專利名稱：差分渦流傳感器的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及測量技術，尤其是涉及一種差分渦流傳感器。
本發明可以在機械工程中應用于電流傳導和/或磁鐵材料和產品的非破壞性測試，用于測量至表面的距離，薄片和涂層的厚度，產品的尺寸以及用于控制整個生產過程中的探傷檢驗，以及在工程技術中的其它領域。
目前，設計的大量的差分渦流傳感器廣泛地應用于各種儀器儀表和測量系統中。已知的大多數差分渦流傳感器的特征是在測量結果中存在誤差，即所謂的外部因素造成的附加誤差。已知的差分渦流傳感器設計上的許多改進的目的是通過最大程度地減小附加誤差來提高測量的精度；但是，目前，這個問題還遠遠沒有完全解決。
已知的現有技術是一種用于測量機械的(非電的)參數(參見DE#3,817,371)的差分渦流傳感器，其包括兩個線圈和一個在所述的線圈內部可活動的并連接到所控制的目標物上的磁鐵芯。線圈的電感值是根據磁鐵芯采取的位置而變化，所述的線圈的共同引出線被連接到LC振蕩器的輸入端之一，而其兩個其它的引出線被通過一個模擬多路轉接器交替地連接到LC-振蕩器的第二個輸入端，自激振蕩器的振蕩頻率取決于LC-電路的感應系數值，即取決于在給定某時刻被連接到其輸入端的線圈。LC-振蕩器的輸出信號的頻率在連接了兩個線圈的每一個后被測定，因此，微型計算機根據頻率間的差值計算傳感器測量的參數值。
前述的渦流傳感器的特征在于低操作速度，必須使用多位計數器(由于它的誤差相對較低)，嚴格的分辨率，以及相當高的復雜性，因此，硬件運行的成本高。
已知的現有技術是一種用于電傳導和/或鐵磁材料和產品的非破壞性測試的渦流測量系統(參見US專利#5,541,510A)，包括一個給阻抗網絡供電的發生器，一個幅度檢測器，一相位檢測器，一個解調器，一個計算單元和一個渦流傳感器，此渦流傳感器具有一個探測線圈并與一個平行連接的電容一起構成一個諧振電路。所述的測量系統可以測量與所測試的目標有關的兩個參數。但是，在此情況下，實際影響渦流傳感器的參數多于兩個。
例如，當測量至所測試的目標物的距離和其線性尺寸(厚度)，三個其它的參數中的至少兩個的可能的變化即電導系數、導磁率和溫度，以及目標物可能涉及的其余參數(包括其線形尺寸)是未被補償的。
在此系統的一個實施例中部分地消除了所述的因素對測量結果的影響，該系統包括差分連接的渦流傳感器。但是，此系統的變化涉及對所使用的渦流傳感器的較嚴格的需求，即，對于相同的尺寸和電參數，由于在特征上的技術擴展，其難以實現。
因此，兩個渦流傳感器必須被非常精確地設置以便對于所測試的目標物它們位于相同的位置和/或在相同的環境條件。
渦流傳感器的非同一性和它們的排列導致對于不可控制的因素的變化的不完全補償，因此，導致測量結果的誤差。
此外，由渦流傳感器產生的信號處理必須使用昂貴的放大器設備。前述的系統的獨特特征增加了其復雜性和成本。
電連接的渦流和感應傳感器在電橋電路中有廣泛的應用，其中一個對角電橋由正弦電壓的電源供電，另一對角電橋被連接到差分放大器的輸入端，其后，一交流電壓受到相位靈敏性檢測和濾波。
此電路設計的特征在于復雜平衡，一不平衡電橋的非線性，時間和溫度的不穩定性，涉及如昂貴的同軸電纜的使用的電磁干擾保護的影響。
與在此所介紹的渦流傳感器最接近的是在Kaman Instrumentation(USA)的題為“測量方法手冊”，1999，p.6(以及pp.4和5)中所描述的，其中傳感器也是基于一個電橋電路。
