8125-A70-C01-D02-E10前置探頭

8300-A11-B90，8200-A80-D01，8200-A40-D02

8125-A70-C01-D02-E10前置放大器電渦流位移探頭

8111-03-A30-C01-D01-E10電渦流探頭

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。電渦流長期工作可靠性好、靈敏度高、抗*力強、非接觸測量、響應速度快、不受油水等介質的影響，常被用于對大型旋轉機械的軸位移、軸振動、軸轉速等參數進行長期實時監測，可以分析出設備的工作狀況和故障原因，有效地對設備進行保護及進行預測性維修。從轉子動力學、軸承學的理論上分析，大型旋轉機械的運行狀態主要取決于其——轉軸，而電渦流位移傳感器能直接測量轉軸的狀態，測量結果可靠、可信。過去，對于機械的振動測量采用加速度傳感器或速度傳感器，通過測量機殼振動，間接地測量轉軸振動，測量結果的可信度不高。

選擇探頭，建議選擇標準線性量程大于被測體移動范圍20%以上的探頭；

▲若被測面面積不能滿足試件尺寸要求，可選擇擴展線性量程的小探頭；

▲若探頭電纜無管道保護，建議選擇鎧裝探頭，使電纜不易破損；

▲若無特別的安裝限制，通常選擇標準安裝類型的探頭；

▲探頭的無螺紋是為了方便安裝：采用螺孔安裝時，適當長度的無螺紋可以減少需要旋入螺孔的長度；

▲探頭殼體長度取決于安裝位置與被測面的距離，若無特別需要，建議選擇40或50mm長；

▲采用螺孔安裝時，探頭電纜應選0.5m或1.0m長，以免旋動探頭時不易扭斷電纜，還應選擇延伸電纜；

▲在機器內部安裝探頭，探頭總長應保證電纜接頭能處于機器外部，防止內部的機油污染接頭；

8125-A70-C01-D02-E10前置探頭

傳感器系統的工作機理是電渦流效應。當接通傳感器系統電源時，在前置器內會產生一個高頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產生交變磁場H1。如果在磁場H1的范圍內沒有金屬導體材料接近，則發射到這一范圍內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將在導體的表面產生電渦流場，該電渦流場也會產生一個方向與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，又與靜磁學效應有關，即與金屬導體的電導率、磁導率、幾何形狀、線圈幾何參數、激勵電流頻率以及線圈到金屬導體的距離等參數有關。假定金屬導體是均質的，其性能是線性和各向同性的，則線圈——金屬導體系統的物理性質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 等參數來描述。因此線圈的阻抗可用函數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，由麥克斯韋爾公式，可以求得此函數為一非線性函數，其曲線為“ S" 形曲線，在一定范圍內可以近似為一線性函數。 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，而是采用并聯諧振法，見圖1-3，即在前置器中將一個固定電容CCC C01 21 2  C 和探頭線圈Lx并聯與晶體管T一起構成一個振蕩器，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經檢波濾波，放大，非線性修正后輸出電壓Uo，Uo與δ的關系曲線如圖1-4所示，可以看出該曲線呈“ S" 形，即在線性區中點δ 0處(對應輸出電壓U0)線性，其斜率(即靈敏度)較大，在線性區兩端，斜率(靈敏度)逐漸下降，線性變差。(δ1，U1) ——線性起點，(δ 2，U2) ——線性末點。

前置器的實用設計：● 前置器的結構使高頻插座內凹，不易損壞高頻插座。● 三端接線端子鑲嵌固定，直接與內部電路連接，確保連接可靠性。● 前置器的容錯性：電源端、公共端(信號地)、輸出端任意接線錯誤不會損壞前置器，電源極性錯誤保護，輸出短路保護。● 前置器的是電子線路板，除個別校準用的元件外，其它元件均用環氧樹脂膠灌封，這樣可以提高前置器的抗振、防潮性能。前置器在出廠校準后，各校準元件也用硅膠密封，用戶自行校準后，也應這樣做

被測體表面加工狀況的影響 不規則的被測體表面，會給實際的測量值造成附加誤差，特別是對于振動測量，這個附加誤差信號與實際的振動信號疊加一起，在電氣上很難進行分離，因此被測表面應該光潔，不應該存在刻痕、洞眼、凸臺、凹槽等缺陷(對于特意為鍵相器、轉速測量設置的凸臺或凹槽除外)。通常，對于振動測量被測面表面粗糙度Ra要求在0.4μ m～0.8μ m之間(API670標準推薦值)，一般需要對被測面進行衍磨或拋光；對于位移測量，由于指示儀表的濾波效應或平均效應，可稍放寬(一般表面粗糙度Ra不超過0.8μ m～1.6μ m)。

傳感器特性與被測體的導電率和導磁率有關，當被測體為導磁材料(如普通鋼、結構鋼等)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/mm45號鋼：8.2 V/mm40CrMo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用40CrMo材料試件進行校準，只有和它同系列的被測體材料，產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。 因為大多數的汽輪機、鼓風機等設備的轉軸是用40CrMo材料或者與之相近的材料制造，因此傳感器系統用40CrMo材料作出廠校準，能適合大多數的測量對象。鑒相器測量就是通過在被測軸上設置一個凹槽或凸鍵，稱著鑒相標記。當這個凹槽或凸鍵轉到探頭安裝位置時，相當于探頭與被測面間距突變，傳感器會產生一個脈沖信號，軸每轉一圈，就會產生一個脈沖信號，產生的時刻表明了軸在每轉周期中的位置。同時通過對脈沖計數，可以測量軸的轉速；通過將脈沖與軸的振動信號比較，可以確定振動的相位角，用于軸的動平衡分析以及設備的故障分析與診斷等方面。 凹槽或凸鍵要足夠大，以使得產生的脈沖峰峰值不小于5V(API670標準要求不小于7V)。一般若采用φ 8探頭，則這一凹槽或凸鍵寬度應大于7.6mm、深度或高度應大于1.5mm(推薦采用2.5mm以上)、長度應大于10mm。凹槽或凸鍵應平行于軸中心線，其長度盡量長，以防止當軸產生軸向竄動時，探頭還能對著凹槽或凸鍵，為了避免由于軸向位移引起探頭與被測面之間的間隙變化過大，應將鑒相器探頭安裝在軸的徑向，而不是軸向位置。應盡可能地將鍵相器探頭安裝在機組的驅動部分上，這樣即使機組的驅動部分與載荷脫離，傳感器仍會有鍵相信號輸出。當機組具有不同的轉速時，通常需要有多套鑒相器對其進行監測，從而可以為機組的各部分提供有效的鑒相信號。 鑒相標記可以是凹槽，也可以是凸鍵，如圖2-5所示，API670標準要求用凹槽的型式。當標記是凹槽時，安裝探頭要對著軸的完整部分調整初始安裝間隙，而不能對著凹槽來調整初始安裝間隙。而當標記是凸鍵時，探頭一定要對著凸起頂部表面調整初始安裝間隙，不能對著軸的其它完整表面進行調整。否則當軸轉動時，可能會造成凸鍵與探頭碰撞，剪斷探頭。 為了便于快速判斷鑒相信號的位置，應該對鑒相器探頭安裝位置在機器外殼上做上標志，對于鑒相標記的角度位置應該在軸的露出部分做上標志。