汽轮机监测系统胀差电涡流传感器

汽轮机监测系统胀差电涡流传感器SDT-3800XL-A04-L70

传感器是用来测量探头与被测物体之间相对静态和动态位移的一种非接触式传感器。主要由探头和前置放大器构成，安徽万珑电气系列传感器为-24VDC供电，-4~-20VDC输出，用户可根据测量需要选择传感器探头直径、长度等，本系列产品具有品种多、灵敏度高、测量范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响等优点，且能在油、气、水等恶劣环境下工作。因此传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。

探头线圈采用特殊合金元素，大大降低了电涡流传感器系统的温度漂移系数值，提高了测量。是涡流传感器的技术改革，探头有Ф5~Ф50多种规格供选择，可满足不同测量的需要，探头是传感器系统的必要组成部分。

广泛应用于电力、石油、化工、冶金等科研单位。对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。

是一种非接触式的线性化测量工具.具有长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响等优点,因此在大型旋转机械在线状态监测与故障诊断中得到广泛应用. 智能位移监测保护系列是汽轮机、风机等各种大型旋转机械设备*的监测保护仪。该系列能对汽轮机的轴向位移、胀差、油动机、热膨胀、功率限制器、同步器、启动阀、油箱油位等位移量进行监视、测量，并能自动提供报警与停机保护信号和报警开关量输出。备有电流输出，可供外接记录仪和微机等连接用。 安徽万珑电气
   该系列*实现数字化，稳定性好、准确性高、操作简单、维护方便可靠。友好的人机对话界面。  安徽万珑电气

安徽万珑系列振动探头系统3mm;5mm;8mm;11mm;16mm;18mm;22mm;25mm;36mm;50mm;60mm等等各种探头、延伸电缆和 前置器组成.20V/mm~0.32V/mm的输出使系统的线性范围达0.1~65mm,由于具有这样的线性范围,可广泛应用于往复式和旋转式机械的振动、位移测量.较小的面积效应和宽广的频率响应,也可用于转速和键相等测量.是一种趋近式传感系统。由于其长期工作可靠性好，灵敏度高，抗干扰能力强，采用非接触测量，响应速度快，耐高温，能在油、汽、水等恶劣环境下长期连续工作,检测不受油污、蒸汽等介质的影响，已广泛应用于电力、石化、冶金、钢铁、航天等大中型企业，对各种旋转机械的轴位移、振动、转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线监测和安全保护，为精密诊断系统提供了全息动态特性，有效地对设备进行保护。适合旋转机械径向振动、轴向位移测量监视的一种传感器,它广泛用于非接触测量轴的径向振动、轴的偏心和弯曲、轴心轨迹、转子与定子的相对热膨胀、轴位移、轴与轴承的间隙等数据。传感器采用的线性拓展技术，只要利用Φ8、Φ11、Φ25三种探头就可以替代原有十余种直径的电涡流探头，满足各种使用需要是以高频电涡流效应为原理的非接触式位移传感器。前置器内产生的高频电流从振荡器流入探头线圈中，线圈就产生了一个高频电磁场。当被测金属的表面靠近该线圈时，由于高频电磁场的作用，在金属表面上产生感应电流，即电涡流。该电生一个交变磁场，方向与线圈磁场相反，这二个磁场相互迭加就改变了原线圈的阻抗。所以探头与被测金属表面距离的变化可通过探头线圈阻抗的变化来测量。前置器根据探头线圈阻抗的变化输出一个与距离成正比的直流电压。
我公司生产的系列探头头部直径有φ3、φ5、φ8、φ11、φ14、φ18、φ25、φ35、φ36、φ50、φ60等规格，线性量程从0.5mm至50mm，与部分进口产品兼容。温漂低于0.05%/℃，机械连接具有高强度、优良的抗拉、扭性能，高频同轴电缆及美观的金属铠装保护。前置器是一个电子信号处理器，它把由探头感应出来的探头端面与被测金属体的间距线性转化为电压或电流信号，送二次仪表或计算机系统。附加PPS工程塑料绝缘，安装方便。容错性设计：任意接线错误前置器不会损坏。电子线路深度负反馈技术，*的工作稳定性。标准输出特性方程，保证了输出的一致性。可根据用户要求，具常温（0-70°C）和高温（-30°C~100°C）可选。传感器规格有:
-24VDC供电，-2—-18VDC或-4—-20VDC输出；
+24VDC供电，4——20mA输出，1--5VDC输出;
+-15VDC供电，0—5VDC,-5—+5VDC，-10—+10VDC输出，

