CWY-D0-01,CWY-D0-02,CWY-DO-810504電渦流軸位移傳感器軸振動(dòng)探頭前置器

CWY-DO-810504系列電渦流位移傳感器探頭（以下簡(jiǎn)稱傳感器）能測(cè)量被測(cè)體（必須是金屬導(dǎo)體）與探頭端面的相對(duì)位置。由于其非接觸測(cè)量、長(zhǎng)期工作可靠性高、靈敏度高、抗力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用于對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、軸振動(dòng)、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)及進(jìn)行預(yù)測(cè)性維修?？蓽y(cè)量位移、振幅、轉(zhuǎn)速、尺寸、厚度、表面不平度等。從轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)主要取決于其——轉(zhuǎn)軸，而電渦流位移傳感器能直接測(cè)量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，測(cè)量結(jié)果可靠、可信。

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)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等方面

傳感器系統(tǒng)的工作機(jī)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)高頻電流信號(hào)，該信號(hào)通 過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)H1。如果 在磁場(chǎng)H1的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射到這一范 圍內(nèi)的能量都會(huì)全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近 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)改變探頭頭部線圈高頻電流的 幅度和相位，即改變了線圈的有效阻抗。這種變化既 與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，即與金屬 導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、 激勵(lì)電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離等參數(shù)有 關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向同 性的，則線圈——金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通?？捎?金屬導(dǎo)體的磁導(dǎo)率μ 、電導(dǎo)率σ 、尺寸因子r，線圈與 金屬導(dǎo)體距離δ ，線圈激勵(lì)電流強(qiáng)度I和頻率ω 等參數(shù) 來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)Z=F(μ ,σ ,r,I,ω )來 表示。 如果控制μ 、σ 、r、δ 、I、ω 恒定不變，那么阻抗Z就成為距離δ 的單值函數(shù)，由麥克 斯韋爾公式，可以求得此函數(shù)為一非線性函數(shù)，其曲線為“ S” 形曲線，在一定范圍內(nèi)可以近 似為一線性函數(shù)。 在實(shí)際應(yīng)用中，通常是將線圈密封在探頭中，線圈阻抗的變化通過封裝在前置器中的電 子線路的處理轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出。這個(gè)電子線路并不是直接測(cè)量線圈的阻抗，而是采用 并聯(lián)諧振法，見圖1-3，即在前置器中將一個(gè)固定電容C C C C 0 1 2 1 2 ? ? C 和探頭線圈Lx并聯(lián)與晶體 管T一起構(gòu)成一個(gè)振蕩器，振蕩器的振蕩幅度Ux與線圈阻抗成比例，因此振蕩器的振蕩幅度 Ux會(huì)隨探頭與被測(cè)間距δ 改變。Ux經(jīng)檢波濾波，放大，非線性修正后輸出電壓Uo，Uo與δ 的關(guān)系曲線如圖1-4所示，可以看出該曲線呈“ S” 形，即在線性區(qū)中點(diǎn)δ 0處(對(duì)應(yīng)輸出電壓 U0)線性，其斜率(即靈敏度)較大，在線性區(qū)兩端，斜率(靈敏度)逐漸下降，線性變差。(δ 1，U1) —線性起點(diǎn)，(δ 2，U2) —線性末點(diǎn)。

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)，由 于磁效應(yīng)和渦流效應(yīng)同時(shí)存在，而且磁效應(yīng)與渦流 效應(yīng)相反，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，相對(duì)來說 渦流效應(yīng)要強(qiáng)，因此傳感器感應(yīng)靈敏度要高。圖1-9 列出了同一套傳感器測(cè)量幾種典型材料時(shí)的輸出 特性曲線，圖中各曲線所對(duì)應(yīng)的靈敏度為： 銅：14.9 V/mm 鋁：14.0 V/mm 不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)：10.4V/mm 45號(hào)鋼：8.2 V/mm 40CrMo鋼：8.0 V/mm（出廠校準(zhǔn)材料） 除非在訂貨時(shí)進(jìn)行特別說明，通常，在出廠前傳感器系統(tǒng)用40CrMo材料試件進(jìn)行校準(zhǔn)， 只有和它同系列的被測(cè)體材料，產(chǎn)生的特性方程才能和40CrMo的相近；當(dāng)被測(cè)體的材料與 40CrMo成分相差很大時(shí)，則須按第三章節(jié)所述步驟進(jìn)行重新校準(zhǔn)，否則可能造成很大的 測(cè)量誤差。 因?yàn)榇蠖鄶?shù)的汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備的轉(zhuǎn)軸是用40CrMo材料或者與之相近的材料制造， 因此傳感器系統(tǒng)用40CrMo材料作出廠校準(zhǔn)，能適合大多數(shù)的測(cè)量對(duì)象

