机组轴位移振动基础知识课件

概述概述 石化行业对蒸汽透平、风机、压缩机、齿轮箱、大型泵等大型旋转机械轴的进行在线监测包括径向振动、轴向位移、键相、转速、胀差、偏心等。为什么要对大型旋转机械轴进行监测？例如催化裂化装置中的能量回收三机组 (主风机一烟气轮机一电机)、气压机等。如果这些设备运行不正常就会引起重大事故，甚至影响整个工厂的正常生产，为了确保这些设备安全平稳运行，就必须实时监测其运行状态。目前我厂使用到的在线监测包括径向振动、轴向位移、键相器、转速等。而对于径向振动、轴向位移、键相器等的监测主要是采用本特利公司3300/3500系统。概述概述 石化行石化行业对业对蒸汽透平、蒸汽透平、风风机、机、压缩压缩机、机、齿齿1 概述概述 本特利系统专门用于对大型旋转设备运行状态进行在线监测保护。20世纪70年代，我厂开始使用本特利的的大型旋转设备状态监测产品，7200系统目前已经更新淘汰，3300系统现在也不多，我厂的主流是3500系统。而本特利公司3300/3500系统所使用的传感器系统都是3300电涡流传感器。今天我主要就谈谈3300电涡流传感器系统的基础知识，分以下几个方面讲：一、3300电涡流传感器系统组成二、3300电涡流传感器工作原理三、3300电涡流传感器的校验四、3300电涡流传感器的安装五、3300电涡流传感器的常见故障及处理方法 概述概述 本特利系本特利系统专门统专门用于用于对对大型旋大型旋转设备转设备2一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成轴位移（振动）监测保护系统示意图轴位移（振动）监测保护系统示意图一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成轴轴位移（振位移（振动动）监测监测保保护护系系统统示示3一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成 33003300位移（振动）传感器系统连接图位移（振动）传感器系统连接图一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成 3300位移（振位移（振动动）4一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成33003300位移（振动）传感器系统的示意图位移（振动）传感器系统的示意图一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成3300位移（振位移（振动动）传传感器系感器系5一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成传感器系统 3300 XL 8 mm 电涡流传感器系统由以下几部分组成：3300 XL 8mm 探头 3300 XL 延伸电缆 3300 XL 前置器 系统输出正比于探头端部与被测导体表面之间的距离的电压信号。它既能进行静态（位移）测量又能进行动态（振动）测量，主要用于油膜轴承机械的振动和位移测量，以及键相位和转速测量。它能将一种物理量转化为另一种物理量，在前置器（也叫前置变送器，我们还叫测隙仪）系统中，机械能被转化成电能，这个系统中使用的转换设备被称为前置器。这种电子设备被安装在金属盒子里。一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成传传感器系感器系统统 6一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成前置器 3300 XL 前置器有紧凑的导轨安装和传统的面板安装两种安装方式。当采用面板安装时，其安装孔位置与以前四孔安装的3300 前置器相同。两种形式的安装基板均具有电绝缘性，不需要独立的绝缘板。3300 XL 前置器抗无线电干扰能力强，即使安装在玻璃纤维防护罩中，也不会受到附近无线电信号的干扰。改进的RFI/EMI 抗辐射能力使它不需要特殊的屏蔽导管或金属防护箱。一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成前置器成前置器7一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成输入：接收非接触式3300 系列5mm、8mm 或3300 XL 8mm 电涡流探头和延伸电缆的信号。电源：无安全栅时要求17.5Vdc 至-26Vdc，电流最大为12mA，有安全栅时要求23V dc 至26Vdc。当在高于23.5V dc 电压下工作时 将导致线性范围减小。供电电压灵敏度：当输入供电电压每变化1伏时，输出电压的变化小于 2mV。输出阻抗：50一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成输输入：入：接收非接触式接收非接触式33008一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成前置器被安装在金属盒子里。有以下功能：通过振荡器电路生成无线电频率信号（RF）。通过调制解调器电路从RF信号中提取有用的数据。前置变送器需要从电压VT端和公共COM端输入-17.5Vdc到-26.Vdc直流电压信号。本特利内华达系统提供-24Vdc直流电压信号。3300 XL 8mm 传感器系统的每一个组件都是向后兼容的，并且和其它的非XL 3300 系列的5mm和8mm 传感器系统组件可互换。例如，当没有足够的空间安装8mm 探头时，通常使用3300 5mm 探头来代替。一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成前置器被安装在金属盒子里。有成前置器被安装在金属盒子里。