电涡流传感器实际应用安装注意事项

1、=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=电涡流传感器实际应用安装注意事项电涡流传感器实际应用安 装注意事项 点击次数：1550发布 时间：2011-8-291工作原理/tprs-Products-1948261/电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式 两类，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整块 铁磁材料制成的，此铁心可以看成是许 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

2、的电流时，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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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，

3、Z的变化仅与金属导体的电阻率P、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（p、u、i、f、d）。当被测 对象的材料一定时，p、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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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，

4、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。13、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

5、，其核心部分是一 个电感线圈。当大轴旋转时，如果有偏=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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

6、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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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）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

7、振动。 （2）于转子质量不平衡 而引起振动。 （3）于转子发生弹性弯 曲而引起振动。 （4）于轴承油膜不稳 定而引起振动。（5 ）于汽轮机内部发生摩擦而引起振动。 （6）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=精选公文范文，管理类，

8、工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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。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 2 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

9、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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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

10、主要集中在被测体表面，如 果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 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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 大于探头头部直径的倍以上。当被测体 为圆轴且探头中

11、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3(1)对工作温度的要求一般涡流传感器的最高允许温度180?C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

12、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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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

13、）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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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

14、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。 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

15、损坏。探头=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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。4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

16、，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=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 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

17、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左右。当 探头端面和被测面压紧塞尺时，紧固探 头即可。7、轴振动传感器安装间隙的锁定将探头、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大约在10-11vDC 之间时，拧紧探头的两个紧固螺母固定 探头即可。8、轴位移的零位锁定=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=（1）轴位移监测系统的测量原理：轴位移监测系统是利用

18、涡流传感器的输出 电压与其被测金属表面的垂直距离在一 定范围内成正比的关系，将位移信号转 换成电压信号送至监测器，从而实现监 测和保护的目的。（2 ）轴位移传感器的零位锁定： 轴位移传感器零 位锁定必须参考的因素： a）大轴推力 瓦的间隙值 b）大轴所在位置（即 大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非 工作面）5c）位移监测器及传感器的 校验数据已知：=，轴位移监测器量程为土，大轴推力盘靠在工作面。 轴位移以传感器的零位电压计算值锁定 较为准确可靠。以11mm传感器为例， 已知：=，大轴推力盘靠在工作面，轴 位移监测器量程为士，传感器灵敏度 F=/mm，零位安装电压Vb=。则零位电 压 X 的 计

19、算：X=Vo-Fx1/2x=最终零位锁定后，监测器应显示为-o=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 注：若大轴推力盘靠在推力瓦的非工作 面，则X应按下式计算： X=Vo+Fx1/2xA=最后，按照计算出的X值安装锁定传感器，监测器显示应 为(3 )现场安装调试中传感器零位锁定应注意的问题：a)未考虑推力瓦间隙，表计会产生1/2xAmm的测量误差。 b)将 1/2xAmm的推轴间隙调反，表计会 产生mm的测量误差。 五、电涡流 传感器的常见故障及处理方法 1、常 见故障： (1)电涡流探头损坏。探头导线与延伸电缆的连接头松动。延伸电缆与前置器的连接处松动。前置器、延伸电缆故障。 (5)延伸电缆接地。 (6)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：(1)更换电涡流探头。紧固探头导线与延伸电缆的连接头。(3)紧固延伸电缆与前置器的连接螺丝。 更换前置器、延伸电缆。 (5)更 换延伸电缆或将其破损接地部分用绝