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测速传感器3800XL-A01-X50A-L60-H00-M01-K03

风机轴振动探头P/N:3800XL-A01F-X50A-L40-M01-K00,轴向位移传感器位置/位移传感器;3800XL-A02-X50A-L60-M01-K03前置器P/N:3800A01-01-50-00

广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业,对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护,以及转子动力学研究和零件尺寸校验等方面

探头对正被测量表面,它能地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。通常探头由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接头组成,其典型结构见图1-5所示。

线圈是探头的,它是整个传感器系统的敏感元件,线圈的物理尺寸和电气参数决定传感器系统的线性量程以及探头的电气参数稳定性。

探头头部采用耐高低温的PPS工程塑料,通过“二次注塑”工艺将线圈密封其中。这项技术增强了探头头部的强度和密封性,在恶劣环境中可以保护头部线圈可靠工作。头部直径取决于其内部线圈直径,由于线圈直径取决传感器系统的基本性能——线性量程,因此我们通常用头部直径来分类和表征各型号探头,一般情况传感器系统的线性量程大致是探头头部直径的1/2-1/4。设计了Φ5、Φ8、Φ11、Φ25、Φ35、Φ50六种标准直径的头部体,也可生产其它规格的头部体。

探头壳体用于支撑探头头部,并作为探头安装时的装夹结构。壳体采用不锈钢制成,一般上面刻有标准螺纹,并备有锁紧螺母。为了能适应不同的应用和安装场合,探头壳体具有不同的形式和不同的螺纹及尺寸规格.

探头中心线应与轴心线正交,探头监测的表面(正对探头中心线的两边1.5倍探头直径宽度的轴的整个圆周面,见图2-3)应无划痕或其它任何不连续的表面(如油孔或键槽等),且在这个范围内不能有喷镀金属或电镀,表面粗糙度应在0.4-0.8um之间。

除非特别说明,通常将轴的径向振动测量探头安装在传感器的线性范围中点,对应的前置器输出电压为中点电压(线性范围中点间隙和中点电压值可以从校准数据单或校准曲线中查到,一般电压输出传感器线性中点电压为-10V左右,电流输出传感器线性中点电流为12mA)。特别是对于轴承机器,其轴承间隙接近传感器线性工作范围时(建议选用线性工作范围更宽的传感器)。但是对于卧式机器,在机器启动时,轴会抬高0.25mm 左右,因而在停机时安装垂直方向探头,应将安装间隙(冷态间隙)调整到传感器的线性范围中点偏大0.25mm左右,对应的前置器输出电压可从校准数据单或校准曲线中查到。

各探头头部间的安装距离应不小于小安装距离。为防止两探头间的相邻干扰,对于不同规格的探头和不同的安装方法要求其间的距离也有所不同

高频电缆是用于连接探头头部到前置器(有时中间带有延伸电缆转接),这种电缆是用氟塑料绝缘的射频同轴电缆,通常电缆长度有0.5m、1m、5m、9m四种选择,当选择0.5m和1m时必须用延伸电缆以保证系统的总的电缆长度为5m或9m,至于选择5m还是9m应该是考虑能满足将前置器安装在设备机组的同一侧来决定。根据探头的应用场合和安装环境,探头所带电缆可以配有不锈钢软管铠装(可选择),以保护电缆不易被损坏,对于安装现场安装探头电缆无管道布置的情况,应该选择铠装。

探头电缆接头是符合美国军用规范MIL-C-39012的高频同轴接头。

探头整体各部件通过机械变形连接,在恶劣环境中可以保证探头的稳定性和可靠性。

是一个电子信号处理器。一方面前置器为探头线圈提供高频交流电流;另一方面,前置器感受探头前面由于金属导体靠近引起探头参数的变化,经过前置器的处理,产生随探头端面与被测金属导体间隙线性变化的输出电压或电流信号。

前置器统一一种安装尺寸,提供两种输出方式:

前置器如图1-7所示。外型尺寸:77mm*37mm*61mm安装尺寸:面板安装:51mm*51mm,采用四个M4*15螺栓安装;(作为产品附件提供)导轨安装:直接卡入DIN轨道,安装方便。(作为产品附件提供) 电压输出:供电电源Ut:-20Vdc~ -26Vdc,输出电压极限:-0.7~(Ut+1)V;线性范围输出起始电压:-2V。(一般为:-2~-18Vdc输出)电流输出:供电电源Ut:+18Vdc~+30Vdc,输出电流:4-20mA。探头插座是与探头和延伸电缆接头同一系列的高频插座,电源、输出端子是标准的重载隔离型三端接线端子。前置器外壳是用铝铸造而成,表面已进行喷塑处理。为了屏蔽外界干扰,在前置器内部已将壳体与信号公共端(信号地)连接;在底板和安装孔处都加装了工程塑料绝缘,这样可以保证在安装前置器时,使前置器壳体与大地隔离(即所谓“浮地”)。将工程塑料底板扳开,可以对前置器进行校准(校准的详细介绍见第三章),除非需要进行传感器系统重新校准或前置器出现故障,一般不要打开底板。

