本特利探頭的安裝使用方法介紹

1、 本特利探頭安裝使用手冊本特利探頭安裝使用手冊 講課人：講課人：1.1.系統(tǒng)簡介系統(tǒng)簡介為何采用電渦流位移傳感器? 電渦流位移傳感器能測量被測體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面的相對位置。電渦流位移傳感器長期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強、非接觸測量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用于對大型旋轉(zhuǎn)機械的軸位移、軸振動、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進行長期實時監(jiān)測，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對設(shè)備進行保護及進行預(yù)測性維修。從轉(zhuǎn)子動力學(xué)、軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機械的運行狀態(tài)主要取決于其核心轉(zhuǎn)軸，而電渦流位移傳感器能直接測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，測量結(jié)果可靠、可信。過去，對于機械的振動測量采用加

2、速度傳感器或速度傳感器，通過測量機殼振動，間接地測量轉(zhuǎn)軸振動，測量結(jié)果的可信度不高。 1.1.系統(tǒng)簡介系統(tǒng)簡介系統(tǒng)主要包括探頭、延伸電纜(用戶可以根據(jù)需要選擇)、前置器和附件。 2.2.系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理電渦流作用原理圖 2.2.系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理傳感器原理框圖 2.2.系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理傳感器系統(tǒng)的工作機理是電渦流效應(yīng)。當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時，在前置器內(nèi)會傳感器系統(tǒng)的工作機理是電渦流效應(yīng)。當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時，在前置器內(nèi)會產(chǎn)生一個高頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變產(chǎn)生一個高頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變

3、磁場磁場H1H1。如果在磁場。如果在磁場H1H1的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近探頭頭部，則交變磁場的能量都會全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近探頭頭部，則交變磁場H1H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場，該電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場，該電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與H1H1相反的交變磁相反的交變磁場場H2H2。由于。由于H2H2的反作用，就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改的反作用，就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改變了線圈的有效阻抗。這種

4、變化既與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，即變了線圈的有效阻抗。這種變化既與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，即與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵電流頻率以及線與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離等參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向圈到金屬導(dǎo)體的距離等參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向同性的，則線圈同性的，則線圈金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通常可由金屬導(dǎo)體的磁導(dǎo)率金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通?？捎山饘賹?dǎo)體的磁導(dǎo)率 、電、電導(dǎo)率導(dǎo)率 、尺寸因子、尺寸因子r r，線圈與金屬導(dǎo)體距離，線圈與金屬導(dǎo)體距

5、離 ，線圈激勵電流強度，線圈激勵電流強度I I和頻率和頻率 等參數(shù)等參數(shù)來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)Z=F(,r,I,)Z=F(,r,I,)來表示。來表示。3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明探 頭 探頭對正被測體表面，它能精確地探測出被測體表面相對于探頭端面間隙的變化。通常探頭由線圈、頭部、殼體、高頻電纜、高頻接頭組成，其典型結(jié)構(gòu)見下圖所示。 3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明線圈是探頭的核心，它是整個傳感器系統(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。探頭殼體用于支撐探頭頭部，并作為探頭安裝時的裝夾結(jié)構(gòu)。殼體采用不銹鋼制

6、成，一般上面刻有標(biāo)準(zhǔn)螺紋，并備有鎖緊螺母。為了能適合不同的應(yīng)用和安裝場合，探頭殼體具有不同的型式和不同的螺紋及尺寸規(guī)格.延 伸 電 纜 作為系統(tǒng)的一個組成部分，延伸電纜(如下圖)用來聯(lián)接和延長探頭與前置器之間的距離，您可以對延伸電纜長度和是否需要帶鎧裝進行選擇，選擇延伸電纜的長度應(yīng)該使延伸電纜長度加探頭電纜長度與配套前置器所要求的長度一致(5m或9m)，鎧裝選擇的情況同探頭電纜。3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明前 置 器 前置器是一個電子信號處理器。一方面前置器為探頭線圈提供高頻交流電流；另一方面，前置器感受探頭前面由于金屬導(dǎo)體靠近引起探頭參數(shù)的變化，經(jīng)過前置器的處理，產(chǎn)生隨探頭端面與被測金屬

7、導(dǎo)體間隙線性變化的輸出電壓或電流信號。3300XL既可以采用緊湊的導(dǎo)軌安裝，也可以采用傳統(tǒng)的面板安裝。當(dāng)采用面板安裝時，其安裝孔位置與以前四孔安裝的3300 前置器相同。兩種形式的安裝基板均具有電絕緣性，不需要獨立的絕緣板。3300 XL 前置器抗無線電干擾能力強，即使安裝在玻璃纖維防護罩中，也不會受到附近無線電信號的干擾。改進的RFI/EMI 抗輻射能力使它不需要特殊的屏蔽導(dǎo)管或金屬防護箱就可以達到歐洲電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，從而減少了安裝費用，降低了安裝的復(fù)雜性。 3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明輸入： 接收非接觸式3300 系列5mm、3300 8mm 或3300 XL 8mm 電渦流探頭和延伸

