一種非接觸式電渦流傳感器校準裝置及其自動校準方法與流程
2023-05-17 09:23:16 1
本發明涉及非接觸式電渦流傳感器校準領域，具體地說是一種非接觸式電渦流傳感器校準裝置及其自動校準方法。
背景技術：
電渦流傳感器是基於高頻磁場在金屬表面形成「渦流效應」的原理而製成的一種多用途傳感器，有著長期工作可靠性好、靈敏度高、抗幹擾能力強、非接觸測量、響應速度快、不受油水等介質的影響等特點，廣泛應用於電力、石油、化工、冶金等行業和一些科研單位，對汽輪機、水輪機、鼓風機、壓縮機、空分機、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉機械軸的徑向振動、軸向位移、鍵相器、軸轉速、脹差、偏心、以及轉子動力學研究和零件尺寸檢驗等進行在線監測和保護。因電渦流傳感器在監測和保護生產試驗安全方面作用尤為重大，因此如何保證其量值的準確可靠成為各方關注的焦點。
在目前的校準中，電渦流傳感器的校準分為動態校準和靜態校準，以模擬傳感器的實際工況，進行接近於實際情況的性能測試。
靜態校準主要適用於對監測軸向位移的電渦流傳感器的校準，它是以位移靜校器的感應盤面相對電渦流傳感器端面的位置變化，來測試傳感器對靜態位移變化的感知和反應能力。
目前，電渦流傳感器的靜態校準還是手動、單支進行，產生標準位移量需手動旋轉千分尺、人工目視判斷旋轉量、人工讀出標準位移，測試來回3個行程共66個點，存在勞動強度大、效率低、標準位移不準確、人工判斷容易出錯等諸多不足，不適應工作和形勢發展需要。在溯源時，位移靜校器不能完整送檢，只能將其中的千分尺拆下來送檢，費時費力，溯源方法還不夠可靠。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種非接觸式電渦流傳感器校準裝置，使校準過程全部自動完成，以降低勞動強度，提高校準的效率和可靠性。
為此，本發明採用如下的技術方案：一種非接觸式電渦流傳感器校準裝置，包括至少一個用於與被檢電渦流傳感器測試頭之間形成感應磁場的感應盤，
所述的感應盤由電缸帶動其作橫向移動，實現感應盤與被檢電渦流傳感器測試頭之間的相對運動，感應盤與一用於採集感應電壓的數據採集模塊連接，所述的感應盤與數據採集模塊之間設有一用於檢測被檢電渦流傳感器測試頭與感應盤之間精確位移量的磁致伸縮位移傳感器；
所述的磁致伸縮位移傳感器將位移量傳輸給數據採集模塊，數據採集模塊將採集到的感應電壓及位移量傳輸給一數據分析與處理模塊，通過該數據分析與處理模塊進行分析與處理，根據需要發出位移指令給數據採集模塊，數據採集模塊發出驅動指令給電缸。
本發明以電缸產生位移，位移量由磁致伸縮傳感器準確測量，被檢的電渦流傳感器感應電壓與標準位移量直接比較，得出傳感器的靈敏度和線性情況，從而完成傳感器的校準。
作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明採取以下技術措施：
所述的數據分析與處理模塊和一顯示模塊連接。顯示模塊根據需要實時顯示當前感應電壓等關鍵數據。
所述的數據採集模塊和數據分析與處理模塊集成為一多功能數據採集卡。
所述的多功能數據採集卡安裝在一工業控制計算機中，該工業控制計算機中裝有控制系統，所述的控制系統用於控制多功能數據採集卡。
所述的感應盤有多個，所有感應盤的軸線互相平行設置。可同時校準多個電渦流傳感器。
上述非接觸式電渦流傳感器校準的自動校準方法，其使感應盤與被檢電渦流傳感器測試頭之間形成感應磁場，由控制系統發出位移指令，驅動電缸運動，帶動剛性連接在電缸移動部件上的感應盤移動，控制系統採集感應盤的實際位移量以及被檢電渦流傳感器的感應電壓，進而分析位移變化量ΔL和感應電壓的變化量Δu的關係是否滿足要求。
本發明以精確控制位移量和移動後再測試位移變化兩種手段，確保了位移變化的真實可靠，使位移調整不到位、計數不準確等原有方法固有的弊端得到消除，確定了移動後兩點間的位移變化量作為標準位移值的方法，相比現行的先確定位移量再進行調節的方法更為合理可靠。同時，為保證這個標準量的準確可靠，只需對測量這個位移量的工具：磁致伸縮位移傳感器這個標準器進行送檢即可，簡化了溯源的難度。原有的方法在原理上，應該將整個裝置送檢，但現狀是沒有任何單位可以接受溯源，也沒有任何標準裝置可以提供溯源。相比之下，本發明提出的方法更為可靠、可行。