有9一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成3300 探头和延伸电缆一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成3300 探探头头和延伸和延伸电缆电缆10一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成3300 XL 8mm 3300 XL 8mm 探头示意图探头示意图一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成11一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成探头直流阻抗（额定）（RPROBE）表：一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成探成探头头直流阻抗（直流阻抗（额额定）（定）（RPR12一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成探头规格 33010X-（A）XX-（B）XX-（C）XX-（D）XX-（E）XX 的选项描述 33010X 部件号 代表所用的探头为3300 XL 8 mm 探头 X=1 3/8-24 UNF 螺纹,非铠装 3/8-24 UNF？X=2 3/8-24 UNF 螺纹,铠装 X=3 M10 x 1 螺纹,非铠装 X=4 M10 x 1 螺纹,铠装 X=5 3/8-24 UNF 螺纹,反装探头 X=6 M10 x 1 螺纹,反装探头一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成探成探头规头规格格 33010X 13一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成3300 XL 8 mm 探头，还有330141（2）无螺纹壳体，1 非铠装 2 铠装 33019X 大温度范围（ETR）电涡流探头 这里的X和上面代码一样，X=7（8）无螺纹壳体，7 非铠装 8 铠装33017X 部件号 代表所用的探头为3300 XL 5 mm 探头 X=1 1/4-28UNF 螺纹,非铠装 X=2 1/4-28UNF UNF 螺纹,铠装 X=3 M8 x 1 螺纹,非铠装 X=4 M8 x 1 螺纹,铠装 一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成3300 XL 8 mm 探探14一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成 A:无螺纹长度 选项：注：无螺纹长度必须比探头壳体小至少20mm（0.8英寸）。订货时以10mm（0.1英寸）递增 长度组态：最大无螺纹长度:230mm（8.8英寸）最小无螺纹长度:0mm 例如:0 6=60mm（0 4=0.4 英寸）00=3300探头最小无螺纹长度：00 mm（英寸）。一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成 A:无螺无螺纹长纹长度度 15一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成B:壳体总长度 选项：订货时以10mm（0.1英寸）递增 螺纹组态：最大长度:250 mm（9.3英寸）最小长度:20 mm（0.8英寸）例如:0 6=60 mm（2 4=2.4 英寸）06=3500探头的壳体总长度应是60mm 一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成B:壳体壳体总长总长度度 选项选项16一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成C:总长度 选项：0 5 0.5 米(1.6 英尺)1 0 1.0 米(3.3 英尺)1 5 1.5 米(4.9 英尺)2 0 2.0 米(6.6 英尺)5 0 5.0 米(16.4 英尺)9 0 9.0 米(29.5 英尺)例如：5 0=探头的总长度应是5.0 米。一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成C:总长总长度度 17一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成D:接头和电缆类型选项：0 0 不装接头，标准电缆 0 1 带有接头保护器的微型同轴CableLoc 接头,标准电缆 0 2 微型同轴 CableLoc 接头,标准电缆 1 0 不装接头,FluidLoc电缆 1 1 带有接头保护器的微型同轴CableLoc 接头,FluidLoc 电缆 0 2 =接头和电缆类型是微型同轴CableLoc 接头,标准电缆 一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成D:接接头头和和电缆类电缆类型型选项选项：18一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成E:批准机构 选项：0 0 不要求 0 5 多许可协议 0 0=不需要在危险区域使用 注：探头电缆使用CableLoc专利设计安全地连接到探头端部，能承受330 牛（75 磅）的拉力。FluidLoc电缆，这种电缆可以防止油或其它液体沿电缆内部泄漏到机器外部。举例：330104-00-02-05-02-00 探头型号表示：3300 XL 8mm 探头，M10 x 1螺纹，铠装，全螺纹，20mm的壳体长度，探头长度为0.5米，微型同轴ClickLocTM 接头,标准电缆。一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成E:批准机构批准机构 选项选项：19一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成3300 XL 8 mm 反装探头 330105-02-12-CXX-DXX-EXX,3/8-24 UNF 螺纹330106-05-30-CXX-DXX-EXX,M10 x 1 螺纹 注：红色部分是反装探头固定代码3300 XL 5 mm 反装探头 330205 3/8-24 UNF 螺纹,反装探头 330206 M10 x 1 螺纹,反装探头一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成20一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成延伸电缆直流阻抗（额定）：延伸电缆直流阻抗（额定）：一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成延伸成延伸电缆电缆直流阻抗（直流阻抗（额额定）：定）：21一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成延伸电缆规格 