被测体表面加工状况的影响

不规则的被测体表面,会给实际的测量值造成附加误差,特别是对于振动测量,这个附加误差信号与实际的振动信号叠加一起,在电气上很难进行分离,因此被测表面应该光洁,不应该存在划痕、洞眼、凸台、凹槽等缺陷(对于特意为鉴相器、转速测量设置的凸台或凹槽除外)。通常,对于振动测量被测表面粗糙度Ra要求在0.4um-0.8um之间(API670标准推荐值),一般需要对被测面进行衍磨或抛光;对于位移测量,由于指示仪表的滤波效应或平均效应,可稍放宽(一般表面粗糙度Ra不超过0.8um-1.6um)。

被测体材料的影响

   传感器特性与被测体的导电率和导磁率有关,当被测体为导磁材料(如普通钢、结构钢等)时,要抵消部分涡流效应,使得传感器感应灵敏度低;而当被测体为非导磁或弱导磁材料(如铜、铝、合金钢等)时,由于磁效应弱,因此传感器感应灵敏度要高。图1-9列出了同一套传感器测量几种典型材料时的输出特性曲线

鉴相器测量是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸键,称着鉴相标记。当这个凹槽或凸键转到探头安装位置时,相当于探头与被测面间距突变,传感器会产生一个脉冲信号,轴每转动一圈,就会产生一个脉冲信号,产生的时刻表明了轴在每转周期中的位置。同时通过对脉冲计数,可以测量轴的转速;通过将脉冲与轴的振动信号比较,可以确定振动的相位角,用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面。

凹槽或凸键要足够大,以使得产生的脉冲峰峰值不小于5V(API670标准要求不小于7V)。一般若采用Φ8探头,则这一凹槽或凸键宽度应大于7.6mm、深度或高度应大于1.5mm(推荐采用2.5mm以上)、长度应大于10mm。凹槽或凸键应平行于轴中心线,其长度尽量长,以防止当轴向窜动时,探头对着凹槽或凸键。

探头头部线圈中通过电流时,在头部周围会产生交变电磁场,因此在安装时要注意两个探头的安装距离不能太近,否则两探头之间会通过电磁场互相干扰(如图2-6所示),在输出信号上迭加两探头的差频信号,造成测量结果的失真,这种情况称之为相邻干扰。排除相邻干扰有关的因素;被测体的形状、探头的头部直径以及安装方式。通常情况下探头之间的小距离见表

在机器内部安装支架,对探头规格要求比较灵活,而且探头安装支架通常采用角钢就可以实现,但是在选择角钢的规格时,应使角钢的强度尽量高,否则就有可能由于支架的振动造成附加误差,如图2-9所示。对于几种常规探头,推荐采用的角钢尺寸见表2-3所示,加工形状如图2-8所示(本公司可提供加工好的支架),其它规格的探头安装支架可参照加工。在现场安装时,可以用锤子敲打支架,同时用示波器观察前置器的输出信号来检查其谐波频率的大小。一般要求谐波频率至少为机器转速的十倍,才能保证测量的准确性

探头头部直径

探头螺纹

角钢型号

宽度(W)

探头安装孔(D)

固定螺栓槽(C*L)

固定螺栓

Φ5

M8*1

3.2/2

15

8.5

4.5*10

M4*10

Φ8

M10*1

4/2.5

20

10.5

6.5*25

M6*20

Φ11

M14*1.5

5/3.2

25

14.5

8.5*25

M8*20

Φ25

M30*2

10/6.3

55

30.5

12.5*30

M12*30

Φ50

M14*1.5

18/11

75

14.5

16.5*50

M16*50

基本原理:

探头、延伸电缆、前置器以及被测体构成基本工作系统。前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈,在探头头部的线圈中产生交变的磁场。如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近,则这一磁场能量会全部损失;当有被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,电磁学上称之为电涡流。与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场,由于其反作用,使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗),这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各向同性,则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和角频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ,ξ、б、D、I、ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ,ξ、б、I、ω这几个参数在一定范围内不变,则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数,虽然它整个函数是一非线性的,其函数特征为“S”型曲线,但可以选取它近似为线性的一段。于此,通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。

φ8mm电涡流传感器,是常用的尺寸。它可以用来对所有型式的旋转机械进行非接触式有振动位移的测量。它的尺寸小,又具有充裕的线性范围,因而用它直接观察旋转表面是很理想的。而在此述说的φ8mm电涡流传感器,针对测量轴的振动而言,俗称相对振动。