机组仪表安装调试课件20231008

机组仪表安装调试及校验

授课人：张道府一、探头应用及测量原理二、探头的型号及含义三、探头安装四、探头校验1．大、中型机组的监测对象：

大型机组的监测对象主要是围绕机轴进行的，包括轴温、轴振动、轴位移、轴转速（另外附属的还有润滑油的温度和压力监控)。因此，我们把对机轴的各种参数进行监测的仪表叫机轴系统仪表，简称轴系仪表。2．大、中型机组为什么要对轴温、轴振动、轴位移、轴转速以及油温和压力进行监测及控制呢？1）机组价格昂贵；2）机组都使用在生产装置的关键位置；3）机组运行中的能量巨大，一旦失控将是毁灭性和灾难性的。确保装置的安全高效运行，机组得安全高效运行。轴系仪表是为确保压缩机组安全运行而设置的，轴系仪表主要用于保护机组、检测机组运行状态。当轴温、轴振动、轴位移达到联锁预设值时，系统触发联锁条件让压缩机停运。一、探头应用及测量原理

轴系仪表字母功能介绍首字母V：轴振动，上位单位um;Z：轴位移，上位单位um;S：速度，上位单位rpm;K：键相（也称速度），上位单位rpm;T：温度，上位单位摄氏度。字母第二位E：检测元件T：变送或转换I：指示氨压机组图片氨压机组探头分布图合压机组图片合压机组探头分布图压缩机的机组仪表探头探头的高频同轴接头位移探头安装∙∙∙机组温度测量3．在大型机组监测中的单位换算：

1mm=100道＝1000μm

1道=10μm=0.01mm1mils=25μm=1/1000英寸在探头的线性范围内,探头距监测点每变化125μm前置器输出对应的直流电压就变化1V,这是理想状态。（如果测得电压为70mV,则振动值为25μm）（不同厂家的探头其值可能各不相同）。

4．各测量元件的组成结构及工作原理：

振动、位移、转速等都是非接触式电涡流传感器。(俗称探头)塑封锁紧镙帽高频线圈引出线拧紧式插接件同轴电缆被测物体检修拆除的振动探头检修拆除的振动探头探头与固定套管之间丝口要用胶或生料带缠紧，防漏油

探头的工作原理是基于电磁感应原理进行工作的。当探头的高频线圈通上高频电流后，探头周围产生高频磁场，高频磁场作用于被测物体使被测物体产生电涡流,电涡流本身又产生一个高频磁场，这个磁场反作用于高频线圈产生的磁场。距离越近作用越强。从高频线圈取出一个受变化的电压来反映被测物体的位置变化。探头工作原理如下图所示5、振动与位移位移与振动的定义：

轴向径向轴的运动方向与轴向方向一致的运动状态称位移；轴的运动方向与轴的径向方向一致的运动状态称振动。测量轴的径向振动时，每个测点应安装两个传感器探头，两个探头分安装在轴承两边的同一平面上相隔90°(±5°)。由于轴承盖一般是水平剖分的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°，定义为X探头(水平方向)和Y探头(垂直方向)。如图2-2所示。理论上，只要安装位置可行，两个探头可安装在轴承圆周的任何位置，保证其90°(±5°)的间隔，都能够准确测量轴的径向振动。通常将轴的径向振动测量探头安装在传感器的线性范围中点，对应的前置器输出电压为中点电压(线性范围中点间隙值和中点电压值可以从校准数据单或校准曲线中查到），一般电压输出传感器线性中点电压为-10V左右。测量轴的轴向位移时，测量面应该与轴是一个整体，这个测量面是以探头中心线为中心，宽度为1.5倍探头头部直径的圆环。6、键相键相（转速）就是轴每分钟转动的周数，键相器测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸键，称着键相标记。当这个凹槽或凸键转到探头安装位置时，相当于探头与被测面间距突变，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，同时通过对脉冲计数，可以测量轴的转速。通过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定振动的相位角，用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面

7．前置器

前置放大器简称前置器，它实际上是上个电子信号处理器：一方面前置器为探头线圈提供高频交流电源，通常为-24VDC。另一方面前置器感受探头前面由于金属导体靠近引起探头参数的变化，经过前置器处理，产生随探头端面与被测金属导体间隙线性变化的输出电压或电流信号。VT-COM+OUT-高频振荡电路取样电路放大整形电路输出电路探头连接插件接线端子前置器前置器

