Eddy Current sensoren
Eddy Current Sensors voor contactloze meting op metaal
Eddy Current Sensors, ook wel wervelstroomsensoren of Eddy Current Probes genoemd, worden gebruikt voor contactloze afstands-, positie- en trillingsmeting op geleidende en metalen objecten. Deze sensoren behoren tot de groep contactloze verplaatsingssensoren en zijn geschikt voor toepassingen waar een mechanische tastmeting niet wenselijk of niet mogelijk is.
Het grote voordeel van Eddy Current Sensors is dat ze zonder mechanisch contact meten. Hierdoor ontstaat er geen slijtage tussen sensor en meetobject. Daarnaast wordt de meting niet beïnvloed door niet-geleidende media zoals olie, water of koelvloeistof. Dit maakt wervelstroomsensoren bijzonder geschikt voor zware industriële omgevingen, machines, motoren, testbanken en dynamische meettoepassingen.
Bij Indusen leveren en adviseren wij Eddy Current Sensors van eddylab voor toepassingen zoals asmeting, rotormeting, spindelbewaking, excentriciteitsmeting, run-out meting, trillingsanalyse, machine-diagnose en contactloze positiemeting op metaal. Meer weten over de fabrikant? Bekijk ook onze eddylab merkenpagina.
Wat is een Eddy Current Sensor?
Een Eddy Current Sensor is een contactloze verplaatsingssensor die de afstand tot een geleidende of metalen target meet. In het Nederlands wordt dit type sensor vaak een wervelstroomsensor genoemd. De sensor wordt toegepast wanneer een afstand, positie, trilling of dynamische beweging nauwkeurig gemeten moet worden zonder fysiek contact met het object.
Waar een standaard inductieve sensor vaak alleen schakelt, levert een Eddy Current Sensor een echte meetwaarde. De sensor kan dus niet alleen detecteren dat een metalen object aanwezig is, maar ook meten hoe ver het object zich van de sensor bevindt. Daardoor zijn Eddy Current Sensors geschikt voor nauwkeurige meting, bewaking en analyse van bewegende metalen onderdelen.
Typische toepassingen zijn onder andere het meten van asbeweging, rotorexcentriciteit, spindeluitloop, trillingen, thermische uitzetting, lagerbeweging, schijfrembeweging, turbo-schoepen en dynamische bewegingen in machines.
Binnen het assortiment meetsensoren vormen Eddy Current Sensors een specialistische oplossing voor contactloze precisiemeting op metalen objecten.
Hoe werkt een Eddy Current Sensor?
Het meetelement van een Eddy Current Sensor bestaat uit een spoel die onderdeel is van een elektrisch oscillatiecircuit. Deze spoel wekt een elektromagnetisch veld op. Wanneer een geleidende of metalen target binnen dit veld komt, ontstaan er wervelstromen in het oppervlak van het object.
Deze wervelstromen beïnvloeden het elektromagnetische veld van de sensor. Hoe kleiner de afstand tussen sensor en target, hoe sterker het effect op het oscillatiecircuit. De elektronica meet deze verandering en zet deze om naar een afstands- of positiesignaal.
Bij eddylab vormt de sensor samen met de TX-elektronica of analoge elektronica één meetsysteem. De elektronica stuurt het oscillatiecircuit aan, verwerkt het signaal en zet de meetwaarde om naar een bruikbaar uitgangssignaal zoals 0-10 V, 4-20 mA, USB of CAN, afhankelijk van de uitvoering.
Waarom kiezen voor Eddy Current Sensors?
Eddy Current Sensors zijn vooral interessant wanneer contactloos, snel en nauwkeurig gemeten moet worden op metalen objecten. Omdat er geen mechanisch contact nodig is, zijn deze sensoren zeer geschikt voor dynamische metingen, bewegende onderdelen en toepassingen waar slijtage of beïnvloeding van het meetobject voorkomen moet worden.
Een belangrijk voordeel is dat niet-geleidende media zoals olie, water, koelvloeistof of vuil de meting nauwelijks beïnvloeden. Hierdoor kunnen Eddy Current Sensors worden toegepast in motoren, machines, smeeromgevingen, testbanken en andere industriële omgevingen waar optische of mechanische meetprincipes minder betrouwbaar zijn.
