典型應(yīng)用

電渦流傳感器系統(tǒng)以其*的優(yōu)點(diǎn)，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。圖1-1列舉了上海航振儀器儀表有限公司的電渦流傳感器的一些典型應(yīng)用示意。前置器根據(jù)探頭線圈阻抗的變化輸出一個(gè)與距離成正比的直流電壓。

產(chǎn)品系列

HZ891XL電渦流位移傳感器

HZ891電渦流位移傳感器

HZ891YT系列一體化電渦流位移傳感器

特殊定制系列

技術(shù)指標(biāo)

1、線性量程、線性范圍、線性中點(diǎn)、非線性誤差、小被測(cè)面

非線性誤差指實(shí)際輸出值與理論值(按標(biāo)準(zhǔn)特性方程計(jì)算)大誤值。

2、平均靈敏度(線性范圍內(nèi)輸出變化除線性范圍)

平均靈敏度誤差:±5

3.、動(dòng)態(tài)特性

頻響:010kHz

幅頻特性:01kHz衰減小于1，10kHz衰減小于5

相頻特性:01kHz相位差小于-10°，10kHz相位差小于-100°

4、互換性誤差5

5、工作溫度

探頭:工作溫度-50 +175°C 溫漂0.05/°C

前置器:工作溫度-50 +120°C 溫漂0.05/°C

6、工作介質(zhì):空氣、油、水。

7、探頭大工作壓力:12Mpa

A、探頭直徑選擇

B、螺紋規(guī)格選擇

D 無螺紋長(zhǎng)選擇

以10mm為單位

小無螺紋長(zhǎng)0mm 0 0，

大無螺紋長(zhǎng)250mm 2 5，

遞增量10mm 0 1

探頭的無螺紋部分是為了方便安裝:采用螺孔安裝時(shí),適當(dāng)長(zhǎng)度的無螺紋部分可以減少需要旋入螺孔的長(zhǎng)度。

E 殼體長(zhǎng)度選擇

以10mm為單位

小殼體長(zhǎng)度20mm 0 2 ，

大殼體長(zhǎng)度250mm 2 5 ，

遞增量10mm 0 1

探頭殼體長(zhǎng)度取決于安裝位置與被測(cè)面的距離。

F 電纜長(zhǎng)度選擇

0 5 0.5m 5 0 5.0m

1 0 1.0m 9 0 9.0m

電纜長(zhǎng)度選擇應(yīng)考慮被測(cè)面與前置器安裝位置之間的距離。采用螺孔安裝時(shí)，建議選擇05(0.5m)、10(1.0m)，易于保證旋動(dòng)探頭時(shí)，探頭電纜與探頭能一起轉(zhuǎn)動(dòng)，不易扭斷電纜，而且需選用延伸電纜，延伸電纜長(zhǎng)度與探頭總長(zhǎng)之和為5m或9m。在機(jī)器內(nèi)部安裝探頭，選擇探頭總長(zhǎng)應(yīng)保證電纜接頭能處于機(jī)器外部，以防機(jī)器內(nèi)部的機(jī)油污染接頭。

鎧裝選擇

"K"表示電纜帶鎧裝，無"K"表示電纜不帶鎧裝

如果探頭電纜無管道保護(hù)，建議選擇鎧裝探頭，以使探頭電纜不易被損壞。

選型示例

例1:HZ-891XLT08-M10×1-B-01-05-50(分體式:含前置器，電纜，探頭)

表示:HZ-891XL系列電渦流傳感器，探頭直徑φ8、殼體螺紋M10×1、標(biāo)準(zhǔn)安裝方式、無螺紋長(zhǎng)10mm、殼體長(zhǎng)度50mm、電纜長(zhǎng)度5m、不帶鎧裝。

例2:HZ-891YT08HP-M10×1-B-01-05-50(一體化式內(nèi)置前置器功能)

表示:HZ-891XL系列一體化電渦流傳感器，探頭直徑φ8、殼體螺紋M10×1、標(biāo)準(zhǔn)安裝方式、無螺紋長(zhǎng)10mm、殼體長(zhǎng)度50mm、電纜長(zhǎng)度5m、不帶鎧

