發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)之間的相位差如何計(jì)算

在發(fā)射線圈施上交流電壓，產(chǎn)生交流電流并在空間生成交流磁場(chǎng)，

該磁場(chǎng)在接收線圈感應(yīng)用電動(dòng)勢(shì)，并通過(guò)調(diào)理電路處理，最終得到電壓信號(hào)送入處理器，計(jì)算得到待測(cè)物導(dǎo)致的發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)之間的相位差，

根據(jù)這一相位差判斷待測(cè)物的類型。

不存在待測(cè)物的情況

當(dāng)不存在待測(cè)物時(shí)，發(fā)射線圈的等效電路由電阻和電感組成，如下圖：

發(fā)射線圈等效電路

其中R1為線圈電阻，其電阻值大概為4Ω；L1為線圈電感，其電感量大概為 10mH。

其阻抗表示為：

存在待測(cè)物的情況

發(fā)射線圈通入交流電流I1時(shí)，線圈周圍產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)H1。

當(dāng)待測(cè)物位于線圈磁場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)，待測(cè)物內(nèi)部生產(chǎn)感應(yīng)渦流電流I2，

渦流信號(hào)在待測(cè)物附近產(chǎn)生交變磁場(chǎng)H2，渦流的中心之處H1和H2同軸但是方向相反。

因此，原有外部磁場(chǎng)被削弱，導(dǎo)致線圈的等效阻抗、相位均發(fā)生變化。

渦流示意圖

線圈和待測(cè)物視為兩個(gè)互感的耦合線圈。

等效電路如圖所示：

待測(cè)物渦流影響下的等效電路

其中R1為發(fā)射線圈的電阻，L1為發(fā)射線圈的電感，R2為待測(cè)物渦流效應(yīng)的等效電阻，L2為待測(cè)物渦流效應(yīng)的等效電感，M為發(fā)射線圈與待測(cè)物之間的互感。

根據(jù)基爾霍夫定律，在發(fā)射線圈側(cè)，有：

在待測(cè)物側(cè)，有：

聯(lián)立上述兩式，求解，得到：

對(duì)于不同類型的待測(cè)物，由于待測(cè)物的影響，

將使得發(fā)射線圈的等效電阻增大，而等效電抗可增大，或者減少。

通過(guò)判斷等效電抗增大或者減小，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物進(jìn)行分類。