RS901802XL-003-050-80-00-01電渦流探頭傳感器/位移前置器

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)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鑒相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進(jìn)行在線(xiàn)測(cè)量和安全保護(hù)，以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸校驗(yàn)等方面

傳感器系統(tǒng)的工作原理是電渦流效應(yīng)。當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時(shí)，在前置器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)電纜送到探頭的頭部，在頭部周?chē)a(chǎn)生交變磁場(chǎng)H1。如果在磁場(chǎng)H1的范圍沒(méi)有金屬導(dǎo)體接近，則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會(huì)被釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體接近探頭頭部，則交變磁場(chǎng)H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場(chǎng)，該電渦流場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向與H1相反的交變磁場(chǎng)H2。由于H2的反作用，就會(huì)改變探頭頭部線(xiàn)圈高頻電流的幅度和相位，既改變了線(xiàn)圈的有效阻抗。這種變化即與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，既與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線(xiàn)圈幾何參數(shù)、激勵(lì)電流頻率以及線(xiàn)圈到金屬導(dǎo)體的距離參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線(xiàn)形和各向同性的，則線(xiàn)圈——金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的磁導(dǎo)率u、電導(dǎo)率σ、尺寸因子r、線(xiàn)圈與金屬導(dǎo)體距離δ線(xiàn)圈激勵(lì)電流I和頻率ω等參數(shù)來(lái)描述。因此線(xiàn)圈的阻抗可用函數(shù)Z=F（u，r，I，ω）來(lái)表示。 

如果控制u，σ，r，I，ω恒定不變，那么阻抗Z就成為距離的單值函數(shù)，由麥克斯韋爾公式，可以求得此函數(shù)為一非線(xiàn)形函數(shù)，其曲線(xiàn)為“S"型曲線(xiàn)，在一定范圍內(nèi)可以近似為一線(xiàn)形函數(shù)。前置器是一個(gè)電子信號(hào)處理器。一方面前置器為探頭線(xiàn)圈提供高頻交流電流；另一方面，前置器感受探頭前面由于金屬導(dǎo)體靠近引起探頭參數(shù)的變化，經(jīng)過(guò)前置器的處理，產(chǎn)生隨探頭端面與被測(cè)金屬導(dǎo)體間隙線(xiàn)性變化的輸出電壓或電流信號(hào)。

前置器統(tǒng)一一種安裝尺寸，提供兩種輸出方式：

安裝尺寸：面板安裝：51mm*51mm,采用四個(gè)M4*15螺栓安裝；（作為產(chǎn)品附件提供）導(dǎo)軌安裝：直接卡入DIN軌道，安裝方便。（作為產(chǎn)品附件提供）

電壓輸出：供電電源Ut:-20Vdc～ -26Vdc,輸出電壓極限：-0.7～(Ut+1)V；

線(xiàn)性范圍輸出起始電壓：-2V。（一般為：-2～-18Vdc輸出）

電流輸出：供電電源Ut:+18Vdc～+30Vdc,輸出電流：4-20mA。

探頭插座是與探頭和延伸電纜接頭同一系列的高頻插座，電源、輸出端子是標(biāo)準(zhǔn)的重載隔離型三端接線(xiàn)端子。

前置器外殼是用鋁鑄造而成，表面已進(jìn)行噴塑處理。為了屏蔽外界干擾，在前置器內(nèi)部已將殼體與信號(hào)公共端（信號(hào)地）連接；在底板和安裝孔處都加裝了工程塑料絕緣，這樣可以保證在安裝前置器時(shí)，使前置器殼體與大地隔離（即所謂“浮地"）。

將工程塑料底板扳開(kāi)，可以對(duì)前置器進(jìn)行校準(zhǔn)（校準(zhǔn)的詳細(xì)介紹見(jiàn)第三章），除非需要進(jìn)行傳感器系統(tǒng)重新校準(zhǔn)或前置器出現(xiàn)故障，一般不要打開(kāi)底板。

傳感器特性與被測(cè)體的導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率有關(guān)，當(dāng)被測(cè)體為導(dǎo)磁材料（如普通鋼、結(jié)構(gòu)鋼等）時(shí)，要抵消部分渦流效應(yīng)，使得傳感器感應(yīng)靈敏度低；而當(dāng)被測(cè)體為非導(dǎo)磁或弱導(dǎo)磁材料（如銅、鋁、合金鋼等）時(shí)，由于磁效應(yīng)弱，因此傳感器感應(yīng)靈敏度要高

測(cè)量軸的徑向振動(dòng)時(shí)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)安裝兩個(gè)傳感器探頭，兩個(gè)探頭分別安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90°（±5°）。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線(xiàn)每一側(cè)45°，定義為X探頭（水平方向）和Y探頭（垂直方向）。通常從原動(dòng)機(jī)端看，X探頭應(yīng)該在垂直中心線(xiàn)的右側(cè)，Y探頭應(yīng)該在垂直中心線(xiàn)的左側(cè)。如圖2-2所示。理論上，只要安裝位置可行，兩個(gè)探頭可安裝在軸承圓周的任何位置，保證其90°（±5°）的間隔，都能夠準(zhǔn)確測(cè)量軸的徑向振動(dòng)。

探頭中心線(xiàn)應(yīng)與軸心線(xiàn)正交，探頭監(jiān)測(cè)的表面（正對(duì)探頭中心線(xiàn)的兩邊1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個(gè)圓周面，見(jiàn)圖2-3）應(yīng)無(wú)劃痕或其它任何不連續(xù)的表面（如油孔或鍵槽等），且在這個(gè)范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍，表面粗糙度應(yīng)在0.4-0.8um之間。

