电涡流传感器的原理以及实际应用和安装
电涡流传感器结构
![电涡流传感器结构](https://img.taocdn.com/s3/m/794d39ab6aec0975f46527d3240c844769eaa01f.png)
电涡流传感器结构电涡流传感器是一种常用的非接触式传感器,它利用电涡流效应来测量物体的位置、速度和形状等参数。
本文将从电涡流传感器的结构、工作原理和应用领域等方面进行详细介绍。
一、电涡流传感器的结构电涡流传感器的主要部件包括传感器头、激励线圈、接收线圈和信号处理电路等。
1. 传感器头:传感器头是电涡流传感器的核心部件,它通常由铜或铝制成。
传感器头的外形多为圆柱形,底部设置了一个槽口,用于安装激励和接收线圈。
2. 激励线圈:激励线圈通过通电产生交变磁场,激励物体产生电涡流。
激励线圈通常由多层绕组构成,以增强磁场的强度和稳定性。
3. 接收线圈:接收线圈用于检测物体产生的电涡流,并将其转化为电信号。
接收线圈通常与激励线圈相互独立,但它们之间的距离很近,以提高传感器的灵敏度和响应速度。
4. 信号处理电路:信号处理电路对接收到的电信号进行放大、滤波和解调等处理,以获得准确的测量结果。
信号处理电路通常由模拟电路和数字电路组成,可以根据不同的应用需求进行设计。
二、电涡流传感器的工作原理电涡流传感器的工作原理基于电磁感应和电涡流效应。
当激励线圈通电时,会在传感器头附近产生一个交变磁场。
当传感器头靠近导电物体时,物体内部会感应出一个感应电流,即电涡流。
这个电涡流的方向和大小与物体的导电性、形状和相对速度等因素有关。
接收线圈检测到电涡流的变化,并将其转化为电信号。
信号处理电路对接收到的电信号进行处理,得到物体的位置、速度和形状等参数。
三、电涡流传感器的应用领域电涡流传感器广泛应用于工业自动化、航空航天、汽车制造、医疗设备等领域。
1. 位移测量:电涡流传感器可用于测量物体的位移,如测量机械零件的偏心量、轴向位移等。
2. 速度测量:电涡流传感器可以测量物体的速度,如测量转子的转速、涡轮的叶片速度等。
3. 形状测量:电涡流传感器可以测量物体的形状,如测量管道的弯曲程度、板材的变形等。
4. 材料检测:电涡流传感器可以用于检测材料的导电性和缺陷,如检测金属管道的腐蚀程度、焊接接头的质量等。
电涡流式传感器测速原理
![电涡流式传感器测速原理](https://img.taocdn.com/s3/m/8c0eb654001ca300a6c30c22590102020740f228.png)
电涡流式传感器测速原理一、引言电涡流式传感器是一种常用于测速的传感器,它通过利用涡流的产生和感应原理,实现对物体运动速度的测量。
本文将详细介绍电涡流式传感器的原理、工作过程以及在测速领域的应用。
二、电涡流效应电涡流是一种由交变磁场引起的涡旋电流,它会在导体内部产生感应电流。
当导体相对于磁场运动时,磁场变化会导致涡流的产生,涡流进一步产生与之反向的磁场,从而减弱原始磁场。
这种现象被称为电涡流效应。
三、电涡流式传感器的结构电涡流式传感器通常由激励线圈和接收线圈组成。
激励线圈产生一个变化的磁场,而接收线圈用于检测涡流的感应信号。
当被测物体在传感器附近运动时,它会影响激励磁场的分布,进而改变产生的涡流情况,接收线圈可以感应到这些变化。
通过分析接收线圈的输出信号,我们可以得到物体的运动速度信息。
四、电涡流式传感器的工作原理1.传感器激励线圈通过加电产生一个变化的磁场。
2.传感器附近的物体在运动过程中与激励磁场相互作用,产生涡流。
3.涡流的存在改变了激励磁场的分布。
4.接收线圈感应到涡流产生的磁场变化,并将其转换为电信号输出。
5.分析接收信号可以得到物体的运动速度。
五、电涡流式传感器的优势1.非接触式测量:传感器无需与被测物体直接接触,因此可以应用于高速旋转物体的测量。
2.高精度测量:电涡流式传感器的输出信号与物体的速度相关,可以实现高精度的测量。
3.快速响应:传感器对速度变化的响应速度较快,可以实时采集物体运动的信息。
六、电涡流式传感器的应用电涡流式传感器广泛应用于许多领域的测速需求中,包括但不限于以下几个方面:6.1 机械制造在机械制造领域,传感器可以用于测量机器设备的转速、运动部件的线速度等参数。
这对于生产过程的控制和监测非常重要。
6.2 汽车工业在汽车工业中,传感器可用于测量车轮转速、飞轮转速等关键参数。
这对于车辆驾驶和安全非常重要。
6.3 航空航天在航空航天领域,传感器可用于飞机、导弹等航空器的测速。
电涡流传感器实验报告
![电涡流传感器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/01301afdc67da26925c52cc58bd63186bdeb926b.png)
电涡流传感器实验报告电涡流传感器实验报告摘要:本实验旨在研究电涡流传感器的原理和应用。
通过实验,我们探索了电涡流传感器的工作原理、特性以及在工业领域的应用。
实验结果表明,电涡流传感器具有高灵敏度、快速响应和广泛的应用前景。
引言:电涡流传感器是一种常用的非接触式传感器,广泛应用于工业领域。
它通过感应电磁场中的涡流来检测目标物体的位置、形状、材料和表面缺陷等信息。
本实验旨在深入了解电涡流传感器的原理和特性,并通过实验验证其性能。
一、电涡流传感器的原理电涡流传感器利用法拉第电磁感应原理,当导体在变化的磁场中运动或受到变化的磁场作用时,会在其内部产生涡流。
电涡流传感器通过检测涡流的变化来获取目标物体的信息。
涡流的强度与目标物体的导电性、形状、运动速度等因素有关。
二、电涡流传感器的特性1. 高灵敏度:电涡流传感器可以检测微小的涡流变化,对目标物体的微小变化有很高的响应能力。
2. 快速响应:电涡流传感器的响应时间较短,可以实时检测目标物体的变化。
3. 非接触式:电涡流传感器无需与目标物体直接接触,减少了磨损和损坏的风险。
4. 宽频率范围:电涡流传感器可以适应不同频率范围内的磁场变化,具有较广泛的应用范围。
三、实验方法1. 实验器材:电涡流传感器、交流电源、信号发生器、示波器等。
2. 实验步骤:a. 将电涡流传感器连接到交流电源和信号发生器上。
b. 调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的涡流信号变化。
c. 改变目标物体的材料、形状和距离等参数,观察涡流信号的变化。
四、实验结果与分析通过实验,我们观察到了不同频率和幅度下涡流信号的变化。
当频率较高时,涡流信号的幅度减小,响应时间变短。
当目标物体的材料为导体时,涡流信号较强;当目标物体的材料为绝缘体时,涡流信号几乎消失。
此外,目标物体的形状和距离也会对涡流信号产生影响。
五、电涡流传感器的应用电涡流传感器具有广泛的应用前景,主要应用于以下领域:1. 金属材料检测:电涡流传感器可以检测金属材料中的缺陷、裂纹和变形等问题,用于质量控制和安全检测。
简述电涡流式传感器的应用
![简述电涡流式传感器的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/e2229030f342336c1eb91a37f111f18583d00c1f.png)