8、電纜的信號。 電源： 無安全柵時要求-17.5Vdc 至-26Vdc，電流最大為12mA，有安全柵時要求23V dc 至26Vdc。當(dāng)在高于23.5V dc 電壓下工作時 將導(dǎo)致線性范圍減小。 供電電壓靈敏度：當(dāng)輸入供電電壓每變化1伏時，輸出電壓的變化小于 2mV。 輸出阻抗： 503.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例電渦流位移傳感器系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)，對汽輪機、水輪機、發(fā)電機、鼓風(fēng)機、壓縮機、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機械的軸的徑向振動、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進

9、行在線測量和安全保護，以及轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究和零件尺寸檢驗等方面。下圖列舉了傳感器的一些典型應(yīng)用示意。 4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例軸的徑向振動測量 測量軸的徑向振動時，每個測點應(yīng)安裝兩個傳感器探頭，兩 個 探 頭 分 安 裝 在 軸 承 兩 邊 的 同 一 平 面 上 相 隔90(5)。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45，定義為X探頭(水平方向)和Y探頭(垂直方向)。通常從原動機端看，X探頭應(yīng)該在垂直中心線的右側(cè)，Y探頭應(yīng)該在垂直中心線的左側(cè)。理論上，只要安裝位置可行，兩個探頭可安裝在軸

10、承圓周的任何位置，保證其90(5)的間隔，都能夠準(zhǔn)確測量軸的徑向振動。4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例探頭中心線應(yīng)與軸心線正交，探頭監(jiān)測的表面(正對探頭中心線的兩邊1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個圓周面，見圖2-3)應(yīng)無刻劃痕跡或其它任何不連續(xù)的表面(如油孔或鍵槽等)，且在這個范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍，表面粗糙度應(yīng)在0.4m0.8m之間。 除非特別說明，通常將軸的徑向振動測量探頭安裝在傳感器的線性范圍中點，對應(yīng)的前置器輸出電壓為中點電壓(線性范圍中點間隙值和中點電壓值可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線中查到，一般電壓輸出傳感器線性中點電壓

11、為-10V左右，電流輸出傳感器線性中點電流為12mA)。特別是對于大軸承機器，其最大軸承間隙接近傳感器線性工作范圍時(建議選用線性工作范圍更寬的傳感器)。4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例軸向位移測量 測量軸的軸向位移時，測量面應(yīng)該與軸是一個整體，這個測量面是以探頭中心線為中心，寬度為1.5倍探頭頭部直徑的圓環(huán)(在停機時，探頭只對正了這個圓環(huán)一部分，機器啟動后，整個圓環(huán)都會成為被測面)，整個被測面應(yīng)該滿足第四節(jié)被測體尺寸與材料的影響關(guān)于被測面的要求。探頭安裝位置距離止推法蘭盤不應(yīng)超過305mm(API670標(biāo)準(zhǔn)推薦值)，如圖2-4所

12、示，否則測得的結(jié)果不僅包括軸向位置的變化，而且包括脹差在內(nèi)的變化，不能真實地反映軸向位移量。 4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例軸向位移測量軸向位移測量4.4.傳感器的典型應(yīng)用實例傳感器的典型應(yīng)用實例通常采用兩套傳感器對推力軸承端同時進行監(jiān)測，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軸的軸向位移進行監(jiān)測。這兩個探頭可以設(shè)置在軸的同一個端面，也可以是兩個不同端面進行監(jiān)測，但這兩個端面應(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的測量結(jié)果通過“與”的邏輯關(guān)系控制機器，安裝方向不同時，其邏輯關(guān)系要先“非”再“與”。 在停機時安裝傳感

13、器探頭，由于軸通常都會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)機器啟動后，軸處于其軸向竄動量的中心位置時，傳感器應(yīng)工作在其線性工作范圍的中點。5.5.探頭的安裝探頭的安裝安裝探頭時，您應(yīng)注意以下幾個問題： 各探頭間的距離各探頭間的距離 探頭與安裝面的距離探頭與安裝面的距離 安裝支架的選擇安裝支架的選擇 探頭安裝間隙探頭安裝間隙 探頭所帶電纜的安裝探頭所帶電纜的安裝 電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣 探頭的抗腐蝕性探頭的抗腐蝕性5.5.探頭的安裝探頭的安裝各探頭間的距離 當(dāng)探頭頭部線圈中通過電流時，在頭部周圍會產(chǎn)生交變電磁場，因此在安裝時要注意兩個探頭的安裝距

