωση της τάσης DC. Όμως, η γραμμικότητα καθορίζεται μέσω γραμμικοποίησης και μπορεί να βρεθεί ένα αποτέλεσμα που είναι ανάλογο με το διάστημα.

Οι αμοιβαίες παρεμβολές επηρεάζουν μερικές φορές αυτήν τη μέτρηση.

Συναρμολόγηση πρόσωπο με πρόσωπο

Αισθητήρας ρεύματος Eddy: Συναρμολόγηση πρόσωπο με πρόσωπο

Παράλληλη τοποθέτηση

Παράλληλη τοποθέτηση

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι παρέμβασης μεταξύ τους. μερικά από αυτά έχουν ως εξής:

  • Οι αισθητήρες ρεύματος Eddy πρέπει να εγκατασταθούν με απόσταση, έτσι ώστε να μην προκαλούνται παρεμβολές.
  • Πρέπει να εγκατασταθεί, μαζί με διαφορετικό τύπο συχνότητας.
  • Πρέπει να εγκατασταθεί λαμβάνοντας υπόψη τη λειτουργία πρόληψης παρεμβολών.

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το τρέχον κλικ του Eddy Έντι τρέχον φρένο Τρέχουσα δοκιμή Eddy.

Σχετικά με τον Δρ. Subrata Jana

Είμαι Subrata, Ph.D. στην Μηχανική, ειδικότερα ενδιαφέρεται για τομείς που σχετίζονται με την επιστήμη της πυρηνικής ενέργειας και της ενέργειας Έχω εμπειρία πολλαπλών τομέων, ξεκινώντας από το Service Engineer για ηλεκτρονικές μονάδες δίσκου και μικροελεγκτή έως εξειδικευμένη εργασία Ε & Α. Έχω εργαστεί σε διάφορα έργα, όπως πυρηνική σχάση, φωτοβολταϊκή σύντηξη, φωτοβολταϊκός, σχεδιασμός θερμαντήρα και άλλα έργα. Έχω έντονο ενδιαφέρον για τον επιστημονικό τομέα, την ενέργεια, τα ηλεκτρονικά και τα όργανα και τον βιομηχανικό αυτοματισμό, κυρίως λόγω του μεγάλου εύρους των διεγερτικών προβλημάτων που κληρονομούνται σε αυτόν τον τομέα και κάθε μέρα αλλάζει με τη βιομηχανική ζήτηση. Στόχος μας εδώ είναι να δείξουμε αυτά τα μη συμβατικά, περίπλοκα επιστημονικά θέματα με έναν εύκολο και κατανοητό τρόπο.
Είμαι παθιασμένος με την εκμάθηση νέων τεχνικών και καθοδηγώ τα νεαρά μυαλά να αποδίδουν σαν επαγγελματίας, να έχουν όραμα και να βελτιώνουν την απόδοσή τους εμπλουτίζοντας γνώσεις και εμπειρία.
Εκτός από το επαγγελματικό μέτωπο, μου αρέσει η φωτογραφία, η ζωγραφική και η εξερεύνηση της ομορφιάς της φύσης. Ας συνδεθούμε μέσω συνδέσμου - https://www.linkedin.com/in/subrata-jana-399336140/

Lambda Geeks