传感器探头是传感器系统的一个必要组成部分，它是采集、感受被测体信号的重要部分，它能地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。通常探头又由以下几个部分组成：

u 线圈u 线圈保护套u 不锈钢壳体u 高频电缆u 高频电缆接头

探头头部材料：PPS工程塑料；壳体材料：1Cr18Ni9Ti耐酸碱不锈钢；电缆外表皮材料：聚四氟乙烯，这些材料可以抵抗绝大多数化学物质的腐蚀，但有些化学物质仍可能会对探头造成腐蚀，安装时应注意被测体的环境是否安全。

对探头的抗腐蚀性说明：

■探头可以连续接触下列物质：

空气、水、汽油、酒精、润滑油、硫酸、氢氧化钠

■探头不可以连续接触下列物质：

无氧水、苯甲酸、硝酸、二氧化碳（过量）、磷（湿的）、高锰酸钾、二氧化硫、98%硫酸、盐酸

■探头的高压、高温环境

探头头部能承受14Mpa的压力，一般型探头能承受220℃的温度环境。

▲ 传感器系统的校准及其，取决于被测体的一些特性：

u 被测体材料

u 被测体表面尺寸

u 被测体表面磁效应

u 被测体表面平整度

u 被测体表面镀层材质

▲ 被测体材料对电涡流传感器特性的影响

传感器特性与被测体的电导率、磁导率有关。当被测体为导磁材料（如普通钢、结构钢等）时，由于涡流效应和磁效应同时存在，磁效应反作用于涡流效应使得涡流效应弱，因此传感器的灵敏度降低；而当被测体为弱导磁材料（如铜、铝、合金钢等）时，由于磁效应弱、涡流效应相对强，因此传感器感应灵敏度高。

下表列出同一套Φ8探头传感器测量几种典型材料的输出平均灵敏度：

AISI41410 7.87（8.0）mV/um

45#钢 7.97（8.1）mV/um

不锈钢 10.41 mV/um

铝 14.1 mV/um

铜 15.0 mV/um

▲ 被测体表面尺寸对电涡流传感器系统特性的影响

由于探头线圈产生的磁场范围及被测体表面形成的涡流场都是一定的，这样就对被测体表面大小有一定要求。通常，当被测体表面为平面时，以正对探头中心线的点为中心，被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上；当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上，否则传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多。

被测体的厚度也会影响测量结果，被测体中电涡流场作用的大小由频率、材料导电率、导磁率决定，因此如果被测体太薄，将会造成电涡流作用不够，使传感器灵敏度下降。一般要求被测体使用厚度大于0.1mm以上的钢等导磁材料或厚度大于0.05mm以上的铜、铝等弱导磁材料，则灵敏度不会受其厚度的影响。

▲ 被测体表面磁效应对电涡流传感器系统特性的影响

电涡流效应主要集中在被测体表面，如果由于加工过程中形成残磁效应或淬火不均匀、硬度不均匀、金相组织不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器性能。

API670标准推荐被测体表面残磁不超过0.5微特斯拉。在进行振动测量时，如果被测体表面残磁效应过大，会出现测量波形发生畸变。

▲ 被测体表面平整度对电涡流传感器系统特性的影响

不规则的被测体表面，会给实际的测量带来附加误差，因此要求被测体表面应平整光滑，不应存在凸起、洞眼、划痕、凹槽等缺陷。一般来说，对于振动测量的被测表面粗糙程度要求在0.4um～0.8um之间，对于位移测量则要求在0.4um～1.6um之间。