14、離不能太近，否則兩探頭之間會通過電磁場互相干擾，在輸出信號上迭加兩探頭的差頻信號，造成測量結(jié)果的失真，這種情況稱之為相鄰干擾。排除相鄰干擾有關(guān)的因素：被測體的形狀，探頭的頭部直徑以及安裝方式。5.5.探頭的安裝探頭的安裝探頭頭部與安裝面的距離 探頭頭部發(fā)射的交變電磁場在徑向和軸向上都有一定的擴散。因此在安裝時，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，工程塑料頭部體要完全露出安裝面，否則應(yīng)將安裝面加工成平底孔或倒角。5.5.探頭的安裝探頭的安裝探頭安裝間隙 安裝探頭時，應(yīng)考慮傳感器的線性測量范圍和被測間隙的變化量，當(dāng)被測間隙總的變化量與傳感器的線性工作范

15、圍接近時，尤其要注意(在訂貨選型時應(yīng)使所選的傳感器線性范圍大于被測間隙的15%以上)。通常，測量振動時，將探頭的安裝間隙設(shè)在傳感器的線性中點；測量位移時，要根據(jù)位移往哪個方向變化或往哪個方向的變化量較大來決定其安裝間隙的設(shè)定。當(dāng)位移向遠(yuǎn)離探頭端部的方向變化時，安裝間隙應(yīng)設(shè)在線性近端；反之，則應(yīng)設(shè)在線性遠(yuǎn)端。 調(diào)整探頭安裝間隙可以采用下列兩種方法：在探頭端面和被測面之間塞入設(shè)定安裝間隙厚度的塞尺，當(dāng)探頭端面和被測面壓緊塞尺時，緊固探頭即可。該方法適合于探頭安裝孔為螺紋孔的情況，通過旋動探頭來調(diào)整安裝間隙。5.5.探頭的安裝探頭的安裝將探頭、延伸電纜(如果有的話)、前置器聯(lián)接起來，給傳感器系統(tǒng)接上

16、電源，用萬用表監(jiān)測前置器的輸出，同時調(diào)節(jié)探頭與被測面的間隙，當(dāng)前置器的輸出等于安裝間隙所對應(yīng)的電壓或電流值時(該值可由校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表中查得)再緊固兩個螺母即可。通過測量前置器輸出來確定安裝間隙，有可能會產(chǎn)生一種假象，當(dāng)探頭頭部未露出安裝孔時，由于安裝孔周圍的金屬影響，可能使得前置器輸出等于安裝間隙所對應(yīng)的電壓或電流值，但這時探頭測量的不是需要測量的被測體。探頭調(diào)整到正確的安裝位置，前置器輸出應(yīng)該是：首先是較大的飽和輸出(此時探頭還未放進安裝孔內(nèi))，然后是較小的輸出(此時探頭放進安裝孔中)，繼續(xù)將探頭擰進安裝孔，前置器輸出會變?yōu)檩^大的輸出(此時探頭頭部露出安裝孔，但與被測面間隙較大)，再擰進探頭，前

17、置器輸出等于安裝間隙所對應(yīng)的值，此時探頭才是正確的安裝間隙。5.5.探頭的安裝探頭的安裝6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修1、什么情況下應(yīng)該對傳感器進行重新校準(zhǔn)？ 機組檢修時 排除故障后 新備件 2.校準(zhǔn)裝置與設(shè)備 位移校準(zhǔn)器 數(shù)字萬用表直流穩(wěn)壓電源千分尺6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)步驟選擇與被測材料相同的試件，按下圖所示安裝好后，裝好探頭、千分尺（量程應(yīng)大于傳感器量程20%）。將直流穩(wěn)壓電源的供電電壓調(diào)到傳感器系統(tǒng)所需電壓范圍。分別將穩(wěn)壓電源、數(shù)字萬用表、探頭接到前置器上旋轉(zhuǎn)千分尺調(diào)節(jié)鈕，使探頭與試件平面緊貼，再將探頭頭部與試件間隔調(diào)到傳感器線性起始距離。打開電源，旋轉(zhuǎn)千分尺調(diào)節(jié)鈕，以十分之一

18、量程為間隔，記錄傳感器輸出電壓或電流值。6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修壓縮機檢修期間 ：系統(tǒng)檢查 接線端子接線是否接錯；接線是否短路或開路； 電源電壓是否正確；測量儀器是否短路或開路； 探頭檢修 探頭高頻插頭和探頭頭部是否干凈，如有臟物，請用無水酒精,洗油,四氯化 碳,儀表清洗劑等擦洗。注意洗油,四氯化碳有毒。 延伸電纜(如果有延伸電纜的話)是否短路或開路，如有故障，應(yīng)更換延伸電纜。 6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修檢查探頭是否短路或開路：先將延伸電纜脫開，然后用數(shù)字萬用表測量探頭高頻插頭的插針與插頭外殼間的電阻值，其正常數(shù)值應(yīng)在7.09.0之間，如果電阻值很?。ㄐ∮?.0），則說明此探頭出現(xiàn)短路；如果測得的電阻值非常大（大于100