   除非特別說(shuō)明，通常將軸的徑向振動(dòng)測(cè)量探頭安裝在傳感器的線(xiàn)性范圍中點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的前置器輸出電壓為中點(diǎn)電壓（線(xiàn)性范圍中點(diǎn)間隙和中點(diǎn)電壓值可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線(xiàn)中查到，一般電壓輸出傳感器線(xiàn)性中點(diǎn)電壓為-10V左右，電流輸出傳感器線(xiàn)性中點(diǎn)電流為12mA）。特別是對(duì)于軸承機(jī)器，其軸承間隙接近傳感器線(xiàn)性工作范圍時(shí)（建議選用線(xiàn)性工作范圍更寬的傳感器）。但是對(duì)于臥式機(jī)器，在機(jī)器啟動(dòng)時(shí)，軸會(huì)抬高0.25mm 左右，因而在停機(jī)時(shí)安裝垂直方向探頭，應(yīng)將安裝間隙（冷態(tài)間隙）調(diào)整到傳感器的線(xiàn)性范圍中點(diǎn)偏大0.25mm左右，對(duì)應(yīng)的前置器輸出電壓可從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線(xiàn)中查到。

 鑒相器可以測(cè)量機(jī)器的轉(zhuǎn)速，但是鑒相器只能產(chǎn)生每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖信號(hào)，用它作轉(zhuǎn)速測(cè)量的不高。專(zhuān)門(mén)的轉(zhuǎn)速測(cè)量一般都是在軸的測(cè)量圓周上設(shè)置多個(gè)凹槽或凸鍵標(biāo)記，或者直接利用軸上的齒輪，使探頭能每轉(zhuǎn)產(chǎn)生多個(gè)脈沖。

    記的數(shù)量或者齒輪的齒數(shù)，就是傳感器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖數(shù)量，數(shù)量越大，測(cè)量越。但是當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，由于傳感器的頻率響應(yīng)限制，標(biāo)記的數(shù)量或者齒輪不能太多，一般要求脈沖的頻率不能超過(guò)10KHz。

機(jī)器外部雙軸向位移探頭安裝支架

根據(jù)測(cè)量部位的量程、安裝空間的環(huán)境和尺寸、被測(cè)體材料等特性選定傳感器、并檢查傳感器各部分外觀是否完好、各部分是否配套（如探頭直徑與前置器型號(hào)中規(guī)定的配套探頭直徑是否一致、探頭電纜長(zhǎng)度加延伸電纜長(zhǎng)度是否符合前置器對(duì)電纜長(zhǎng)度的要求等）。通常成套訂貨的傳感器在出廠(chǎng)時(shí)提供有校驗(yàn)卡，校驗(yàn)卡上注明了配套校準(zhǔn)的傳感器各部分的型號(hào)、編號(hào)，可據(jù)此與產(chǎn)品上的標(biāo)記核對(duì)然后在傳感器的探頭、延伸電纜（如果有的話(huà)）、前置器上分別進(jìn)行特定標(biāo)記（如“1#瓦水平振動(dòng)"、“軸位移"等）來(lái)說(shuō)明其作用以及區(qū)分多套傳感器各部分間的連接關(guān)系，電纜兩端應(yīng)都做標(biāo)記以便在多根電纜頭中進(jìn)行分辨，這種標(biāo)記應(yīng)該能防油、防水。

2.將傳感器各部分連接好，按第三章節(jié)校準(zhǔn)所述通電檢查傳感器，若超差，則需要重新校準(zhǔn)。檢查時(shí)特別要注意校準(zhǔn)試件材料是否與被測(cè)體材料一致或者具有相近的成分，關(guān)于材料對(duì)測(cè)量的影響詳見(jiàn)被測(cè)體材料的影響。

3.如果未訂購(gòu)配套的安裝支架，則應(yīng)加工合適的安裝支架（參見(jiàn)探頭安裝支架選擇）。外部安裝探頭支架較復(fù)雜，一般需要訂購(gòu)。

4.在基座上加工支撐安裝支架的螺孔，內(nèi)部安裝探頭的支架一般都需要兩個(gè)螺孔進(jìn)行緊固，外部安裝探頭一般都是在機(jī)殼上加工通孔螺紋孔。

5.緊固內(nèi)部安裝探頭支架。如果是外部安裝探頭，則應(yīng)先將探頭緊固在支架上，在將支架擰進(jìn)安裝螺紋內(nèi)。

6.調(diào)整探頭安裝間隙。不同用途探頭的初始安裝間隙有不同的要求，參見(jiàn)章的第二節(jié)傳感器的典型應(yīng)用中關(guān)于軸的徑向振動(dòng)測(cè)量、軸向位移測(cè)量、鑒相器測(cè)量中的說(shuō)明。關(guān)于調(diào)整的方法參見(jiàn)本章探頭安裝間隙的說(shuō)明。

7.緊固內(nèi)部安裝探頭，采用角鋼支架則用兩個(gè)螺母背緊，采用壓塊支架則用緊固螺栓鎖緊；外部安裝探頭，則緊固外部安裝支架。緊固螺釘、螺母都應(yīng)用彈簧墊圈以防止松動(dòng)。（參見(jiàn)探頭安裝支架選擇）

8.固定探頭電纜。內(nèi)部安裝探頭電纜，在機(jī)器內(nèi)部先用電纜固定架固定，然后穿過(guò)電纜密封裝置（參見(jiàn)探頭所帶電纜的安裝），在擰緊電纜密封組件（多個(gè)探頭共用一個(gè)電纜密封裝置時(shí)，在各探頭電纜都穿過(guò)來(lái)后再擰緊）；外部安裝探頭電纜，只需擰緊支架上的電纜密封組件。