二、探头的型号及含义

1、探头概述电涡流传感器（或趋近式传感器）：我们常接触到的本特利涡流传感器有直径5MM，8MM，11MM，14MM四种，其中5MM，8MM电涡流传感器的灵敏度为200MV/MIL（7.87V/MM），线性范围达2MM（80MILS），11MM，14MM电涡流传感器的灵敏度为100MV/MIL（3.94V/MM），线性范围达4MM（160MILS）。

直流阻抗：探头：7.3Ω+0.28Ω/米;延伸电缆：0.222Ω/米（一般整体测量在7－9Ω左右）（用数字万用表测量高频插头的插针与插头外壳间的电阻值，如果测量电阻值很小，则说明出现短路，如果测得电阻值非常大，说明已开路或接触不良,应该更换探头.）现场连线：应使用三芯屏蔽电缆，从前置器到监视器的最大距离为305米。线性范围：2MM（80MILS），从被测靶面0.25-2.3MM(10-90MILS)。推荐间隙设定值：1.27MM(50MILS)。系统长度：（电长度必须和前置器名牌电长度匹配）5米系统：探头电缆+延伸电缆=5米（整个系统电长度）。9米系统：探头电缆+延伸电缆=9米（整个系统电长度）。环境温度：探头：-35---177℃;延伸电缆：-51---177℃;前置器：-35---85℃2、3300XL8MM电涡流传感器解读：

部件号-AA-BB-CC-DD-EE部件号：330101，330102，330103，330104，330106，330140。常用的部件号的描述见右面表格：3/8-24UNF:3/8表示螺纹名义直径，24表示每英寸24个牙，UNF表示美国国家统一螺纹标准的细牙螺纹部件号：330101具体描述意义：/8-24UNF螺纹,非铠装

3301023/8-24UNF螺纹,铠装

330103M10x1螺纹,非铠装

330105反装探头3/8-24UNF螺纹

330106反装探头M10x1螺纹

AA：无螺纹长度：04=0.4英BB；壳体总长度：24=2.4英寸CC：总长度：050.5米(1.6英尺)101.0米(3.3英尺)

151.5米(4.9英尺)202.0米(6.6英尺)

505.0米(16.4英尺)909.0米(29.5英尺

DD:接头和电缆类型选项：

00不装接头，标准电缆

01带有接头保护器的微型同轴ClickLocTM接头,标准电缆

02微型同轴ClickLocTM接头,标准电缆

10不装接头,FluidLoc®电缆

11带有接头保护器的微型同轴ClickLocTM接头FluidLoc®电缆

12微型同轴ClickLocTM接头,FluidLoc®电缆EE：机构批准：00=不需要,代表不需要在危险区域使用，05=多重批准。CN:

为“China”提供ATEX/IECEx和中国NEPSI危险区域标记。安装在中国的所有产品危险区域必须订购“

-CN”,替代以前的-05多批准机构选项.举例：合成机组振动探头：330106

-05

-30

-15-02

-CN反装探头M10x1螺纹－无螺纹长度0.5英寸－壳体总长3英寸

－总长1.5米

－标准电缆-危险区域标记330103

-00

-09

-10

-02

-00M10x1螺纹,非铠装

－无螺纹长度0英寸

－壳体总长0.9英寸－总长1米－标准电缆

－不要求3、3300XL前置器：部件号-AA-BB

部件号=330180。

AA：系统总长度：50=5.0米，盘装。

51=5.0米，轨道安装。

52=5.0米，无安装硬件。

90=9.0米，盘装。

91=9.0米，轨道安装。

92=9.0米，无安装硬件。BB：机构批准：00=不需要。4、延伸电缆：3300XL延伸电缆：部件号-AAA-BB-CC部件号=330130

AAA；电缆总长：030=3.0米，085=8.5米。

BB：

接头保护器和电缆选项：

00标准电缆

01铠装电缆

02带有接头保护器的标准电缆

03带有接头保护器的铠装电缆

10FluidLoc®电缆

11铠装FluidLoc®电缆

12带有接头保护器的FluidLoc®电缆

13带有接头保护器的铠装FluidLoc®电缆CC：机构批准：00=不需要，05=多重批准。

前置器及延长线

二、探头安装

轴位移探头安装步骤：轴位移探头安装前，要及时与检修人员联系，一定要在顶轴后再开始安装。1、探头安装前检查探头的丝口光滑平整，探头表面无油污或其它异物。旋转固定螺帽进退自如，无卡涩现象。2、用卡尺量准汽轮机转子与固定盘的间距,旋转探头上的固定螺帽，将螺帽与探头前端的距离调整至稍大于量准的间距位置。探头旋进固定盘时用力不要太猛，感觉碰到异物，要马上旋出探头检查，以免损坏探头。3、给本特利3500送电，在现场本特利前置放大器的VT端和COM端接上万用表，检查24V电源是否正常。4、将探头电缆的连接接头与前置放大器的延伸电缆的连接接头连接好。5、用万用表接好本特利前置放大器的OUT端和COM端，旋转探头上的固定螺帽,调整探头与转子的间距。电压如下计算。

（难点为算好提前量，紧固时探头会转动）首先确定转子的窜量值，这个问题容易解决，一般在机组的参数说明书内就可获取到或设备人员现场测量；其次需要让机械人员配合把转子撬到一端，远离端或靠近端都可；然后用计算公式得出安装零界电压值，我们假设窜量值用C（chuan）表示，零点间隙值为L，灵敏度为M，零界电压值为V，得出公式：V远=(L+C/2)×M;V近=（L-C/2）×M

已知：L=1.27㎜，M=7.87V/㎜压缩机某气缸的轴窜量为38道即0.38㎜，采用第二种安装方法，求远离端和靠近端时安装电压分别是多少？位移探头安装∙∙∙压缩机某气缸的轴窜量为38道即0.38㎜，采用第二种安装方法，求远离端和靠近端时安装电压分别是多少？解：远离端V远=(L+C/2)×MV远=（1.27+0.38/2）×7.87V远≈11.49VDC靠近端V近=（L-C/2）×MV近=（1.27-0.38/2）×7.87V近≈8.5VDC单位换算：1MM=1000UM1道=10UM1MIL=2.54道=25.4UM轴振探头安装步骤：1、探头安装前检查探头的丝口光滑平整，探头表面无油污或其它异物。旋转固定螺帽进退自如，无卡涩现象。2、卡尺量准汽轮机转子与上缸开口丝孔的间距,旋转探头上的固定螺帽，将螺帽与探头前端的距离调整至稍大于量准的间距位置。探头旋进时用力不要太猛，感觉碰到异物，要马上旋出探头检查，以免损坏探头。3、本特利3500送电，在现场本特利前置放大器的VT端和COM端接上万用表，检查24V电源是否正常。4、探头电缆的连接接头与前置放大器的延伸电缆的连接接头连接好。5、万用表接好本特利前置放大器的OUT端和COM端，旋转探头上的固定螺帽,调整探头与转子的间距。标准电压值通常为(-)9.75V。6、查上位机显示的相应轴振示值是否正常，在停机盘车状态下10um以下为正常。

键相探头传感器安装键相探头传感器与振动探头传感器安装方法是一样的。通过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定振动的相位角，用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面。凹槽或凸键要足够大，以使得产生的脉冲峰峰值不小于5V(API670标准要求不小于7V)。一般若采用φ8探头，则这一凹槽或凸键宽度应大于7.6mm、深度或高度应大于1.5mm(推荐采用2.5mm以上)、长度应大于10mm。凹槽或凸键应平行于轴中心线，其长度尽量长，以防止当轴产生轴向窜动时，探头还能对着凹槽或凸键。键相标记可以是凹槽，也可以是凸键，如图2-5所示，API670标准要求用凹槽的型式。当标记是凹槽时，安装探头要对着轴的完整部分调整初始安装间隙，而不能对着凹槽来调整初始安装间隙。而当标记是凸键时，探头一定要对着凸起顶部表面调整初始安装间隙，不能对着轴的其它完整表面进行调整。否则当轴转动时，可能会造成凸键与探头碰撞，剪断探头。为了便于快速判断键相信号的位置，应该对键相器探头安装位置在机器外壳上做上标志，对于键相标记的角度位置应该在轴的露出部分做上标志。键相探头传感器安装

