BZJ-XX 传感器的原理和使用

#BZJ-XX测量振动摆度传感器的原理和使用．测摆度：非接触式电涡流传感器1．原理传感器系统的工作原理是电涡流效应。当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频电流信号，该信号通过电缆送到探头的头部，在头部周围产生交变磁场H1。如果在磁场H1的范围内有金属导体材料接近探头头部，则交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2。由于H2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，即改变了线圈的有效阻抗。线圈的阻抗可用函数rp:金属导磁率O:金属导电率r尺寸因子Z=f(p,O,r,I,w，&)[I、3:线圈激励电流强度和频率6:线圈与金属导体距离如果控制p,O,r,I,3,恒定不变，那么阻抗Z就是距离6的单值函数探头探头在实际应用中，将线圈密封在探头里，传感器的设计使其的输出UO随探头与被测体间距6的关系如图：fUoU2线性区U0运动范围被测金属导体Uo=f(6)可以看出，曲线呈“S”型，即在线性区中点61处，对应输出电压U1线性最好，其灵敏度较大,在线性区两端，灵敏度逐渐下降，线性变差。(60，U1)：线性起点，(62,U2)：线性末点,

2．2．组成、型号与参数一套电涡流传感器包括探头，延伸电缆、前置器和附件附件：不锈钢安装模块探头型号规格：CWY-D0-20T-A-B-C-D-E-F/K前置器型号规格：CWY-D0-20Q-A-F-GA探头直径e5e8eiie25e50探头型号规格0508ii2550L量程1mm2mm4mm12mm25mm头部长度5mm5mm11mm23m37mmB="探头螺纹规格公制M8X1M10X1M14X1.5M30X2M14X1.5英制1/4—283/8-241/2-201.25-121/2-20C安装方式标准安装反向安装电缆侧出法兰固定D无螺纹长度以10mm为单位,Max=250mmMin=OmmE探头壳体长度以10mm为单位,Max=250mmMin=20mmF高频电缆长度（米）0.5米/1.0米/5.0米/9.0米四种规格选一K电缆带铠装无K：电缆不带铠装/有K：电缆带铠装G前置器信号输出方式负电压电流输出土电压输出0〜一20V4〜20mA±5V/±10V技术指标量程探头直径线性量程非线性误差最小被测面e51mm<±1%015mm非线性误差e82mm（或4mm）<±1%015mmeii4mm（或8mm）<±1%035mm最小被测面e2512mm<±1.5%050mme5025mm<±2%0100mm工作温度探头—50〜+175°C前置器—50〜+120C温漂探头W0.05%/C前置器W0.05%/C互换性误差<5%频响0〜10kHz幅频特性1kHz处衰减-1%；10kHz处衰减-5%相频特性1kHz处-1°；10kHz处-100°输出特性输出类型供电电源功耗负电压一20V〜0V-18V或一24V<12mA电流0mA〜20mA+18V或+30V不含输出对称电压一10V〜+10V±15V电流3．与BZJ-XX摆度振动监测仪一起使用电涡流传感器探头用不锈钢安装模块固定在机组的被测点附近，通过高频电缆（一般用5

米），与其配套的前置器一端相连；前置器另一端采用四芯屏蔽线（标准配置每通道按100计算），走电厂的电缆廊道，接入BZJ-XX摆度振动监测仪的后部25芯端子上。4．现场安装调对测点支架的要求（1）在机组机坑上，不能有任何微小松动，要保证测点支架的刚度。（2）支架结构简单可靠，不与被测振体发生共振，其固有频率大于被测频率3倍以上。（3）支架型式为可拆卸式，拆卸方便；其表面最好涂敷防锈、防油保护层。（4）水力机组上、中、下各部位测振动、摆度的测点方位相同，上下对应。（5）支架的前端可调整（电涡流）传感探头的安装方向，如使用夹块安装探头，支架前端固定夹块，夹块固定探头，其间关系如下图示。C重力支架LC重力支架L2：L3：三角支撑架长度（实际测量L4L3：三角支撑架长度（实际测量L4：被测面与支面之间距离（实际需要L1：探头与被测面距离约=1毫米。L2支撑架前端固定夹块开孔中心与被测面距离=30〜40毫米C：支撑架面上开孔中心与前端距离0=6.0—6.3F=20.0是安装2MM0=8探头尺寸。三角支撑架必须是50MM的角钢。

