[发明专利]基于涡流感应的非接触式金属温度在线测量装置

摘要

本发明公开了一种基于涡流感应的非接触式金属温度在线测量装置，包括激励线圈、两个接收线圈、被测金属物体和测量单元，两个接收线圈构成一对差分接收线圈，即每个独立的接收线圈与激励线圈的互感值相等，两个接收线圈的一对同名端相互连接，另一对同名端作为接收信号输出至测量单元。本发明根据金属物体上感应的涡流电流与激励电流的相位差随温度下发生变化的特性，通过测量该相位差可以得到金属物体的温度值；因此本发明装置具有安装简单，对位置不敏感，测温范围宽，可适用不同材料的金属等优点。

主权项

1.一种基于涡流感应的非接触式金属温度在线测量装置，其特征在于：包括被测金属物体、激励线圈、两个接收线圈以及测量单元，激励线圈和接收线圈通过非金属支架固定且不直接接触被测金属物体，两个接收线圈通过一对同名端相互连接形成一组差分线圈；/n当激励线圈通电后，靠近激励线圈的被测金属物体表面受到交变磁场作用产生电涡流，该电涡流通过电磁感应到差分线圈上并在差分线圈的另一对同名端上产生电压U_s作为接收信号；/n所述测量单元用于在激励线圈上施加固定频率的交流电，同时测量出接收信号与激励线圈上电流或电压的基波信号的相位差，进而根据该相位差实时计算出被测金属物体的温度；/n所述测量单元包括微控制器、信号调理电路、驱动电路以及H桥电路；其中，微控制器输出两路互补的PWM信号，利用驱动电路对PWM信号进行功率放大后驱动H桥电路，H桥电路输出侧通过隔直电容与激励线圈连接；同时微控制器通过信号调理电路与差分线圈的另一对同名端连接，接收信号经信号调理电路滤波整形后由微控制器进行采样，进而通过离散傅里叶变换计算得到接收信号的相位，而激励线圈上基波信号的相位由微控制器控制，故可得到接收信号与基波信号的相位差；/n所述微控制器内部存储有关于相位差-温度的关系表，其根据接收信号与激励线圈上基波信号的相位差即可查表计算出被测金属物体的温度；所述关系表为事先通过实验渐进调节金属物体温度并计算各温度值所对应的相位差而拟合得到。/n