简述电涡流式传感器的应用
电涡流式传感器是一种常用的非接触式传感器,其原理是利用电磁感应的原理来检测物体的位置、速度和形状等参数。
它由一个发射电磁场的探头和一个接收电磁场的传感器组成。
电涡流式传感器具有高精度、快速响应、无磨损等特点,因此在许多领域得到广泛应用。
以下是几个典型的应用:
1. 接触式测量:电涡流式传感器可以用于接触式测量物体的厚度、直径和形状等参数。
例如,在汽车工业中,可以使用电涡流传感器来测量制动盘的磨损程度和真圆度,以保证制动盘的性能和安全性。
2. 无损检测:电涡流式传感器可以通过扫描物体表面的电磁场变化来检测材料的缺陷、裂纹和腐蚀等问题。
在航空、航天和金属加工等行业中,电涡流式传感器被广泛用于无损检测领域。
3. 速度测量:电涡流式传感器可以用来测量物体的速度和加速度。
例如,在汽车工业中,可以使用电涡流传感器来测量车轮的转速,以调整刹车的力度和保持安全性。
4. 位置控制:电涡流式传感器可以用于物体的位置反馈控制。
例如,在机器人控制系统中,可以使用电涡流传感器来检测机器人臂的位置,以精确控制其运动。
5. 涡流制动:电涡流式传感器可以用于制动系统中的涡流制动。
通过测量转子的旋转速度和位置,可以实现刹车力的控制和调
整,提高刹车系统的稳定性和安全性。
总体而言,电涡流式传感器在工业生产、机械制造、汽车工程、航空航天等领域都有广泛的应用,为产品质量控制和生产自动化提供了重要的技术支持。
4电涡流传感器详解
![4电涡流传感器详解](https://img.taocdn.com/s3/m/7285985b854769eae009581b6bd97f192279bfff.png)
2024/7/15
16
鉴频器特性
使用 鉴频器可 以将f 转 换为电压 Uo
2024/7/15
鉴频器的输出电压与输入频率成正比
17
鉴频器在调频式电路中的应用
设电路参数如上页, 计算电涡流线圈未接近 金属时的鉴频器输出电 压Uo0 ;若电涡流线圈靠 近金属后,电涡流探头
的输出频率f 上升为
500kHz,f 为多少?输 出电压Uo又为多少?
2024/7/15
10
CZF-1系列传感器的性能
分析上表请得出结论:
探头的直径与测量范围及分辨力之间 有何关系?
2024/7/15
11
大直径电涡流探雷器
2024/7/15
12
第三节 测量转换电路
一、调幅式(AM)电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz) 用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流,引
当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时,电涡流 线圈的电感量L 也随之改变,引起LC 振荡器的输出 频率变化,此频率可直接用计算机测量。如果要用模
拟仪表进行显示或记录时,必须使用鉴频器,将f转 换为电压Uo 。
2024/7/15
15
并联谐振回路的谐振频率
f 1
2 LC0
4-3
设电涡流线圈的电感量L=0.8mH, 微调电容C0=200pF,求振荡器的频率f 。
高频电 流通过励磁 线圈,产生 交变磁场, 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流, 使锅底自行 发热,烧开 锅内的食 物。
8
第二节 电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
电涡流探头内部结构
1—电涡流线圈 2—探头壳体 3—壳体上的位置调节螺纹 4—印制线路板 5—夹持螺母 6—电源指示灯
简述电涡流传感器的工作原理
![简述电涡流传感器的工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/c1623673b207e87101f69e3143323968011cf42b.png)
简述电涡流传感器的工作原理一、引言电涡流传感器是一种常用的非接触式测量仪器,具有高精度、高灵敏度、快速响应等优点,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
本文将从电涡流传感器的基本原理、结构组成和工作特点三个方面进行详细介绍。
二、基本原理电涡流传感器的测量原理是利用交变磁场作用在导体中产生涡流,根据涡流的大小和相位差来判断被测物体的状态。
当导体与磁场相对运动时,磁通量会发生变化,导致导体中产生涡流,并且涡流会产生反向磁场,从而抵消外部磁场。
因此,当被测物体移动或发生形变时,导体与磁场之间的距离或相对位置发生变化,进而影响到反向磁场的大小和相位差,最终通过电路输出信号。
三、结构组成电涡流传感器主要由控制系统、激励线圈、检测线圈和信号处理单元四个部分组成。
其中控制系统包括供电和控制电路,激励线圈用来产生交变磁场,检测线圈用来检测涡流信号,信号处理单元用来对检测到的信号进行放大、滤波、调理和输出等处理。
四、工作特点电涡流传感器具有以下几个特点:1. 非接触式测量:涡流传感器不需要与被测物体接触,避免了机械磨损和污染等问题。
2. 高精度:涡流传感器的分辨率可以达到亚微米级别,适合于高精度测量。
3. 快速响应:涡流传感器的响应时间可以达到毫秒级别,适合于高速运动物体的实时监测。
4. 范围广泛:涡流传感器可以对金属、非金属等各种材料进行测量,适用范围广泛。
五、总结综上所述,电涡流传感器是一种基于电磁原理的非接触式测量仪器,具有高精度、快速响应等优点,在机械加工、汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。
了解其基本原理、结构组成和工作特点,有助于我们更好地理解和应用电涡流传感器。
电涡流传感器基本原理以及转速测量的完整实例演示含原理图
![电涡流传感器基本原理以及转速测量的完整实例演示含原理图](https://img.taocdn.com/s3/m/682ea9bbcd22bcd126fff705cc17552707225ea9.png)
