電渦流傳感器工作原理

 電渦流傳感器的應(yīng)用

   電渦流傳感器在汽輪機(jī)軸系監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

   1  電渦流傳感器檢測(cè)原理及系統(tǒng)組成

   當(dāng)線圈有高頻電流通過(guò)時(shí) ，  線圈附近的金屬體就會(huì)產(chǎn)生渦流 ，渦流的磁場(chǎng)反作用在線圈上 ，可改變其電感 。若線圈外形尺寸及激勵(lì)電流固定 ，則電感只與距離有關(guān) 。電渦流傳感器、前置器和監(jiān)測(cè)卡組成一個(gè)完整的測(cè)量回路 ，監(jiān)測(cè)卡向前置器提供 24V 供電 電源，并接收前置器輸出的檢測(cè)電壓 （-2～-20V ）。 在監(jiān)測(cè)卡中 ，可設(shè)置報(bào)警和保護(hù)定值 ，還可輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào) ，送至 DCS 系統(tǒng)進(jìn)行顯示 。目前，在火力發(fā)電廠中大量應(yīng)用 BENTLY 公司3500 系統(tǒng)和 EPRO 公司 MMS6000 系統(tǒng) ，  其檢測(cè)原理相同 ，傳感器特性相近 ，只是在軟件功能上有所差異 。 電渦流傳感器線圈直徑 8～25mm 不等 ，傳感器線圈直徑越大 ，靈敏度越低 ，測(cè)量范圍也越大 。

   2  電渦流傳感器安裝注意事項(xiàng)

渦流傳感器具有非接觸、線性度好 、度高等特點(diǎn) ，  在電廠主要用來(lái)測(cè)量汽輪機(jī)軸系位移和振動(dòng)相關(guān)參數(shù) ，包括軸向位移 、差脹 、軸相對(duì)振動(dòng) 、零轉(zhuǎn)速和鍵相等 。電渦流傳感器在出廠前均已進(jìn)行校驗(yàn) 但在安裝前 ，應(yīng)重新校驗(yàn) ，以確保傳感器功能正常。在初次安裝或機(jī)組大修后重新安裝時(shí) ,需對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn) ，并注意一些安裝細(xì)節(jié) 。

   2.1 傳感器安裝間隙

   電渦流傳感器線性度好,萬(wàn)用表測(cè)量的安裝間隙電壓即可準(zhǔn)確反映間隙大小,無(wú)需塞規(guī)測(cè)量物理間隙。軸相對(duì)振動(dòng)的測(cè)量利用了電渦流傳感器的動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)和幅值響應(yīng)特性 ，  通過(guò)輸出電壓中交流電壓分量的幅值來(lái)檢測(cè)相對(duì)振動(dòng) 。因此 ，對(duì)傳感器和被測(cè)面的安裝間隙無(wú)嚴(yán)格要求 ，  只要求傳感器工作在線性區(qū) 。  一般使用 8 mm 電渦流傳感器，其線性區(qū)間在-2～-18V 左右 ，安裝間隙電壓在-10～-11V 。在測(cè)量鍵相和零轉(zhuǎn)速時(shí) ，  當(dāng)鍵相凹槽或測(cè)速齒經(jīng)過(guò)傳感器檢測(cè)面 ，傳感器輸出電壓僅變化一次 ，輸出電壓的頻率與轉(zhuǎn)速成正比。因此 ，安裝時(shí)也只需保 證傳感器在線性區(qū)工作即可 。以 8 mm  電渦流傳感器為例 ，一般安裝間隙定在 1.5 mm 左右 。電渦流傳感器測(cè)量軸向位移利用了傳感器的靜態(tài)特性 ，通過(guò)輸出電壓的變化檢測(cè)實(shí)際位移量 ，輸出電壓與位移有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此 ，必須根據(jù)實(shí)際情況合理確定 “零位 "，算出安裝間隙 ，再進(jìn)行安裝 。

  2.2 延伸電纜的使用

  延伸電纜連接電渦流傳感器和前置器 ，  傳遞電渦流傳感器的測(cè)量信號(hào) 。在電廠新建機(jī)組調(diào)試時(shí) ，曾發(fā)現(xiàn)安裝單位因不了解熱縮套管的作用 ，安裝電渦 流傳感器后 ，未使用熱縮套管保護(hù)延伸電纜的鍍金 接頭 ，以致測(cè)量信號(hào)一直存在毛刺。經(jīng)檢查 ，為鍍金接頭與外保護(hù)套管的金屬內(nèi)殼接觸 。由于鍍金接頭 本身和前置器的 COM 端相通 ，造成鍍金接頭接地 ，對(duì)測(cè)量信號(hào)造成干擾 。因此 ，在電渦流傳感器接線盒安裝定位后 ，應(yīng)使用熱縮套管保護(hù)延伸電纜的鍍金接頭 ，避免鍍金接頭接地 。如果傳感器安裝在有軸封蒸汽等軸承附近 ，還應(yīng)注意延伸電纜應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高溫或者有高溫蒸汽的地方 ，以免損壞。

     渦流傳感器非接觸測(cè)量數(shù)據(jù)處理測(cè)距系統(tǒng)

電渦流傳感器是基于渦流效應(yīng)的新型傳感器。電渦流傳感器采用的是感應(yīng)電渦流原理，當(dāng)帶有高頻電流的線圈靠近被測(cè)金屬時(shí)，線圈上的高頻電流所產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)便在金屬表面上產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁學(xué)上稱之為電渦流。電渦流傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測(cè)景被測(cè)金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計(jì)量工具。

電渦流傳感器能通過(guò)電路可將被測(cè)金屬相對(duì)于傳感器探頭之闊距離的變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流變化。準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面之間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的相對(duì)位移變化。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械和振動(dòng)研究分析測(cè)量中，對(duì)非接觸的高精度振動(dòng)信號(hào)、位移信號(hào)，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集其數(shù)據(jù)。電渦流傳感器具有非接觸性、測(cè)量精度高、靈敏度高、分辨率高，響應(yīng)速度快抗干擾力強(qiáng)、頻帶響應(yīng)寬等優(yōu)點(diǎn)，特別是有非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)、測(cè)量和科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。渦流測(cè)距系統(tǒng)由電渦流傳感器、信號(hào)放火電路，信號(hào)濾波電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路、光電隔離電路、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示等部分組成。1渦流測(cè)距系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)渦流測(cè)距的電控系統(tǒng)由電渦流傳感器、信號(hào)放大，信號(hào)濾波，模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)輸出等電路組成。再通過(guò)單片機(jī)的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)可完成測(cè)距。