所述的已知渦流傳感器包括一個主檢測器，其包括兩個相同的探測線圈和一個包括兩個電容和兩個電阻元件的電子單元。每個探測線圈并聯有一個電容元件，所述的線圈與電容元件一起形成一個平行的諧振電路。此兩個電路被分隔成電橋的鄰接臂，電橋的其它兩個臂實際上是電阻元件。線圈的節點接地，一振蕩電壓被施加到阻抗元件的節點上。電路產生的輸出信號從電阻和線圈的節點輸出。
只有在平衡電橋的情況下補償溫度穩定性才是可能的，即測試目標物的位置固定，目標物的電磁參數的值可變(即，導電率和導磁率)。
探測線圈的參數的不完全識別和傳感器電路元件的參數的擴展存在阻礙了對諧振電路的電容元件和平衡電橋臂的阻抗元件的選擇。因此，由于電橋臂是由不同的元件組成的事實，完全的平衡在實踐中是不可能的。即使當電橋是幅度平衡的，也會發生相位漂移，在相位靈敏性解調的情況下導致“零漂移”誤差，分辨率受影響以及輸出信號的溫度不穩定性。
在測量過程中受干擾的電橋平衡發生，此時受測試目標物對探測線圈產生一個不對稱的效果，其也對測量結果的精度產生負面的影響。
最后，獲取信號的轉換需要差分(儀器)放大器，其使測量設備整體上復雜化并增加了成本。
本發明的主要目的在于開發一種差分渦流傳感器，其中由于適當的主檢測器的設計構造，電子單元的適當的元件設計方案和補償由于外部因素的影響產生的附加誤差而增強了測量的精度。
上述的目的是通過以下的技術方案實現的在一個差分渦流傳感器中包括一個適合與受測試目標物配合使用的主檢測器，其包括兩個相同的探測線圈，每個探測線圈包括一個第一輸出端和一個第二輸出端，在所述的第二輸出端上施加有一電壓，一電子單元與所述的主檢測器電連接，所述的電子單元包括一個阻抗元件，一個電容元件和一個信號放大器，在信號放大器的輸出端形成一個輸出信號。根據本發明，所述的主檢測器還包括一個具有第一導線和第二導線的附加線圈，通過這些導線所述的線圈被分別串聯至第一和第二探測線圈的第一輸出端，所述的電子單元的阻抗元件顯示為一個電位計，信號放大器表示為一個操作放大器，其非倒相輸入端接地，倒相輸入端通過電容元件連接到電位計的中點導線，電位計的第一和第二導線被分別連接到附加線圈的第一和第二導線，探測線圈的第一導線，施加逆相的交流電壓的第二導線。
由于本技術方案，本差分渦流傳感器由于在探測線圈上的受測試目標物所產生的對稱(相同)效果和此外當受測試目標物僅影響一個線圈時，在探測線圈上產生的非對稱效果的兩種情況下，補償了溫度不穩定性從而增強了測量的精度。
附加線圈被設定了與探測線圈相同的物理條件，其中它的阻抗的變化程度與外部因素產生的影響大致相同。考慮到線圈的比率計連接電路，差分渦流傳感器的輸出信號直接與探測線圈的阻抗比或受測試目標物的阻抗和附加線圈的阻抗比成正比，其中在測量精度的環境溫度的不利影響被大大地補償。
重要的是第一和第二探測線圈的阻抗值相等，附加線圈的電阻值遠超過每個探測線圈的阻抗值，而在沒有受測試目標物的情況下，第一和第二探測線圈的Q值與附加線圈的相同。
從設計結構的觀點來看，如下結構是合理的差分渦流變換器包括一個第一線圈架，在線圈架上，第一探測線圈、附加線圈和第二探測線圈被串聯和同軸排列。
根據受測試目標物的控制參數的特性(即，空氣間隙、厚度、直徑、長度、電導率、導磁率)，所述的探測線圈的至少一個適用于安放在受測試目標物的附近。
在本發明的其它實施例中，受測試目標物可以放置在第一線圈架提供的軸心處。
無論何時在測量時受測試目標物相對于某固定點或某長度進行位移，考慮到在第一線圈架的軸心內的可能的線性位移，附加線圈的軸向長度超過受測試目標物的長度。
