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1、2005年第24卷第6期传感器技术(JournalofTransducerTechnology)77电涡流传感器在铝箔厚度测量中的应用李玉军,刘军,周军伟,张黎春(西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048)摘要:采用双频激励的低频透射式电涡流传感器在线测量铝箔厚度,同时,检测了铝箔表面温度,从而实现了多参数检测。为了减小传感器的非线性误差,消除铝箔厚度及其表面温度间的交叉敏感对其厚度检测所带来的影响,采用免疫算法实现多参数数据拟合。实测结果表明:这种数据拟合消除了铝箔表面温度对铝箔厚度测量的影响,提高了检测精度,测量范围达到1～
2、100μm,分辨力达到0.01μm。关键词:电涡流传感器;多参数检测;数据拟合中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号:1000-9787(2005)06-0077-02ApplicationofeddycurrentsensorinmeasuringthicknessofaluminumLIYu2jun,LIUJun,ZHOUJun2wei,ZHANGLi2chun(DeptofAutomationandInfo,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,China)Abstract:Transmi
3、ssiveeddycurrentsensorinspiredbytwosinesignalswithdifferentfrequenciesisusedtomeasurethethicknessofaluminumfoilandthetemperatureofthesurfaceofaluminumfoilonline.Andmulti2parametermeasurementisrealized.Inordertoreducetheno2linearerrorandcross2sensitivity,immunityalgorithmisu
4、sedtofulfillmulti2parameterdatafitting.Measurementresultsshowthatthiskindofdatafittingmethodeliminatestheeffectofthetemperatureofthesurfaceofaluminumfoilonthemeasurementofthethicknessofaluminumfoil,andthemeasurementprecisionisincreased.Themeasuringrangecanreach1～100μm,there
5、solution0.01μm.Keywords:eddycurrentsensor;multi2parametermeasurement;datafitting[1]0引言1工作原理铝箔厚度测量是工业生产中的一个难点,也是一道不低频透射式涡流传感器的工作原理如图1所示。可缺少的工序,而测量结果的准确与否直接影响产品质量。目前,主要有2种方法应用比较广泛,一种是射线法,虽然精度较高,但造价高,有放射性污染;另一种是采用电涡流方法进行检测,这种方法成本低、可靠,但在工业生产中,实时测量精度会受到各种因素的影响,其中,主要是铝箔表面温度对厚度测量的
6、影响,铝箔在加工过程中,因受热而使电图1低频透射式涡流传感器的工作原理导率发生变化会直接影响电涡流大小的变化,导致测量结Fig1Workingprincipleoftransmissiveeddycurrentsensor果不准确,因此,需要找到一种有效的方法来解决这个问withlowerfrequency题。目前,西德采用电涡流传感器进行铝箔测厚时,一般利被测金属板材M两侧分别为传感器的发射线圈L1和用红外线补偿铝箔表面温度对电涡流穿透法测量的影响,接收线圈L2。当传感器间没有被测金属板材时,低频激励但这种方法对于冷却液要求非常高,国内采用
7、的冷却液在电压Uw1加到线圈L1两端,线圈流过一个同频率的电流产进行冷却时会产生烟雾,从而使红外线无法测量。例如:国生一个交变的磁场,由于不存在被测金属板,此交变磁场将内某铝箔厂引进的测厚仪,因为冷却液问题,红外补偿无法贯穿L2,由电磁感应定律可知,将在L2中产生感应电势Uw2,实现,无法达到测量精度。目前,国内铝箔测厚问题没有得这时Uw2为最大值;当L1和L2之间放置被测金属板时。L1到很好解决,大都采用进口设备。为解决这一问题,本文将产生的磁场穿过被测金属板M,在M中将产生电涡流,这介绍一种采用双频激励的低频透射式涡流传感器在铝箔厚个涡流
8、将损耗一部分磁能,使达到L2的磁力线被削弱,从度测量中的应用。而使在L2中产生的感应电势Uw2被降低,被测金属板越厚,收稿日期:2004-11-24©1995-20
