仪器仪表学报

作者：杨鸿滟，翁婉莹，王云峰，吴建德，何湘宁

单位：杨鸿滟,1. 浙江大学电气工程学院,,翁婉莹,1. 浙江大学电气工程学院,,王云峰,2. 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司,,吴建德,1. 浙江大学电气工程学院,,何湘宁,1. 浙江大学电气工程学院,

关键词：磁场耦合;非接触式温度测量;电涡流;系统建模

基金：国家自然科学基金项目(52350003)、佛山市顺德区科技创新项目(2230218004234)资助

随着现代科学与工程技术的不断进步,金属温度测量在保证产品质量、优化生产过程和确保安全等方面的重要性日益突出。传统的金属温度测量方法在实际应用中常面临难以在线测量及测量精度较低的问题。基于此,提出了一种基于磁场耦合的非接触式金属温度测量传感系统设计方法。首先,分析了系统等效阻抗实部与金属温度之间的近似线性关系,进而将无法直接测量的温度变化量转化为可测量的系统阻抗值,为基于磁场耦合的非接触式金属温度测量提供了理论依据。其次,构建了非接触式金属温度测量系统的等效模型,并使用AnsysMaxwell软件进行三维有限元仿真验证,验证了系统模型的可行性。进一步,提出并比较了两种不同类型的电涡流传感器用于温度测量。其中,多线圈耦合的电涡流传感器具有较小的体积、更高的测量精度和较强的稳定性。基于上述理论分析和仿真验证,提出了基于多线圈耦合的非接触式金属温度测量系统设计方法,并进行了系统建模分析和实物测试。实验结果显示,该系统的绝对温度偏差<2℃,验证了系统的可靠性和稳定性。该系统能够在没有直接可视路径的情况下稳定工作,克服了对可视路径的依赖,提升了非接触式金属温度测量系统的适用性,能够在复杂环境下实现金属温度的实时精确测量。

来源：2025年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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