．测振动：接触式超低频位移传感器1.原理DPS型接触式超低频位移传感器，其工作原理如图地震检波器是由圆形的弹簧片支悬一个线圈，线圈的质量为M,在壳体上装有永久磁铁。当线圈和磁铁有相对运动时，线圈切割磁力线，产生电压信号输出。地震检波器的传递函数是个二阶高通环节。检波器的输出电压经过放大/积分环节和低频扩展，其振动传感器的传递函数仍然是一个高通环节，但它的固有频率和阻尼比以完全由电路参数确定：设计时可使固有频率为原检波器的1/20〜1/40，并采用最佳阻尼比。(1)检波器的传递函数是：-KS21H(S)=(])1S2+2Z3S+32000K为灵敏度系数Z为阻尼比103为弹簧〜质量系统的固有圆频率调整z0=0.K为灵敏度系数Z为阻尼比103为弹簧〜质量系统的固有圆频率调整z0=0.7要降低固有频率即30=2nf°在固有频率点，输出恰好对应-3Db或小刚度系数f0为固有频率f0K的弹簧悬挂系统,式中：6o为重力场作用下弹簧悬挂系统的静态位移,6为2.5mm06为10mm0g为重力加速度0对于10Hz的检波器对于5Hz的检波器很软的弹簧悬挂系统不仅增加结构尺寸，而且是结构可靠性大大降低，同时易受侧向振动的交叉干扰。(2)DP型传感器的校正网络，其传递函数是：K(S2+2z3S+32)2000H(S)=(2)2S2+2z3S+32111传感器总的输出函数：(1),(2)式合并-KKS2H(S)=12(3)S2+2Z3S+32111它等效为一个固有频率3，阻尼比Z]的系统，这两参数均由电路参数决定,灵敏度KK，K由电路参数设计确定122所以，DP型传感器的实际传递函数为：输出电压H(S)=-壳体绝对振动位移(或振动速度)在电路中，采取必要的措施减少电路器件躁声的影响并优化电路参数的设计，因此，H(S)是某种高阶传递函数对(3)式的修正。修正后的传递函数使DP在名义固有频率点f(f=3/2n)的幅频111相位频率特性曲线DP型振动位移传感器校正前后的幅度，相位特性(归一化)2.DP型低频振动位移传感器的特点DP型低频振动传感器是将地震检波器后接精心设计和调试的校正网络扩展其低频特性，使其输出等效与一个低频传感器。既保持检波器的机械特性具有高可靠性和顽键性适合工程应用的特点，又具有测量低频振动的性能。特点：(1)有效地扩展了低频测量范围⑵机械结构的固有频率f0较高，则具有高可靠性和耐冲击性，交叉振动干扰影响小灵敏度根据实际需要而选定和设计，内置积分电路可直接输出振动的位移信号零位稳定，不需要调整测量低频大振幅的摆动DP型传感器是一种有源传感器，允许采用电源电压±5V〜土15V,采用不同的电源电压不影响灵敏度。对于同样标称灵敏度的DP传感器，若采用较高的电源电压，则可以相应增大测量的动态范围。传感器的最大线性输出范围受电源电压的限制，因此DP型传感器的最大量程和灵敏度是互相制约，两者的乘积是受电源电压制约。DP型传感器有速度型(DPV),和位移型(DPS)

3.DP型传感器的型号和参数（电源电压±12V,±15V,）DPXXXXXXXS:位移型固有频率灵敏度H:水平结构（有时省略）V:速度型V:垂直型号测量固有频率fHz灵敏度最大测量量程检波器的固有频率fDPS-0.5-50.55V/mm±2mm10Hz/14HzDPS-0.5-100.510V/mm±lmm10Hz/14HzDPS-0.5-500.550V/mm±0.2mm5HzDPS-0.2-0.10.20.1V/mm±l00mm5Hz/10HzDPS-0.1-0.10.10.1V/mm±l00mm5HzDPS-0.5-0.50.50.5V/mm±20mm28HzDPV-0.35-100.3510V-s/mm±lmm/S5Hz/10HzDPV-0.35-10.351V-s/mm±l0mm/S5Hz/10HzDPV-0.1-10.11V-s/mm±l