電渦流傳感器的應用

   電渦流傳感器在汽輪機軸系監(jiān)測中的應用

   1  電渦流傳感器檢測原理及系統(tǒng)組成

   當線圈有高頻電流通過時 ，  線圈附近的金屬體就會產(chǎn)生渦流 ，渦流的磁場反作用在線圈上 ，可改變其電感 。若線圈外形尺寸及激勵電流固定 ，則電感只與距離有關 。電渦流傳感器、前置器和監(jiān)測卡組成一個完整的測量回路 ，監(jiān)測卡向前置器提供 24V 供電 電源，并接收前置器輸出的檢測電壓 （-2～-20V ）。 在監(jiān)測卡中 ，可設置報警和保護定值 ，還可輸出標準電流信號 ，送至 DCS 系統(tǒng)進行顯示 。目前，在火力發(fā)電廠中大量應用 BENTLY 公司3500 系統(tǒng)和 EPRO 公司 MMS6000 系統(tǒng) ，  其檢測原理相同 ，傳感器特性相近 ，只是在軟件功能上有所差異 。 電渦流傳感器線圈直徑 8～25mm 不等 ，傳感器線圈直徑越大 ，靈敏度越低 ，測量范圍也越大 。

   2  電渦流傳感器安裝注意事項

渦流傳感器具有非接觸、線性度好 、度高等特點 ，  在電廠主要用來測量汽輪機軸系位移和振動相關參數(shù) ，包括軸向位移 、差脹 、軸相對振動 、零轉速和鍵相等 。電渦流傳感器在出廠前均已進行校驗 但在安裝前 ，應重新校驗 ，以確保傳感器功能正常。在初次安裝或機組大修后重新安裝時 ,需對其進行校驗 ，并注意一些安裝細節(jié) 。

   2.1 傳感器安裝間隙

   電渦流傳感器線性度好,萬用表測量的安裝間隙電壓即可準確反映間隙大小,無需塞規(guī)測量物理間隙。軸相對振動的測量利用了電渦流傳感器的動態(tài)頻率響應和幅值響應特性 ，  通過輸出電壓中交流電壓分量的幅值來檢測相對振動 。因此 ，對傳感器和被測面的安裝間隙無嚴格要求 ，  只要求傳感器工作在線性區(qū) 。  一般使用 8 mm 電渦流傳感器，其線性區(qū)間在-2～-18V 左右 ，安裝間隙電壓在-10～-11V 。在測量鍵相和零轉速時 ，  當鍵相凹槽或測速齒經(jīng)過傳感器檢測面 ，傳感器輸出電壓僅變化一次 ，輸出電壓的頻率與轉速成正比。因此 ，安裝時也只需保 證傳感器在線性區(qū)工作即可 。以 8 mm  電渦流傳感器為例 ，一般安裝間隙定在 1.5 mm 左右 。電渦流傳感器測量軸向位移利用了傳感器的靜態(tài)特性 ，通過輸出電壓的變化檢測實際位移量 ，輸出電壓與位移有一一對應關系。因此 ，必須根據(jù)實際情況合理確定 “零位 ”，算出安裝間隙 ，再進行安裝 。

  2.2 延伸電纜的使用

  延伸電纜連接電渦流傳感器和前置器 ，  傳遞電渦流傳感器的測量信號 。在電廠新建機組調(diào)試時 ，曾發(fā)現(xiàn)安裝單位因不了解熱縮套管的作用 ，安裝電渦 流傳感器后 ，未使用熱縮套管保護延伸電纜的鍍金 接頭 ，以致測量信號一直存在毛刺。經(jīng)檢查 ，為鍍金接頭與外保護套管的金屬內(nèi)殼接觸 。由于鍍金接頭 本身和前置器的 COM 端相通 ，造成鍍金接頭接地 ，對測量信號造成干擾 。因此 ，在電渦流傳感器接線盒安裝定位后 ，應使用熱縮套管保護延伸電纜的鍍金接頭 ，避免鍍金接頭接地 。如果傳感器安裝在有軸封蒸汽等軸承附近 ，還應注意延伸電纜應盡量遠離高溫或者有高溫蒸汽的地方 ，以免損壞。

     渦流傳感器非接觸測量數(shù)據(jù)處理測距系統(tǒng)

電渦流傳感器是基于渦流效應的新型傳感器。電渦流傳感器采用的是感應電渦流原理，當帶有高頻電流的線圈靠近被測金屬時，線圈上的高頻電流所產(chǎn)生的高頻電磁場便在金屬表面上產(chǎn)生感應電流，電磁學上稱之為電渦流。電渦流傳感器能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測景被測金屬導體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計量工具。

電渦流傳感器能通過電路可將被測金屬相對于傳感器探頭之闊距離的變化轉化為電壓或電流變化。準確測量被測體(必須是金屬導體)與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化。在旋轉機械和振動研究分析測量中，對非接觸的高精度振動信號、位移信號，能連續(xù)準確地采集其數(shù)據(jù)。電渦流傳感器具有非接觸性、測量精度高、靈敏度高、分辨率高，響應速度快抗干擾力強、頻帶響應寬等優(yōu)點，特別是有非接觸測量的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)、測量和科學技術的各個領域中得到了廣泛的應用。渦流測距系統(tǒng)由電渦流傳感器、信號放火電路，信號濾波電路，模數(shù)轉換電路，單片機數(shù)據(jù)采集電路、光電隔離電路、計算機數(shù)據(jù)處理、結果顯示等部分組成。1渦流測距系統(tǒng)的電路設計渦流測距的電控系統(tǒng)由電渦流傳感器、信號放大，信號濾波，模數(shù)轉換，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)輸出等電路組成。再通過單片機的應用與計算機的數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)可完成測距。