C5-7326-8101-02，

8111-01-A99-B03-C01-D01-E50電渦流傳感器

廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)，對汽輪機(jī)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)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(jìn)行在線測量和安全保護(hù)，以及轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究和零件尺寸檢驗等方面

渦流位移傳感器可以準(zhǔn)確測量被測體(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*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，常被用于對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、軸振動、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長期實時監(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——轉(zhuǎn)軸，而電渦流位移傳感器能直接測量轉(zhuǎn)軸的各種運(yùn)行狀態(tài)，測量結(jié)果可靠、可信。過去，對于機(jī)械的振動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，間接地測量轉(zhuǎn)軸振動，測量結(jié)果的可信度不高。

傳感器系統(tǒng)的工作機(jī)理是電渦流效應(yīng)。當(dāng)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)射到這一范圍內(nèi)的能量都會全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近探頭頭部，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。這種變化既與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，即與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離等參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向同性的，則線圈——金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通?？捎山饘賹?dǎo)體的磁導(dǎo)率μ、電導(dǎo)率σ、尺寸因子r，線圈與金屬導(dǎo)體距離δ，線圈激勵電流強(qiáng)度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(μ,σ,r,I,ω)來表示。 如果控制μ、σ、r、δ、I、ω恒定不變，那么阻抗Z就成為距離δ的單值函數(shù)，由麥克斯韋爾公式，可以求得此函數(shù)為一非線性函數(shù)，其曲線為“S"形曲線，在一定范圍內(nèi)可以近似為一線性函數(shù)。 在實際應(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)換成電壓或電流輸出。這個電子線路并不是直接測量線圈的阻抗，而是采用并聯(lián)諧振法，見圖1-3，即在前置器中將一個固定電容CCC C01 21 2=+C 和探頭線圈Lx并聯(lián)與晶體管T一起構(gòu)成一個振蕩器，振蕩器的振蕩幅度Ux與線圈阻抗成比例，因此振蕩器的振蕩幅度Ux會隨探頭與被測間距δ改變。Ux經(jīng)檢波濾波，放大，非線性修正后輸出電壓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，即在線性區(qū)中點δ0處(對應(yīng)輸出電壓U0)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，(δ2，U2) ——線性末點。

采用四個M4×12 GB29-76螺栓安裝(產(chǎn)品附件)； 導(dǎo)軌安裝，可以方便地安裝在標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌上。電壓輸出：供電電源Ut：-20Vdc～-26Vdc，輸出電壓極限：-0.7V～(Ut+1)V，線性范圍輸出起始電壓：-2V～-18V；供電電源Ut：±12V～±15V，輸出0V～+5V、+1V～+5V 、-5V～+5V、0V～+10V、+2V～+10V、-10V～+10V。 電流輸出：供電電源Ut：+18Vdc～+30Vdc，輸出電流：4～20mA。 接線方式：采用SpringLoc 端子，有自動緊固的功能，不需要安裝工具即可接線，由于不需要螺栓固定，不會發(fā)生松動，。 前置器外殼是用鋁鑄造而成，為了屏蔽外界干擾，在前置器內(nèi)部已將殼體與信號公共端(信號地)聯(lián)接；安裝底板和導(dǎo)軌卡座均為工程絕緣塑料，這樣可以保證在安裝前置器時，使前置器殼體與大地隔離(即所謂“浮地")。 將前置器反面的標(biāo)簽撕下，打開蓋板,可以對前置器進(jìn)行校準(zhǔn)(校準(zhǔn)的詳細(xì)介紹見第三章)，除非需要進(jìn)行傳感器系統(tǒng)重新校準(zhǔn)或前置器出現(xiàn)故障，一般不要打開蓋板

探頭線圈產(chǎn)生的磁場范圍是一定的，在被測體表面形成的渦流場也是一定的，如圖1-8所示的渦流區(qū)效應(yīng)范圍，幾何尺寸可按下列公式計算：C=0.86rasri=0.52rasra=1.39ras 所以，當(dāng)被測面為平面時，以正對探頭中心線的點為中心，被測面直徑應(yīng)當(dāng)大于探頭頭部直徑1.5倍以上；當(dāng)被測體為圓軸而且探頭中心線與軸心線正交時，一般要求被測軸直徑為探頭頭部直徑的3倍以上，否則靈敏度就會下降，一般當(dāng)被測面大小與探頭頭部直徑相同時，靈敏度會下降至70%左右。 被測體的厚度也會影響測量結(jié)果。在被測體中電渦流場作用的深度由頻率、材料導(dǎo)電、導(dǎo)磁率決定，深度b可按下式求得：f1···=mdpb (單位：m)其中δ—導(dǎo)電率、μ—導(dǎo)磁率、f—頻率(通常為1MHz左右) 因此如果被測體太薄，將會造成電渦流作用不夠，使傳感器靈敏度下降，一般厚度大于0.1mm以上的鋼等導(dǎo)磁材料及厚度大于0.6mm以上的銅、鋁等弱導(dǎo)磁材料，則靈敏度不會受其厚度的影響。

被測體表面加工狀況的影響 不規(guī)則的被測體表面，會給實際的測量值造成附加誤差，特別是對于振動測量，這個附加誤差信號與實際的振動信號疊加一起，在電氣上很難進(jìn)行分離，因此被測表面應(yīng)該光潔，不應(yīng)該存在刻痕、洞眼、凸臺、凹槽等缺陷(對于特意為鍵相器、轉(zhuǎn)速測量設(shè)置的凸臺或凹槽除外)。通常，對于振動測量被測面表面粗糙度Ra要求在0.4μm～0.8μm之間(API670標(biāo)準(zhǔn)推薦值)，一般需要對被測面進(jìn)行衍磨或拋光；對于位移測量，由于指示儀表的濾波效應(yīng)或平均效應(yīng)，可稍放寬(一般表面粗糙度Ra不超過0.8μm～1.6μm)。

傳感器特性與被測體的導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率有關(guān)，當(dāng)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)，使得傳感器感應(yīng)靈敏度低；而當(dāng)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(qiáng)，因此傳感器感應(yīng)靈敏度要高。圖1-9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)的靈敏度為：銅：14.9 V/mm鋁：14.0 V/mm不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)：10.4V/mm45號鋼：8.2 V/mm40CrMo鋼：8.0 V/mm（出廠校準(zhǔn)材料） 除非在訂貨時進(jìn)行特別說明，通常，在出廠前傳感器系統(tǒng)用40CrMo材料試件進(jìn)行校準(zhǔn)，只有和它同系列的被測體材料，產(chǎn)生的特性方程才能和40CrMo的相近；當(dāng)被測體的材料與40CrMo成分相差很大時，則須按第三章節(jié)所述步驟進(jìn)行重新校準(zhǔn)，否則可能造成很大的測量誤差。 因為大多數(shù)的汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備的轉(zhuǎn)軸是用40CrMo材料或者與之相近的材料制造，因此傳感器系統(tǒng)用40CrMo材料作出廠校準(zhǔn)，能適合大多數(shù)的測量對象。