本發(fā)明涉及非接觸式電渦流傳感器校準(zhǔn)領(lǐng)域，具體地說是一種非接觸式電渦流傳感器校準(zhǔn)裝置及其自動(dòng)校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

電渦流傳感器是基于高頻磁場(chǎng)在金屬表面形成“渦流效應(yīng)”的原理而制成的一種多用途傳感器，有著長期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、非接觸測(cè)量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)和一些科研單位，對(duì)汽輪機(jī)、水輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空分機(jī)、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和保護(hù)。因電渦流傳感器在監(jiān)測(cè)和保護(hù)生產(chǎn)試驗(yàn)安全方面作用尤為重大，因此如何保證其量值的準(zhǔn)確可靠成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。

在目前的校準(zhǔn)中，電渦流傳感器的校準(zhǔn)分為動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)和靜態(tài)校準(zhǔn)，以模擬傳感器的實(shí)際工況，進(jìn)行接近于實(shí)際情況的性能測(cè)試。

靜態(tài)校準(zhǔn)主要適用于對(duì)監(jiān)測(cè)軸向位移的電渦流傳感器的校準(zhǔn)，它是以位移靜校器的感應(yīng)盤面相對(duì)電渦流傳感器端面的位置變化，來測(cè)試傳感器對(duì)靜態(tài)位移變化的感知和反應(yīng)能力。

目前，電渦流傳感器的靜態(tài)校準(zhǔn)還是手動(dòng)、單支進(jìn)行，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)位移量需手動(dòng)旋轉(zhuǎn)千分尺、人工目視判斷旋轉(zhuǎn)量、人工讀出標(biāo)準(zhǔn)位移，測(cè)試來回3個(gè)行程共66個(gè)點(diǎn)，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、標(biāo)準(zhǔn)位移不準(zhǔn)確、人工判斷容易出錯(cuò)等諸多不足，不適應(yīng)工作和形勢(shì)發(fā)展需要。在溯源時(shí)，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(fèi)時(shí)費(fèi)力，溯源方法還不夠可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種非接觸式電渦流傳感器校準(zhǔn)裝置，使校準(zhǔn)過程全部自動(dòng)完成，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高校準(zhǔn)的效率和可靠性。

為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種非接觸式電渦流傳感器校準(zhǔn)裝置，包括至少一個(gè)用于與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間形成感應(yīng)磁場(chǎng)的感應(yīng)盤，

所述的感應(yīng)盤由電缸帶動(dòng)其作橫向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)盤與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)盤與一用于采集感應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)采集模塊連接，所述的感應(yīng)盤與數(shù)據(jù)采集模塊之間設(shè)有一用于檢測(cè)被檢電渦流傳感器測(cè)試頭與感應(yīng)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(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的感應(yīng)電壓及位移量傳輸給一數(shù)據(jù)分析與處理模塊，通過該數(shù)據(jù)分析與處理模塊進(jìn)行分析與處理，根據(jù)需要發(fā)出位移指令給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令給電缸。

本發(fā)明以電缸產(chǎn)生位移，位移量由磁致伸縮傳感器準(zhǔn)確測(cè)量，被檢的電渦流傳感器感應(yīng)電壓與標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明采取以下技術(shù)措施：

所述的數(shù)據(jù)分析與處理模塊和一顯示模塊連接。顯示模塊根據(jù)需要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前感應(yīng)電壓等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

所述的數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)分析與處理模塊集成為一多功能數(shù)據(jù)采集卡。

所述的多功能數(shù)據(jù)采集卡安裝在一工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中，該工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中裝有控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)用于控制多功能數(shù)據(jù)采集卡。

所述的感應(yīng)盤有多個(gè)，所有感應(yīng)盤的軸線互相平行設(shè)置?？赏瑫r(shí)校準(zhǔn)多個(gè)電渦流傳感器。

上述非接觸式電渦流傳感器校準(zhǔn)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，其使感應(yīng)盤與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間形成感應(yīng)磁場(chǎng)，由控制系統(tǒng)發(fā)出位移指令，驅(qū)動(dòng)電缸運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剛性連接在電缸移動(dòng)部件上的感應(yīng)盤移動(dòng)，控制系統(tǒng)采集感應(yīng)盤的實(shí)際位移量以及被檢電渦流傳感器的感應(yīng)電壓，進(jìn)而分析位移變化量ΔL和感應(yīng)電壓的變化量Δu的關(guān)系是否滿足要求。

本發(fā)明以精確控制位移量和移動(dòng)后再測(cè)試位移變化兩種手段，確保了位移變化的真實(shí)可靠，使位移調(diào)整不到位、計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確等原有方法固有的弊端得到消除，確定了移動(dòng)后兩點(diǎn)間的位移變化量作為標(biāo)準(zhǔn)位移值的方法，相比現(xiàn)行的先確定位移量再進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法更為合理可靠。同時(shí)，為保證這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量的準(zhǔn)確可靠，只需對(duì)測(cè)量這個(gè)位移量的工具：磁致伸縮位移傳感器這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行送檢即可，簡化了溯源的難度。原有的方法在原理上，應(yīng)該將整個(gè)裝置送檢，但現(xiàn)狀是沒有任何單位可以接受溯源，也沒有任何標(biāo)準(zhǔn)裝置可以提供溯源。相比之下，本發(fā)明提出的方法更為可靠、可行。

上述的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，其具體步驟如下：

1)使被檢電渦流傳感器測(cè)試頭的軸線與對(duì)應(yīng)感應(yīng)盤的軸線在同一條直線上，被檢電渦流傳感器測(cè)試頭所在的端面與感應(yīng)盤的表面平行，使感應(yīng)盤與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間形成感應(yīng)磁場(chǎng)；