De TX-serie van eddylab is geschikt voor zeer dynamische metingen met hoge sample rates en resolutie in het sub-micron bereik. Daardoor kunnen deze sensoren worden gebruikt voor bewegingsanalyse, trillingsmetingen, automotive toepassingen en nauwkeurige meting van snelle mechanische processen.
Contactloos en slijtagevrij
Eddy Current Sensors meten zonder fysiek contact met het meetobject. Daardoor ontstaat er geen mechanische slijtage aan sensor of target. Dit is vooral belangrijk bij roterende delen, hoge snelheden, kwetsbare oppervlakken en langdurige meetopstellingen.
Geschikt voor olie, water en koelvloeistof
Omdat niet-geleidende media de meting niet of nauwelijks beïnvloeden, zijn wervelstroomsensoren geschikt voor toepassingen in olie, koelvloeistof, water of vervuilde omgevingen. Dit maakt ze interessant voor motoren, hydrauliek, machines en testopstellingen.
Hoge dynamiek en hoge resolutie
Eddy Current Sensors zijn geschikt voor snelle en dynamische metingen. Afhankelijk van de serie zijn hoge sample rates, sub-micron resolutie en nauwkeurige signaalverwerking mogelijk. Dit maakt ze geschikt voor trillingsanalyse, run-out meting, rotormeting en machine-diagnose.
Toepassingen van Eddy Current Sensors
Eddy Current Sensors worden toegepast wanneer de afstand of beweging van een metalen object nauwkeurig en contactloos gemeten moet worden. Ze zijn geschikt voor zowel statische positiemeting als zeer dynamische bewegingen.
Typische toepassingen zijn:
- Asmeting en rotormeting
- Spindelbewaking en run-out meting
- Excentriciteitsmeting
- Trillingsmeting en bewegingsanalyse
- Machine-diagnose en conditiebewaking
- Contactloze afstandsmeting op metaal
- Positiemeting van metalen onderdelen
- Meting in olie, water of koelvloeistof
- Metingen in verbrandingsmotoren
- Turbocharger test benches
- Schijfremmetingen en thermische belastingstesten
- Dikte- of spleetmeting op geleidende materialen
- Onderzoek, R&D en testopstellingen
Vooral bij roterende systemen zijn Eddy Current Sensors waardevol. De sensor kan kleine bewegingen, slingering of trillingen meten zonder het systeem mechanisch te belasten. In combinatie met een encoder of referentiesysteem kan de meting worden gekoppeld aan de hoekpositie of het toerental van de as.
Eddy Current Sensors in zware industriële omgevingen
Wervelstroomsensoren worden vaak toegepast in omgevingen waar andere meetprincipes minder goed functioneren. Denk aan hoge temperaturen, hoge druk, olie, koelvloeistof, vuil, sterke elektromagnetische velden of beperkte inbouwruimte.
eddylab levert verschillende uitvoeringen voor zware toepassingen. De CM-serie is bijvoorbeeld ontwikkeld met een keramische behuizing en is geschikt voor gebruik onder druk en hoge temperatuur. De CT-serie is bedoeld voor extreem zware omstandigheden, zoals drukkamers of machines waarbij de volledige sensor met kabel in het drukgebied zit.
Voor toepassingen met hoge temperatuur zijn materiaalkeuze, kabeluitvoering, afdichting en temperatuurdrift belangrijk. Bij Eddy Current Sensors moet bovendien rekening worden gehouden met het materiaal van het meetobject, omdat de nauwkeurigheid mede afhankelijk is van de elektrische eigenschappen van de target.
eddyMOTION software voor analyse en configuratie
eddyMOTION is software voor analyse, visualisatie, configuratie en documentatie van Eddy Current meetdata in combinatie met de TX-driver. De software kan worden gebruikt voor dynamische analyse, oscilloscoopweergave, FFT-analyse, waterfall-diagrammen en lineariteitstesten.
Met de oscilloscoopfunctie kunnen snelle bewegingen in het tijdsdomein worden bekeken. Dit is geschikt voor periodieke en niet-periodieke bewegingen, triggers, kleine trillingen en dynamische events.