电涡流传感器原理图1、什么是电涡流效应电感线圈产生的磁力线经过金属导体时,金属导体就会产生感应电流,且呈闭合回路,类似于水涡流形状,故称之为电涡流也叫做电涡流效应,其实是电磁感应原理的延伸;注意:电涡流传感器要求被测体必须是导体;传感器探头里有小型线圈,由控制器控制产生震荡电磁场,当接近被测体时,被测体表面会产生感应电流,而产生反向的电磁场;这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离;2、电涡流传感器的工作原理与结构主要由一个安置在框架上的扁平圆形线圈构成;此线圈可以粘贴于框架上,或在框架上开一条槽沟,将导线绕在槽内;下图为涡流传感器的结构原理,它采取将导线绕在聚四氟乙烯框架窄槽内,形成线圈的结构方式;;传感器线圈由高频信号激励,使它产生一个高频交变磁场φi,当被测导体靠近线圈时,在磁场作用范围的导体表层,产生了与此磁场相交链的电涡流ie,而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化;从能量角度来看,在被测导体内存在着电涡流损耗当频率较高时,忽略磁损耗;能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低,因此当被测体与传感器间的距离d改变时,传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L 均发生变化,于是把位移量转换成电量;这便是电涡流传感器的基本原理3、电涡流传感器的实际应用电涡流传感器测量齿轮转速的应用4、使用电涡流传感器时的注意事项对被测体的要求为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间,如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器,就必须考虑是否会产生交叉干扰,两个探头之间一定要保持规定的距离,被测体表面积应为探头直径3倍以上,当无法满足3倍的要求时,可以适当减小,但这是以牺牲灵敏度为代价的,一般是探头直径等于被测体表面积时,灵敏度降低至70%,所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积;对工作的温度的要求一般进口涡流传感器最高温度不大于180℃,而国产的只能达到120℃,并且这些数据来源于生产厂家,其中有很大的不可靠性,据相关的各种资料分析,实际上,工作温度超过70℃时,电涡流传感器的灵敏度会显著降低,甚至会造成传感器的损坏;对初始间隙的要求各种型号电涡流传感器,都在一定的间隙电压值下,它的读数才有较好的线性度,所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙;。
实验八-电涡流式传感器的应用
![实验八-电涡流式传感器的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/29e00face109581b6bd97f19227916888486b9bf.png)
实验八电涡流式传感器的应用(一)电涡流式传感器的静态标定一、实验目的了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。
二、实验原理电涡流传感器由平面线圈和框架组成,它和被测体两部分组成测试系统。
当线圈中通以高频交变电流后,与其平行的金属片上产生电涡流,电涡流的大小影响线圈的阻抗Z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导频率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关,当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源已确定,并保持环境温度不变,阻抗Z只与X距离有关,将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出,则输出电压是距离X的单值函数。
三、所需部件1电涡流传感器2金属涡流片3电涡流变换器4测微头5示波器6电压表四、实验电路五、实验步骤及内容1安装好电涡流线圈和金属涡流片,注意两者必须保持平行。
安装好测微头,将电涡流线圈接入涡流变换器输入端。
涡流变换器输出端接电压表20V档。
差放增益适中。
2开启仪器电源,用测微头将电涡流线圈与涡流片分开一定距离,此时输出端有一电压值输出。
用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形,信号频率约为1MHz。
3用测微头带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片,此时涡流变换器输出电压为零,涡流变换器中的振荡电路停振。
然后调节WD使电压表的读数为零。
4旋动测微头使平面线圈离开金属涡流片,电压表开始有读数,每位移0.5mm 记录一个读数,并用示波器观察变换器的高频振荡波形。
将对应的输出电压V的读数填入下表,作出V-X曲线,求出灵敏度。
X(mm)0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 V(v)五、注意事项当涡流变换器接入电涡流线圈处于工作状态时,接入示波器会影响线圈的阻抗,使变换器的输出电压减小。
或是使传感器在初始状态有一死区。
(二)电涡流传感器的振幅测量及其电机转速测试一、实验目的1通过实验掌握用电涡传感器测量振幅和电机转速的原理和方法。
2了解电涡流式传感器的实际应用。
电涡流传感器 工作原理
![电涡流传感器 工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/d9dd63ec27fff705cc1755270722192e4436586d.png)
电涡流传感器:工作原理及应用电涡流传感器是一种基于电磁感应原理的传感器,具有非接触、高灵敏度、高分辨率等特点,被广泛应用于各种工业自动化领域。
本文将详细讲解电涡流传感器的工作原理,并举例说明其在汽车行业中的应用,帮助读者更好地理解电涡流传感器的应用。
电涡流传感器的工作原理电涡流传感器基于法拉第电磁感应定律进行工作。
当一个导体置于变化的磁场中时,导体内部会产生感应电流,这种电流被称为电涡流。
电涡流传感器利用这个原理,通过测量导体周围的磁场变化来推算出导体的位移、振动、温度等参数。
电涡流传感器的应用领域电涡流传感器被广泛应用于各种工业自动化领域,如汽车、航空、能源、冶金、化工等。
在汽车行业中,电涡流传感器常被用于检测发动机气缸中的活塞位置、燃烧状况以及排气门的运动情况。
此外,电涡流传感器还可用于车辆悬挂系统及座位舒适度检测等领域。
实例分析:电涡流传感器在汽车行业中的应用在汽车行业中,电涡流传感器常被用于发动机气缸中的活塞位置检测。
其工作原理是,当发动机工作时,气缸中的活塞上下运动,引起气缸内部的磁场变化,电涡流传感器通过测量这种变化,推算出活塞的位置。
具体来说,电涡流传感器包括一个励磁线圈和一个测量线圈。
当励磁线圈通以交变的电流时,会在周围产生一个交变的磁场。
当活塞位于励磁线圈和测量线圈之间时,由于活塞的导磁性,会导致测量线圈中的磁通量发生变化。
通过测量这个变化,就能知道活塞的位置。
与其他传感器的比较电涡流传感器具有高灵敏度、高分辨率和非接触等特点,因此在某些应用中具有独特的优势。
比如在汽车活塞检测中,电涡流传感器的检测精度和稳定性就优于其他类型的传感器。
但是,电涡流传感器的缺点是受限于其工作原理,只能在某些特定的环境中使用。
例如,在高温、低温、强磁场的条件下,电涡流传感器的性能可能会受到影响。
因此,在选择传感器时,需要根据实际应用环境来选择最合适的传感器类型。
结论综上所述,电涡流传感器是一种基于电磁感应原理的传感器,具有高灵敏度、高分辨率和非接触等特点,被广泛应用于各种工业自动化领域。
电涡流式传感器实验报告
![电涡流式传感器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/2db34a5ea200a6c30c22590102020740bf1ecd4c.png)
