电涡流传感器的应用

  电涡流传感器的应用

   电涡流传感器在汽轮机轴系监测中的应用

   1  电涡流传感器检测原理及系统组成

   当线圈有高频电流通过时 ，  线圈附近的金属体就会产生涡流 ，涡流的磁场反作用在线圈上 ，可改变其电感 。若线圈外形尺寸及激励电流固定 ，则电感只与距离有关 。电涡流传感器、前置器和监测卡组成一个完整的测量回路 ，监测卡向前置器提供 24V 供电 电源，并接收前置器输出的检测电压 （-2～-20V ）。 在监测卡中 ，可设置报警和保护定值 ，还可输出标准电流信号 ，送至 DCS 系统进行显示 。目前，在火力发电厂中大量应用 BENTLY 公司3500 系统和 EPRO 公司 MMS6000 系统 ，  其检测原理相同 ，传感器特性相近 ，只是在软件功能上有所差异 。 电涡流传感器线圈直径 8～25mm 不等 ，传感器线圈直径越大 ，灵敏度越低 ，测量范围也越大 。

   2  电涡流传感器安装注意事项

涡流传感器具有非接触、线性度好 、度高等特点 ，  在电厂主要用来测量汽轮机轴系位移和振动相关参数 ，包括轴向位移 、差胀 、轴相对振动 、零转速和键相等 。电涡流传感器在出厂前均已进行校验 但在安装前 ，应重新校验 ，以确保传感器功能正常。在初次安装或机组大修后重新安装时 ,需对其进行校验 ，并注意一些安装细节 。

   2.1 传感器安装间隙

   电涡流传感器线性度好,万用表测量的安装间隙电压即可准确反映间隙大小,无需塞规测量物理间隙。轴相对振动的测量利用了电涡流传感器的动态频率响应和幅值响应特性 ，  通过输出电压中交流电压分量的幅值来检测相对振动 。因此 ，对传感器和被测面的安装间隙无严格要求 ，  只要求传感器工作在线性区 。  一般使用 8 mm 电涡流传感器，其线性区间在-2～-18V 左右 ，安装间隙电压在-10～-11V 。在测量键相和零转速时 ，  当键相凹槽或测速齿经过传感器检测面 ，传感器输出电压仅变化一次 ，输出电压的频率与转速成正比。因此 ，安装时也只需保 证传感器在线性区工作即可 。以 8 mm  电涡流传感器为例 ，一般安装间隙定在 1.5 mm 左右 。电涡流传感器测量轴向位移利用了传感器的静态特性 ，通过输出电压的变化检测实际位移量 ，输出电压与位移有一一对应关系。因此 ，必须根据实际情况合理确定 “零位 "，算出安装间隙 ，再进行安装 。

  2.2 延伸电缆的使用

  延伸电缆连接电涡流传感器和前置器 ，  传递电涡流传感器的测量信号 。在电厂新建机组调试时 ，曾发现安装单位因不了解热缩套管的作用 ，安装电涡 流传感器后 ，未使用热缩套管保护延伸电缆的镀金 接头 ，以致测量信号一直存在毛刺。经检查 ，为镀金接头与外保护套管的金属内壳接触 。由于镀金接头 本身和前置器的 COM 端相通 ，造成镀金接头接地 ，对测量信号造成干扰 。因此 ，在电涡流传感器接线盒安装定位后 ，应使用热缩套管保护延伸电缆的镀金接头 ，避免镀金接头接地 。如果传感器安装在有轴封蒸汽等轴承附近 ，还应注意延伸电缆应尽量远离高温或者有高温蒸汽的地方 ，以免损坏。

     涡流传感器非接触测量数据处理测距系统

电涡流传感器是基于涡流效应的新型传感器。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。电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测景被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。

电涡流传感器能通过电路可将被测金属相对于传感器探头之阔距离的变化转化为电压或电流变化。准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在旋转机械和振动研究分析测量中，对非接触的高精度振动信号、位移信号，能连续准确地采集其数据。电涡流传感器具有非接触性、测量精度高、灵敏度高、分辨率高，响应速度快抗干扰力强、频带响应宽等优点，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产、测量和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。涡流测距系统由电涡流传感器、信号放火电路，信号滤波电路，模数转换电路，单片机数据采集电路、光电隔离电路、计算机数据处理、结果显示等部分组成。1涡流测距系统的电路设计涡流测距的电控系统由电涡流传感器、信号放大，信号滤波，模数转换，数据采集，数据输出等电路组成。再通过单片机的应用与计算机的数据处理及显示系统可完成测距。