無論何時，測量受測試目標物的剖視尺寸或發現它的電磁特性，全部所述的線圈的總軸向長度應該小于受測試目標物的長度。
本發明允許測量各種形狀的目標物的參數。
尤其是，用于檢查壁厚度和/或圓柱形殼的輪廓的同心度，附加線圈由兩個相互串聯連接的部分組成。差分渦流傳感器還包括一個第二線圈架，在線圈架上設有第一探測線圈和附加線圈的第一部分以及一個第三線圈，在第三線圈上安置有第二探測線圈和附加線圈的第二部分，所述的第一和第二探測線圈適用于被受測試目標物安插在其間。
這樣的線圈可以具有不同的預定的構造以便適合于受測試目標物的形狀。
無論何時，受測試目標物被安置在主探測器的外部，附加線圈的最大的剖視尺寸應該是前述的尺寸的一半，小于從附加線圈到受測試目標物的最小的可能距離。
考慮到受測試目標物對線圈產生實質的影響直到前述的距離約等于線圈剖視尺寸的一半，選擇這個剖視尺寸。
本發明的特征在于考慮到在第一線圈架的軸心內的受測試目標物的可能的線性位移，附加線圈的軸向長度可以超過受測試目標物的長度，所有的所述的線圈的總軸向長度小于受測試目標物的長度。
本發明的特征在于電子單元可以包括一個第二電容元件，其與電位計中點導線和操作放大器的輸出端連接。
提供的所述的第二電容元件增加了諧振電路的阻抗的電抗性元件，因此增加了其Q值。
本發明最好是第一和第二探測線圈，第一和第二電容元件，電位計和操作放大器具有那些參數，與這些參數，第一和第二探測線圈與電位計連接，第一和第二電容元件和操作放大器形成在沒有受測試目標物的情況下具有Q值從10到20的一串聯的諧振電路。
在沒有受測試目標物的情況下，測量電路被調節到與驅動頻率諧振，測量電路的阻抗在受測試目標物的影響下改變，因此電路的固有頻率也被改變，而諧振電路的高Q值增加當前的渦流傳感器的響應。
本發明的進一步的目的請參見附圖及下面的一些特定的實施例的詳細描述。
圖1是本發明的差分渦流傳感器的示意圖；圖2是關于差分渦流傳感器的主檢測器的放置受測試目標物的第一種實施例；圖3是圖2的第二種實施例；圖4是圖2的第3種實施例；圖5是圖2的第4種實施例；和圖6是圖2的第5種實施例；本差分渦流傳感器包括一主檢測器1(圖1)，其包括兩個相同的探測線圈2和3，每個具有第一導線和第二導線，一附加線圈4提供第一導線和第二導線。線圈4被串聯到第一和第二探測線圈2、3的第一導線，形成連接節點A和B。
本差分渦流傳感器還包括一個電子單元5，其與所述的主檢測器1電連接，設有一個電位計6，一個電容元件7和具有反饋電阻9的操作放大器8。電位計6的第一和第二導線被連接到探測線圈2，3和附加線圈4的導線的連接節點A和B，電位計6的中點導線被連接到電容元件7，電容元件7接著被連接到操作放大器8的倒相輸入端，使其不倒相輸入端接地。操作放大器8的輸出端用作電子單元5的輸出端。
被放置在探測線圈2、3的附近的受測試目標物10通常在附圖中描述。
所考慮的差分渦流傳感器還包括第二電容元件，其連接到電位計中點導線6和操作放大器8的輸出端上。提供的第二電容元件11增加了諧振電路的阻抗的抗電性元件，因此增加了其Q值。差分渦流傳感器的供電是由一逆相交流電壓電源供電的。
所述的差分渦流傳感器的電路如下附加線圈4用作探測線圈2和3的載阻抗，全部三個線圈2、3、4和阻抗具有感應電阻的特性，特征在于有相同的溫度變化特性，這對提供電路的溫度穩定性極為重要。串聯的線圈2、3、4形成一個由電壓電源提供的感應電壓分壓器。由于使用各種電壓類型的可能性，即諧函數波、矩形波或鋸齒波，如圖1所示，這種連接是有利的。
