3800XL11mm PROXIMITY SENSOR

3800A02-90-00 4V/MM電渦流軸振探頭：

廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)，對(duì)汽輪機(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(dòng)、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(cè)量和安全保護(hù)，以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等方面

傳感器能測(cè)量被測(cè)體（必須是金屬導(dǎo)體）與探頭端面的相對(duì)位置。由于其長(zhǎng)期工作可靠性好、靈敏度高、抗*力強(qiáng)、非接觸測(cè)量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用于對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、軸振動(dòng)、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)及進(jìn)行預(yù)測(cè)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─轉(zhuǎn)軸，而電渦流位移傳感器能直接測(cè)量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，測(cè)量結(jié)果可靠、可信。過去，對(duì)于機(jī)械的振動(dòng)測(cè)量采用速度式傳感器，通過測(cè)量機(jī)殼的振動(dòng)，而間接地測(cè)量轉(zhuǎn)軸振動(dòng)，測(cè)量結(jié)果可信度低。

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(xiàng)技術(shù)增強(qiáng)了探頭頭部的強(qiáng)度和密封性，在惡劣的環(huán)境中可以保護(hù)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(hào)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)閭鞲衅髟O(shè)計(jì)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(shí)的裝夾結(jié)構(gòu)。殼體采用不銹鋼制成，一般上面刻有標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)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(shí)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(zhǎng)度有0.5m、1m、5m、9m四種選擇（見附錄A）。當(dāng)選0.5m和1m時(shí)必須用延伸電纜以保證系統(tǒng)的總電纜長(zhǎng)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(jī)組的同一側(cè)來決定。根據(jù)探頭的應(yīng)用場(chǎng)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(hù)電纜不易被損壞，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝探頭電纜無管道布置的情況，應(yīng)該選擇鎧裝。

傳感器特性與被測(cè)體的導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率有關(guān)。當(dāng)被測(cè)體為導(dǎo)磁材料（如普通鋼、結(jié)構(gòu)鋼等）時(shí)，由于磁效應(yīng)和渦流效應(yīng)同時(shí)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(dāng)被測(cè)體為非導(dǎo)磁或弱導(dǎo)磁材料（如銅、鋁、合金鋼等）時(shí)，由于磁效應(yīng)弱，相對(duì)來說渦流效應(yīng)要強(qiáng)，因此傳感器靈敏度要高。

探頭中心線應(yīng)與軸心線正交，探頭監(jiān)測(cè)的表面（正對(duì)探頭中心線的兩邊的1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個(gè)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(gè)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(dòng)測(cè)量探頭安裝在傳感器的線性范圍中點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的前置器輸出電壓為中點(diǎn)電壓（線性范圍中點(diǎn)間隙值和中點(diǎn)電壓值可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線中查到，一般03、08輸出方式的前置器中點(diǎn)電壓為-10V或+10V；02輸出方式的前置器中點(diǎn)電壓為+2.5V；05、09輸出方式的前置器中點(diǎn)電流為12mA。特別是對(duì)于大軸承機(jī)器，其軸承間隙接近傳感器線性工作范圍時(shí)（建議選用線性工作范圍更寬的傳感器）。但是對(duì)于臥式機(jī)器，在機(jī)器啟動(dòng)時(shí)，軸會(huì)抬高0.25mm左右，因而在停機(jī)時(shí)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(diǎn)偏大0.25mm左右，對(duì)應(yīng)的前置器輸出電壓可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線中查到。

通常采用兩套傳感器對(duì)推力軸承端同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣即使有一套傳感器損壞失效，也可以通過另一套傳感器有效地對(duì)軸的軸向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這兩個(gè)探頭可以設(shè)置在軸的同一個(gè)端面，也可以是兩個(gè)不同端面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但這兩個(gè)端面應(yīng)在止推法蘭盤305mm以內(nèi)，安裝方向可以相同，也可以不同，一般將這兩套傳感器測(cè)量結(jié)果通過“與"的邏輯關(guān)系控制機(jī)器，安裝方向不同時(shí)，其邏輯關(guān)系要先“非"再“與"。

在停機(jī)時(shí)安裝傳感器探頭，由于軸通常都會(huì)移向工作推力的反方向，因而探頭的安裝間隙應(yīng)該偏大，原則是保證：當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后，軸處于其軸向竄動(dòng)量的中心位置時(shí)，傳感器應(yīng)工作在其線性工作范圍的中點(diǎn)。

鑒相器測(cè)量：

鑒相器測(cè)量就是通過在被測(cè)軸上設(shè)置一個(gè)凹槽或凸鍵，稱作鑒相標(biāo)記。當(dāng)這個(gè)凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)到探頭安裝位置時(shí)，相當(dāng)于探頭與被測(cè)面間距突變，傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，軸每轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，產(chǎn)生的時(shí)刻表明了軸在每轉(zhuǎn)周期中的位置。因此通過對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，可以測(cè)量軸的轉(zhuǎn)速；通過將脈沖與軸的振動(dòng)信號(hào)比較，可以確定振動(dòng)的相位角，用于軸的動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)度應(yīng)大于10.2mm。凹槽或凸鍵應(yīng)平行于軸中心線，其長(zhǎng)度盡量長(zhǎng)，以便當(dāng)軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)時(shí)，探頭還能對(duì)著凹槽或凸槽。

為了避免由于軸向位移引起探頭與被測(cè)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(jī)組的驅(qū)動(dòng)部分上，這樣即使機(jī)組的驅(qū)動(dòng)部分與載荷脫離，傳感器仍會(huì)有鑒相信號(hào)輸出。當(dāng)機(jī)組具有不同的轉(zhuǎn)速時(shí)，通常需要有多套鑒相器對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而可以為機(jī)組的各部分提供有效的鑒相信號(hào)。

