8111-01-A99-B03-C01-D01-E50軸位移傳感器

傳感器系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)，對汽輪機、鼓風(fēng)機、壓縮機、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機械的軸的徑向振動、軸向位移、鑒相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進行在線測量和安全保護，以及轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究和零件尺寸檢驗等方面

線圈是探頭的，它是傳感器系統(tǒng)的敏感元件，線圈的物理尺寸和電氣參數(shù)決定傳感器系統(tǒng)的線性量程以及探頭的電氣參數(shù)穩(wěn)定性。探頭頭部體采用耐高溫PPS工程塑料，通過“二次注塑”成型將線圈密封其中。這項技術(shù)增強了探頭頭部的強度和密封性，在惡劣的環(huán)境中可以保護頭部線圈能可靠工作。頭部直徑取決于其內(nèi)部線圈直徑，由于線圈直徑?jīng)Q定傳感器系統(tǒng)的基本性能─線性量程，因此我們通常用頭部直徑來分類和表征各型號探頭,一般情況下傳感器系統(tǒng)的線性量程大致是探頭頭部直徑的1/2～1/4倍。我們?yōu)門R81系列傳感器設(shè)計了Φ3、Φ5、Φ8、Φ11、Φ14、Φ18、Φ25、Φ35、Φ36、Φ50、Φ60共11種直徑的頭部（見附錄）。

探頭殼體用于支撐探頭頭部，并作為探頭安裝時的裝夾結(jié)構(gòu)。殼體采用不銹鋼制成，一般上面刻有標準螺紋，并備有鎖緊螺母。為了能適應(yīng)不同的應(yīng)用和安裝場合，探頭殼體具有不同的形式和不同的螺紋及尺寸規(guī)格（見附錄）。

高頻電纜是用于聯(lián)接探頭頭部到前置器（有時中間帶有延伸電纜轉(zhuǎn)接），這種電纜是用聚四氟乙烯絕緣的射頻同軸電纜，通常電纜長度有0.5m、1m、5m、9m四種選擇（見附錄A）。當選0.5m和1m時必須用延伸電纜以保證系統(tǒng)的總電纜長度為5m或9m；至于選擇5m還是9m應(yīng)該是考慮能滿足將前置器安裝在設(shè)備機組的同一側(cè)來決定。根據(jù)探頭的應(yīng)用場合和安裝環(huán)境，探頭所帶電纜可以配有不銹鋼軟管鎧裝（可選擇），以保護電纜不易被損壞，對于現(xiàn)場安裝探頭電纜無管道布置的情況，應(yīng)該選擇鎧裝。

傳感器的系統(tǒng)工作機理是電渦流效應(yīng)。當接通傳感器系統(tǒng)電源時，在前置器內(nèi)會產(chǎn)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(chǎn)生交變磁場H1。如果在磁場H1的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射出去的交變磁場的能量會全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料靠近探頭頭部，則交變磁場H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場，該電渦流場也會產(chǎn)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     

傳感器特性與被測體的導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率有關(guān)。當被測體為導(dǎo)磁材料（如普

通鋼、結(jié)構(gòu)鋼等）時，由于磁效應(yīng)和渦流效應(yīng)同時存在，而且磁效應(yīng)與渦流效

應(yīng)相反，要抵消部分渦流效應(yīng)，使得傳感器靈感應(yīng)敏度低；而當被測體為非導(dǎo)

磁或弱導(dǎo)磁材料（如銅、鋁、合金鋼等）時，由于磁效應(yīng)弱，相對來說渦流效

應(yīng)要強，因此傳感器靈敏度要高。圖1-11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(yīng)的平均靈敏度為：

銅：  14.5V/mm    圖1-11 典型材料傳感器輸出特性曲線

鋁：   13.6V/mm

不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)：10.1V/mm

45號鋼：8.0V/mm（出廠校準材料）

40CrMo鋼:   7.8V/mm

除非在訂貨時進行特別的說明，通常，在出廠前傳感器系統(tǒng)使用45號鋼材料試件進行校準，只有和它同系列的被測體材料，產(chǎn)生的特性方程才能和45號鋼的相近；當被測體的材料與45號鋼成分相差很大時，則須按第三章節(jié)所述步驟進行重新校準，否則可能造成很大的測量誤差。