Met de FFT- en spectrumfuncties kunnen frequentiecomponenten in het meetsignaal worden geanalyseerd. Dit is waardevol bij trillingsanalyse, resonantieonderzoek en diagnose van roterende systemen. De waterfall-functie voegt een tijd- of toerentalas toe, waardoor veranderingen in het frequentiespectrum over tijd of toerental zichtbaar worden.
eddyMOTION kan daarnaast worden gebruikt voor on-site linearisation. Dit is belangrijk omdat Eddy Current Sensors gevoelig zijn voor het materiaal van de target en voor invloeden uit de montageomgeving. Door te linearizeren op de werkelijke toepassing kan de nauwkeurigheid worden verbeterd.
Eddy motion softwaretool : https://www.eddylab.com/service/Downloads/Download-eddyMOTION
Materiaalinvloed, montage en lineariteit
Bij Eddy Current Sensors is het materiaal van het meetobject belangrijk. De sensor meet op basis van wervelstromen in een geleidende target. Verschillen in materiaal, geleidbaarheid, permeabiliteit en oppervlak kunnen invloed hebben op de schaalfactor, lineariteit en nauwkeurigheid.
Ook de montageomgeving heeft invloed. Wanneer de sensor in een smalle opening of dicht bij andere metalen onderdelen wordt geplaatst, kan pre-attenuation ontstaan. Dit betekent dat het elektromagnetische veld niet alleen door het doelobject, maar ook door omliggende onderdelen wordt beïnvloed. Denk aan schroeven, moeren, machineframes of andere metalen delen rond de sensor.
Daarom is het belangrijk om bij de selectie niet alleen naar meetbereik en uitgangssignaal te kijken, maar ook naar targetmateriaal, targetgrootte, inbouwruimte, afscherming, kabelrouting en kalibratie. In kritische toepassingen kan een on-site linearisation of kalibratie op het werkelijke materiaal nodig zijn.
Eddy Current Sensor selecteren
Bij het selecteren van een Eddy Current Sensor is alleen het meetbereik niet voldoende. De sensor, elektronica, target en montageomgeving vormen samen één meetsysteem. De juiste keuze hangt af van de toepassing en de technische randvoorwaarden.
Belangrijke selectievragen zijn:
- Wat moet er gemeten worden: afstand, positie, trilling, run-out, excentriciteit of toerental?
- Is het meetobject elektrisch geleidend of metaal?
- Wat is het gewenste meetbereik?
- Welke resolutie en lineariteit zijn nodig?
- Is de meting statisch, langzaam dynamisch of zeer snel dynamisch?
- Welke sample rate of bandbreedte is nodig?
- Welke uitgang is gewenst: 0-10 V, 4-20 mA, USB, CAN, TTL of analoog?
- Zijn olie, water, koelvloeistof, vuil of hoge temperaturen aanwezig?
- Is er sprake van hoge druk of agressieve media?
- Hoeveel ruimte is beschikbaar voor sensor en kabel?
- Is afgeschermde of flush montage nodig?
- Is kalibratie of linearisation op het werkelijke targetmateriaal nodig?
- Gaat het om nieuwbouw, retrofit of vervanging van een bestaande Eddy Current Sensor?
Wanneer contactloze meting op metaal niet nodig is en de beweging mechanisch gekoppeld mag worden, kan een LVDT verplaatsingsopnemer een betere keuze zijn.
Indusen helpt bij Eddy Current Sensor selectie en vervanging
Bij Indusen helpen wij engineers, machinebouwers en technische inkopers bij het selecteren van de juiste Eddy Current Sensor. Wij kijken niet alleen naar het meetbereik, maar ook naar het meetprincipe, de target, de montage, de dynamiek, de omgevingscondities, het uitgangssignaal en de integratie in de machine of testopstelling.
Ook bij vervanging van bestaande wervelstroomsensoren of Eddy Current Probes kunnen wij meedenken. Daarbij vergelijken wij onder andere meetbereik, sensorkop, kabel, elektronica, uitgangssignaal, beschermingsklasse, temperatuurbereik, drukbestendigheid en targetmateriaal.
Eddy Current Sensors zijn vooral interessant wanneer contactloze precisie nodig is op metalen objecten, zeker in dynamische of zware industriële toepassingen. Denk aan asmeting, rotormeting, spindelbewaking, trillingsanalyse, run-out meting, motoronderzoek, turbocharger test benches en machine-diagnose.
Hulp nodig of op zoek naar een custom oplossing? Neem contact met ons op voor technisch advies en maatwerk.