采用逆相電壓給線圈2、3、4供電可以避免使用同軸電纜而是采用防護罩12保護的雙絞線導線。為了使導線的感應最小化，導線被絞在一起從而降低由于導線探測線圈2、3串聯的事實導致的測量誤差而產生的對阻抗的影響。此外，絞繞的導線降低了它們的電容，因此采集雜散電流，以及大大地降低由于電纜彎曲和外部磁場造成的噪音信號。在串聯諧振的條件下，一個單阻抗元件(即電位計6)足以有效地平衡電路(尤其是補償探測線圈2、3的參數的不同性)，既然假設諧振情況下振蕩電路“線圈-電位計-電容”的平衡阻抗是完全有效的。
線圈2、3、4被加工成使附加線圈4的阻抗大大地超過探測線圈2、3。實際上，附加線圈4的阻抗是探測線圈2和3的每個的7到9倍。為了抵消受測試目標物10對探測線圈2、3的電流值，達到附加線圈4為探測線圈2和3設置電流的程度是必須的。在沒有受測試目標物10的情況下，全部三個線圈2、3和4的Q值是相同的。
附加線圈4與探測線圈2具有相同的物理條件，它的阻抗以受外部因素影響的大致相同的程度而變化。根據比率-計算電路由于線圈2、3和4被連接的事實，差分渦流傳感器的輸出信號直接正比于探測線圈2、3的阻抗和附加線圈4的阻抗之間的比率，或正比于受測試目標物10的阻抗和附加線圈4的阻抗之間的比率，其中環境溫度對測量精度的不利影響被大大地補償。
探測線圈2、3，電位計6，電容7、11和操作放大器8的的電子參數被選擇使得在沒有受測試目標物10的情況下，探測線圈2、3，連接到所述的線圈的電位計6的各個部分，電容7、11和操作放大器8建立了一個Q值從10到20的串聯諧振電路。
至于它的結構設計，差分渦流傳感器包括一個線圈架13(圖2-5)，在線圈架上，主探測器1的線圈2、3、4被串聯和同軸設置，排列順序如下第一探測線圈2，附加線圈4和第二探測線圈3。
根據受測試目標物的控制參數的特性(如空氣間隙、直徑、長度、導電率，導磁率)，所述的探測線圈2和3至少一個適用與安放在受測試目標物10的附近。
圖2和3表示本微分渦流變換器在測量到受測試目標物10的距離“h”的實際應用中的實施例。圖3所描述的實施例也是關于測量受測試的薄壁目標物10的厚度“d”。
無論何時受測試目標物被放置在主檢測器1的外面，附加線圈4的最大剖視尺寸2R應該為所述的尺寸的一半小于從附加線圈4到受測試目標物10的最小的可能軸向距離“n”。
這樣選擇剖視尺寸是由于受測試目標物對線圈的直到前述的距離范圍產生很大的影響，其大約等于線圈剖視尺寸的一半。
圖4表示放在受測試目標物內部的主檢測器1的實施例，控制參數是在各個探測線圈2、3和受測試目標物之間的距離h1，h2。
圖5表示本差分渦流傳感器的實施例，其線圈架13有一個軸心14，其中受測試目標物可以軸向位移。本差分渦流傳感器的實施例適用于在測試很多長度在某范圍內變化的產品的情況時，測量受測試目標物10的位移長度或所述的受測試目標物本身的長度。
在此情況下，考慮到在軸心14內部的可能的線性位移，附加線圈4的軸向長度4應該超過受測試目標物10的長度，換句話說，受測試目標物應該始終在附加線圈4的長度范圍內。
在檢查剖視尺寸的情況下，如受測試目標物10的直徑或其電磁特性(導電率或導磁率)，為了排除目標物的長度可能改變對測量結果的影響，在前所介紹的所有線圈2、4、3的總軸向長度應該小于受測試目標物10的長度。
