电涡流传感器是工业生产和科学研究中使用广泛的一种无损、非接触检测仪器。对被测材料敏感一直是制约电涡流传感器更广泛应用的重要因素。因此,对电涡流传感器的电磁性能研究就显得尤为重要。本课题采用实验和有限元分析仿真相结合的方法,研究电涡流传感器的电磁性能。具体内容如下: 1.电涡流传感器电磁场性能的理论研究在掌握电涡流传感器工作原理的基础上,通过对传感器等效电路的分析,从理论上推导出相关参数(检测距离、频率等)对传感器性能的影响。2.电磁场数值仿真的建模方法研究在深入理解有限元法(FEM: Finite Element Method)建模理论及电磁场基本理论的基础上,通过合理地简化模型,选取单元类型,划分网格和施加边界条件,得到电涡流传感器的有限元模型,并进行求解。将分析结果与国内外文献上的得到的结果进行对比,证明分析结果的正确性,从而建立了一套电涡流传感器电磁场的数值计算方法。3.电涡流传感器的电磁性能的有限元分析检测过程中,电涡流传感器受到被测材料参数(主要是电阻率和磁导率)、检测距离和探头线圈尺寸(内径和外径)、检测频率等各种因素的影响。因此本文通过电涡流传感器的电磁场仿真分析来考察以上因素对电涡流传感器性能的影响,了解在各个因素影响下电涡流传感器中电磁场和被测体中涡流场的变化规律。4. 电涡流传感器与被测材料的相关性研究目前,电涡流传感器都是通过控制探头线圈的等效阻抗来获得输出电压和检测距离之间的关系。本论文尝试采用对探头线圈的阻抗实部和虚部进行控制的方法,来研究在新的理论下电涡流传感器与被测材料的相关性。本论文的创新性表现在四个方面: 1.在理论上推导了检测距离和输入频率对传感器性能的影响。2.建立了一套电涡流传感器电磁场分析的建模方法,具有一定参考价值。3.用数值仿真方法分析各个参数对电涡流传感器性能的影响,并将分析结果和理论推导/相关论著的结果相比较。证明可通过数值方法对电涡流传感器性能进行定性仿真。4.通过实验和数值仿真相结合的方法,论证了在不同检测距离、不同被测材