前置信号模块3800XL-A04-50-00

安徽万珑系列传感器模块的典型应用 

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。 

中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近，则这一磁场能量会全部损失；当有被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S"型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。 

其工作过程是：当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的Q值也发生变化，Q值的变化引起振荡电压幅度的变化，而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压（电流）变化，zui终完成机械位移(间隙)转换成电压（电流）。由上所述，涡流传感器工作系统中被测体可看作传感器系统的一半，即一个电涡流位移传感器的性能与被测体有关。  

偏心测量 

偏心是在低转速的情况下，对轴弯曲程度的测量，这种弯曲可由下列情况引起： 

·原有的机械弯曲  ·临时温升导致的弯曲 ·在静止状态下，必然有些向下弯曲，有时也叫重力弯曲。 

偏心的测量，对于评价旋转机械全面的机械状态，是非常重要的。特别是对于装有透平监测仪表系统（TSI）的汽轮机，在启动或停机过程中，偏心测量已成为不可少的测量项目。它使你能看到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。转子的偏心位置，也叫轴的径向位置，它经常用来指示轴承的磨损，以及加载荷的大小。如由不对中导致的那种情况，它同时也用来决定轴的方位角，方位角可以说明转子是否稳定。 

胀差测量 

对于汽轮发电机组来说，在其启动和停机时，由于金属材料的不同，热膨胀系数的不同，以及散热的不同，轴的热膨胀可能超过壳体膨胀；有可能导致透平机的旋转部件和静止部件（如机壳、喷嘴、台座等）的相互接触，导致机器的破坏。因此胀差的测量是非常重要的。 

转速测量 

对于所有旋转机械而言，都需要监测旋转机械轴的转速，转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。而电涡流传感器测量转速的*性是其它任何传感器测量没法比的，它既能响应零转速，也能响应高转速，抗干扰性能也非常强。 

滚动轴承、电机换向器整流片动态监控 

    对使用滚动轴承的机器预测性维修很重要。探头安装在轴承外壳中，以便观察轴承外环。由于滚动元件在轴承旋转时，滚动元件与轴承有缺陷的地方相碰撞时，外环会产生微小变形。监测系统可以监测到这种变形信号。当信号变形时意味着发生了轴承故障，如滚动元件的裂纹缺陷或者轴承环的缺陷等。还可以测量轴承内环运行状态，经过运算可以测量轴承打滑度。

核心部分，它包括了整个传感器系统的振荡产生、线性检波、滤波、线性补偿、放大等线路，经过延伸电缆把探头与被测金属之间的距离变化转化成相对应的电压信号变化。 

系统特性 

具有金属外壳封装的前置器，有较强的抗干扰能力。即使安装在非金属防护罩中，附近的无线电信号也不会对传感器信号造成影响，从而提高了可靠性，减少繁琐的防护安装措施，降低了生产成本； 

可靠的原理设计具有容错保护，在额定电压范围内，接错线不会引起前置器的损坏； 

具有防雷击、抑制电网尖峰干扰能力，输出噪声系数小； 

探头头部体选用进口PPS工程塑料模具成型，具有强度高、耐高温150℃、抗腐蚀； 

探头和前置器的连接均采用高温同轴电缆，长期工作在-40℃~150℃环境中不会损坏； 

电缆的转接均选用军标连接器，并具有自锁功能； 

铠装采用进口高弹性不锈钢，表面附有耐高温FEP外皮。 

广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业，对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护，以及转子动力学研究和零件尺寸校验等方面

探头对正被测量表面，它能地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的变化。通常探头由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接头组成，其典型结构见图1-5所示。

线圈是探头的，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的物理尺寸和电气参数决定传感器系统的线性量程以及探头的电气参数稳定性。

探头头部采用耐高低温的PPS工程塑料，通过“二次注塑"工艺将线圈密封其中。这项技术增强了探头头部的强度和密封性，在恶劣环境中可以保护头部线圈可靠工作。头部直径取决于其内部线圈直径，由于线圈直径取决传感器系统的基本性能——线性量程，因此我们通常用头部直径来分类和表征各型号探头，一般情况传感器系统的线性量程大致是探头头部直径的1/2-1/4。设计了Φ5、Φ8、Φ11、Φ25、Φ35、Φ50六种标准直径的头部体，也可生产其它规格的头部体。

探头壳体用于支撑探头头部，并作为探头安装时的装夹结构。壳体采用不锈钢制成，一般上面刻有标准螺纹，并备有锁紧螺母。为了能适应不同的应用和安装场合，探头壳体具有不同的形式和不同的螺纹及尺寸规格.

探头中心线应与轴心线正交，探头监测的表面（正对探头中心线的两边1.5倍探头直径宽度的轴的整个圆周面，见图2-3）应无划痕或其它任何不连续的表面（如油孔或键槽等），且在这个范围内不能有喷镀金属或电镀，表面粗糙度应在0.4-0.8um之间。

除非特别说明，通常将轴的径向振动测量探头安装在传感器的线性范围中点，对应的前置器输出电压为中点电压（线性范围中点间隙和中点电压值可以从校准数据单或校准曲线中查到，一般电压输出传感器线性中点电压为-10V左右，电流输出传感器线性中点电流为12mA）。特别是对于轴承机器，其轴承间隙接近传感器线性工作范围时（建议选用线性工作范围更宽的传感器）。但是对于卧式机器，在机器启动时，轴会抬高0.25mm 左右，因而在停机时安装垂直方向探头，应将安装间隙（冷态间隙）调整到传感器的线性范围中点偏大0.25mm左右，对应的前置器输出电压可从校准数据单或校准曲线中查到。

各探头头部间的安装距离应不小于安装距离。为防止两探头间的相邻干扰，对于不同规格的探头和不同的安装方法要求其间的距离也有所不同

高频电缆是用于连接探头头部到前置器（有时中间带有延伸电缆转接），这种电缆是用氟塑料绝缘的射频同轴电缆，通常电缆长度有0.5m、1m、5m、9m四种选择，当选择0.5m和1m时必须用延伸电缆以保证系统的总的电缆长度为5m或9m，至于选择5m还是9m应该是考虑能满足将前置器安装在设备机组的同一侧来决定。根据探头的应用场合和安装环境，探头所带电缆可以配有不锈钢软管铠装（可选择），以保护电缆不易被损坏，对于安装现场安装探头电缆无管道布置的情况，应该选择铠装。

探头电缆接头是符合规范MIL-C-39012的高频同轴接头。

探头整体各部件通过机械变形连接，在恶劣环境中可以保证探头的稳定性和可靠性。