尤其是，用于檢查圓柱形殼的輪廓的壁厚度和/或同心率的附加線圈4被做成兩個相互串聯的部分41，42，而差分渦流傳感器還包括一個第二線圈架15，第一探測線圈2和附加線圈4的第一部分41同軸安置在第二線圈架15上，一個第三線圈架16，其上同軸安置有第二探測線圈3和附加線圈4的第二部分42，受測試目標物10被安插在第一和第二探測線圈2、3之間。
線圈2、3、4的制造是根據集成技術通過將一個導電層蒸發到由絕緣材料制成的線圈13、14或15的表面，然后激光掩模。
本差分渦流傳感器的功能如下在傳感器線圈2、3、4中的電磁場感應電流在受測試目標物10中感應產生渦流，受測試目標物10的自場然后對線圈2、3、4產生影響。線圈2、3、4和受測試目標物的共同作用的特征在于耦合阻抗的概念，即每個探測線圈的阻抗是在受測試目標物10的影響下變化的。
在沒有受測試目標物的情況下，變換器的兩個振蕩電路(由探測線圈2或3-電容7，11-電位計6-操作放大器8組成)被調節到相對于所選擇的供電頻率諧振。在此情況下由于探測線圈2、3、4的差分連接輸出信號的強度大約為零。電位計6所設定的輸出電壓更精確到零值，這使得補償探測線圈2、3的初始(內在)阻抗值中的一些差額。
如果受測試目標物僅被放置在一個探測線圈2或3(圖2、3)的側面，即第一個，所以第二個線圈保持對第一個線圈的內在阻抗進行補償(即，在沒有受測試目標物的情況下)。因此，測量的附加誤差的附加項被補償，即，溫度的變化對探測線圈2、3的阻抗值的影響相同。這是由于線圈被差分連接的事實，輸出的信號保持不受影響；其值正比于在第一線圈2中的目標物的耦合阻抗值和附加線圈的阻抗值的比率。這是由于線圈2、3、4根據比率計電路而連接的。因此考慮到溫度對受測試目標物的電磁和幾何特性以及耦合阻抗的影響，這很大程度上補償了附加誤差的重復項(即靈敏性誤差)。
當受測試目標物相對于探測線圈2、3對稱設置，變換器輸出信號保持為零，由于在此情況下不僅是它們的內在阻抗而且耦合阻抗(相同的)被相互補償。這是對附加誤差項的等價補償，由于所有的系統“傳感器-目標物”的組成部分是處于相同的條件下。
如果受測試目標物相對于探測線圈2、3不對稱安置(如距所述的線圈有偏移(圖4-5)或具有一個不對稱的形狀(圖6)或者一個不均一性結構。所以耦合線圈阻抗是不同的，輸出電壓正比于所述的阻抗間的差值和附加線圈4的阻抗的比率。因此，測量的重復性誤差很大程度上被補償，所述的誤差是由于耦合阻抗的根據溫度的變化(通過在受測試目標物的電磁和幾何特性)，由于探測線圈2、3的差分連接降低了它們的內在阻抗從而補償了零設置誤差。
當對探測線圈2、3的導線施加一個逆相的幅值為U的交流電壓，在線圈2、3、4中的電流可以用以下公式表示I=2UZ1+Z2+Z3---(1)]]>其中Z1、Z2、Z3分別是探測線圈2、3和附加線圈4的阻抗。附加線圈4的阻抗Z3遠遠大于探測線圈2、3的阻抗，因此可以假設Z1+Z2+Z3≈Z3以便I=2UZ3---(2)]]>圖1所示的在A、B點的電壓如下UA=U-IZ1=UZ3-2Z1Z3---(3)]]>UB=-U+IZ2=U2Z2-Z3Z3---(4)]]>然后輸出電壓Uout(即在操作放大器8的輸出端的電壓)如下Uout=kAUA+kBUB=U[kA(1-2Z1Z3)+kB(2Z2Z3-1)]---(5)]]>kB=RocRB----kA=RocRa---(6)]]>其中kA，kB表示在輸入端A和B的變換比率。Roc是操作放大器8的反饋阻抗9，RA，RB表示于A和B點連接的電位計6的部分的電阻。