探头安装注意事项

1、振动安装间隙电压为-9.75V，振动安装电压可-9.6V到-10V之间均可，（接近电压减小，远离电压增加）偏离范围很大时，要把探头与延伸电缆脱开调整后再测，以防把线受拧。一般我们安装时习惯把探头拧到底，再往回拧2圈儿再测。2、振动探头与套管的连接处一定要加704胶，探头往机体上安装时，在丝上也加704胶，防渗油。3、安装位置定义：北、西、上侧为A或单数。南，东，下侧为B或双数。4、前置器上测电压时，万用表要接接线端子COM-和OUT+端,不能接错。前置器上标有metresystem前面的数字代表几米的系统，探头的长度加延伸电缆的长度必须等于这个数字。5、振动探头与延伸电缆接头处要连接好。（接头油污影响信号电压不线性，清洗剂用酒精，或不含油脂类的清洗剂）6、振动探头安装完，背母一定要拧紧，背母上加704胶。7、布线固定，线要拉紧，固定好易被油冲刷的尖锐地方要用铜塑线包扎，以防磨损。8、标记用热缩管打位号，做三个标记。9、出线口密封，最里面先用白羊布加704胶包一层，再加胶塞，胶塞后再加胶再连接穿线管。10、探头阻值和绝缘的测量，电阻测量要求8-10欧姆，绝缘测量要求20兆欧以上。11、记录：安装位置、振动探头的P/n，s/n、安装间隙电压、阻值、绝缘、安装完毕后DCS显示值等等探头安装调试是一项重要、精细、繁琐的工作，做好这项工作我们还应有一丝不苟、不屈不挠、聚思广益的精神。正确的安装，调校及良好的维护，使压缩机长周期运转成为可能.TKl3E组成TK–3E校验仪

1.千分轴组合2.摇杆组合3.电源接口4.电压选择开关5.速度控制旋钮6.电源开关三、探头校验TK3校准仪的使用

TK-3E与TK-3G仅需要外部提供电源，连接电源前请事先调整TK3E的115/230VAC至正确位置，以免造成机器损坏。应用公告：TK-3E提供了120VAC的电源线，如果需要使用240VAC的电压输入，需准备一条可以6A-15A输入的电源线进行替换。

TK-3E与TK-3G各自拥有两个一样的探头固定器，该部件取名为VProbeMount。两个探头固定器用来固定不同口径的探头，一个用在摇杆组合上，一个用在千分轴组合上。

斜盘为涡流探头输入一个机械振动。通过手动调节摇杆组合的位置观看探头振动改变，当摇杆组合对准斜盘中心时系统产生最小振值，移动摇杆组合到斜盘边缘产生最大振值。因为斜盘与涡流探头和电机转轴不成90度角，电机旋转带动斜盘转动在探头上产生间隙变化。2．千分轴千分轴每一小格是１道千分轴的使用1:转速校验1):仪器转速为10000转/分钟(要求不同,转速不同)则F=(10000/60)×15=2500Hz

频率脉冲由频率发生器产生，脉冲幅值应在6V以上，但有的轴向仪幅值为3V以下便可启动时，幅值可低些。

左侧公式中15是齿数。如下图为四齿。它如果每秒转5周，那么探头将在一秒钟内输出20个脉冲信号。显示仪表将把接受到的20个脉冲除以4，得到显示为5数。PROXIN24VDCCOM电源COM频率发生器显示仪对显示仪进行校验的校验图2、模拟现场转速试验：

注：当转速达到了一定的值时，转速显示才有指示，若电压值低于某值时，也不显示，是由于门电路未打开，可通过调门电位器实现。PROXPWRCOMPROXIN显示仪前置放大器DC24vCOMOUTPUT转速探头的动态校验图TK3-E探头固定支承转盘电源开关调速旋钮3、振动、位移、转速探头的静态校验图1．让探头靠近套筒千分轴（用后端小旋钮），记下此时的间隙和输出电压（应在1V以下）。再使间隙每次增加12.5道，分别记下输出电压。2、对于振动和转速探头的安装，取线性段的中点作为安装值进行安装。例：一支探头的线性范围在1.25V~18.25V，那么其线性中点为9.75V。那么振动探头和转速探头安装时的安装电压可选取在9±0.5V。

TK3-E套筒千分尺探头固定支承PROXPWRCOMPROXIN显示仪前置放大器万用表DC24vCOMOUTPUT4、振动、位移探头的动态校验步骤：1、用千分尺测出被测盘的振动幅值，并记录下来。