4、被測體表面殘磁效應(yīng)的影響

被測體表面殘磁效應(yīng)主要集中在被測體表面，由于加工過程中形成的殘磁效應(yīng)，以及淬火不均勻，硬度不均勻，結(jié)晶結(jié)構(gòu)不均勻等都會影響傳感器特性，API670標準推薦被測體表面殘磁不超過0.5微特斯拉。當需要更高的測量時，應(yīng)該用實際被測體進行校準。

5、 被測體表面鍍層的影響：

被測體表面的鍍層對傳感器測量的影響，相當于改變了被測體材料，視鍍層的材質(zhì)，傳感器靈敏度會變化。如果鍍層均勻，且厚度大于渦流滲透深度（按上述被測體尺寸的影響一節(jié)計算）。則將傳感器按鍍層材料重新校準，不會影響使用，否則請與本單位聯(lián)系

使用說明本章將告訴您在收到我單位發(fā)出的產(chǎn)品后，如何進行開箱驗收、如何保存以及如何進行安裝，對四種常用的使用方式（軸的徑向振動測量、軸向位移測量、鑒相器、轉(zhuǎn)速測量）進行了詳細的說明。

軸的徑向振動測量

測量軸的徑向振動時，每個測點應(yīng)安裝兩個傳感器探頭，兩個探頭分別安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90°（±5°）。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45°，定義為X探頭（水平方向）和Y探頭（垂直方向）。通常從原動機端看，X探頭應(yīng)該在垂直中心線的右側(cè)，Y探頭應(yīng)該在垂直中心線的左側(cè)，如圖2-2所示。理論上，只要安裝位置可行,兩個探頭可安裝在軸承圓周的任何位置，保證其90°（±5°）的間隔，都能夠準確測量軸的徑向振動。

探頭中心線應(yīng)與軸心線正交，探頭監(jiān)測的表面（正對探頭中心線的兩邊的1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個圓周面，見圖2-3），應(yīng)無刻劃痕跡或其他任何不連續(xù)的表面（如油孔或鍵槽等），且在這個范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍，表面粗糙度應(yīng)在0.4μm ~0.8μm之間。

除非特別說明，通常將軸的徑向振動測量探頭安裝在傳感器的線性范圍中點，對應(yīng)的前置器輸出電壓為中點電壓（線性范圍中點間隙值和中點電壓值可以從校準數(shù)據(jù)單或校準曲線中查到，一般03、08輸出方式的前置器中點電壓為-10V或+10V；02輸出方式的前置器中點電壓為+2.5V；05、09輸出方式的前置器中點電流為12mA。特別是對于大軸承機器，其軸承間隙接近傳感器線性工作范圍時（建議選用線性工作范圍更寬的傳感器）。但是對于臥式機器，在機器啟動時，軸會抬高0.25mm左右，因而在停機時安裝垂直方向探頭，應(yīng)將安裝間隙（冷態(tài)間隙）調(diào)整到傳感器的線性范圍中點偏大0.25mm左右，對應(yīng)的前置器輸出電壓可以從校準數(shù)據(jù)單或校準曲線中查到各探頭頭部間的安裝距離應(yīng)不小于安裝距離。為了防止兩探頭間的相鄰干擾，對于不同規(guī)格的探頭和不同的安裝方式要求其間的距離也有所不同，詳細說明請見第三節(jié)。

鑒相器測量

鑒相器測量就是通過在被測軸上設(shè)置一個凹槽或凸鍵，稱作鑒相標記。當這個凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)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(chǎn)生一個脈沖信號，軸每轉(zhuǎn)一圈，就會產(chǎn)生一個脈沖信號，產(chǎn)生的時刻表明了軸在每轉(zhuǎn)周期中的位置。因此通過對脈沖計數(shù)，可以測量軸的轉(zhuǎn)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(shè)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(chǎn)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f8探頭，則這一凹槽或凸鍵寬度應(yīng)大于7.6mm、深度或高度應(yīng)大于1.5mm（推薦采用2.5mm以上）、長度應(yīng)大于10.2mm。凹槽或凸鍵應(yīng)平行于軸中心線，其長度盡量長，以便當軸產(chǎn)生軸向竄動時，探頭還能對著凹槽或凸槽。