線圈2、3和4的每個的阻抗可以通過如下的質量Q值表達Z=R+jωL=R(1+jωLR)=R(1+jQ)---(7)]]>在沒有受測試目標物10的情況下全部三個線圈2、3、4的質量因子選定為Q1＝Q2＝Q3其中Z1Z2=R1(1+jQ1)R3(1+jQ3)=R1R2·Z2Z3=R2(1+jQ2)R3(1+jQ3)=R2R3---(8)]]>表達式(5)設定如下公式Uout=U[kA(1-2R1R2)+kB(2R2R3-1)]---(9)]]>在R1＝R2Uout＝0，當kA＝kB時，即RA＝RB。但是即使探測線圈2、3不是絕對相同，即R1≠R2，通過用電位計6適當地調節電位計部分的電阻RA，RB和變換比率kA，kB可以在電路的輸出端設定為零電壓。在此情況下，輸出信號不僅幅值而且相位將等于零，這增加了電路的分辨率。
當溫度條件偏離了額定值，探測線圈2、3的電阻值根據如下表達式變化R(t)＝R0[1+α(t-t0)] (10)其中t表示線圈2、3、4的導線的溫度，R0是在額定溫度t0的線圈電阻。α表示電阻的溫度系數。代入(10)和(9)中，得到Uout=U[kA(1-2R10R30)+kB(2R20R30-1)]---(11)]]>顯而易見當沒有受測試目標物10時，電路的輸出信號不受溫度變化的影響。當受測試目標物對探測線圈2、3施加相同的影響時，表達式(11)還保持其有效性。當受測試目標物10對探測線圈2、3產生不同的影響或僅對它們之一產生作用，Uout的表達式由公式(5)表示，其中探測線圈2、3的每個的阻抗可以用內在阻抗Z0與耦合阻抗ΔZ表示Z1＝Z10+ΔZ1，Z2＝Z20+ΔZ2(12)假設Z10＝Z20以及kA＝kB＝k，從公式(5)得到Uout=2UkΔZ2-ΔZ1Z3---(13)]]>即，輸出電壓不受探測線圈2、3的初始(內在)阻抗的影響。這就等價于補償了溫度誤差和任何附加誤差的附加項，既然探測線圈2、3兩者都在相同的物理條件下，物理條件的任何變化對它們的阻抗的影響是相同的，等式Z10＝Z20保持不受影響。
ΔZ1/ΔZ3和ΔZ2/Z3的關系的存在是由于探測線圈2、3的連接和附加線圈4的比率計電路。這使得很大程度上補償附加誤差(受溫度影響)的重復項成為可能，既然所有的線圈2、3、4具有相同的物理條件，而阻抗ΔZ和Z3具有相同的有效感應行為。
在本傳感器的電路中提供的差分連接高Q諧振電路確保了對探測線圈的阻抗的變化的高度靈敏性。進而，所述的諧振電路還增加了傳感器電路的抗噪性，由于每個串聯的諧振電路用作為克服低頻噪聲的帶通濾波器。提供的附加電容為諧振電路的較高的質量因子做出了貢獻。
權利要求
1.一種差分渦流傳感器，包括一個適合于與受測試目標物(10)配合使用的主檢測器(1)，其包括兩個相似的探測線圈(2、3)，每個探測線圈設有一個第一輸出端和第二輸出端，在后面的輸出端上施加一個電壓，一個電子單元(5)于所述的主檢測器(1)電連接，所述的電子單元包括一個電阻元件，一個電容元件(7)和一個信號放大器，在信號放大器的輸出端形成輸出信號，其特征在于所述的主檢測器(1)還包括一個附加線圈(4)，其設有第一導線和第二導線，所述的線圈通過這些導線分別與第一和第二探測線圈的第一輸出端連接，所述的電子單元(5)的電阻元件實際上是一個電位計(6)，信號放大器表示為一個操作放大器(8)，其不倒相輸入端接地，通過電容元件將倒相輸入端連接到電位計的中點，電位計的第一和第二導線分別連接到附加線圈(4)的第一和第二線圈和探測線圈(2、3)的第一導線到施加逆相交流電壓的第二導線。