电涡流式传感器实验报告电涡流式传感器实验报告引言:电涡流式传感器是一种广泛应用于工业领域的非接触式传感器,它利用了涡流的原理来检测金属材料中的缺陷和变化。
本实验旨在探究电涡流式传感器的工作原理、应用领域以及实验结果的可靠性。
一、工作原理电涡流式传感器利用了电磁感应的原理,当电磁场通过金属材料时,会在材料内部产生电涡流。
这些电涡流会改变电磁场的分布,从而反映出材料的性质和状态。
传感器通过测量电涡流的变化来判断材料的缺陷和变化。
二、应用领域1. 材料缺陷检测:电涡流式传感器可以用于检测金属材料中的裂纹、疲劳和腐蚀等缺陷。
通过测量电涡流的变化,可以精确地定位和评估材料中的缺陷程度,为后续的修复和保养提供依据。
2. 金属排序:由于不同材料的电导率和磁导率不同,电涡流式传感器可以用于对金属进行分类和排序。
通过测量电涡流的强度和频率,可以快速准确地区分不同种类的金属材料。
3. 无损检测:电涡流式传感器是一种非接触式的检测方法,可以在不破坏材料表面的情况下进行检测。
因此,它被广泛应用于对复杂结构和精密零件的无损检测,如航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
三、实验设计与结果在本实验中,我们选择了一块铝合金板作为被测材料,利用电涡流式传感器对其进行了缺陷检测。
实验过程中,我们将传感器靠近铝合金板表面,并通过测量电涡流的变化来判断板材中是否存在缺陷。
实验结果显示,当传感器靠近板材表面时,电涡流的强度和频率发生了明显的变化。
在板材表面平滑的区域,电涡流强度较弱,频率较高;而在存在缺陷的区域,电涡流强度增强,频率降低。
通过对实验结果的分析,我们可以准确地定位和评估板材中的缺陷。
四、实验结果的可靠性在实验过程中,我们注意到实验结果的可靠性受到多种因素的影响。
首先,传感器与被测材料的距离和角度会对测量结果产生影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行传感器的位置和角度调整。
其次,被测材料的性质和状态也会对实验结果产生影响。
《传感器原理及应用》电涡流传感器的位移特性实验
![《传感器原理及应用》电涡流传感器的位移特性实验](https://img.taocdn.com/s3/m/15c2d67442323968011ca300a6c30c225901f028.png)
《传感器原理及应用》电涡流传感器的位移特性实验报告1.实验功能要求了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性;了解不同的被测材料对电涡流传感器性能的影响:了解电涡流传感器在实际应用中其位移与被测体的形状和尺寸有关。
2.实验所用传感器原理基本原理:电涡流式传感器是一种建立在涡流效应源理上的传感器。
电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体(导电体一金属涡流片)组成,根据电磁感应原理,当传感器线圈(一个扁平线圈)通以交变电流(频率较高,一般为1MHz~2MHz)I₁时,线圈周围空间会产生交变磁场H₁,当线圈平面靠近某一导体面时,由于线圈磁通链穿过导体,使导体的表面层感应出呈旋涡状自行闭合的电流J₂,而I₂所形成的磁通链又穿过传感器线圈,这样线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感,最终原线圈反馈一等效电感,从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。
我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环。
图中R₁、L₁为传感器线圈的电阻和电感。
短路环钉以认为是一匝短路线圈,其电阻为R₂、电感为L₂。
线圈与导体间存在一个互感M,它随线圈与导体间距的减小而增大。
电涡流变换器原理图3.实验电路图2 电涡流传感器安装示意图图3 电涡流传感器接线图3.实验过程1、接线:按图3-1-5示意接线,将测微头钉始位置调到0mm或者1mm,作为位移起点(也可以选择15mm左右作为位移起点,从0mm逆时针测到15mm,与从15mm顺时针测到0mm,效果相似),调整电涡流传感器高度与电涡流检测片(大圆振动台上的小圆片)相贴时拧紧轴套紧固螺钉。
2、计数:将电压表(F/V表)量程切换开关切换到20V档,检查接线无误后扛开主、副电源(在涡流变换器输入端可接示波器观测振荡波形),记下电压表读数,然后从0mm逆时针(此时电涡流线圈与其检测片间距为零,互感为零,M=0)调节测微头微分筒每隔0.2mm读一个数,直到输出Vo变化很小为止并记入表1.3、根据表1数据作出V-X实验曲线。
本特利电涡流传感器工作原理、安装及常见故障总结处理
![本特利电涡流传感器工作原理、安装及常见故障总结处理](https://img.taocdn.com/s3/m/b5c775790a1c59eef8c75fbfc77da26924c59654.png)
引言在笔者所在单位大空分空气透平压缩机、天然气转化制甲醇合成气压缩机,低密度聚乙烯循环气压缩机等大型旋转机械上都使用本特利电涡流传感器来测量压缩机的轴的位移、振动及转速等,本文说明了电涡流传感器的构成及工作原理,介绍其在大型旋转机械设备监测中的应用、安装方法并总结常见故障。
1本特利监测系统结构1.1本特利电涡流传感器的构成电涡流传感器系统由三个部分组成,分别是传感器探头、延伸电缆、前置放大器。
传感器探头内部含有一个线圈,探头的端部由聚苯撑硫(PPS )材料组成,线圈被厚实的封装到探头的端部,探头壳体材料为不锈钢,线圈与75欧姆宽带同轴电缆相连,同轴电缆中心是导体芯,有中心向外展开依次为绝缘层、内屏蔽层、外屏蔽层(网状屏蔽层)和外护套,内屏蔽层和线圈相连,外屏蔽层不和线圈相连,延伸电缆同样为同轴电缆,两端的接头分别与探头和前置放大器相连接。
前置器是一种内部装有振荡电路和调制解调器测量电路的密闭金属盒,接收电涡流传感器和延伸电缆的信号,需要给前置器的电压VT 端和公共端COM 端输入-17.5VDC ~-26VDC 的驱动电压。
前置器的VOUT 端为输出端。
传感器系统的结构构成图如图1所示。
图1传感器系统的结构构成图1.2本特利监测系统结构组成监测系统由电涡流传感器系统,3500监测模块组成,其中前置器接收由探头和延伸电缆传输的信号,并将其转换为3500监测模块接收的电压信号,通过内部逻辑运算,向各保护装置(DCS 和SIS )送出模拟量和数字量信号。
3500系统模块组件如图2所示。
1.3电涡流传感器工作原理电涡流传感器是一种相对式非接触传感器,前置器的振荡电路产生的高频振荡电流流入探头内部线圈,线圈中便会产生交变的磁场,当被测金属转轴靠近这一交变磁场,就会在转轴表面产生感应电流,同时,该感应电流也产生一方向与探头内部线圈方向相反的交变磁场,两个磁场相叠加,将改变线圈的阻抗。
该线圈阻抗可近似看成是探头顶部到金属表面间隙的单值函数,即两者之间成正比例关系。
