• 系统的工作原

传感器系统的工作原理是电涡流效应。当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频信号，该信号通过电缆送到探头的头部，在头部周围产生交变磁场H1。如果在磁场H1的范围没有金属导体接近，则发射到这一范围内的能量都会被释放；反之，如果有金属导体接近探头头部，则交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2。由于H2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，既改变了线圈的有效阻抗。这种变化即与电涡流效应有关，又与静磁学效应有关，既与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、激励电流频率以及线圈到金属导体的距离参数有关。假定金属导体是均质的，其性能是线形和各向同性的，则线圈——金属导体系统的磁导率u、电导率σ、尺寸因子r、线圈与金属导体距离δ线圈激励电流I和频率ω等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数Z=F（u，r，I，ω）来表示。  

如果控制u，σ，r，I，ω恒定不变，那么阻抗Z就成为距离的单值函数，由麦克斯韦尔公式，可以求得此函数为一非线形函数，其曲线为“S”型曲线，在一定范围内可以近似为一线形函数。

在实际应用中，通常是将线圈密封在探头中，线圈阻抗的变化通过封装在前置器中的电子线路的处理转化成电压或电流输出。这个电子线路并不是直接测量线圈的阻抗，而是采用并连谐振法，见图1-3，即在前置器中将一个固定电容C0=C1×C2/（C1+C2）和探头线圈LX并连与晶体管T一起构成一个振荡器，振荡器的振荡幅值UX与线圈阻抗成比例，因此振荡器的振动幅度UX会随探头与被测间距δ改变。UX经检波滤波，放大，非线形修正后输出电压UO，UO与δ的关系曲线如图1—4所示，可以看出该曲线呈“S”形，即在线形区中点δ0处（对应输出电压UO）线性，其斜率（即灵敏度）较大，在线性区两端，斜率（灵敏度）逐渐下降，线性变差。（δ1，U1）——线性起点，（δ2，U2）——线性末点。

• 产品说明

探 头

探头对正被测量表面，它能地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。通常探头由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接头组成，其典型结构见图1-5所示。

   线圈是探头的核心，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的物理尺寸和电气参数决定传感器系统的线性量程以及探头的电气参数稳定性。

   探头头部采用耐高低温的PPS工程塑料，通过“二次注塑”工艺将线圈密封其中。这项技术增强了探头头部的强度和密封性，在恶劣环境中可以保护头部线圈可靠工作。头部直径取决于其内部线圈直径，由于线圈直径取决传感器系统的基本性能——线性量程，因此我们通常用头部直径来分类和表征各型号探头，一般情况传感器系统的线性量程大致是探头头部直径的1/2-1/4。我们为DF3100系列设计了Φ5、Φ8、Φ11、Φ25、Φ50五种标准直径的头部体，也可生产其它规格的头部体。

   探头壳体用于支撑探头头部，并作为探头安装时的装夹结构。壳体采用不锈钢制成，一般上面刻有标准螺纹，并备有锁紧螺母。为了能适应不同的应用和安装场合，探头壳体具有不同的形式和不同的螺纹及尺寸规格.

   高频电缆是用于连接探头头部到前置器（有时中间带有延伸电缆转接），这种电缆是用氟塑料绝缘的射频同轴电缆，通常电缆长度有0.5m、1m、5m、9m四种选择，当选择0.5m和1m时必须用延伸电缆以保证系统的总的电缆长度为5m或9m，至于选择5m还是9m应该是考虑能满足将前置器安装在设备机组的同一侧来决定。根据探头的应用场合和安装环境，探头所带电缆可以配有不锈钢软管铠装（可选择），以保护电缆不易被损坏，对于安装现场安装探头电缆无管道布置的情况，应该选择铠装。

   探头电缆接头是符合美国军用规范MIL-C-39012的高频同轴接头。

   探头整体各部件通过机械变形连接，在恶劣环境中可以保证探头的稳定性和可靠性。