SYSE08-01-060-03-01-02-02軸位移傳感器前置器

能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計量工具。電渦流傳感器能準確測量被測體（必須是金屬導體）與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化。在高速旋轉(zhuǎn)機械和往復式運動機械的狀態(tài)分析，振動研究、分析測量中，對非接觸的高振動、位移信號，能連續(xù)準確地采集到轉(zhuǎn)子振動狀態(tài)的多種參數(shù)。如軸的徑向振動、振幅以及軸向位置。在所有與機械狀態(tài)有關(guān)的故障征兆中，機械振動測量是性的，這是因為它同時含有幅值、相位和頻率的信息。機械振動測量占有優(yōu)勢的另一個原因是：它能反應(yīng)出機械所有的損壞，并易于測量。從轉(zhuǎn)子動力學、軸承學的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機械的運動狀態(tài)，主要取決于其—轉(zhuǎn)軸，而電渦流傳感器，能直接非接觸測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，對諸如轉(zhuǎn)子的不平衡、不對中、軸承磨損、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機械問題的早期判定，可提供關(guān)鍵的信息。電渦流傳感器以其長期工作可靠性好、測量范圍寬、靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強、不受油污等介質(zhì)的影響、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，在大型旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)的在線監(jiān)測與故障診斷中得到廣泛應(yīng)用。 

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。對汽輪機、水輪機、鼓風機、壓縮機、空分機、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉(zhuǎn)機械軸的徑向振動、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、以及轉(zhuǎn)子動力學研究和零件尺寸檢驗等進行在線測量和保護。 
軸向位移測量 
   對于許多旋轉(zhuǎn)機械，包括蒸汽輪機、燃汽輪機、水輪機、離心式和軸流式壓縮機、離心泵等，軸向位移是一個十分重要的信號，過大的軸向位移將會引起過大的機構(gòu)損壞。軸向位移的測量，可以指示旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的軸向間隙或相對瞬時的位移變化，用以防止機器的破壞。軸向位移是指機器內(nèi)部轉(zhuǎn)子沿軸心方向，相對于止推軸承二者之間的間隙而言。有些機械故障，也可通過軸向位移的探測，進行判別： 
● 止推軸承的磨損與失效  ● 平衡活塞的磨損與失效  
● 止推法蘭的松動        ● 聯(lián)軸節(jié)的鎖住等。 
    軸向位移（軸向間隙）的測量，經(jīng)常與軸向振動弄混。軸向振動是指傳感器探頭表面與被測體，沿軸向之間距離的快速變動，這是一種軸的振動，用峰峰值表示。它與平均間隙無關(guān)。有些故障可以導致軸向振動。例如壓縮機的踹振和不對中即是。 
振動測量 
   測量徑向振動，可以由它看到軸承的工作狀態(tài)，還可以看到轉(zhuǎn)子的不平衡，不對中等機械故障。可以提供對于下列關(guān)鍵或基礎(chǔ)機械進行機械狀態(tài)監(jiān)測所需要的信息： 
·工業(yè)透平，蒸汽/燃汽         ·壓縮機，空氣/特殊用途氣體，徑向/軸向 
·膨脹機                      ·動力發(fā)電透平，蒸汽/燃汽/水利 
·電動馬達                    ·發(fā)電機    
·勵磁機                     ·齒輪箱 
·泵                          ·風扇 
·鼓風機                      ·往復式機械 
    振動測量同樣可以用于對一般性的小型機械進行連續(xù)監(jiān)測。可為如下各種機械故障的早期判別提供了重要信息。 
·軸的同步振動                ·油膜失穩(wěn) 
·轉(zhuǎn)子摩擦                    ·部件松動 
·軸承套筒松動                ·壓縮機踹振 
·滾動部件軸承失效            ·徑向預載，內(nèi)部/外部包括不對中  
·軸承巴氏合金磨損            ·軸承間隙過大，徑向/軸向 
·平衡（阻氣）活塞磨損/失效   ·聯(lián)軸器“鎖死" 
·軸彎曲                      ·軸裂紋 
·電動馬達空氣間隙不勻        ·齒輪咬合問題  
·透平葉片通道共振            ·葉輪通過現(xiàn)象 
偏心測量 
    偏心是在低轉(zhuǎn)速的情況下，對軸彎曲程度的測量，這種彎曲可由下列情況引起： 
·原有的機械彎曲  ·臨時溫升導致的彎曲 ·在靜止狀態(tài)下，必然有些向下彎曲，有時也叫重力彎曲。 
    偏心的測量，對于評價旋轉(zhuǎn)機械全面的機械狀態(tài)，是非常重要的。特別是對于裝有透平監(jiān)測儀表系統(tǒng)（TSI）的汽輪機，在啟動或停機過程中，偏心測量已成為不可少的測量項目。它使你能看到由于受熱或重力所引起的軸彎曲的幅度。轉(zhuǎn)子的偏心位置，也叫軸的徑向位置，它經(jīng)常用來指示軸承的磨損，以及加載荷的大小。如由不對中導致的那種情況，它同時也用來決定軸的方位角，方位角可以說明轉(zhuǎn)子是否穩(wěn)定。 
脹差測量 
對于汽輪發(fā)電機組來說，在其啟動和停機時，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；有可能導致透平機的旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件（如機殼、噴嘴、臺座等）的相互接觸，導致機器的破壞。因此脹差的測量是非常重要的。 
轉(zhuǎn)速測量 
對于所有旋轉(zhuǎn)機械而言，都需要監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速是衡量機器正常運轉(zhuǎn)的一個重要指標。而電渦流傳感器測量轉(zhuǎn)速的*性是其它任何傳感器測量沒法比的，它既能響應(yīng)零轉(zhuǎn)速，也能響應(yīng)高轉(zhuǎn)速，抗干擾性能也非常強。 
滾動軸承、電機換向器整流片動態(tài)監(jiān)控 
    對使用滾動軸承的機器預測性維修很重要。探頭安裝在軸承外殼中，以便觀察軸承外環(huán)。由于滾動元件在軸承旋轉(zhuǎn)時，滾動元件與軸承有缺陷的地方相碰撞時，外環(huán)會產(chǎn)生微小變形。監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測到這種變形信號。當信號變形時意味著發(fā)生了軸承故障，如滾動元件的裂紋缺陷或者軸承環(huán)的缺陷等。還可以測量軸承內(nèi)環(huán)運行狀態(tài)，經(jīng)過運算可以測量軸承打滑度。

探頭、(延伸電纜)、前置器以及被測體構(gòu)成基本工作系統(tǒng)。前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。如果在這一交變磁場的有效范圍內(nèi)沒有金屬材料靠近，則這一磁場能量會全部損失；當有被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁學上稱之為電渦流。與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導率、電導率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。通常假定金屬導體材質(zhì)均勻且性能是線性和各項同性，則線圈和金屬導體系統(tǒng)的物理性質(zhì)可由金屬導體的電導率б、磁導率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導體表面的距離D、電流強度I和頻率ω參數(shù)來描述。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函數(shù)來表示。通常我們能做到控制τ, ξ, б, I, ω這幾個參數(shù)在一定范圍內(nèi)不變，則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數(shù)，雖然它整個函數(shù)是一非線性的，其函數(shù)特征為“S"型曲線，但可以選取它近似為線性的一段。于此，通過前置器電子線路的處理，將線圈阻抗Z的變化，即頭部體線圈與金屬導體的距離D的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化，電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實現(xiàn)對金屬物體的位移、振動等參數(shù)的測量。 
其工作過程是：當被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時，探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，最終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。