TSI探头工作原理

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➢ 支架的影响:支架的好坏直接准备测量的效果,这就要求 支架应有足够的刚度以提高自振频率,避开或减小被测体 振动时支架也同时受激自振〔所以除非能够保证支架的强 度,否则一般电厂不能对探头的支架进展私自改造〕。
磁阻传感器
2、磁阻传感器 构造及工作原理:磁阻式传感器由铁芯、永久磁钢、感应线
圈〔线圈阻值一般在100Ω到上千Ω,一般是7、800Ω〕 组成,一般用于测转速。永久磁钢产生确定强度的磁场, 当齿轮转动时,这探头与齿轮间的间隙就会成周期性的变 化,其结果就是通过传感器线圈的磁通量发生周期性增减, 从而在线圈中感应出成近似正弦波〔见以以下图〕的感应 电势信号。 通过它的工作方式我们不难知道,这个沟通的电压的频率与 齿轮的齿数,齿轮的转速成正比。公式如下:
由厂家供给的说明书及出厂报告轴位移信号前置器线性测量范围 的灵敏度S=4V/mm,传感器安装间隙电压为U0=-9.76V,则轴 位移安装间隙电压U1的计算式为:
U1=U0-S×1/2×K=-9.76-4.00×1/2×0.38= -10.52V 利用计算出的电压U1将轴位移探头固定〔此时大轴紧贴工作面〕, 定位完毕,观看DCS中轴向位移显示值,是否全都。
测量影响因素:
➢ 被测体外表:被测体外表应当平坦光滑,不应存在凸起、 洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。不光滑的外表会给测量带来误 差;
➢ 外表的大小:由于电涡流探头形成的磁场有确定的范围, 电涡流的探头也有确定的范围,这样就对被测体外表的大 小有确定要求。被测体外表是平面时;要求被测平面的直 径是探头直径的1.5倍〔从探头中心正对的点算〕,被测外 表是柱体时,一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以 上,否则灵敏度降低。被测体外表越小,灵敏度下降越多。
轴向位移
4、轴向位移: 定义:轴位移也叫串轴,是推力盘〔大轴〕对推力轴承〔气缸〕 的相对位置测量值,轴位移疼惜的主要目的是使动静部件之间保 持确定的轴向间隙,避开汽轮机内部转子和定子之间发生摩擦和 碰撞。
我们厂汽轮机高中压转是分开的的,高、中压转子之间,中 压转子与低压转子之间,低压转子与发电机之间,发电机转子与 励磁机转子之间都是承受法兰式刚性联轴器联接,这样就形成了 轴系。轴系轴向位置是靠推力盘来定位的,推力盘包围在推力轴 承中,由此构成了机组动静之间的死点。所谓“死点”就是整个 轴系在“死点”这个位置相两侧膨胀,该点相对是不动的。
偏心、键相
安装定位:键相的定位,将探头对准大轴,不要正对凹槽安 装,安装间隙电压为-10v左右,这样转到凹槽处的间隙电压一 般为-20v左右,一般设置门槛电压为-15v,这样大轴每转一圈, 卡键都会记录下来。 键相的作用: 测量转速; 设备启动时或停顿是,都要过临界转速,使用键相位协作轴振 动探头,可以完善的捕获到启动/停立刻的振动趋势; 正常使用时检测转轴的轴向扭曲,由于这种特殊会导致转轴彻 底报废,虽然很少发生!但是由于这种变形根本无法在一般的 轴振动探头单独表达出来,这个叫相位角测量; 可以协作轴振动探头猎取转轴的实时轴心位置,分析轴承扰动。 推断出大轴振动的相位角。键相对轴的动平衡分析、诊断有很 大帮助。 所以说,键相在TDM系统中起到了至关重要的作用。
安装定位:偏心的安装和全部电涡流传感器的安装方式是一 样的,依据间隙电压安装,间隙电压一般选在探头的线性特性 区间范围的中间位置。比方本特利3500—φ8MM的探头灵敏 度为7.874V/mm,线性范围为-2.75— -16.75V,安装间隙 电压就定在-10v左右。
偏心、键相
键相:键相又叫相位参考,在大轴上有一个凹槽,大轴每转 一圈,键相探头就会测量到一次,登记大轴的位置。键相为偏 心和振动效劳,即说明偏心和振动的方向、相位,为分析数据 供给依据。留意一下你会觉察,当你拆掉键相探头时偏心的测 量值是不正确的。
定位:在安装轴向位移之前,必需确定汽轮机的推力间隙,推力 盘在推力轴承工作瓦面和非工作瓦面之间的移动距离叫推力间隙, 即K值;先将大轴推向工作面,再推向非工作面,测出推力间隙, 然后以K/2的位置为零点,这就是“中间定零”的方式。
