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上海辰丁自動化設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 阿托斯ATOS柱塞泵,IFM易福門傾角傳感器,巴魯夫磁敏氣缸傳感器 |
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2018-5-24 閱讀(1086)
德國EPRO電渦流傳感器的簡單介紹
在高速旋轉(zhuǎn)機械和往復(fù)式運動機械的狀態(tài)分析,，振動研究,、分析測量中,，對非接觸的高精度振動,、位移信號,，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集到轉(zhuǎn)子振動狀態(tài)的多種參數(shù),。如軸的徑向振動,、振幅以及軸向位置。從轉(zhuǎn)子動力學(xué),、軸承學(xué)的理論上分析,，大型旋轉(zhuǎn)機械的運動狀態(tài)，主要取決于其核心—轉(zhuǎn)軸,，而電渦流傳感器,，能直接非接觸測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，對諸如轉(zhuǎn)子的不平衡,、不對中,、軸承磨損、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機械問題的早期判定,，可提供關(guān)鍵的信息,。電渦流傳感器以其長期工作可靠性好、測量范圍寬、靈敏度高,、分辨率高,、響應(yīng)速度快、抗干擾力強,、不受油污等介質(zhì)的影響,、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，在大型旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)的在線監(jiān)測與故障診斷中得到廣泛應(yīng)用,。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時（與金屬是否塊狀無關(guān)，且切割不變化的磁場時無渦流）,，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流,，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng),。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器,。
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,。當(dāng)被測金屬體靠近這一磁場,，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場,，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,。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化，電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實現(xiàn)對金屬物體的位移,、振動等參數(shù)的測量,。
德國EPRO電渦流傳感器的簡單介紹
當(dāng)被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時，探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化,，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化,，而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波,、線性補償,、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，zui終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）,。由上所述,，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān),。電渦流傳感器工作原理如圖所示
按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況，此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,，但從基本工作原理上來說仍是相似的,。電渦流式傳感器zui大的特點是能對位移、厚度,、表面溫度,、速度、 應(yīng)力,、材料損傷進行非接觸式連續(xù)測量,，另外還具有體積小，靈敏度高,，頻率響應(yīng)寬等特點,，應(yīng)用極其廣泛。
電渦流傳感器的原理是,，通過電渦流效應(yīng)的原理,，準(zhǔn)確測量被測體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面的相對位置，其特點是長期工作可靠性好,、靈敏度高,、抗干擾能力強、非接觸測量,、響應(yīng)速度快,、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用于對大型旋轉(zhuǎn)機械的軸位移、軸振動,、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進行長期實時監(jiān)測,，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對設(shè)備進行保護及預(yù)維修,。
德國EPRO電渦流傳感器的簡單介紹
偏心的測量,，對于評價旋轉(zhuǎn)機械全面的機械狀態(tài)，是非常重要的,。特別是對于裝有透平監(jiān)測儀表系統(tǒng)（TSI）的汽輪機,，在啟動或停機過程中，偏心測量已成為不可少的測量項目,。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。如由不對中導(dǎo)致的那種情況,，它同時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。對于汽輪發(fā)電機組來說,，在其啟動和停機時,，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)致透平機的旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件（如機殼,、噴嘴,、臺座等）的相互接觸，導(dǎo)致機器的破壞,。因此脹差的測量是非常重要的,。
對于所有旋轉(zhuǎn)機械而言，都需要監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械軸的轉(zhuǎn)速,，轉(zhuǎn)速是衡量機器正常運轉(zhuǎn)的一個重要指標(biāo),。旋轉(zhuǎn)測量通常有以下幾種傳感器可選：電渦流轉(zhuǎn)速傳感器、無源磁電轉(zhuǎn)速傳感器,、有源磁電轉(zhuǎn)速傳感器等,。具有需要選擇那類傳感器，則要根據(jù)轉(zhuǎn)速測量的要求轉(zhuǎn)速等,，轉(zhuǎn)速發(fā)生裝置有以下幾種：用標(biāo)準(zhǔn)的漸開的線齒數(shù)（M1～M5）作轉(zhuǎn)速發(fā)生信號,，在轉(zhuǎn)軸上開一鍵槽,、在轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)軸上開孔眼、在軸轉(zhuǎn)上凸鍵等轉(zhuǎn)速發(fā)生信號裝置,。無源磁電式傳感器是針對測齒輪而設(shè)計的發(fā)電型傳感器（無源）,，不適合測零轉(zhuǎn)速和較低轉(zhuǎn)速，因低頻時,，幅值信號小,，抗干擾能力差，它不需要供電,。有源磁電式傳感器采用了電源供電,，輸出波形為矩形波，具有負(fù)載驅(qū)動能力,，適合測量 0.03HZ以上轉(zhuǎn)速信號,。