▲ 被测体表面镀层材料对电涡流传感器系统特性的影响

被测体表面的镀层对传感器的影响相当于改变了被测体材料。镀层的材质、薄厚会略微改变传感器的灵敏度。因为探头能探测到被测体表层材质之下，其灵敏度会受镀层厚度及其特性的影响，一般要求镀层一定要均匀，并且有一定的厚度。

横坐标：探头直径   纵坐标：输出方式

线性量程、线性范围、线性误差、被测面积直径

 1、旋转机械监测 
(1) 径向振动测量，通过安装在轴的径向位置上相互垂直的两套传感器，可测出转子的不对中，不平衡和轴裂纹等机械故障，并可指示轴承的工作状态；  
(2) 轴向位置的测量，通过测量轴台阶面，轴端面，可测得其轴向窜动及止推轴承磨损或潜在轴承失效；  
(3) 可通过测出的轴振动幅值和相角在极坐标图中和波特图中画出故障诊断信息； 
(4) 对于大型透平机械，在起动时可监测轴的偏心度，ф25mm传感器可用于对大中型蒸汽透平机进行胀差测量．在汽轮机发电机组起动时，测量胀差可使操作者确定机壳和转子的间隙
主要用于监测旋转机械的位移、振动、转速等参数，并直接输出线性标准信号。一体化技术指标：■供电电源：±24Vdc■工作频率范围：0～6kHz■位移测量量程：2mm或4mm■误差范围：≤1.0%■工作温度：-20℃～80℃■灵敏度：8V/mm、8mA/mm、4V/mm、4mA/mm■纹波：≤20mV ■分辨率：0.1µm ■温度漂移：0.5‰ 
测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点，广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位，对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。 
技术规格 
在探头延伸电缆在-20℃～150℃，前置器在-20℃～+85℃，相对湿度95%，室温22℃，被测体材料为AISI4140(42CrMoA钢)，电源-24VDC（电源输出电流不小于50mA，纹波小于10mV），负载10KΩ条件下，系统满足： 
供电电压每变化1V，输出变化小于1.8mV； 前置放大器功耗不大于12mA；  
输出阻抗不大于10欧，大输出电流50mA，大驱动信号电缆长度300m；  频率响应DC 0～10KHz；  
ST—2—DCV/DCV—03
3
1
－2～－10
2 ％
ST—2—DCV/DCV—05
5
1.5
－2～－10
2 ％
ST—2—DCV/DCV—08
8
2
－2～－10
2 ％
ST—2—DCV/DCV—11
11
4
－2～－10
2 ％
ST—2—DCV/DCV—25
25
10
－2～－10
2 ％
ST—2—DCV/DCV—50
50
20
－2～－10
2 ％
变换器输出：把前置放大器输出的线性电压变换成0～5V或+1V～+5V，用户可根据自己的需要进行调整，即用户可在前置器输出的线性范围内任选两点变换成0～5V或1～5V，这样可相对增大传感器输出的灵敏度，传感器出厂是按全量程进行定标。  
输出阻抗：100Ω  
使用温度：0℃～65℃ 
（二）、使用注意事项： 
1、接线正确无误：(按前置放大器端子顺序接法如下) 
(1)变换输出（可选一般为0～5V和1～5V） 
(2)前置线性输出（－2V～－10V） (3)-15V (4)+15V 
(5)公共端 2．灵敏度与调零 
调整方法：(以变换器输出0～5v为例) 
当用户需要变换测量量程时，先将传感器移到变换后量程的起点位置上（即零伏的位置上）调整调零电位计调到0V，然后将传感器移到变换后量程一半位置上，调整灵敏度电位计，调到大约2.5V位置上，然后，将传感器移到变换后满量程的终点位置上进行调整，调到5V，经过反复调整后，将变换器起点调为0v、满量程电压调为+5V，误差小于2％，由于整个调整过程比较麻烦，并且须要备有标定装置，所以用户确定输入／输出关系，要求厂家在出厂前将变换器调好。