330130-（A）XXX-（B）XX-（C）XX选项描述 A:电缆长度 选项：0 3 0-3.0 米(9.8 英尺)0 3 5-3.5 米(11.5 英尺)0 4 0-4.0 米(13.1 英尺)0 4 5-4.5 米(14.8 英尺)0 7 0-7.0 米(22.9 英尺)0 7 5-7.5 米(24.6 英尺)0 8 0-8.0 米(26.2 英尺)0 8 5-8.5 米(27.9 英尺)一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成延伸成延伸电缆规电缆规格格22一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成B:接头保护器和电缆 选项：0 0 标准电缆 0 1 铠装电缆 0 2 带有接头保护器的标准电缆 0 3 带有接头保护器的铠装电缆 1 0 FluidLoc 电缆 1 1 铠装 FluidLoc电缆 1 2 带有接头保护器的FluidLoc 电缆 1 3 带有接头保护器的铠装FluidLoc 电缆 一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成B:接接头头保保护护器和器和电缆电缆23一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成C:批准机构 选项：0 0 不要求 0 5 多许可协议 前置器规格 330180-（A）XX-（B）XX 选项描述一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成C:批准机构批准机构24一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成A:总长度和安装 选项：5 0-5.0 米(16.4 英尺)系统长度,面板安装 5 1-5.0 米(16.4 英尺)系统长度,导轨安装 5 2-5.0 米(16.4 英尺)系统长度,无安装硬件 9 0-9.0 米(29.5 英尺)系统长度,面板安装 9 1-9.0 米(29.5 英尺)系统长度,导轨安装 9 2-9.0 米(29.5 英尺)系统长度,无安装硬件 B:批准机构 选项：0 0 不要求 0 5 多许可协议一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成A:总长总长度和安装度和安装25一、一、33003300电涡流传感器系统组成电涡流传感器系统组成传感器的标准配置有两种：5米系统和9米系统 5米或9米长度是指电气长度而不是物理长度。注:确保延伸电缆长度（电气长度）与探头长度（电气长度）之和等于传感器总长度。电气长度至少是物理长度，是传感器电路的电容和电感的乘积。5米系统选择前置器（330180-5X-XX）9米系统选择前置器（330180-9X-XX）现在来配置传感器 现有一前置器（330180-51-00），探头的长度不超过1m，请帮助选择传感器的配置？一、一、3300电涡电涡流流传传感器系感器系统组统组成成传传感器的感器的标标准配置有两种：准配置有两种：26二、二、33003300电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 电涡流传感器检测原理图电涡流传感器检测原理图 二、二、3300电涡电涡流流传传感器工作原理感器工作原理 电涡电涡流流传传感器感器检测检测原理原理图图 27二、二、33003300电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 根据麦克斯韦电磁场理论，当趋近传感器线圈中通过高频电流I1时，线圈周围产生高频磁场，该磁场作用于金属体，但由于趋肤效应，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I2，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，线圈的阻抗可以用如下的函数式表示：Z=F(、u、i、f、H）。Z的变化仅与金属导体的电阻率、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。当被测对象的材料一定时，、u为常数，仪表中的i、f也为定值，于是Z就成为距离H的单值函数，即二者之间成比例关系。二、二、3300电涡电涡流流传传感器工作原理感器工作原理 根据麦克斯根据麦克斯韦电韦电磁磁场场理理论论28二、二、33003300电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理电涡流传感器简单工作原理图 二、二、3300电涡电涡流流传传感器工作原理感器工作原理电涡电涡流流传传感器感器简单简单工作原理工作原理图图 29二、二、33003300电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理 其工作过程是：当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的阻抗值也发生变化，阻抗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）。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。前置器检测电路检测探头线圈的感抗变化，通过电子线路的处理，将线圈阻抗Z 的变化，即头部体线圈与金属导体的距离H的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，经监测仪进行转换，根据测量的要求3300（3500）监测系统选择不同的二、二、3300电涡电涡流流传传感器工作原理感器工作原理 其工作其工作过过程是：当被程是：当被测测30二、二、33003300电涡流传感器工作原理电涡流传感器工作原理监测模块，轴位移模块将其输出电压的直流部分用做位移量的检测，轴振动模块将交流部分用做振动值的检测,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。