基于电涡流传感器的棉花包金属检测系统设计-论文.pdf

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1、基于电涡流传感器的棉花包金属检测系统设计DesignofCo~on-BagMetalDetectionSystemBasedonEddyCurrentSensor中北大学机械与动力工程掌院潘龙翟琼华PanLongZhaiQionghua摘耍：金属检测是棉花检测中重要的一个环节通过对金属的检测有利于改进棉花初步加工的工艺措施．提高其品质。基于电涡流传感器原理，设计了棉花包自动检测到金属的报警系统。对检测电压信号，通过电压的波形分析验证了该设计用于棉花包金属检测的有效性。关键诃：金属检测棉花包电涡流传感器Abstract：MetaldetectionisanimportantlinkinCO

2、ttondetection，itisbeneficialtoimprovetheinitialprocessmeasuresofcottonanditsqualitythroughmetaldetection．Basedoneddycurrentsensorprinciple，wedesignacotton—bagmetaldetectionauto—alarmsystem．Debugthedetectionsystemtoreceivethecorrespondingvoltagesigna1．Throughthevoltagewaveformanalysis，thevalidityo

3、fthedesignforcotton—bagmetaldetectionisverified．Keywords：MetalDetectionCotton—BagEddyCurrentSensor【中图分类号】TP212【文献标识码】B文章编号1606—5123(2016)06—0035—041引言割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，这种未经加工的棉花中，除了常见的毛发丝、各种化学纤电流叫电涡流，这种现象叫电涡流效应，根据电涡流效应制维丝，还有金属杂质。这些异物是纺织企业最害怕的“致癌作的传感器称电涡流传感器。基于电涡流传感器的检测技术物”，由于这些杂质和棉纤维着色能力不一致

4、，在纺织印染是一种无损、非接触的检测技术。电涡流传感器具有结构简过程中严重影响纺织品的质量，并且把含有金属的棉花制成单、灵敏度高、不受油污等介质影响、抗干扰能力强等优衣服，会对人的皮肤产生危害。某棉纺厂的“自动开清棉点，被广泛应用于位移、尺寸、厚度等参数以及金属零件缺机”经常被棉花包里混杂的铁丝、铁钉等各种金属杂物绞陷的检测。坏，这样一方面可能损坏机器，另一方可能引起火灾造成损电涡流效应的产生机理是电磁感应，当线圈中通过交变害。为此通过研究电涡流传感器以及一些基本电路元件来设电流时，在线圈内部及周围会产生交变的磁场。如将一块金计出一种报警装置，使棉花包未进入自动开清棉机之前，检属板放置在

5、该线圈邻近，线圈中交变电流通过时产生的交变测出棉花包中的金属杂物，减少了一些可避免的危害，同时磁场会导致邻近的金属板表层产生感应电流。相应地，此涡提高了机器的生产效率。流的存在又将产生一交变磁场阻碍外磁场的变化，从而反过来使得线圈的电阻抗发生变化，因而通过测量线圈电阻抗的2电涡流传感器工作原理变化即可测金属的存在与否。一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切电涡流式传感器由传感器线圈和金属涡流片组成，如图WWW．CA168．COMI351所示，根据法拉第定律，当传感器线圈通以正弦交变电流械部件等组成。当棉花包通过电涡流线圈①而未通过电涡流I时，线圈周围空间会产生正弦交变磁场B，可使

6、置于此磁线圈②时，若棉包内没有导电物体，电涡流线圈①和电涡流场中的金属涡流片产生感应涡电流I，I又产生新的交变磁场线圈②的Q值均不变，输出电压信号较大，且稳定不变；当B：。根据楞次定律，B的作用将反抗原磁场B，从而导致传棉包中混有导电物体时，导电物体表面将产生电涡流，使电感器线圈的阻抗Z发生变化。当电涡流线圈、金属涡流片以涡流线圈①的Q值及u。下降，而电涡流线圈②的Q值仍然不及激励源确定后，并保持环境温度不变，则阻抗z只与距离变，所以u。略小于U。：；接着棉包离开电涡流线圈①，而到x有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压u输出，则输达线圈②，棉包中的导电物体使电涡流线圈②的Q值及u。：出

7、电压u是距离x的单值函数。当电涡流线圈与金属被测体下降，而电涡流线圈①的Q恢复初始值，所以u。略小于u的相对位置发生周期性变化时，涡流量及线圈阻抗的变化经“信号相关器”电路在噪声背景下提取出这两次微小的变化涡流变换器转换为周期性的电压信号。量，产生报警信号。并由PLC控制横向气缸将棉花包推出尼龙传输带以供工作人员开包检查。涡流线圈3．2激励源频率及功率振荡器相当于一个恒流源，它向LC谐振回路提供一个稳频、稳幅的高频激励信号。信号频率