电涡流位移传感器原理与应用-(38003)
![电涡流位移传感器原理与应用-(38003)](https://img.taocdn.com/s3/m/fe22e466cf84b9d528ea7a62.png)
电涡流位移(振动)传感器原理与应用电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。
它是一种非接触的线性化计量工具。
电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。
在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析,振动研究、分析测量中,对非接触的高精度振动、位移信号,能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。
如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。
从转子动力学、轴承学的理论上分析,大型旋转机械的运动状态,主要取决于其核心—转轴,而电涡流传感器,能直接非接触测量转轴的状态,对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定,可提供关键的信息。
电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点,在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。
一、电涡流传感器的基本原理根据法拉第电磁感应原理,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈涡旋状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现象称为电涡流效应。
而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
前置器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。
当被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,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。
电涡流传感器实验报告
![电涡流传感器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/e1ab5824178884868762caaedd3383c4ba4cb441.png)
一、实验目的本次实验旨在了解电涡流传感器的工作原理,掌握其位移特性的测量方法,并验证电涡流传感器在实际应用中的可靠性和准确性。
二、实验原理电涡流传感器是利用电磁感应原理进行测量的传感器。
当导电体(被测物体)接近电涡流传感器的线圈时,线圈中产生的交变磁场会在导电体中感应出涡流。
涡流的大小与导电体的材料、电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的间距有关。
通过测量涡流的大小,可以计算出导电体与线圈的间距,从而实现位移的测量。
三、实验仪器与材料1. 电涡流传感器2. 信号发生器3. 示波器4. 金属样品5. 螺旋测微仪6. 电压表四、实验步骤1. 将电涡流传感器固定在实验台上,将金属样品放在传感器的检测区域内。
2. 连接信号发生器和示波器,设置合适的工作频率和幅度。
3. 使用螺旋测微仪测量金属样品与电涡流传感器线圈的距离。
4. 打开信号发生器,调节频率和幅度,使传感器产生稳定的涡流信号。
5. 使用示波器观察涡流信号的波形,记录不同距离下的信号幅度。
6. 将测得的距离和信号幅度数据填入表格,绘制V-X曲线。
7. 分析V-X曲线,确定传感器的线性范围和灵敏度。
五、实验结果与分析1. 通过实验,我们得到了电涡流传感器的V-X曲线。
从曲线可以看出,传感器的线性范围较宽,灵敏度较高。
2. 在线性范围内,传感器的输出电压与距离呈线性关系,满足实际应用的要求。
3. 通过对V-X曲线的分析,我们可以确定传感器的最佳工作频率和幅度。
六、实验结论1. 电涡流传感器是一种高精度、高灵敏度的位移测量传感器,在实际应用中具有广泛的应用前景。
2. 通过实验,我们掌握了电涡流传感器的工作原理和测量方法,为后续的实际应用奠定了基础。
七、实验注意事项1. 在实验过程中,应确保电涡流传感器与金属样品保持平行,避免因角度偏差导致测量误差。
2. 在调节信号发生器的工作频率和幅度时,应逐步进行,避免突然变化对实验结果的影响。
3. 在读取数据时,应注意记录准确,避免因记录错误导致分析结果不准确。
电涡流传感器的应用及其原理
![电涡流传感器的应用及其原理](https://img.taocdn.com/s3/m/d98c49ac4bfe04a1b0717fd5360cba1aa9118c50.png)
电涡流传感器的应用及其原理一、电涡流传感器的定义和工作原理电涡流传感器(Eddy Current Sensor)是一种利用电涡流效应来测量物体的位置、形状和金属导电性质的传感器。
它主要由一个射频发生器、一个发射线圈、一个接收线圈和一个信号处理器组成。
其工作原理是:当射频发生器发出高频电流时,经过发射线圈产生一个交变磁场。
当位置传感对象靠近或远离线圈时,它的电气特性会改变。
这种变化会引起感应电流的变化,进而改变接收线圈中的感应电压。
通过测量感应电压的变化,可以确定物体的位置和形状。
二、电涡流传感器的应用领域1. 无损检测由于电涡流传感器可以检测导体的导电性质和缺陷,因此在无损检测领域有着广泛的应用。
特别是在航空航天、汽车制造和金属加工等行业中,电涡流传感器可以用于检测金属表面的裂纹、孔洞和磨损等缺陷,用于保证产品质量和安全性。
2. 位置测量电涡流传感器可以在工业生产中用于测量物体的位置和运动状态。
例如,在机械加工中,可以使用电涡流传感器来监测机床上刀具的位置和运动轨迹,以确保加工的精度和效率。
3. 锁定和控制系统电涡流传感器还可以用于锁定和控制系统中。
例如,在磁浮列车和高速列车中,电涡流传感器可以用于测量列车与轨道之间的距离和速度,以实现自动控制和安全运行。
4. 材料分析电涡流传感器可以帮助研究人员分析材料的导电性质和组成。
在材料科学和工程学中,电涡流传感器可以用来测量材料的电导率、磁导率和电磁参数等信息,以评估材料的性能和质量。
三、电涡流传感器的优势和局限性1. 优势•非接触测量:由于电涡流传感器不需要与目标物体直接接触,因此可以避免物体表面的损伤和污染。
•高灵敏度:电涡流传感器可以检测微小的变化,对于需要高精度和精确测量的应用非常适用。
•快速响应:电涡流传感器的应答时间非常短,可以实时监测物体的状态变化。
2. 局限性•受金属材料影响:电涡流传感器主要用于检测金属导体,对于非金属导体的测量效果较差。
电涡传感器应用实验报告
