柔軟電渦流位移敏感元件提離特性基礎(chǔ)研究.pdf

1、傳統(tǒng)電渦流傳感器的敏感探頭由金屬線圈繞制而成，雖然隨制備工藝的發(fā)展已趨于柔軟纖薄，但仍具有一定剛性，并且只適用于被測目標(biāo)物是金屬導(dǎo)體的場合。因此迫切需求一種柔軟、適用于絕緣被測目標(biāo)物的非接觸式位移測量傳感器?；诖?，本文首次研究了一種基于電渦流效應(yīng)的柔軟位移敏感元件，采用碳納米管/硅橡膠復(fù)合材料制備成敏感線圈和復(fù)合材料薄膜，該種材料不含任何金屬，并具有良好的力學(xué)和電學(xué)特性。
　　本課題的主要內(nèi)容包括:
　　(1)制備了螺旋型

2、碳納米管/硅橡膠復(fù)合材料線圈，其導(dǎo)電相與基體相質(zhì)量比為0.001～0.20，圈數(shù)為3～9圈;制備了長7cm、寬7cm、厚2mm的碳納米管/硅橡膠復(fù)合材料薄膜，其質(zhì)量比為0.01～0.24。
　　(2)分析了質(zhì)量比、頻率對復(fù)合材料線圈阻抗特性和電渦流特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)阻抗特性如下：線圈的阻抗模、阻抗角和并聯(lián)等效電阻均隨著質(zhì)量比的增大而減小，并聯(lián)等效電容隨著質(zhì)量比的增大而增大;線圈的阻抗模、阻抗角、并聯(lián)等效電阻和并聯(lián)等效電容均隨頻率

3、的增大而減小。電渦流特性如下：當(dāng)被測目標(biāo)物不同時(shí)，螺旋型復(fù)合材料線圈的阻抗模、阻抗角、并聯(lián)等效電容和并聯(lián)等效電阻在各質(zhì)量比、各頻率下體現(xiàn)出基本一致的提離特性。線圈的阻抗模、阻抗角和并聯(lián)等效電阻均隨提離的增加單調(diào)增加，并聯(lián)等效電容隨提離的增加單調(diào)減小。
　　(3)定量分析了敏感元件的噪聲、靈敏度和分辨力。噪聲小于2.3％，隨質(zhì)量比的增大敏感元件的靈敏度先增大后減小，分辨力也先增大后減小，質(zhì)量比0.04時(shí)最大。提離為0至0.5mm時(shí)，