安裝探頭時(shí)，應(yīng)考慮傳感器的線性測(cè)量范圍和被測(cè)間隙的變化量，當(dāng)被測(cè)間隙總的變化 量與傳感器的線性工作范圍接近時(shí)，尤其要注意(在訂貨選型時(shí)應(yīng)使所選的傳感器線性范圍大 于被測(cè)間隙的15%以上)。通常，測(cè)量振動(dòng)時(shí)，將探頭的安裝間隙設(shè)在傳感器的線性中點(diǎn)；測(cè) 量位移時(shí)，要根據(jù)位移往哪個(gè)方向變化或往哪個(gè)方向的變化量較大來決定其安裝間隙的設(shè)定。 當(dāng)位移向遠(yuǎn)離探頭端部的方向變化時(shí)，安裝間隙應(yīng)設(shè)在線性近端；反之，則應(yīng)設(shè)在線性遠(yuǎn)端。 調(diào)整探頭安裝間隙可以采用下列兩種方法： ? 在探頭端面和被測(cè)面之間塞入設(shè)定安裝間隙厚度的塞尺，當(dāng)探頭端面和被測(cè)面壓緊塞 尺時(shí)，緊固探頭即可。該方法適合于探頭安裝孔為螺紋孔的情況，通過旋動(dòng)探頭來調(diào)整安裝間隙。

將探頭、延伸電纜(如果有的話)、前置器聯(lián)接起來，給傳感器系統(tǒng)接上電源，用萬用 表監(jiān)測(cè)前置器的輸出，同時(shí)調(diào)節(jié)探頭與被測(cè)面的間隙，當(dāng)前置器的輸出等于安裝間隙所對(duì)應(yīng) 的電壓或電流值時(shí)(該值可由校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表中查得)再背緊探頭所帶兩個(gè)緊固螺母即可。這種方 法適用于探頭安裝孔為通孔的情形。

通過測(cè)量前置器輸出來確定安裝間隙，有可能會(huì)產(chǎn)生一種假象，當(dāng) 探頭頭部還未露出安裝孔時(shí)，由于安裝孔周圍的金屬影響，可能使 得前置器輸出等于安裝間隙所對(duì)應(yīng)的電壓或電流值，但這時(shí)探頭測(cè) 量的不是需要測(cè)量的被測(cè)體。探頭調(diào)整到正確的安裝位置，前置器 輸出應(yīng)該是：首先是較大的飽和輸出(此時(shí)探頭還未放進(jìn)安裝孔內(nèi))， 然后是較小的輸出(此時(shí)探頭放進(jìn)安裝孔中)，繼續(xù)將探頭擰進(jìn)安裝 孔，前置器輸出會(huì)變?yōu)檩^大的輸出(此時(shí)探頭頭部露出安裝孔，但與 被測(cè)面間隙較大)，再擰進(jìn)探頭，前置器輸出等于安裝間隙所對(duì)應(yīng)的 值，此時(shí)探頭才是正確的安裝間隙

探頭頭部材料為PPS工程塑料、殼體材料為1Cr18Ni9Ti耐酸堿不銹鋼、電纜外表皮為氟 塑料包裹，這些材料可以抗大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。但也有一些化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)對(duì)探頭造成 腐蝕，安裝時(shí)應(yīng)注意被測(cè)體的環(huán)境是否存在使探頭遭到損壞的化學(xué)物質(zhì)。對(duì)于探頭的抗腐蝕 性說明如下： 探頭長(zhǎng)期接觸下列物質(zhì)，探頭材料和性能不會(huì)受到影響： 空氣、水、潤(rùn)滑油、氨氫氧化物、酒精、汽油、、稀硫酸、氫氧化鈉 探頭不能長(zhǎng)期接觸下列物質(zhì)： 無水氨、苯甲醛、硝酸、、、98%硫酸

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 成套訂購(gòu)的傳感器，在出廠時(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)、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)來說明其作用以及區(qū)分多套 傳感器各部分間的聯(lián)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、將傳感器各部分聯(lián)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)量的影響見被測(cè)體材料的影響。 3、如果未訂購(gòu)配套的安裝支架，則加工合適的安裝支架(參見探頭安裝支架選擇)。外部 安裝探頭支架較復(fù)雜，一般需訂購(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，再將 支架擰進(jìn)安裝螺孔內(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，參見章第二 節(jié)傳感器的典型應(yīng)用關(guān)于軸的徑向振動(dòng)測(cè)量、軸向位移測(cè)量、鑒相器測(cè)量中的說明。關(guān)于調(diào) 整的方法參見本章探頭安裝間隙的說明。 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)用彈簧墊圈以防松動(dòng)。(參見探頭安裝支架選擇) 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，然后穿過電 纜密封裝置(參見探頭所帶電纜的安裝)，再擰緊電纜密封組件(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來后再擰緊)；外部安裝探頭電纜，只需擰緊支架上的電纜密封組件。