2.根據權利要求1所述的差分渦流傳感器，其特征在于第一和第二探測線圈(2、3)的阻抗相等，附加線圈的阻抗值遠大于每個探測線圈(2、3)的阻抗值。
3.根據權利要求1所述的差分渦流傳感器，其特征在于在沒有受測試目標物(10)的情況下，第一和第二探測線圈(2、3)和附加線圈(4)的Q值相等。
4.根據權利要求1所述的差分渦流傳感器，其特征在于它還包括一個第一線圈架(13)，在其上串聯和同軸設置有第一探測線圈(2)，附加線圈(4)和第二探測線圈(3)。
5.根據權利要求4所述的差分渦流傳感器，其特征在于第一線圈架(13)設有一個適合于容納受測試目標物(10)的軸心(14)。
6.根據權利要求1所述的差分渦流傳感器，其特征在于附加線圈(4)由兩個相互串聯的部分(41，42)組成，差分渦流傳感器還包括第二線圈架(15)，在其上設置有第一探測線圈(2)和附加線圈(4)的第一部分(41)，以及第三線圈架(16)在其上設置有第二探測線圈(3)和附加線圈(4)的第二部分(42)，所述的第一和第二探測線圈(2、3)適合于在其中插設受測試目標物。
7.根據權利要求1所述的差分渦流傳感器，其特征在于所選擇的附加線圈(4)的最大剖視尺寸的一半小于從附加線圈(4)到受測試目標物(10)的最小的可能軸向距離。
8.根據權利要求5所述的差分渦流傳感器，其特征在于附加線圈(4)的軸向長度超過受測試目標物(10)的長度，考慮到在第一線圈架(13)的軸心內的可能的線性位移。
9.根據權利要求5所述的差分渦流傳感器，其特征在于全部所述的線圈(2、3、4)的總軸向長度小于受測試目標物(10)的長度。
10.根據權利要求1所述的差分渦流傳感器，其特征在于它還包括一個第二電容元件(11)，其連接到電位計中點導線和操作放大器(8)的輸出端。
11.根據權利要求10所述的差分渦流傳感器，其特征在于第一和第二探測線圈(2、3)，第一和第二電容元件(7、11)，電位計(6)和操作放大器(8)具有合適的電子參數，在沒有受測試目標物(10)的情況下，第一和第二探測線圈(2、3)連接到電位計(6)，第一和第二電容元件(7，11)和操作放大器(8)構成一個Q值從10到20的串聯諧振電路。
全文摘要
本發明涉及測量技術,應用于導電和/或鐵磁材料和產品的非破壞性測試。差分渦流傳感器包括一個主檢測器(1),其包括兩個相同的探測線圈(2、3)和一個附加線圈(4),其導線分別與探測線圈(2、3)的第一導線和第二導線連接,在第二導線上施加一個逆相電壓。傳感器還包括一個電子單元(5),其與主檢測器(1)電連接并包括一個電位計(6),一個電容元件(7)和一個操作放大器(8)。電位計的兩個導線連接到探測線圈(2、3)的導線的節點,它的中點導線被連接到電容元件(7)上,然后再連接到操作放大器(8)的倒相輸入端,其不倒相輸入端接地。操作放大器(8)的輸出端用作電子單元(5)的輸出端。由于補償了溫度誤差,提高了分辨率和抗噪性,此渦流傳感器能夠增強測量的精度。
文檔編號G01B7/02GK1363842SQ01136998
公開日2002年8月14日 申請日期2001年12月27日 優先權日2000年12月28日
發明者弗利克斯·馬特維耶維奇·梅德尼科夫, 斯坦尼斯拉夫·費利克索維奇·梅德尼科夫, 馬克·拉扎列維奇·涅恰耶夫斯基 申請人:弗利克斯·馬特維耶維奇·梅德尼科夫, 斯坦尼斯拉夫·費利克索維奇·梅德尼科夫, 馬克·拉扎列維奇·涅恰耶夫斯基