鑒相標(biāo)記可以是凹槽，也可以是凸鍵，如圖2-5所示，API670標(biāo)準(zhǔn)要求用凹槽的型式。當(dāng)標(biāo)記是凹槽時(shí)，安裝探頭要對(duì)著軸的完整部分調(diào)整初始安裝間隙，而不能對(duì)著凹槽來調(diào)整初始安裝間隙。而當(dāng)標(biāo)記是凸鍵時(shí)，探頭一定要對(duì)著凸起頂部表面調(diào)整初始安裝間隙，不能對(duì)著軸的其它完整表面進(jìn)行調(diào)整。否則當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可能會(huì)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(hào)的位置，應(yīng)該對(duì)鑒相器探頭安裝位置在機(jī)器外殼上做上標(biāo)志，對(duì)于鑒相標(biāo)記的角度位置應(yīng)該在軸的露出部分做上標(biāo)志。

探頭的安裝

安裝探頭時(shí)，您應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

▼各探頭間的距離  ▼探頭與安裝面的距離

▼安裝支架的選擇  ▼探頭安裝間隙

▼探頭所帶電纜的安裝  ▼電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣

▼探頭的抗腐蝕性  ▼探頭的高壓環(huán)境

●各探頭間的距離

當(dāng)探頭頭部線圈中通過電流時(shí)，在頭部周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，因此在安裝時(shí)要注意兩個(gè)探頭的安裝距離不能太近，否則兩探頭之間會(huì)通過磁場(chǎng)互相干擾（如圖2-6所示），在輸出信號(hào)上迭加兩探頭的差頻信號(hào)，造成測(cè)量結(jié)果的失真，這種情況我們稱之為相鄰干擾。排除相鄰干擾有關(guān)的因素：被測(cè)體的形狀，探頭的頭部直徑以及安裝方式。通常情況下探頭之間的距離見表

※可根據(jù)客戶應(yīng)用環(huán)境，定制不符合以上距離參數(shù)的傳感器。

探頭頭部與安裝面的距離

探頭頭部發(fā)射的交變磁場(chǎng)在徑向和橫向上都有一定的擴(kuò)散。因此在安裝時(shí)，就必須考慮安裝面金屬導(dǎo)體材料的影響，應(yīng)保證探頭的頭部與安裝面之間不小于一定的距離，工程塑料頭部體要*露出安裝面，否則應(yīng)將安裝面加工成平底孔或倒角，如圖2-7所示。

探頭安裝支架的選擇

實(shí)際的測(cè)量值是被測(cè)體相對(duì)于探頭的相對(duì)值，而需要的測(cè)量結(jié)果是被測(cè)體相對(duì)于其基座的，因此探頭必須牢固在基座上，通常需要用安裝支架來固定探頭。對(duì)于不同的測(cè)量要求和不同的被測(cè)體結(jié)構(gòu)，安裝支架的形狀和尺寸各種各樣，常用的有機(jī)器內(nèi)部探頭安裝支架和機(jī)器外部探頭安裝支架。

探頭安裝的一般步驟

1、 根據(jù)測(cè)量部位的量程、安裝空間的環(huán)境和尺寸、被測(cè)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(hào)中規(guī)定的配套探頭直徑是否一致、探頭電纜長(zhǎng)度加延伸電纜長(zhǎng)度是否符合前置器對(duì)電纜長(zhǎng)度的要求等）。通常成套訂購的傳感器，在出廠時(shí)提供有數(shù)據(jù)校驗(yàn)單，校驗(yàn)單上注明了配套校準(zhǔn)的傳感器各部分的型號(hào)、編號(hào)，用戶可據(jù)此與產(chǎn)品上的標(biāo)記核對(duì)。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(jìn)行特定標(biāo)記（如“1#瓦水平振動(dòng)"、“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(biāo)記以便在多根電纜頭中進(jìn)行分辨，這種標(biāo)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(zhǔn)所述通電檢查傳感器，若超差，則需進(jìn)行重新校準(zhǔn)。檢查時(shí)應(yīng)特別注意校準(zhǔn)試件材料是否與被測(cè)體材料一致或具有相近成分，關(guān)于材料對(duì)測(cè)量的影響見被測(cè)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(jī)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(gè)螺孔進(jìn)

行緊固，外部安裝探頭一般都是在機(jī)殼上加工帶螺紋的通孔

5、緊固內(nèi)部安裝探頭支架。如果是外部安裝探頭，則應(yīng)先將探頭緊固在支架上，再將支架擰進(jìn)安裝螺孔內(nèi)。

6、調(diào)整探頭安裝間隙。不同的用途，探頭的初始安裝間隙有不同的要求，參見

章第二節(jié)傳感器的典型應(yīng)用關(guān)于軸的徑向振動(dòng)測(cè)量、軸向位移測(cè)量、鑒相器測(cè)量中的說明。關(guān)于調(diào)整的方法參見本章探頭安裝間隙的說明。

7、緊固內(nèi)部安裝探頭，采用角鋼支架則用兩個(gè)螺母背緊，采用夾塊則用緊固螺釘鎖

緊；對(duì)于外部安裝探頭，則緊固外部安裝支架。緊固螺釘、螺母都應(yīng)加彈簧墊圈以防松動(dòng)（參見探頭安裝支架選擇）。

8、固定探頭電纜。內(nèi)部安裝探頭電纜，在機(jī)器內(nèi)部先用電纜固定架固定，然后穿過電

纜密封裝置（參見探頭所帶電纜的安裝），再擰緊電纜密封組件（多個(gè)探頭共用一個(gè)電纜密封裝置時(shí)，在各探頭電纜都穿過來后再擰緊）；外部安裝探頭電纜，只需擰緊支架上的電纜密封組件。