![电涡传感器应用实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9681386a66ec102de2bd960590c69ec3d4bbdb6d.png)
一、实验目的1. 了解电涡流传感器的工作原理及特性。
2. 掌握电涡流传感器的安装与调试方法。
3. 通过实验,验证电涡流传感器在不同材料上的测量效果。
4. 分析电涡流传感器在实际应用中的优缺点。
二、实验原理电涡流传感器是一种非接触式传感器,它利用电磁感应原理,通过检测被测物体表面的涡流来测量物体的尺寸、位置、速度等参数。
当高频交流电流通过传感器线圈时,会在被测物体表面产生涡流,涡流的大小与物体表面的电导率、磁导率及传感器与物体表面的距离有关。
通过检测涡流的大小,可以实现对物体尺寸、位置等参数的测量。
三、实验设备1. 电涡流传感器2. 高频信号发生器3. 数据采集器4. 被测物体(不同材料)5. 测量装置6. 示波器四、实验步骤1. 将电涡流传感器安装在测量装置上,确保传感器与被测物体表面平行。
2. 将高频信号发生器的输出端连接到电涡流传感器的输入端。
3. 将数据采集器的输入端连接到电涡流传感器的输出端。
4. 设置高频信号发生器的频率、幅度等参数。
5. 将被测物体放置在传感器与测量装置之间,调整传感器与物体表面的距离。
6. 打开数据采集器,记录涡流大小与传感器与物体表面距离的关系。
7. 重复步骤5和6,分别对不同的被测物体进行测量。
8. 分析实验数据,总结电涡流传感器的应用特点。
五、实验结果与分析1. 实验数据表明,电涡流传感器在不同材料上的测量效果存在差异。
对于导电性能较好的材料,如铜、铝等,涡流较大,测量精度较高;而对于导电性能较差的材料,如塑料、木材等,涡流较小,测量精度较低。
2. 随着传感器与物体表面距离的增加,涡流大小逐渐减小。
在一定的距离范围内,涡流大小与距离呈线性关系。
3. 当传感器与物体表面距离达到一定值时,涡流大小趋于稳定,说明此时涡流已达到饱和状态。
六、实验结论1. 电涡流传感器具有非接触式、响应速度快、测量精度高等优点,适用于各种场合的尺寸、位置、速度等参数的测量。
2. 电涡流传感器在实际应用中,应注意选择合适的材料、调整传感器与物体表面的距离,以提高测量精度。
电涡流传感器的原理和应用
![电涡流传感器的原理和应用](https://img.taocdn.com/s3/m/57ffd09b51e2524de518964bcf84b9d529ea2c73.png)
电涡流传感器的原理和应用1. 介绍电涡流传感器是一种非接触式传感器,广泛应用于工业领域。
它基于电涡流效应来检测目标物体的位置、形状和材料等信息。
本文将介绍电涡流传感器的工作原理以及其在工业领域的应用。
2. 工作原理电涡流传感器利用高频交流电磁场作用在导电物体上产生涡流。
涡流的大小和目标物体的性质有关。
当目标物体发生变化时,涡流的特性也会发生相应的改变。
电涡流传感器通过检测涡流的变化来确定目标物体的属性。
电涡流传感器由激励线圈和接收线圈组成。
激励线圈产生高频交流电磁场,而接收线圈用于检测目标物体上产生的涡流信号。
传感器输出的信号经过放大和处理后,可以得到目标物体的相关信息。
3. 应用领域电涡流传感器在工业领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:3.1. 金属材料检测电涡流传感器可以用来检测金属材料的质量和性质。
通过测量涡流的变化,可以对金属材料进行质量控制和排序。
传感器可以检测金属材料中的缺陷、裂纹、硬度等参数,用于判断材料是否合格。
3.2. 无损检测电涡流传感器可以进行无损检测,用于检测金属零件中的表面缺陷、裂纹及其它内部问题。
传感器对目标物体进行扫描并检测涡流的变化,从而确定目标物体是否存在缺陷。
3.3. 位移测量电涡流传感器可以用于测量目标物体的位移。
传感器可以检测目标物体与传感器之间的距离变化,从而确定位移大小。
这种位移测量方法适用于需要高精度和非接触的测量场合。
3.4. 非铁磁材料检测电涡流传感器不仅适用于金属材料的检测,还可以应用于非铁磁材料的检测。
例如,在玻璃、陶瓷、塑料等材料的生产过程中,电涡流传感器可以用来检测材料的密度、厚度和质量等参数。
4. 优势和局限电涡流传感器具有以下优势: - 非接触式测量,无需直接接触目标物体,不会对目标物体造成损伤。
- 高精度测量,可以实现微小尺寸变化的检测。
- 快速响应速度,适用于高速生产线上的应用。
- 抗干扰能力强,对环境中的干扰信号具有较好的抑制能力。
电涡流传感器的原理及应用
![电涡流传感器的原理及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/854782edd05abe23482fb4daa58da0116c171fad.png)
电涡流传感器的原理及应用一、电涡流传感器的原理电涡流传感器(电涡流探测器,Eddy Current Sensor,ECS)是一种基于电涡流原理的在线实时测定仪器。
它利用的原理是,当在一个电磁介质中产生电磁场时,电流会在介质中流动产生电涡流,电涡流的流动方向及大小受介质的性质和电磁场强度的影响,而这些变化则反映出物体的变化。
电涡流传感器,全称Eddy Current Sensor,是一种非接触式的电磁传感器,它大多用于测量内部和表面的特性非常好的金属材料,也可以用于测量金属孔道内部的特性,它非常容易安装在设备上而且具有噪声抑制功能,可以用于测量各种形状的物体,它可以把一个对象转换成电信号,并且可以监测其变化。
电涡流传感器是一种可用于在线测量和检测金属材料和金属表面的电磁测量仪器,它利用在磁介质沿磁次中的电阻(电导)变化而发出信号,从而实现对金属表面形状及组成的测量。
电涡流传感器有很多种类,如抗聚焦传感器,分解焦点传感器,曝光传感器,轨迹传感器,缝隙传感器,缺陷检测传感器等。
电涡流传感器的基本原理是利用电磁感应原理,在电磁介质中产生一个被称为涡流的微小电流,并利用涡流形成的电磁场来检测物体的变化。
具体来说,当在电磁介质中产生一个电磁场时,电流在介质中流动,这些电流构成了电涡流,电涡流的流动方向及大小受介质的性质和电磁场强度的影响,而这些变化则反映出物体的变化。
二、电涡流传感器应用1、缝隙检测电涡流传感器可以用于测量金属缝隙的大小,缝隙是指一个金属件上不规则的空洞。
电涡流传感器的安装通常放在缝隙的一端,通过检测缝隙的大小,进而可以检测到另一端的特性。
2、缺陷检测电涡流传感器可以用于检测金属材料内部的缺陷,可以检测到金属材料的裂纹、气孔等缺陷,即使这些缺陷细微,也可以被电涡流传感器检测到。
3、表面形貌检测电涡流传感器可以用于测量金属表面形貌,即金属表面的凹凸、高低等等,这对于精细化加工非常重要,可以帮助提高最终产品的精度。
电涡流传感器的应用
![电涡流传感器的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/e845cc2258fb770bf78a5514.png)
电涡流传感器的应用电涡流传感器在汽轮机轴系监测中的应用1 电涡流传感器检测原理及系统组成当线圈有高频电流通过时,线圈附近的金属体就会产生涡流,涡流的磁场反作用在线圈上,可改变其电感。
