傳感器系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)和一些科研單位。對(duì)汽輪機(jī)、水輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空分機(jī)、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等進(jìn)行在線測(cè)量和保護(hù)。具有長期工作可靠性好、測(cè)量范圍寬、靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)的影響等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)對(duì)汽輪機(jī)、水輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)非接觸式位移測(cè)量。傳感器能動(dòng)態(tài)、非接觸地測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)體與探頭端面的相對(duì)振動(dòng)位移(如軸振動(dòng)等)。
電渦流傳感器能靜態(tài)、非接觸地測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)體與探頭端面的相對(duì)位移(如軸向位移、脹差等)。
徑向和軸向的軸位移、脹差、軸偏心、軸振動(dòng)、鍵相、轉(zhuǎn)速為滿足各種測(cè)量方案的需要探頭、(延伸電纜)、前置器以及被測(cè)體構(gòu)成基本工作系統(tǒng)。前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈,在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。如果在這一交變磁場(chǎng)的有效范圍內(nèi)沒有金屬材料靠近,則這一磁場(chǎng)能量會(huì)全部損失;當(dāng)有被測(cè)金屬體靠近這一磁場(chǎng),則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁學(xué)上稱之為電渦流。與此同時(shí)該電渦流場(chǎng)也產(chǎn)生一個(gè)方向與頭部線圈方向相反的交變磁場(chǎng),由于其反作用,使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變(線圈的有效阻抗),這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。通常假定金屬導(dǎo)體材質(zhì)均勻且性能是線性和各項(xiàng)同性,則線圈和金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)可由金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率б、磁導(dǎo)率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導(dǎo)體表面的距離D、電流強(qiáng)度I和頻率ω參數(shù)來描述。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數(shù)來表示。通常我們能做到控制τ, ξ, б, I, ω這幾個(gè)參數(shù)在一定范圍內(nèi)不變,則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數(shù),雖然它整個(gè)函數(shù)是一非線性的,其函數(shù)特征為“S”型曲線,但可以選取它近似為線性的一段。于此,通過前置器電子線路的處理,將線圈阻抗Z的變化,即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距離D的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號(hào)的大小隨探頭到被測(cè)體表面之間的間距而變化,電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量。
振動(dòng)測(cè)量
測(cè)量徑向振動(dòng),可以由它看到軸承的工作狀態(tài),還可以看到轉(zhuǎn)子的不平衡,不對(duì)中等機(jī)械故障??梢蕴峁?duì)于下列關(guān)鍵或基礎(chǔ)機(jī)械進(jìn)行機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需要的信息:
·工業(yè)透平,蒸汽/燃汽·壓縮機(jī),空氣/特殊用途氣體,徑向/軸向
·膨脹機(jī)·動(dòng)力發(fā)電透平,蒸汽/燃汽/水利 ·電動(dòng)馬達(dá)·發(fā)電機(jī)
·勵(lì)磁機(jī) ·齒輪箱 ·泵 ·風(fēng)扇 ·鼓風(fēng)機(jī) ·往復(fù)式機(jī)械
振動(dòng)測(cè)量同樣可以用于對(duì)一般性的小型機(jī)械進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)??蔀槿缦赂鞣N機(jī)械故障的早期判別提供了重要信息。
偏心測(cè)量
偏心是在低轉(zhuǎn)速的情況下,對(duì)軸彎曲程度的測(cè)量,這種彎曲可由下列情況引起:
·原有的機(jī)械彎曲 ·臨時(shí)溫升導(dǎo)致的彎曲 ·在靜止?fàn)顟B(tài)下,必然有些向下彎曲,有時(shí)也叫重力彎曲。
偏心的測(cè)量,對(duì)于評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)機(jī)械全面的機(jī)械狀態(tài),是非常重要的。特別是對(duì)于裝有透平監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)(TSI)的汽輪機(jī),在啟動(dòng)或停機(jī)過程中,偏心測(cè)量已成為不可少的測(cè)量項(xiàng)目。它使你能看到由于受熱或重力所引起的軸彎曲的幅度。轉(zhuǎn)子的偏心位置,也叫軸的徑向位置,它經(jīng)常用來指示軸承的磨損,以及加載荷的大小。如由不對(duì)中導(dǎo)致的那種情況,它同時(shí)也用來決定軸的方位角,方位角可以說明轉(zhuǎn)子是否穩(wěn)定。
脹差測(cè)量
對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組來說,在其啟動(dòng)和停機(jī)時(shí),由于金屬材料的不同,熱膨脹系數(shù)的不同,以及散熱的不同,軸的熱膨脹可能超過殼體膨脹;有可能導(dǎo)致透平機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件(如機(jī)殼、噴嘴、臺(tái)座等)的相互接觸,導(dǎo)致機(jī)器的破壞。因此脹差的測(cè)量是非常重要的。
轉(zhuǎn)速測(cè)量
對(duì)于所有旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言,都需要監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速是衡量機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)。而電渦流傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的*性是其它任何傳感器測(cè)量沒法比的,它既能響應(yīng)零轉(zhuǎn)速,也能響應(yīng)高轉(zhuǎn)速,抗干擾性能也非常強(qiáng)。
滾動(dòng)軸承、電機(jī)換向器整流片動(dòng)態(tài)監(jiān)控
對(duì)使用滾動(dòng)軸承的機(jī)器預(yù)測(cè)性維修很重要。探頭安裝在軸承外殼中,以便觀察軸承外環(huán)。由于滾動(dòng)元件在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí),滾動(dòng)元件與軸承有缺陷的地方相碰撞時(shí),外環(huán)會(huì)產(chǎn)生微小變形。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)到這種變形信號(hào)。當(dāng)信號(hào)變形時(shí)意味著發(fā)生了軸承故障,如滾動(dòng)元件的裂紋缺陷或者軸承環(huán)的缺陷等。還可以測(cè)量軸承內(nèi)環(huán)運(yùn)行狀態(tài),經(jīng)過運(yùn)算可以測(cè)量軸承打滑度。
應(yīng)用領(lǐng)域:
旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸系的位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、膨脹、偏心、油膜厚度的在線監(jiān)測(cè),產(chǎn)品的機(jī)械尺寸、厚度、表面不平度檢測(cè)。
工業(yè)過程自動(dòng)化的限位、計(jì)數(shù)及其它精密控制,可在石化、冶金、鋼鐵、電力、航天、制藥、機(jī)械制造等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
●典型應(yīng)用示意圖