上述的自動校準方法，其具體步驟如下：
1)使被檢電渦流傳感器測試頭的軸線與對應感應盤的軸線在同一條直線上，被檢電渦流傳感器測試頭所在的端面與感應盤的表面平行，使感應盤與被檢電渦流傳感器測試頭之間形成感應磁場；
2)啟動控制系統，記錄初始電壓和初始相對位置；
3)控制系統根據設定值，發出位移指令，驅動電缸的移動部件，從而帶動感應盤運動，移動結束後，通過磁致伸縮位移傳感器採集感應盤的實際位移量，同時採集被檢電渦流傳感器感應電壓；
4)對採集的實際位移量和感應電壓的變化量進行分析和記錄，為後續傳感器測試結果的判定提供依據；
5)重複步驟3)和4)移動10個點，完成第1個行程的測試；
6)反向移動電缸和感應盤，根據控制系統設定再測試11個點的實際位移量和感應電壓；
7)重複步驟3)到4)，共完成3個往復移動；
8)根據3個往復移動的測試結果，採用最小二乘法，完成對被檢傳感器的標定。
本發明具有的有益效果是：本發明的校準裝置，使校準過程全部自動完成，勞動強度低，校準的效率和可靠性高；可以多路同時校準又互不幹擾，測試、記錄、計算、評估、出證全部自動進行，成倍提高了生產效率，顯著降低了勞動強度。本發明採用移動後兩點間的位移變化量作為標準位移值的方法，使用的是比較法，只需將作為標準傳感器的磁致伸縮位移傳感器送檢即可，方便可靠。
附圖說明
圖1是本發明校準裝置實施例1的原理示意圖。
圖2是本發明校準裝置實施例2的原理示意圖。
具體實施方式
下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。
實施例1
如圖1所示的非接觸式電渦流傳感器校準裝置，用於與被檢電渦流傳感器測試頭之間形成感應磁場的感應盤由電缸帶動其作橫向移動，電缸中的電機為步進電機，實現感應盤與被檢電渦流傳感器測試頭之間的相對運動，感應盤與用於採集感應電壓的數據採集模塊連接，所述的感應盤與數據採集模塊之間設有用於檢測被檢電渦流傳感器測試頭與感應盤之間精確位移量的磁致伸縮位移傳感器。
所述的磁致伸縮位移傳感器將位移量傳輸給數據採集模塊，數據採集模塊將採集到的感應電壓及位移量傳輸給數據分析與處理模塊，通過該數據分析與處理模塊進行分析與處理，根據需要發出位移指令給數據採集模塊，數據採集模塊發出驅動指令給電缸。
所述的數據分析與處理模塊和顯示模塊連接。
所述的感應盤有4個，所有感應盤的軸線互相平行設置。
實施例2
如圖2所示的非接觸式電渦流傳感器校準裝置，用於與被檢電渦流傳感器測試頭之間形成感應磁場的感應盤由電缸帶動其作橫向移動，電缸中的電機為步進電機，實現感應盤與被檢電渦流傳感器測試頭之間的相對運動，感應盤與用於採集感應電壓的多功能數據採集卡連接，所述的感應盤與數據採集模塊之間設有用於檢測被檢電渦流傳感器測試頭與感應盤之間精確位移量的磁致伸縮位移傳感器。
所述的磁致伸縮位移傳感器將位移量傳輸給多功能數據採集卡，多功能數據採集卡中的數據處理模塊對位移量和感應電壓進行分析與處理後，根據需要發出驅動指令給電缸。
所述的多功能數據採集卡安裝在工業控制計算機中，該工業控制計算機中裝有控制系統，控制系統用於控制多功能數據採集卡。
上述實施例1-2中校準裝置的自動校準方法，其具體步驟如下：
1)使被檢電渦流傳感器測試頭的軸線與對應感應盤的軸線在同一條直線上，被檢電渦流傳感器測試頭所在的端面與感應盤的表面平行，使感應盤與被檢電渦流傳感器測試頭之間形成感應磁場；
2)啟動控制系統，記錄初始電壓和初始相對位置；
3)控制系統根據設定值，發出位移指令，驅動電缸的移動部件，從而帶動感應盤運動，移動結束後，通過磁致伸縮位移傳感器採集感應盤的實際位移量，同時採集被檢電渦流傳感器感應電壓；
4)對採集的實際位移量和感應電壓的變化量進行分析和記錄，為後續傳感器測試結果的判定提供依據；
5)重複步驟3)和4)移動10個點，完成第1個行程的測試；
6)反向移動電缸和感應盤，根據控制系統設定再測試11個點的實際位移量和感應電壓；
7)重複步驟3)到4)，共完成3個往復移動；
8)根據3個往復移動的測試結果，採用最小二乘法，完成對被檢傳感器的標定。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的結構作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發明的保護範圍內。