只要探头靠近被测对象(机组转子的轴),在传导材料中就能生成涡流,当探头与被测对象间的间隙距离最小时,产生的涡流最强，吸收的能量大，这样就形成回电信号小，电压低,振幅小；相反，当探头与被测物体之间的距离最大时，产生的涡流弱，吸收的能量少，这样就形成回电信号强，电压高,振幅大。当传感器与被测物体的间隙交变时，即 为振动的现象。二、二、3300电涡电涡流流传传感器工作原理感器工作原理监测监测模模块块，轴轴位移模位移模块块将其将其输输31三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验工具 1、TK32E 2、万用表 右边就是TK32E三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验电涡验电涡流流传传感器的校感器的校验验工具工具32三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验传感器校验连接示意图传感器校验连接示意图三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验传验传感器校感器校验连验连接示意接示意图图33三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验 传感器静态特性曲线校验 按上图接线，旋转位移校准器调节钮，使探头与千分尺钢靶紧贴，不断调整，使得千分尺的指示为0mm。下面就开始做传感器静态特性校验：旋转TK32E千分尺钢靶，改变探头和钢靶间的间隙，每给出一个间隙值（0.1mm 进/退），就在万用表上读出一个相应的直流电压值，并一一做好记录，这样我们就得到了一组数据，最后在座标纸上标出这些点，横坐标是间隙（mm）、纵坐标是电压（我们常说的间隙电压GAP）（VDC），用实线将这些点连接起来得到一条曲线，这条曲线就是作出传感器的“间隙-电压”曲线、也就是传感器静态特性曲线（如下图）。三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验 传传感器静感器静态态特性曲特性曲线线校校验验34三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验位移和振动传感器静态特性曲线位移和振动传感器静态特性曲线输出(Gap)电压(VDC)间隙（mm）线性区线性区线性区中点线性区中点中点电压中点电压三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验位移和振位移和振动传动传感器静感器静态态特性曲特性曲线输线输35三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验 传感器静态特性曲线上找出线性区，确定线性区中点，中点对应的电压就是我们在安装的时候“0”位参考电压，后面的探头安装就以此电压为“0”电压，传感器输出电压应该就是此电压。与技术指标对照，传感器的灵敏度7.87V/mm（200mV/mil），根据探头特性，每前进或后退1mm,直流电压都应有7.87V绝对值的变化（理想值）。1 mil=（1/1000）in 1 in=（25.4）mm三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验 传传感器感器36三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验 什么是轴向位移？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（定子）二者之间的间隙而言。通过对轴向位移的测量，可以指示转子和定子之间的轴向间隙或相对瞬时的轴向变化。透平（压缩机）推力盘对于推力轴承支架的相对轴向位置，就是透平（压缩机）的轴向位移。推力盘对位于其两侧的推力轴承瓦块施加轴向压力，造 成轴瓦磨损，转子的轴向位移由测量装置显示出来。透平 （压缩机）转子和定子直接的轴向间隙很小，当转子轴向推力过大，致使推力瓦巴氏合金熔化，转子将产生不允许的轴向位移，造成动静之间的摩擦，导致设备严重损坏事故，因此透平（压缩机）都装有轴向位移保护装置，其作用是：当轴向位移达到一定值时，发出报警信号，轴向位移达到危险值时，联锁停车。三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验 什么是什么是轴轴向位移？向位移？37三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验位移传感器线性及报警联锁的校验 传感器静态特性曲线做好后，根据线性中点，把探头与测量盘之间的间隙调整到输出为线性中点电压（理想值是-10V），根据位移量程，从0向正向（负向）0、25%、50%、75%、100%等点给出间隙量，记录下相应点的位移指示和对应的间隙电压如下表。为什么要记录这些数据？在联锁、报警处反复校验不应少于3次。校验误差不应超过1%（SHS 07007-2004 石油化工设备维护检修规程-特殊仪表）达报警点、联锁点时监测器的相应继电器动作正确。三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验位移位移传传感器感器线线性及性及报报警警联锁联锁的校的校验验38三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验39三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验 所谓振动,亦即物体周期性地离开其静止位置所产生的偏差。轴振：测量转子（轴）相对轴承座的振动，测量探头安装在轴承座上，以轴承座为固定参照物，测量的是相对振动值。常规配置每个轴承处设置X/Y两点，互成90角。由于安装空间的限制，我们遇到很多振动测量探头安装在压缩机的缸体上，缸体的刚度决定了它和轴承座支架几乎没有相对振动，因此，安装在缸体和安装在轴承座上测得的振动都能反映转子（轴）的相对振动值。