若线圈外形尺寸及激励电流固定,则电感只与距离有关。
电涡流传感器、前置器和监测卡组成一个完整的测量回路,监测卡向前置器提供24V 供电电源,并接收前置器输出的检测电压(-2~-20V )。
在监测卡中,可设置报警和保护定值,还可输出标准电流信号,送至DCS 系统进行显示。
目前,在火力发电厂中大量应用BENTLY公司3500 系统和EPRO 公司MMS6000 系统,其检测原理相同,传感器特性相近,只是在软件功能上有所差异。
电涡流传感器线圈直径8~25mm 不等,传感器线圈直径越大,灵敏度越低,测量范围也越大。
2 电涡流传感器安装注意事项涡流传感器具有非接触、线性度好、精确度高等特点,在电厂主要用来测量汽轮机轴系位移和振动相关参数,包括轴向位移、差胀、轴相对振动、零转速和键相等。
电涡流传感器在出厂前均已进行校验但在安装前,应重新校验,以确保传感器功能正常。
在初次安装或机组大修后重新安装时,需对其进行校验,并注意一些安装细节。
2.1 传感器安装间隙电涡流传感器线性度好,万用表测量的安装间隙电压即可准确反映间隙大小,无需塞规测量物理间隙。
轴相对振动的测量利用了电涡流传感器的动态频率响应和幅值响应特性,通过输出电压中交流电压分量的幅值来检测相对振动。
因此,对传感器和被测面的安装间隙无严格要求,只要求传感器工作在线性区。
一般使用8 mm 电涡流传感器,其线性区间在-2~-18V 左右,安装间隙电压在-10~-11V 。
在测量键相和零转速时,当键相凹槽或测速齿经过传感器检测面,传感器输出电压仅变化一次,输出电压的频率与转速成正比。
因此,安装时也只需保证传感器在线性区工作即可。
以8 mm 电涡流传感器为例,一般安装间隙定在 1.5 mm 左右。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电涡流传感器的原理以及实际应用和安装一、概述我公司#1、#2小汽轮机TSI(汽轮机监视系统)使用美国本特立.内华达公司生产的3500 电涡流传感器系统,本系统为我公司#1、#2小机TSI系统提供准确可靠的监测数据。
在#1、#2小机TSI系统中主要使用了本特立.内华达公司的3500 XL 8 mm 电涡流传感器,这种电涡流传感器提供最大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil 的输出。
它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向位移、转速和相位的测量。
二、工作原理电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类,我公司主要使用高频反射式电涡流传感器,下面将对其工作原理作以阐述:电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的,但又完全不同于电磁感应,并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。
电涡流的形成:现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的,此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成,因而形成了许多闭合的回路。
当给线圈通入交变的电流时,由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的,所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。
在此电动势的作用下,形成了许多旋涡形的电流,这种电流就称为电涡流。
电涡流传感器的工作原理如下图所示:当线圈中通过高频电流i时,线圈周围产生高频磁场,该磁场作用于金属体,但由于趋肤效应,不能透过具有一定厚度的金属体,而仅作用于金属表面的薄层内。
在交变磁场的作用下金属表面产生了感应电流Ie,即为涡流。
感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上,其方向与线圈原磁场方向相反。
这两个磁场相互叠加,就改变了原来线圈的阻抗Z,Z的变化仅与金属导体的电阻率ρ、导磁率u、激励电磁强度i、频率f、线圈的几何形状r以及线圈与金属导体之间的距离有关。
线圈的阻抗可以用如下的函数式表示:Z=F(ρ、u、i、f、d)。
当被测对象的材料一定时,ρ、u为常数,仪表中的i、f、d也为定值,于是Z就成为距离d的单值函数。
三、实际应用电涡流传感器以其测量线性范围大,灵敏度高,结构简单,抗干扰能力强,不受油污等介质的影响,特别是非接触测量等优点,而得到了广泛的应用。
在火电厂中主要应用在以下几个监测项目:1、转子转速:在机组运行期间,连续监视转子的转速,当转速高于给定值时发出报警信号或停机信号。
其工作原理:根据电涡流传感器的工作原理可知,趋近式电涡流探头和运行的转子齿轮之间会产生一个周期性变化的脉冲量,测出这个周期性变化的脉冲量,即可实现对转子转速的监测。
2、转子零转速:零转速是机组在一种低于最小旋转速度下运转的指示,这是为了防止机组在停车期间转轴的重力弯曲。
工作原理和转子转速工作原理相同。
3、偏心:转子的偏心是其受热应力弯曲的一种指示,它是在齿轮机构盘车时观测到的,它为转子不对中提供可靠、准确的监测数据。
涡流探头可以连续监测偏心度的峰-峰值,此值和键相脉冲同步。
其工作原理:偏心探头安装在汽轮机前轴承箱内轴颈处,其核心部分是一个电感线圈。
当大轴旋转时,如果有偏心度,则轴与电感线圈的距离出现周期性的变化,使电感线圈的电感量产生周期性的变化,测出这个电感量的变化值,就可以测出轴的偏心度。
4、键相:键相是描述转子在某一瞬间所在位置的一个物理量,键相探头和偏心探头一起监测大轴的偏心度,能够准确反应出大轴发生偏心的具体相位角。
其工作原理:键相测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸槽,称为键相标记。
当这个凹槽或凸槽转到探头位置时,相当于探头与被测面之间距离发生改变,传感器会产生一个脉冲信号,轴每转一圈就会产生一个脉冲信号,产生的时刻表明了轴在每转周期中的位置。
因此通过将脉冲信号与轴的振动信号进行比较,就可以确定振动的相位角。
5、振动:电涡流探头主要监视主轴相对于轴承座的相对振动。
其工作原理:电涡流探头的线圈和被测金属体之间距离的变化,可以变换为线圈的等效电感、等效阻抗和品质因素三个电参数的变化,再配以相应的前置放大器,可进一步把这三个电参数变换成电压信号,即可实现对振动的测量。
振动产生主要有以下几个原因:(1)由于机组运行中中心不正而引起振动。
机组运行中若真空下降,将使排汽温度升高,后轴承上抬,因而破坏机组中心引起的振动。
(2)由于转子质量不平衡而引起振动。
(3)由于转子发生弹性弯曲而引起振动。
(4)由于轴承油膜不稳定而引起振动。
(5)由于汽轮机内部发生摩擦而引起振动。
(6)由于水冲击而引起振动。
(7)汽轮机在达到临界转速时发生振动。
6、轴向位移:轴向位移是指机组内部转子沿轴心方向,相对于推力轴承二者之间的间隙而言。
