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一、為何采用電渦流位移傳感器

電渦流位移傳感器能測量被測體(必須是金屬導體)與探頭端面的相對位置。

電渦流位移傳感器長期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強、非接觸測量、響應速度快、不受油水等介質的影響，常被用于對大型旋轉機械的軸位移、軸振動、軸轉速等參數進行長期實時監測，可以分析出設備的工作狀況和故障原因，有效地對設備進行保護及進行預測性維修。

從轉子動力學、軸承學的理論上分析，大型旋轉機械的運行狀態主要取決于其核心——轉軸，而電渦流位移傳感器能直接測量轉軸的狀態，測量結果可靠、可信。過去對于機械的振動測量采用加速度傳感器或速度傳感器，通過測量機殼振動，間接地測量轉軸振動，測量結果的可信度不高。

二、系統的工作原理

傳感器系統的工作機理是電渦流效應。電渦流作用的原理如下圖。

電渦流作用原理圖

當接通傳感器系統電源時，在前置器內會產生一個高頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產生交變磁場H1。如果在磁場H1的范圍內沒有金屬導體材料接近，則發射到這一范圍內的能量都會全部釋放；反之，如果有金屬導體材料接近探頭頭部，則交變磁場H1將在導體的表面產生電渦流場，該電渦流場也會產生一個方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用，就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改變了線圈的電感。

這種變化既與電渦流效應有關，又與靜磁學效應有關，即與金屬導體的電導率、磁導率、幾何形狀、線圈幾何參數、激勵電流頻率以及線圈到金屬導體的距離等參數有關。假定金屬導體是均質的，其性能是線性和各向同性的，則線圈——金屬導體系統的物理性質通常可由金屬導體的磁導率μ、電導率σ、尺寸因子r，線圈與金屬導體距離d，線圈激勵電流強度I和頻率ω等參數來描述。因此線圈的電感可用函數L=F(μ,σ,r,I,ω，d)來表示。

三、被測體尺寸與材料的影響

在系統的工作原理部分，被測金屬導體的磁導率μ、電導率σ、尺寸因子r對測量有影響，因此除了探頭、延伸電纜、前置器決定傳感器系統的性能外，嚴格地講被測體也是傳感器系統的一部分，即被測體的性能參數也會影響整個傳感器系統的性能，主要有：

1、被測體尺寸的影響

探頭線圈產生的磁場范圍是一定的，在被測體表面形成的渦流場也是一定的，所以，當被測面為平面時，以正對探頭中心線的點為中心，被測面直徑應當大于探頭頭部直徑1.5倍以上；當被測體為圓軸而且探頭中心線與軸心線正交時，一般要求被測軸直徑為探頭頭部直徑的3倍以上，否則靈敏度就會下降，一般當被測面大小與探頭頭部直徑相同時，靈敏度會下降至70%左右。

被測體的厚度也會影響測量結果，如果被測體太薄，將會造成電渦流作用不夠，使傳感器靈敏度下降，一般厚度大于0.1mm以上的鋼等導磁材料及厚度大于0.6mm以上的銅、鋁等弱導磁材料，則靈敏度不會受其厚度的影響。

2、被測體表面加工狀況的影響

不規則的被測體表面，會給實際的測量值造成附加誤差，特別是對于振動測量，這個附加誤差信號與實際的振動信號疊加一起，在電氣上很難進行分離，因此被測表面應該光潔，不應該存在刻痕、洞眼、凸臺、凹槽等缺陷。

3、被測體材料的影響

傳感器特性與被測體的導電率和導磁率有關，當被測體為導磁材料(如普通鋼、結構鋼等)時，由于磁效應和渦流效應同時存在，而且磁效應與渦流效應相反，要抵消部分渦流效應，使得傳感器感應靈敏度低；而當被測體為非導磁或弱導磁材料(如銅、鋁、合金鋼等)時，由于磁效應弱，相對來說渦流效應要強，因此傳感器感應靈敏度要高。