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

CWY-DO-810504系列電渦流位移傳感器探頭（以下簡稱傳感器）能測量被測體（必須是金屬導體）與探頭端面的相對位置。由于其非接觸測量、長期工作可靠性高、靈敏度高、抗力強、響應速度快、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)備進行保護及進行預測性維修?？蓽y量位移、振幅、轉(zhuǎn)速、尺寸、厚度、表面不平度等。從轉(zhuǎn)子動力學、軸承學的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機械的運行狀態(tài)主要取決于其——轉(zhuǎn)軸，而電渦流位移傳感器能直接測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，測量結(jié)果可靠、可信。

廣泛應用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)， 對汽輪機、水輪機、發(fā)電機、鼓風機、壓縮機、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機械的軸的徑向振動、軸 向位移、鑒相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進行在線測量和安全保護，以及轉(zhuǎn)子動 力學研究和零件尺寸檢驗等方面

傳感器系統(tǒng)的工作機理是電渦流效應。當接通傳感器系 統(tǒng)電源時，在前置器內(nèi)會產(chǎn)生一個高頻電流信號，該信號通 過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場H1。如果 在磁場H1的范圍內(nèi)沒有金屬導體材料接近，則發(fā)射到這一范 圍內(nèi)的能量都會全部釋放；反之，如果有金屬導體材料接近 探頭頭部，則交變磁場H1將在導體的表面產(chǎn)生電渦流場，該 電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與H1相反的交變磁場H2。 由于H2的反作用，就會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 與電渦流效應有關(guān)，又與靜磁學效應有關(guān)，即與金屬 導體的電導率、磁導率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、 激勵電流頻率以及線圈到金屬導體的距離等參數(shù)有 關(guān)。假定金屬導體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向同 性的，則線圈——金屬導體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通常可由 金屬導體的磁導率μ 、電導率σ 、尺寸因子r，線圈與 金屬導體距離δ ，線圈激勵電流強度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)。 在實際應用中，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。這個電子線路并不是直接測量線圈的阻抗，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會隨探頭與被測間距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δ 0處(對應輸出電壓 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，(δ 2，U2) —線性末點。

傳感器特性與被測體的導電率和導磁率有關(guān)， 當被測體為導磁材料(如普通鋼、結(jié)構(gòu)鋼等)時，由 于磁效應和渦流效應同時存在，而且磁效應與渦流 效應相反，要抵消部分渦流效應，使得傳感器感應 靈敏度低；而當被測體為非導磁或弱導磁材料(如 銅、鋁、合金鋼等)時，由于磁效應弱，相對來說 渦流效應要強，因此傳感器感應靈敏度要高。圖1-9 列出了同一套傳感器測量幾種典型材料時的輸出 特性曲線，圖中各曲線所對應的靈敏度為： 銅：14.9 V/mm 鋁：14.0 V/mm 不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)：10.4V/mm 45號鋼：8.2 V/mm 40CrMo鋼：8.0 V/mm（出廠校準材料） 除非在訂貨時進行特別說明，通常，在出廠前傳感器系統(tǒng)用40CrMo材料試件進行校準， 只有和它同系列的被測體材料，產(chǎn)生的特性方程才能和40CrMo的相近；當被測體的材料與 40CrMo成分相差很大時，則須按第三章節(jié)所述步驟進行重新校準，否則可能造成很大的 測量誤差。 因為大多數(shù)的汽輪機、鼓風機等設(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，能適合大多數(shù)的測量對象

安裝探頭時，應考慮傳感器的線性測量范圍和被測間隙的變化量，當被測間隙總的變化 量與傳感器的線性工作范圍接近時，尤其要注意(在訂貨選型時應使所選的傳感器線性范圍大 于被測間隙的15%以上)。通常，測量振動時，將探頭的安裝間隙設(shè)在傳感器的線性中點；測 量位移時，要根據(jù)位移往哪個方向變化或往哪個方向的變化量較大來決定其安裝間隙的設(shè)定。 當位移向遠離探頭端部的方向變化時，安裝間隙應設(shè)在線性近端；反之，則應設(shè)在線性遠端。 調(diào)整探頭安裝間隙可以采用下列兩種方法： ? 在探頭端面和被測面之間塞入設(shè)定安裝間隙厚度的塞尺，當探頭端面和被測面壓緊塞 尺時，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)測前置器的輸出，同時調(diào)節(jié)探頭與被測面的間隙，當前置器的輸出等于安裝間隙所對應 的電壓或電流值時(該值可由校準數(shù)據(jù)表中查得)再背緊探頭所帶兩個緊固螺母即可。這種方 法適用于探頭安裝孔為通孔的情形。

通過測量前置器輸出來確定安裝間隙，有可能會產(chǎn)生一種假象，當 探頭頭部還未露出安裝孔時，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應的電壓或電流值，但這時探頭測 量的不是需要測量的被測體。探頭調(diào)整到正確的安裝位置，前置器 輸出應該是：首先是較大的飽和輸出(此時探頭還未放進安裝孔內(nèi))， 然后是較小的輸出(此時探頭放進安裝孔中)，繼續(xù)將探頭擰進安裝 孔，前置器輸出會變?yōu)檩^大的輸出(此時探頭頭部露出安裝孔，但與 被測面間隙較大)，再擰進探頭，前置器輸出等于安裝間隙所對應的 值，此時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)化學物質(zhì)的腐蝕。但也有一些化學物質(zhì)可能會對探頭造成 腐蝕，安裝時應注意被測體的環(huán)境是否存在使探頭遭到損壞的化學物質(zhì)。對于探頭的抗腐蝕 性說明如下： 探頭長期接觸下列物質(zhì)，探頭材料和性能不會受到影響： 空氣、水、潤滑油、氨氫氧化物、酒精、汽油、、稀硫酸、氫氧化鈉 探頭不能長期接觸下列物質(zhì)： 無水氨、苯甲醛、硝酸、、、98%硫酸

頭直徑是否一致、探頭電纜長度加延伸電纜長度是否符合前置器對電纜長度的要求等)。通常 成套訂購的傳感器，在出廠時提供有校驗卡，校驗卡上注明了配套校準的傳感器各部分的型 號、編號，可據(jù)此與產(chǎn)品上的標記核對。然后在傳感器的探頭、延伸電纜(如果有的話)、前 置器上分別進行特定標記(如“ 1#瓦水平振動" 、“ 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，電纜兩端應都做標記以便在多根電纜頭中進行分辨，這種標記 應該能防油、防水。 2、將傳感器各部分聯(lián)接好，按第三章節(jié)校準所述通電檢查傳感器，若超差，則需重 新校準。檢查時特別要注意校準試件材料是否與被測體材料一致或者具有相近的成分，關(guān)于材 料對測量的影響見被測體材料的影響。 3、如果未訂購配套的安裝支架，則加工合適的安裝支架(參見探頭安裝支架選擇)。外部 安裝探頭支架較復雜，一般需訂購。 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螺孔進行 緊固，外部安裝探頭一般都是在機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，則應先將探頭緊固在支架上，再將 支架擰進安裝螺孔內(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)傳感器的典型應用關(guān)于軸的徑向振動測量、軸向位移測量、鑒相器測量中的說明。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、螺母都應用彈簧墊圈以防松動。(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(多個探頭共用一個電纜密封裝 置時，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。