转速测量传感器在工程实践中的应用

1、转速测量传感器在工程实践中的应用摘 要转速是旋转设备重要监控指标之一，转速测量是旋转机械保护系统的一种重要方式，转速测量传感器相对常规检测仪表故障率高，其损坏引起的危害程度高，一般仪表工对之较为陌生，本文从工程应用的角度对两种测速传感器作剖析。以提高转速测量的可靠性及快速处理相关故障。关键词转速测量；工作原理；技术参数；安装；常见故障与处理中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)101-0187-01目前工程上常用的测速传感器有两种，分别是：电涡流式传感器和磁电感应式传感器，现就这两种传感器的特点、使用与维护检修作一介绍。1磁电感应式转速传感器1.

2、1 工作原理磁电式转速传感器是以磁电感应为基本原理来实现转速测量的。它由铁芯、磁钢、感应线圉等部件组成，测量对象转动时，转速传感器的磁铁会产生磁力线,齿轮转动会切割磁力线,磁路由于磁阻变化，在感应线圈内产生电动势。磁电式转速传感器的感应电势产生的电压大小，和被测对象转速有关，被测物体的转速越快输出的电压也就越大，也就是瞬出电压和转速成正比。但是在被测物体的转速超过磁电式转速传感器的测量范围时，磁路损耗会过大，使得输出电势饱和甚至是锐减。1.2 技术参数1）输出波形：近似于正弦波。2 ）输出信号幅值：当传感器铁芯和被测齿轮齿顶间间隙&=（）.5mm,齿数z=60,齿轮模数m=2及40转/

3、分时，输出电压V>70mVo3 ）测量范围:0-49999Hzo4 ）使用时间：连续使用。5 ）环境温度:-2065。6 ）相对湿度：<65%O7）输出尺寸：二线制（双芯屏蔽线X13安装步骤1）传感器安装间隙的确定。该传感器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，安装间隙约为0.5mm-lmm左右。当探头端面和被测面压紧塞尺时，紧固探头并锁紧锁紧螺母。2）安装地点尽量远离大功率电气设备，电缆屏蔽层接地以防磁场干扰，接地电阻符合相应规范要求。3）在被测轴振动较大时，应适当放大被测轴与传感器的距离，以免损坏传感器。1.4故障判断与处理1）

4、磁电感应式转速传感器常见故障如下：信号输出电缆接地、短路、断路；探头损坏；探头与电缆接头处接触不良。2）故障处理：用500VMQ表测试电缆芯线间绝缘电阻和对地绝缘电阻，该阻值应大于20MO;短接电缆两芯线，用万用表检查电缆导通电阻，该阻值应小于1Q,确认电缆损坏时，更换；用万用表检查传感器直流电阻，该阻值应为2000左右，不同企业产品略有差异，如直流电阻差异明显，应为探头损坏，更换；不同厂家的传感器探头与电缆的连接方式有差异，有些产品采用焊接连接的方式，有些产品采用插头插座连接的方式。不论哪种方式的连接，由于传感器工作环境均存在不同程度的振动，使得接头处易松动从而导致接触不良，可用万用表检查，

5、确认故障后将其消除。2电涡流式传感器2.1 工作原理当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的Q值也发生变化，Q值的变化引起振荡电压幅度的变化,而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压（电流）变化，最终完成机械位移（间隙）转换成电压（电流X由上所述，电涡流传感器工作系统中被测体可看作传感器系统的一半，即一个电涡流位移传感器的性能与被测体有关。2.2 技术参数1）检测距离：0.2mm-2.02mm。2 ）测速范围:50r/min-99999r/mine3 ）输出信号幅值：SOOmvpp（测试条i牛：50r/min,齿轮齿数为60,材料为电工钢，模数为2，

6、传感器距离齿顶1mmX4 ）输出阻抗；200Q-2000Q。5）供电电源：-24Vdc。6 ）负载：10kQ。7 ）试彳牛材料：45#钢。8 ）系统组件：8mm探头、延伸电缆.5m前置器。9 ）环境温度:25O10）灵敏度：室温状态下1.7mm线性区域内为7.87V/mm±5%。2.3安装步骤1）确定延长电缆的长度。对于探头和延长电缆的长度，可有不同的选择，要决定需要多长的延长电缆，首先要确定系统的总长是5m还是9m的前置器，其次要确定探头上带的电缆长度，最后传感器系统的总长减去探头上带的电缆长度就是延长电缆所需要的长度。任意的加长或缩短延长电缆的长度均会导致测量误差。2）机械间隙安

7、装法：可用非金属测隙规测定探头的间隙，机械安装间隙约为1.3mm.o3）间隙电压安装方法：将探头、延伸电缆、前置器连接起来，并给传感器系统接上电源，用精度较高的万用表监测前置器的输出电压，同时调整探头与被测面的间隙，当前置器的输出电压为-10VDC时，拧紧探头的紧固螺母固定探头即可。4）电缆转接头的密封与绝缘：先用酒精清理接头表面污物，待酒精挥发完毕后,用塑料带缠绕专用电缆接头，并用热缩管包裹好。5）前置放大器接线端子连接和紧固：连接传感器、延长电颜口前置放大器和显示仪表。2.4故障判断与处理1）常见故障。电涡流探头损坏,电涡流探头线圈阻值约为100;探头导线与延伸电缆的连接头松动；延伸电缆与

8、前置器的连接处松动；前置器、延伸电缆故障；延伸电缆接地；探头导线与延伸电缆的连接头绝缘不好而接地。2）处理方法。更换电涡流探头；紧固探头导线与延伸电缆的连接头；紧固延伸电缆与前置器的连接噱丝；更换前置器、延伸电缆；更换延伸电缆或将其唠员接地部分用绝缘带包好；将探头导线与延伸电缆的连接头用热缩管包裹好。3两种测速传感器的匕取由于涡流式测量方法具有很宽的动态响应范围和较强的测量信号，因此涡流式转速传感器相对于磁电式转速传感器具有以下优良特性：1）可以测量0-600000RPM转速范围；而磁电式转速传感器在低转速时信号弱，而无法测>,通常在机器盘车时，磁电式转速传感器不能测出机器转速。2）涡流

9、式转速传感器内部没有磁性元件，因此其不易受外界电磁（下转第204页）（上接第187页）场干扰，通常磁电式转速传感器在机器停止时，仍然受到工作环境50Hz工频脉冲干扰，而有信号输出。3）涡流式转速传感器安装间隙范围较竞，安装调整方便，而磁电式转速传感器安装间隙范围较小，安装调整困难，且由于其安装距雕小，易被测量面磨损。4）涡流式转速传感器内部已经设计了可靠的脉冲转换电路，脉冲形状规范，幅度大而且恒定，可以直接和通用的频率计或转速测量仪表连接，而磁电式转速传感器输出脉冲须经放大整形才能测量。5）有些涡流式转速传感器内部设计有接线错误及短路保护电路，任意接线错误不会损坏传感器。6）传感器采用M16xl不锈钢螺纹圆钢管封装、机械安装尺寸与磁电式转速传感器一致，信号电缆采用不锈钢软管保护，结构坚固、防潮、防尘、耐腐蚀，可在恶劣环境下长期连续工作。基于以上优良特性，涡流式转速传感器已广泛应用于电力、化工、冶金、机械、纺织行业,取代磁电式转速传感器，实现对