轴向位移 具体方式就是推力盘两边各架起一个千分表,在推间隙的时候算 出推力间隙K,把推力盘再次紧靠工作瓦外表,如以下图。
➢ 转速测量原理:模块在承受感应电势时,峰值超过门槛电
压的才记录有效。依据公式我们可以知道,在低转速时,
形成的峰值电压小,在检测时可能就会被漏掉,无法正常
测量。这就是在低速时测量不准的缘由。但是也不至于要 到很高的转速才能显示出来,一般把探头与测速齿盘间隙 适当减小就能很大程度的解决低转速测量的问题〔将间隙 减小到0.8或0.9mm〕。
转速及零转速
安装:到TSI系统的转速都是电涡流探头,电涡流探头的安 装和以上表达的安装方式一样,都是按间隙电压装。在这 要留意一点是,当安装转速时确定要将探头与齿轮的齿尖 正对,然后再定位。这个工程可能需要运行人员手动盘车 协作。
磁阻传感器的安装,依据间隙装,一般安装间隙都在 1mm左右,同样是要将探头与齿轮的齿尖正对,然后再用 塞尺测出间隙。安装完毕后,用金属片在探头与齿轮之间 滑动我们会测到探头的阻值是变化的,这样可以推断传感 器是正常的。
轴向位移感器
例如某厂汽轮机的推力间隙为K=0.38mm,则轴向位移的 量程就为-0.19— +0.19mm。此时卡键承受此电压值后,经过 计算处理,显示出位移值应为+0.19mm。
另外还有两种定零方式:在冷态时,将大轴推向推力轴承的 工作面〔发电机测〕,推紧后,将该位置定位零位。或是推向非 工作面,定零位,依据不同的厂家的汽轮机,选择不同的定位方 式。
TSI探头的工作原理、安装留 意事项
一、传感器
TSI系统常用的传感器一般有电涡流传感器、磁阻式传感器, 速度传感器这么几种。 1、电涡流传感器 构造和工作原理:电涡流传感器主要由一个扁平线圈组成, 此线圈可以是粘在框架上,也可以在框架上开槽,线圈缠 绕到槽内。电涡流探头都是配有一个前置器,前置器内有 晶体振荡器,他能产生一个稳定的高频电流,通过延长电 缆供给探头,这个电流叫励磁电流,他进入到探头的线圈 后,在探头头部形成一个高频、交变的磁场,在此高频交 变磁场中的被测物体〔导体〕外表也将会产生电涡流i,此 电涡流也将产生一磁场,依据有关定律,该电涡流磁场总 是反抗外磁场的存在,使线圈内的电涡流损耗,并引起传 感器的品质因素Q及等效阻抗Z减低,总之最终推出阻抗Z 的变化近似的认为是距离D变化的单函数,再配一适当的 电路,可将Z的变化成比例的转化为电压变化,即实现位移 与电压的转化,这就是阻抗测量法的原理。
由于传感器线形电压范围大大超过测量范围,所以安装间隙 允许有较大的偏差,只要保证测量范围在线 性段内即可,但为了 满足故障诊断和牢 靠性的需要,一般要 求安装电压9.75土 0.2 V。
振动
安装:安装时动作要留神,可在安装支架螺纹孔处平稳的旋进 旋出探头,用万用表在前置器输出端测量,观看其间隙电压的 变化状况。当电压到达线性中点U0左右时〔一般为-10V左 右〕,逐步锁紧探头螺母即可。然后固定安装支架,拧紧螺丝 并加装弹簧垫、定位销,必需留意锁紧前后的输出电压或示值 是否有变化,保证机械零位与电气零位全都。 与延长电缆的接 头处要用耐油热缩管处理,以免接地。
转速及零转速
3、 转速:转速一般都安装在机头上,机头大轴上设计一个 60齿的齿轮,在齿轮上有个弓形瓦,全部测量转速的探头全 部装在该弓形瓦上。
转速一般都有这么几种: 3个到TSI系统,用监视转速、超速疼惜,推断转速超过 110%发出开关量信号到ETS系统。 3个到DEH系统,用来把握汽轮机转速的被调量以及103%疼 惜。 1个到就地机头转速表,用于就地的观看。 2个到TSI系统做零转速,用去监视,连锁启停盘车。 零转速:所谓零转速,就是要反映转子刚刚静止的状态,在 转子刚刚停顿的时候投盘车,但是在实际测量过程中无法准 确的反映转子刚刚停顿的时刻。所以,一般来说只要转速小 于2转,就可以认为转子已经停顿了,这时候可以投入盘车 运行
f=nz f—传感器输出的频率信号〔Hz〕; n—转速〔r/min〕;
z—齿轮齿数〔60〕 那当我们的齿轮齿数确定时,那输出的电压频率就和转速 成正比。 所以我们通过测量感应电势的频率就可以推算出转速。