通过对轴向位移的测量,可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的轴向变化。
它的工作原理与振动测量原理相同,但是需要说明一点,轴向位移的测量经常与轴向振动搞混。
轴向振动是指传感器探头表面与被测体沿轴向之间距离的快速变动,用峰峰值表示,它与平均间隙无关。
7、胀差:机组在运行时转子受热要发生膨胀,因为转子受推力轴承的限制,所以只能沿轴向往低压侧伸长。
由于转子体积小,而且直接受蒸汽的冲击,因此升温和热膨胀比较快,而汽缸的体积较大,升温和热膨胀相对要慢一些。
当转子和汽缸的热膨胀还没有达到稳定之前,它们之间存在的热膨胀值简称胀差。
关于胀差方向的规定:在机组启动或增负荷时,是一个蒸汽对金属的加热过程,转子升温快于汽缸,大于汽缸的膨胀值称为正胀差。
在停机或减负荷时,是一个降温过程,转子降温快于汽缸,所以转子收缩的快,也就是转子的轴向膨胀值小于汽缸的膨胀,称为负胀差。
四、电涡流传感器的安装1、安装注意事项(1)探头的安装间隙。
(2)探头头部与安装面的安全间距。
(3)电缆转接头的密封与绝缘。
(4)探头抗腐蚀性。
(5)各探头间的最小间距。
(6)探头安装支架的牢固性。
(7)探头所带电缆、延伸电缆的安装。
(8)探头的高温高压环境。
2、影响传感器特性的因素:(1)被测体表面平整度对传感器的影响不规则的被测体表面,会给实际测量带来附加误差,因此被测体表面应该平整光滑,不应存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。
(2)被测体表面磁效应对传感器的影响电涡流效应主要集中在被测体表面,如果由于加工过程中形成残磁效应,以及淬火不均匀、硬度不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器特性。
(3)被测体表面镀层对传感器的影响被测体表面的镀层对传感器的影响相当于改变了被测体材料,视其镀层的材料、厚薄,传感器的灵敏度会略有变化。
(4)被测体表面尺寸对传感器的影响由于探头线圈产生的磁场范围是一定的,而被测体表面形成的涡流也是一定的。
这样就对被测体表面大小有一定要求。
通常,当被测体表面为平面时,以正对探头中心线的点为中心,被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上。
当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时,一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上,否则传感器的灵敏度会下降,被测体表面越小,灵敏度下降越多。
实验测试,当被测体表面大小与探头头部直径相同,其灵敏度会下降到72%左右。
被测体的厚度也会影响测量结果。
被测体中电涡流场作用的深度由频率、材料导电率、导磁率决定。
因此如果被测体太薄,将会造成电涡流作用不够,使传感器灵敏度下降。
3、传感器的安装要求(1)对工作温度的要求一般涡流传感器的最高允许温度≤180ºC,实际上如果工作温度过高,不仅传感器的灵敏度会显著降低,还会造成传感器的损坏,因此测量汽轮机高、中、低转轴振动时,传感器必须安装在轴瓦内,只有特制的高温涡流传感器才允许安装在汽封附近。
(2)对被测体的要求为防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出,安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间。
若在测试过程中某一部位需要同时安装两个或以上传感器,为避免交叉干扰,两个传感器之间应保持一定的距离。
另外,被测体表面积应为探头直径3倍以上,表面不应有伤痕、小孔和缝隙,不允许表面电镀。
被测体材料应与探头、前置器标定的材料一致。
(3)对探头支架的要求探头通过支架固定在轴承座上,支架应有足够的刚度以提高其自振频率,避免或减小被测体振动时支架的受激自振。
(4)对初始间隙的要求电涡流传感器应在一定的间隙电压(传感器顶部与被测物体之间间隙,在仪表上指示一般是电压)值下,其读数才有较好的线性度,所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙。
转子旋转和机组带负荷后,转子相对于传感器将发生位移。
如果把传感器装在轴承顶部,其间隙将减少;如装在轴承水平方向,其间隙取决于转子旋转方向;当转向一定时,其间隙取决于安装在右侧还是左侧。
为了获得合适的工作间隙值,在安装时应估算转子从静态到转动状态机组带负荷后轴颈位移值和位移方向,以便在调整初始间隙时给予考虑。
根据现场经验,转子从静态到工作转速,轴颈抬高大约为轴瓦间隙的1/2;水平方向位移与轴瓦形式、轴瓦两侧间隙和机组滑销系统工作状态有关,一般位移值为0.05-0.20mm。
在调整传感器初始间隙时,除了要考虑上述这些因素外,还要考虑最大振动值和转子原始晃摆值。
传感器初始间隙应大于转轴可能发生的最大振幅和转轴原始晃摆值的1/2。
3、安装步骤(1)探头插入安装孔之前,应保证孔内无杂物,探头能自由转动而不会与导线缠绕。
(2)为避免擦伤探头端部或监视表面,可用非金属测隙规测定探头的间隙。
(3)也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。
当探头间隙调整合适后,旋紧防松螺母。
此时应注意,过分旋紧会使螺纹损坏。
探头被固定后,探头的导线也应牢固。
延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。
任意的加长或缩短均会导致测量误差。
前置器应置于铸铝的盒子内,以免机械损坏及污染。
不允许盒子上附有多余的电缆,在不改变探头到前置器电缆长度的前提下,允许在同一个盒内装有多个前置器,以降低安装成本,简化从前置器到监视器的电缆布线。
采用适当的隔离和屏蔽接地,将信号所受的干扰降至最低限度。
4、延伸电缆的安装延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分,是涡流传感器的一个重要组成部分,所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏,应避免延伸电缆的高温环境。
探头与延伸电缆的连接处应锁紧,接头用热缩管包裹好,这样可以避免接地并防止接头松动。
在盘放延伸电缆时应避免盘放半径过小而折坏电缆线。
一般要求延伸电缆盘放直径不得小于55mm.5、前置器的安装前置器是整个传感器系统的信号处理部分,要求将其安装在远离高温环境的地方,其周围环境应无明显的蒸汽和水珠、无腐蚀性的汽体、干燥、振动小、前置器周围的环境温度与室温相差不大的地方。
安装时前置器壳体金属部分不要同机壳或大地接触。
安装时必须避免有其他干扰信号影响测量电路。
6、转速、零转速、偏心、键相传感器安装间隙的锁定这四种传感器均可采用塞尺测量安装间隙的方法进行安装。
在探头端面和被测面之间塞入设定安装间隙厚度的塞尺,这四种传感器的安装间隙约为1.3mm 左右。