三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验 所所谓谓振振动动,亦即物亦即物40三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验振动产生主要有以下几个原因：由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振动。由于转子质量不平衡而引起振动。由于转子发生弹性弯曲而引起振动。由于轴承油膜不稳定而引起振动。由于汽轮机内部发生摩擦而引起振动。由于水冲击而引起振动。透平在达到临界转速时发生振动。三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验41三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验 振动传感器校准 振动是动态量。TK32E 就有振动模拟装置，首先将千分表固定在马达驱动的倾斜圆盘上面的摇臂保持器上，调整摇臂保持器，用手拨动圆盘分别标出轴振动的量程0、25%、50%、75%、100%等点摇臂保持器合适的位置，作为振动的给定值。然后将探头安装在摇臂保持器上，调整间隙电压到-10V左右，分别调到量程0、25%、50%、75%、100%的给定值测试振动值，开动振动模拟装置，用万用表读出相应的交流毫伏值，我们一般只从二次表或者DCS上读取振动值，做好记录。三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验 振振动传动传感器校准感器校准42三、三、33003300电涡流传感器的校验电涡流传感器的校验注意：振动模拟装置通电开启后，速度由小到大慢慢增加，直到合适的速度，一个点结束，将速度慢慢调到最小，关闭电源。调整给定值时，必须关闭振动模拟装置电源。三、三、3300电涡电涡流流传传感器的校感器的校验验43四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装安装注意事项探头的安装间隙。探头头部与安装面的安全间距。电缆转接头的密封与绝缘。探头抗腐蚀性。各探头间的最小间距。探头安装支架的牢固性。探头所带电缆、延伸电缆的安装。探头的高温高压环境。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装44四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装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 电涡流效应主要集中在被测体表面，如果由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。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装影响感器的安装影响传传感器特性的因素：感器特性的因素：45四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装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 由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。当被测体表面为平面时，以正对探头中心线的点为中心，被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装3、被、被测测体表面体表面镀层对传镀层对传感器的影感器的影46四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装 当被测体为圆轴且探头中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由频率、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。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装 当被当被测测体体为圆轴为圆轴且探且探头头中中47四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装传感器的安装要求1、对工作温度的要求 一般涡流传感器的最高允许温度180C，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。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装传传感器的安装要求感器的安装要求48四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装 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。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。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。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装 另外，被另外，被测测体表面体表面49四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装安装步骤 探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。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。也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电气方法整定探头间隙。当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏（5mm探头用4”的扳手、8mm探头用6”的扳手）。探头被固定后，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。