2)啟動(dòng)控制系統(tǒng)，記錄初始電壓和初始相對(duì)位置；

3)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值，發(fā)出位移指令，驅(qū)動(dòng)電缸的移動(dòng)部件，從而帶動(dòng)感應(yīng)盤運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后，通過磁致伸縮位移傳感器采集感應(yīng)盤的實(shí)際位移量，同時(shí)采集被檢電渦流傳感器感應(yīng)電壓；

4)對(duì)采集的實(shí)際位移量和感應(yīng)電壓的變化量進(jìn)行分析和記錄，為后續(xù)傳感器測(cè)試結(jié)果的判定提供依據(jù)；

5)重復(fù)步驟3)和4)移動(dòng)10個(gè)點(diǎn)，完成第1個(gè)行程的測(cè)試；

6)反向移動(dòng)電缸和感應(yīng)盤，根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)定再測(cè)試11個(gè)點(diǎn)的實(shí)際位移量和感應(yīng)電壓；

7)重復(fù)步驟3)到4)，共完成3個(gè)往復(fù)移動(dòng)；

8)根據(jù)3個(gè)往復(fù)移動(dòng)的測(cè)試結(jié)果，采用最小二乘法，完成對(duì)被檢傳感器的標(biāo)定。

本發(fā)明具有的有益效果是：本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置，使校準(zhǔn)過程全部自動(dòng)完成，勞動(dòng)強(qiáng)度低，校準(zhǔn)的效率和可靠性高；可以多路同時(shí)校準(zhǔn)又互不干擾，測(cè)試、記錄、計(jì)算、評(píng)估、出證全部自動(dòng)進(jìn)行，成倍提高了生產(chǎn)效率，顯著降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明采用移動(dòng)后兩點(diǎn)間的位移變化量作為標(biāo)準(zhǔn)位移值的方法，使用的是比較法，只需將作為標(biāo)準(zhǔn)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(fā)明校準(zhǔn)裝置實(shí)施例1的原理示意圖。

圖2是本發(fā)明校準(zhǔn)裝置實(shí)施例2的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1

如圖1所示的非接觸式電渦流傳感器校準(zhǔn)裝置，用于與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間形成感應(yīng)磁場(chǎng)的感應(yīng)盤由電缸帶動(dòng)其作橫向移動(dòng)，電缸中的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)盤與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)盤與用于采集感應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)采集模塊連接，所述的感應(yīng)盤與數(shù)據(jù)采集模塊之間設(shè)有用于檢測(cè)被檢電渦流傳感器測(cè)試頭與感應(yīng)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(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的感應(yīng)電壓及位移量傳輸給數(shù)據(jù)分析與處理模塊，通過該數(shù)據(jù)分析與處理模塊進(jìn)行分析與處理，根據(jù)需要發(fā)出位移指令給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令給電缸。

所述的數(shù)據(jù)分析與處理模塊和顯示模塊連接。

所述的感應(yīng)盤有4個(gè)，所有感應(yīng)盤的軸線互相平行設(shè)置。

實(shí)施例2

如圖2所示的非接觸式電渦流傳感器校準(zhǔn)裝置，用于與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間形成感應(yīng)磁場(chǎng)的感應(yīng)盤由電缸帶動(dòng)其作橫向移動(dòng)，電缸中的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)盤與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)盤與用于采集感應(yīng)電壓的多功能數(shù)據(jù)采集卡連接，所述的感應(yīng)盤與數(shù)據(jù)采集模塊之間設(shè)有用于檢測(cè)被檢電渦流傳感器測(cè)試頭與感應(yīng)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(shù)據(jù)采集卡，多功能數(shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)位移量和感應(yīng)電壓進(jìn)行分析與處理后，根據(jù)需要發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令給電缸。

所述的多功能數(shù)據(jù)采集卡安裝在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中，該工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中裝有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于控制多功能數(shù)據(jù)采集卡。

上述實(shí)施例1-2中校準(zhǔn)裝置的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，其具體步驟如下：

1)使被檢電渦流傳感器測(cè)試頭的軸線與對(duì)應(yīng)感應(yīng)盤的軸線在同一條直線上，被檢電渦流傳感器測(cè)試頭所在的端面與感應(yīng)盤的表面平行，使感應(yīng)盤與被檢電渦流傳感器測(cè)試頭之間形成感應(yīng)磁場(chǎng)；

2)啟動(dòng)控制系統(tǒng)，記錄初始電壓和初始相對(duì)位置；

3)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值，發(fā)出位移指令，驅(qū)動(dòng)電缸的移動(dòng)部件，從而帶動(dòng)感應(yīng)盤運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后，通過磁致伸縮位移傳感器采集感應(yīng)盤的實(shí)際位移量，同時(shí)采集被檢電渦流傳感器感應(yīng)電壓；

4)對(duì)采集的實(shí)際位移量和感應(yīng)電壓的變化量進(jìn)行分析和記錄，為后續(xù)傳感器測(cè)試結(jié)果的判定提供依據(jù)；

5)重復(fù)步驟3)和4)移動(dòng)10個(gè)點(diǎn)，完成第1個(gè)行程的測(cè)試；

6)反向移動(dòng)電缸和感應(yīng)盤，根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)定再測(cè)試11個(gè)點(diǎn)的實(shí)際位移量和感應(yīng)電壓；

7)重復(fù)步驟3)到4)，共完成3個(gè)往復(fù)移動(dòng)；

8)根據(jù)3個(gè)往復(fù)移動(dòng)的測(cè)試結(jié)果，采用最小二乘法，完成對(duì)被檢傳感器的標(biāo)定。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。