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電渦流傳感器的測量

來源:上儀聯(lián)振儀表(蘇州)有限公司   2025年02月22日 10:29  

1、軸的徑向振動(dòng)測量當(dāng)需要測量軸的徑向振動(dòng)時(shí),要求軸的直徑大于探頭直徑的三倍以上。每個(gè)測點(diǎn)應(yīng)同時(shí)安裝兩個(gè)傳感器探頭,兩個(gè)探頭應(yīng)分別安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90o±5o。由于軸承蓋一般是水平分割的,因此通常將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45o,從原動(dòng)機(jī)端看,分別定義為X探頭(水平方向)和Y探頭(垂直方向),X方向在垂直中心線的右側(cè),Y方向在垂直中心線的左側(cè)。軸的徑向振動(dòng)測量時(shí)探頭的安裝位置應(yīng)該盡量靠近軸承,如圖所示,否則由于軸的撓度,得到的值會(huì)有偏差。軸的徑向振動(dòng)探頭安裝位置與軸承的距離。軸的徑向振動(dòng)測量時(shí)探頭的安裝:測量軸承直徑 距離 0~76mm 25mm 76~510mm 76mm 大于520mm 160mm 探頭中心線應(yīng)與軸心線正交,探頭監(jiān)測的表面(正對(duì)探頭中心線的兩邊1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個(gè)圓周面,如圖)應(yīng)無裂痕或其它任何不連續(xù)的表面現(xiàn)象(如鍵槽、凸凹不平、油孔等),且在這個(gè)范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍,其表面的粗糟度應(yīng)在0.4 um至0.8um之間。
2、軸的軸向位移測量測量軸的軸向位移時(shí),測量面應(yīng)該與軸是一個(gè)整體,這個(gè)測量面是以探頭的中心線為中心,寬度為1.5倍的探頭圓環(huán)。傳感器探頭安裝距離距止推法蘭盤不應(yīng)超過305mm,否則測量結(jié)果不僅包含軸向位移的變化,而且包含脹差在內(nèi)的變化,這樣測量的不是軸的真實(shí)位移值。
3、鍵相測量鍵相測量就是通過在被測軸上設(shè)置一個(gè)凹槽或凸鍵,稱鍵相標(biāo)記。當(dāng)這個(gè)凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)到探頭位置時(shí),相當(dāng)于探頭與被測面間距突變,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,以使產(chǎn)生的脈沖信號(hào)峰峰值不小于5V。一般若采用φ5、φ8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0.2mm。凹槽或凸鍵應(yīng)平行于軸中心線,其長度盡量長,以防當(dāng)軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)時(shí),探頭還能對(duì)著凹槽或凸鍵。為了避免由于軸相位移引起的探頭與被測面之間的間隙變化過大,應(yīng)將鍵相探頭安裝在軸的徑向,而不是軸向的位置。應(yīng)盡可能地將鍵相探頭安裝在機(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)有鍵相信號(hào)輸出。當(dāng)機(jī)組具有不同的轉(zhuǎn)速時(shí)通常需要有多套鍵相傳感器探頭對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測,從而可以為機(jī)組的各部分提供有效的鍵相信號(hào)。鍵相標(biāo)記可以是凹槽,也可以是凸鍵,如圖所示,標(biāo)準(zhǔn)要求用凹槽的形式。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(安裝在傳感器的線性中點(diǎn)為宜),而不是對(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)著凸起的頂部表面調(diào)整初始安裝間隙(安裝在傳感器的線性中點(diǎn)為宜),不是對(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。
四、被測體對(duì)電渦流傳感器特性的影響
1、被測體材料對(duì)傳感器的影響傳感器特性與被測體的電導(dǎo)率б、磁導(dǎo)率ξ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(shí),由于渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)同時(shí)存在,磁效應(yīng)反作用于渦流效應(yīng),使得渦流效應(yīng)減弱,即傳感器的靈敏度降低。而當(dāng)被測體為弱導(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),因此傳感器感應(yīng)靈敏度要高。
2、被測體表面平整度對(duì)傳感器的影響不規(guī)則的被測體表面,會(huì)給實(shí)際的測量帶來附加誤差,因此對(duì)被測體表面應(yīng)該平整光滑,不應(yīng)存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。一般要求,對(duì)于振動(dòng)測量的被測表面粗糙度要求在0.4um~0.8um之間;對(duì)于位移測量被測表面粗糙度要求在0.4um~1.6um之間。
3、被測體表面磁效應(yīng)對(duì)傳感器的影響電渦流效應(yīng)主要集中在被測體表面,如果由于加工過程中形成殘磁效應(yīng),以及淬火不均勻、硬度不均勻、金相組織不均勻、結(jié)晶結(jié)構(gòu)不均勻等都會(huì)影響傳感器特性。在進(jìn)行振動(dòng)測量時(shí),如果被測體表面殘磁效應(yīng)過大,會(huì)出現(xiàn)測量波形發(fā)生畸變。
4、被測體表面鍍層對(duì)傳感器的影響被測體表面的鍍層對(duì)傳感器的影響相當(dāng)于改變了被測體材料,視其鍍層的材質(zhì)、厚薄,傳感器的靈敏度會(huì)略有變化。
5、被測體表面尺寸對(duì)傳感器的影響由于探頭線圈產(chǎn)生的磁場范圍是一定的,而被測體表面形成的渦流場也是一定的。這樣就對(duì)被測體表面大小有一定要求。通常,當(dāng)被測體表面為平面時(shí),以正對(duì)探頭中心線的點(diǎn)為中心,被測面直徑應(yīng)大于探頭頭部直徑的1.5倍以上;當(dāng)被測體為圓軸且探頭中心線與軸心線正交時(shí),一般要求被測軸直徑為探頭頭部直徑的3倍以上,否則傳感器的靈敏度會(huì)下降,被測體表面越小,靈敏度下降越多。實(shí)驗(yàn)測試,當(dāng)被測體表面大小與探頭頭部直徑相同,其靈敏度會(huì)下降到72%左右。被測體的厚度也會(huì)影響測量結(jié)果。被測體中電渦流場作用的深度由頻率、材料導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率決定。因此如果被測體太薄,將會(huì)造成電渦流作用不夠,使傳感器靈敏度下降,一般要求厚度大于0.1mm以上的鋼等導(dǎo)磁材料及厚度大于0.05mm以上的銅、鋁等弱導(dǎo)磁材料,則靈敏度不會(huì)受其厚度的影響。

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