原理图示 磁通量该表的示图
特点及测量用途
➢ 特点:能在烟雾,汽水、油气等环境中工作;他输出的信 号强,抗干扰力气强;维护本钱低,不需要供电,完全靠 磁电感应来测量,体积小巧。
〔本厂用的胀查探头我没接触过〕
热膨胀
位移传感器是一个差动变压器,它由一心杆与外壳组成,外壳 中有三个线圈,一个是初始线圈,供给沟通电源,另外中心点 两侧各绕有一个次级线圈,这两个次级线圈是反向缠绕连接, 故次级线圈组的输出是两个次级线圈所感应的电势之差。铁芯 的作用是转变空间的磁场分布。线圈中的铁心在两个次级线圈 中间时,输出为0。当有相对位移时,例如铁心上移,则上半 局部的次级线圈感应的电动势就比下半局部大,则输出的电动 势差是上半部次级线圈感应电势的极性。通过整流滤波后变为 铁芯与线圈间的相对位移。
由于电涡流探头的型号不同,所以灵敏度、线性也都不同,用 来测量不同参数的电涡流探头定出来的间隙也是各不一样的。转 速可能在1MM左右,而轴向位移可能就是2-3在缸体上,而传感器的 被测金属外表铸造在转子上,因此,汽缸和转子受热膨胀的相 对差值称为“胀差”。一般将转子的膨胀大于汽缸的膨胀产叫 做“正胀差”,转子的膨胀小于气缸的膨胀叫做“负胀差”。
振动速度传感器 安装示图
传感器样品
TSI各测点
TSI系统各测点的表达 振动 偏心、键相 转速、零转速 轴向位移 胀差 膨胀
二、TSI各测点的讲解
1、振动:本厂机组每个轴承处安装两只,且互成90°,垂直于 轴承,探头与水平方向的夹角为45°,分别测量X、Y方向上的振 动。
电涡流探头安装的一项重要工作是调整探头与被测金属间的 安装间隙电压,间隙电压应为传感器输出特性曲线的线形中点 位。厂家给出的安装数据一般就是该传感器的中心电压。
➢ 定位:磁阻传感器的安装并没有很大的要求,依据间隙安 装,只要把握好间隙就好了,一般间隙把握在1mm左右。 过小,简洁打坏探头,过大低速测量效果会不好,消逝漏 测的现象。
速度式传感器
3、速度式振动传感器 构造及工作原理:速度式传感器是由一个惯性质量线圈和一个 移动的磁钢壳体组成,惯性线圈通过一个确定刚度的弹簧连接 在壳体上,壳体固定在被测设备上。当设备运行时线圈相对于 空间是静止的,而磁钢壳体与设备连接,和设备振动的频率幅 度是一样的,这样惯性线圈和磁钢的相对运动就会产生电势, 该电势通过处理用来反映振动 用途:这种传感器可以用来测量轴承壳、机壳的振动,可以测 量物体相对于空间确实定振动。其显示可以是速度值大小,也 可以将速度转化成位移显示。用于给水泵、风机等。 安装:安装时要留意,不要安装在高磁场地域,比方某些大型 电动机;高磁场对测量的干扰是很严峻的;过大的穿插振动, 也会影响甚至损坏传感器,传感器对于垂直于它的振动比较敏 感,尤其是低频振动传感器,它内部的弹簧更松软,更简洁磨 损。安装不合理将导致传感器振幅、频率的降低,测量不准确。
图示
特点及用途
➢ 特点:工作牢靠性好、测量范围宽、灵敏度高、区分率高、 响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、构造 简洁等优点;
➢ 一般用于测量的参数:转速〔电压周期性变化,测得频率 就能够算出转速〕、振动、轴位移、涨差、键相、偏心等;
➢ 定位:电涡流探头主要以间隙电压为定位标准。〔在下面 会详述〕
偏心、键相
2、偏心、键相:偏心是指轴外表外径与轴真实的几何中心之 间的变化,这种变化也叫做轴的弓形。弓形又分永久弓形和临 时弓形,大轴的机械弯曲造成的永久弓形,还有是由于热膨胀 不均匀或重力因素造成的临时的弓形,这局部弓形通过长时间 的盘车会被矫正。为了减小机组的振动,保证设备的安全,机 组启动和停机时总要盘车一端时间,而盘车时机组监视的依据 就是偏心在适宜的范围之内。
➢ 缺点:低转速时会消逝测量不准的现象。 ➢ 在电厂的用途:主要用来测量汽轮机、给水泵转速等。
影响测量的因素
➢ 磁阻传感器感应电势成正弦波状,经过争论觉察,感应电 势的峰值与安装间隙和齿轮的转速是有确定关系的:

V=K·n/d
➢ 公式中:V—峰值电压;n—转速;d—安装间隙;K—传 感器的特性参数;
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