安裝要求

軸徑向振動(dòng)

當(dāng)需要測(cè)量軸的徑向振動(dòng)時(shí)，要求軸的直徑大于探頭直徑的三倍以上。每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)同時(shí)安裝兩個(gè)傳感器探頭，兩個(gè)探頭應(yīng)分別安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90o±5o。由于軸承蓋一般是水平分割的，因此通常將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45o，從原動(dòng)機(jī)端看，分別定義為X探頭(水平方向)和Y探頭(垂直方向)，X方向在垂直中心線的右側(cè)，Y方向在垂直中心線的左側(cè)。

軸的徑向振動(dòng)測(cè)量時(shí)探頭的安裝位置應(yīng)該盡量靠近軸承，否則由于軸的撓度，得到的值會(huì)有偏差。

軸的徑向振動(dòng)探頭安裝位置與軸承的大距離。軸的徑向振動(dòng)測(cè)量時(shí)探頭的安裝:

測(cè)量軸承直徑 大距離

076mm 25mm

76510mm 76mm

大于520mm 160mm

探頭中心線應(yīng)與軸心線正交，探頭監(jiān)測(cè)的表面(正對(duì)探頭中心線的兩邊1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個(gè)圓周面，如圖)應(yīng)無裂痕或其它任何不連續(xù)的表面現(xiàn)象(如鍵槽、凸凹不平、油孔等)，且在這個(gè)范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍，其表面的粗糟度應(yīng)在0.4 um至0.8um之間。

軸的軸向位移

測(cè)量軸的軸向位移時(shí)，測(cè)量面應(yīng)該與軸是一個(gè)整體，這個(gè)測(cè)量面是以探頭的中心線為中心，寬度為1.5倍的探頭圓環(huán)。探頭安裝距離距止推法蘭盤不應(yīng)超過305mm，測(cè)量結(jié)果不僅包含軸向位移的變化，而且包含脹差在內(nèi)的變化，這樣測(cè)量的不是軸的真實(shí)位移值。

鍵相測(cè)量

鍵相測(cè)量就是通過在被測(cè)軸上設(shè)置一個(gè)凹槽或凸鍵，稱鍵相標(biāo)記。當(dāng)這個(gè)凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)到探頭位置時(shí)，相當(dāng)于探頭與被測(cè)面間距突變，傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，軸每轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，產(chǎn)生的時(shí)刻表明了軸在每轉(zhuǎn)周期中的位置。因此通過對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，可以測(cè)量軸的轉(zhuǎn)速;通過將脈沖與軸的振動(dòng)信號(hào)比較，可以確定振動(dòng)的相位角，用于軸的動(dòng)平衡分析以及設(shè)備的故障分析與診斷等方面。

凹槽或凸鍵要足夠大，以使產(chǎn)生的脈沖信號(hào)峰峰值不小于5V。一般若采用φ5、φ8探頭，則這一凹槽或凸鍵寬度應(yīng)大于7.6mm、深度或高度應(yīng)大于1.5mm(*采用2.5mm以上)、長(zhǎng)度應(yīng)大于0.2mm。凹槽或凸鍵應(yīng)平行于軸中心線，以防當(dāng)軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)時(shí)，探頭還能對(duì)著凹槽或凸鍵。為了避免由于軸相位移引起的探頭與被測(cè)面之間的間隙變化過大，應(yīng)將鍵相探頭安裝在軸的徑向，而不是軸向的位置。應(yīng)盡可能地將鍵相探頭安裝在機(jī)組的驅(qū)動(dòng)部分上，這樣即使機(jī)組的驅(qū)動(dòng)部分與載荷脫離，傳感器仍會(huì)有鍵相信號(hào)輸出。當(dāng)機(jī)組具有不同的轉(zhuǎn)速時(shí)通常需要有多套鍵相傳感器探頭對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而可以為機(jī)組的各部分提供有效的鍵相信號(hào)。

