德國(guó)EPRO電渦流傳感器的應(yīng)用
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。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)。旋轉(zhuǎn)測(cè)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(cè)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(hào)，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(hào)裝置。
無源磁電式傳感器是針對(duì)測(cè)齒輪而設(shè)計(jì)的發(fā)電型傳感器（無源），不適合測(cè)零轉(zhuǎn)速和較低轉(zhuǎn)速，因低頻時(shí)，幅值信號(hào)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(dòng)能力，適合測(cè)量 0.03HZ以上轉(zhuǎn)速信號(hào)。
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。對(duì)于被測(cè)體轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速發(fā)生裝置要求也很低，被測(cè)體齒輪數(shù)可以很小，被測(cè)體也可以是一個(gè)很小的孔眼，一個(gè)凸鍵，一個(gè)小的凹鍵。電渦流傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速，通常選用φ3mm、φ4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm的探頭。轉(zhuǎn)速測(cè)量頻響為0～10KHZ。電渦流傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速，傳感器輸出的信號(hào)幅值較高（在低速和高速整個(gè)范圍內(nèi)）抗干擾能力強(qiáng)。作轉(zhuǎn)速測(cè)量的電渦流傳感器有一體化和分體兩種。一體化電渦流轉(zhuǎn)速傳感器取消前置器放大器、安裝方便、適用于工作溫度在–20℃～100℃的環(huán)境下,帶前置器放大器的電渦流傳感器適合在–50℃～250℃的工作環(huán)境中。
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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。
電渦流傳感器及其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在汽輪機(jī)上的典型應(yīng)用：分為高頻反射式電渦流傳感器和低頻透射式電渦流傳感器。激勵(lì)頻率的選擇原則為：待測(cè)導(dǎo)體的厚度大，應(yīng)選擇較低的激勵(lì)頻率以保證線性度，反之則使用較高激勵(lì)頻率以提高靈敏度。軸的徑向振動(dòng)測(cè)量當(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，如圖所示，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zui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 zui大距離0~76mm 25mm76~510mm 76mm520mm 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
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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，否則測(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（推薦采用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，其長(zhǎng)度盡量長(zhǎng)，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。
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