為何采用電渦流傳感器
? 電渦流位移傳感器能測量被測體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面的相對位置。
? 電渦流位移傳感器長期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、非接觸測量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響,常被用于實(shí)時(shí)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(jìn)行保護(hù)及進(jìn)行預(yù)測性維修。
? 從轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、軸承學(xué)的理論上分析,大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)主要取決于其核心——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。過去,對于機(jī)械的振動(dòng)測量采用加速度傳感器或速度傳感器,通過測量機(jī)殼振動(dòng),間接地測量轉(zhuǎn)軸振動(dòng),測量結(jié)果的可信度不高。
系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要包括探頭、延伸電纜(用戶可以根據(jù)需要選擇)、前置器和附件。
與美國本特利(BN)公司產(chǎn)品兼容
DF3100系列電渦流位移傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)相當(dāng)或接近美國本特利(BN)公司產(chǎn)品水平,可直接替換(BN)公司3300、7200、及的3300 XL系列產(chǎn)品。
第二節(jié) 系統(tǒng)的工作原理
傳感器系統(tǒng)的工作原理是電渦流效應(yīng)。當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時(shí),在前置器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào),該信號(hào)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的范圍沒有金屬導(dǎo)體接近,則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會(huì)被釋放;反之,如果有金屬導(dǎo)體接近探頭頭部,則交變磁場H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場,該電渦流場也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用,就會(huì)改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位,既改變了線圈的有效阻抗。這種變化即與電渦流效應(yīng)有關(guān),又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān),既與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵(lì)電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的,其性能是線形和各向同性的,則線圈——金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的磁導(dǎo)率u、電導(dǎo)率σ、尺寸因子r、線圈與金屬導(dǎo)體距離δ線圈激勵(lì)電流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(u,r,I,ω)來表示。
如果控制u,σ,r,I,ω恒定不變,那么阻抗Z就成為距離的單值函數(shù),由麥克斯韋爾公式,可以求得此函數(shù)為一非線形函數(shù),其曲線為“S”型曲線,在一定范圍內(nèi)可以近似為一線形函數(shù)。
在實(shí)際應(yīng)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)化成電壓或電流輸出。這個(gè)電子線路并不是直接測量線圈的阻抗,而是采用并連諧振法,見圖1-3,即在前置器中將一個(gè)固定電容C0=C1×C2/(C1+C2)和探頭線圈LX并連與晶體管T一起構(gòu)成一個(gè)振蕩器,振蕩器的振蕩幅值UX與線圈阻抗成比例,因此振蕩器的振動(dòng)幅度UX會(huì)隨探頭與被測間距δ改變。UX經(jīng)檢波濾波,放大,非線形修正后輸出電壓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,即在線形區(qū)中點(diǎn)δ0處(對應(yīng)輸出電壓UO)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。(δ1,U1)——線性起點(diǎn),(δ2,U2)——線性末點(diǎn)。
第三節(jié) 產(chǎn)品說明
探 頭
探頭對正被測量表面,它能地探測出被測體表面相對于探頭端面間隙的變化。通常探頭由線圈、頭部、殼體、高頻電纜、高頻接頭組成,其典型結(jié)構(gòu)見圖1-5所示。