鍵相標(biāo)記可以是凹槽，也可以是凸鍵，如圖所示，標(biāo)準(zhǔn)要求用凹槽的形式。當(dāng)標(biāo)記是凹槽時(shí)，安裝探頭要對(duì)著軸的完整部分調(diào)整初始安裝間隙(安裝在傳感器的線性中點(diǎn)為宜)，而不是對(duì)著凹槽來調(diào)整初始安裝間隙。而當(dāng)標(biāo)記是凸鍵時(shí)探頭一定要對(duì)著凸起的頂部表面調(diào)整初始安裝間隙(安裝在傳感器的線性中點(diǎn)為宜)，不是對(duì)著軸的其它完整表面進(jìn)行調(diào)整。否則當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可能會(huì)造成凸鍵與探頭碰撞，剪斷探頭。

影響

被測(cè)體材料對(duì)傳感器的影響

傳感器特性與被測(cè)體的電導(dǎo)率б、磁導(dǎo)率ξ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)，由于渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)同時(shí)存在，磁效應(yīng)反作用于渦流效應(yīng)，使得渦流效應(yīng)減弱，即傳感器的靈敏度降低。而當(dāng)被測(cè)體為弱導(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。

被測(cè)體表面平整度對(duì)傳感器的影響

不規(guī)則的被測(cè)體表面，會(huì)給實(shí)際的測(cè)量帶來附加誤差，因此對(duì)被測(cè)體表面應(yīng)該平整光滑，不應(yīng)存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。一般要求，對(duì)于振動(dòng)測(cè)量的被測(cè)表面粗糙度要求在0.4um0.8um之間;對(duì)于位移測(cè)量被測(cè)表面粗糙度要求在0.4um1.6um之間。

被測(cè)體表面磁效應(yīng)對(duì)傳感器的影響

電渦流效應(yīng)主要集中在被測(cè)體表面，如果由于加工過程中形成殘磁效應(yīng)，以及淬火不均勻、硬度不均勻、金相組織不均勻、結(jié)晶結(jié)構(gòu)不均勻等都會(huì)影響傳感器特性。在進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量時(shí)，如果被測(cè)體表面殘磁效應(yīng)過大，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量波形發(fā)生畸變。

被測(cè)體表面鍍層對(duì)傳感器的影響

被測(cè)體表面的鍍層對(duì)傳感器的影響相當(dāng)于改變了被測(cè)體材料，視其鍍層的材質(zhì)、厚薄，傳感器的靈敏度會(huì)略有變化。

被測(cè)體表面尺寸對(duì)傳感器的影響

由于探頭線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)范圍是一定的，而被測(cè)體表面形成的渦流場(chǎng)也是一定的。這樣就對(duì)被測(cè)體表面大小有一定要求。通常，當(dāng)被測(cè)體表面為平面時(shí)，以正對(duì)探頭中心線的點(diǎn)為中心，被測(cè)面直徑應(yīng)大于探頭頭部直徑的1.5倍以上;當(dāng)被測(cè)體為圓軸且探頭中心線與軸心線正交時(shí)，一般要求被測(cè)軸直徑為探頭頭部直徑的3倍以上，否則傳感器的靈敏度會(huì)下降，被測(cè)體表面越小，靈敏度下降越多。實(shí)驗(yàn)測(cè)試，當(dāng)被測(cè)體表面大小與探頭頭部直徑相同，其靈敏度會(huì)下降到72左右。被測(cè)體的厚度也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。被測(cè)體中電渦流場(chǎng)作用的深度由頻率、材料導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率決定。因此如果被測(cè)體太薄，將會(huì)造成電渦流作用不夠，使傳感器靈敏度下降，一般要求厚度大于0.1mm以上的鋼等導(dǎo)磁材料及厚度大于0.05mm以上的銅、鋁等弱導(dǎo)磁材料，則靈敏度不會(huì)受其厚度的影響。

典型應(yīng)用

電渦流傳感器系統(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)。

HZ891XL電渦流位移傳感器