电涡流传感器用户手册

电涡流传感器用户手册

1、概述

在高速旋转机械振动研究和运行参数测量过程中，非接触测量方法与接触式测量相比，能更准确地搜集到转子振动状况的各种参数，与其它类型的位移传感器相比，

电涡流传感器具有测量范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质影响，结构简单等优

点．因此在大型旋转机械状态监测与故障诊断中得到了广泛的应用。它的主要应用场

合有。

·轴转速测量

·轴位移测量

·轴振动和轴的轨迹测量

·轴对中测量

·轴偏心测量

·差胀测量

·壳胀测量

·转子动平衡

·轴承油膜厚度测量

2、工作原理

电涡流传感器采用的是感应电涡流原理，当带有高频电流的线圈靠近被测金属时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流，电磁学上称之为电涡流．电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导率、线圈的几何形状、几何尺寸，电流频率等参数有关．通过电路可将被测金属相对于传感器探头之间的距离变化转换成电压或电流变化．电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移，振动等参数的测量。测量电路原理见图1。

其工作过程是，当一被测金属与探头之间距离发生变化时，探头中线圈的电感量发生变化，电感量的变化引起了振荡器的振荡电压幅度变化，这个随距离变化的振荡电压经检波，滤波和线性较正后变成了与位移成正比的电压量。

3、结构与组成

电涡流传感器系统由传感器探头与壳体、前置器、电缆和接头三部分组成。

3．1 传感器头部是传感器感受被测信号的部分，它由绕在非金属骨架上的矩形截面线圈组成，传感器壳体用于固定传感器头部，并作为测试时的装夹结构，一般用不锈钢制成，上面加工成标准螺纹并备有螺母。

3. 2 前置器

前置器是一个能屏蔽外界干扰信号的金属盒子，内装有全部测量电路，并用环氧树脂

灌封。外壳上有三个端子分别为电源、公共端和输出端，一个接头与电缆相连。

3. 3 延长电缆

延长电缆为耐高温射频电缆，其两端的接头是传感器探头与前置器相连接而设的。电

缆长度为5M或9M。

4．性能与技术指标

4．1 输出特性

电涡流传感器的输出特性可用位移——电压曲线表示，见图2。图2的横坐标表示位移变化，纵坐标代表前置器输出电压变化。理想位移一电压曲线是一斜率恒定直线，直线的a一c段为线性区，即有效测量段．b点为传感器线性中点。

4．2 主要技术指标

5．安装技术

传感器的安装正确与否对获得准确测量结果有着十分重要意义，任何一种影响电涡流效应的因素均会引起测量误差和测量结果不可靠。值得注意的问题如下。

5．1 保证传感器工作在正常工作范围内

每种型号电涡流传感器均有固定正常工作范围，超出此范围，则不能取得准确信号。例如对于振动、轴位移和差胀测量，安装时一般将输出值确定在线性中点。线性中点的确定可用机械法，即用非金属塞规确定探头与被测件的原始间隙。也可用电气法，即系统通电，改变探头与被测件间隙，用数字电压表检测输出电压，使之达到线性中点的电压。（见表2）

5．3 对被测金属表面的要求

被测表明锈蚀、凸起、裂纹会造成机械偏差，这两种偏差都会影响测量精度。因此要求选择平整光滑的被测表面。

5．4 对传感器周围导电介质的限制

传感器在工作状态下，电感线圈向四周发射电磁场，这个电磁场在被测工件－表面上形成电涡流，同时也在临近非工作表面上形成电涡流．后者将对前置器输出产生影响，使其电压值不能准确反映被测体的振动情况．因此，在安装时，探头头部周围应留有约3倍探头直径非导电介质空间。图3、图4给出了几种正确或错误安装方法．

5．5 传感器探头安装举例，见表三。

6 传感器正确使用条件

6．1 供电电源：24 0.1 V 150 0mA每路最小电流

纹波＜5mV

6．2 探头周围条件符合技术要求

6．3 支架设计符合要求

6．4 前置器安装符合要求

7．常见故璋及排除方法