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(yīng)將鑒相器探頭安裝在軸的徑向，而不是軸向位置。應(yīng)盡可能地將鑒相器探頭安裝在機組的驅(qū)動部分上，這樣即使機組的驅(qū)動部分與載荷脫離，傳感器仍會有鑒相信號輸出。當機組具有不同的轉(zhuǎn)速時，通常需要有多套鑒相器對其進行監(jiān)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(diào)整初始安裝間隙，而不能對著凹槽來調(diào)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(diào)整初始安裝間隙，不能對著軸的其它完整表面進行調(diào)整。否則當軸轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)該在軸的露出部分做上標志。

長度之和應(yīng)不小于被測體到前置器探頭所帶電纜長度加延伸電纜安裝位置之間的距離。探頭所帶電

纜的長度應(yīng)使探頭與延伸電纜的聯(lián)接處位于機器的機殼外面，這樣可以避免聯(lián)接處轉(zhuǎn)接頭被機器內(nèi)部的

潤滑油污染，而且當延伸電纜損壞或聯(lián)接處接觸不良時，不必打開機殼就能方便地進行維修或更換。由于探頭電纜部分處于裸露狀態(tài)，在機器檢修或探頭裝拆時容易被損壞，因此通常應(yīng)該選用帶不銹鋼軟管

鎧裝的探頭來保護。如果在機器內(nèi)部安裝探頭，建議采用如圖2-13所示電纜密封裝置（本單位可以提供，         探頭電纜的安裝參見本單位產(chǎn)品選型手冊）進行電纜密封和接頭保護，兩個或多個探

頭可共用一套裝置?！耠娎|接頭的密封與絕緣探頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)絕緣，但是探頭電纜接頭是和信號“地”相接的，而且不具有密封性。為了避免接頭和機殼接觸以及加強其密封性，應(yīng)該對接頭進行絕緣保護。一種較好的辦法是采用熱縮套管收縮包裹。在產(chǎn)品出廠時本單位作為附件按每個探頭200mm長提供一節(jié)Φ8透明熱縮套管，現(xiàn)場安裝時，剪下約100mm長的一節(jié)，接好接頭后，將套管套在接頭處，用電吹風(fēng)將其加熱收縮即可。這樣還能起到防止接頭松動的作用。

頭安裝的一般步驟

1、     根據(jù)測量部位的量程、安裝空間的環(huán)境和尺寸、被測體材料等特性選定傳感器，并檢查傳感器的各部分外觀是否完好、各部分是否配套（如探頭直徑與前置器型號中規(guī)定的配套探頭直徑是否一致、探頭電纜長度加延伸電纜長度是否符合前置器對電纜長度的要求等）。通常成套訂購的傳感器，在出廠時提供有數(shù)據(jù)校驗單，校驗單上注明了配套校準的傳感器各部分的型號、編號，用戶可據(jù)此與產(chǎn)品上的標記核對。然后在傳感器的探頭、延伸電纜（如果有的話）、前置器上分別進行特定標記（如“1#瓦水平振動”、“軸位移”等）來說明其作用以及區(qū)分多套傳感器各部分之間的聯(lián)接關(guān)系，電纜兩端應(yīng)都做標記以便在多根電纜頭中進行分辨，這種標記應(yīng)該能防水、防油。

2、將傳感器各部分聯(lián)接好，按第三章節(jié)校準所述通電檢查傳感器，若超差，則需進行重新校準。檢查時應(yīng)特別注意校準試件材料是否與被測體材料一致或具有相近成分，關(guān)于材料對測量的影響見被測體材料的影響。

3、如果未訂購配套的安裝支架，則加工合適的安裝支架（參見探頭安裝支架選擇）。

外部安裝探頭支架比較復(fù)雜，一般應(yīng)訂購。

4、在機座上加工支撐安裝支架的螺孔，內(nèi)部安裝探頭的支架一般都需要兩個螺孔進

行緊固，外部安裝探頭一般都是在機殼上加工帶螺紋的通孔。