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装安装步感器的安装安装步骤骤50四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装延伸电缆的安装 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，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,还可以防止接头处油泥污染导致接触阻抗增大。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.四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装延伸感器的安装延伸电缆电缆的安装的安装51四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装前置器的安装 前置器是整个传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。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。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装前置器的安装感器的安装前置器的安装52四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装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。这里的安装电压没有那么严格，为何没有那么严格呢？峰-峰值基准电压-安装间隙电压四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装轴轴振振动传动传感器安装感器安装间间隙的隙的锁锁定峰定峰-53四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装上图是轴振动电压曲线，把它转换成静态量，就是安装间隙量+1/2的振动量（峰-峰值），而轴振动最大量程不超过200m m，也就是（峰-峰值）最大是200m，那么，1/2的振动量：1/2线性范围=0.2mm：1mm，这样安装电压在10-11VDC之间，正向最大峰值大约=11+7.87x0.2mm/2=11.78711.787和17.87比应该是远离线性区端点。提个问题，请大家帮着分析一下原因我在压缩机壳体上安装了一只振动探头，安装电压确认是10VDC，当机组冲转后，没有振动显示，检查间隙电压还是10VDC，问可能是什么原因导致此现象？四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装上感器的安装上图图是是轴轴振振动电压动电压曲曲线线，把它，把它转换转换54四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装 从上面左图壳体振动探头的安装进程：从上面左图壳体振动探头的安装进程：C-A-BC-A-B，实，实际安装点是到不了际安装点是到不了B B点，整个安装进程对应的电压如右图，想点，整个安装进程对应的电压如右图，想想看是不是这么一条曲线？从右图中可以看出整个进程中会出想看是不是这么一条曲线？从右图中可以看出整个进程中会出现两个现两个 -10VDC -10VDC点点D D点和点和E E点，两个点，肯定有一个是假点，两个点，肯定有一个是假点，不难知道点，不难知道D D是假点，是假点，E E是真实点；前面问的问题就是安装在是真实点；前面问的问题就是安装在假点假点D D处。安装过程中如何判断式假点和真点呢？将探头向里处。安装过程中如何判断式假点和真点呢？将探头向里旋进一点，电压增大则是假点旋进一点，电压增大则是假点D D，电压减小则是真点，电压减小则是真点E E（即安装（即安装0 0点）。点）。壳体压缩机轴探头探头安装进程喇叭口Gap（VDC）-10探头安装进程ABCCABDE四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装 从从55四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装轴位移的零位锁定轴位移监测系统的测量原理：3300（3500）轴位移监测系统是利用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。轴位移监控系统的正确安装与否，将会直接影响整个系统的测量精度。因轴振动和轴位移都作为压缩机的跳车条件。测量不准将会影响压缩机的正常操作，使压缩机不该跳车时跳车或该跳车时不跳，起不到保护作用。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装轴轴位移的零位位移的零位锁锁定定56四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装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：1.推力盘与推力瓦间的间隙值轴向机械窜量是什么？轴向机械窜量就是推力盘与推力瓦间的间隙，也就是轴向的最大位移。这个量是制造厂实验得出的，机械钳工检修后的机械窜量和设计值误差大，钳工就必须找原因。2.大轴位移探头安装安装参照“0”位引进几个公制单位：忽米、丝米（1毫米=10忽米=100丝米=1000微米）“道”是什么单位？1道（非官方单位）=1丝米四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装感器的安装轴轴位移位移传传感器的零位感器的零位锁锁定：定：57四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装我现在准备安装位移探头，可我不知道探头的安装参照“0”位在哪？怎么办？这个问题只有知道位移的联锁报警值就可以推出探头的安装参照“0”位在哪。位移的联锁报警值正反向值相等，肯定是中点安装。化肥CO2压缩机KT2101/K2102和氨冰机是非中点安装的，是推到一端为“0”，如果不知道推向哪端，可以通过联锁值推算出来的，大家自己想想。这里要注意一点就是：探头远离为正还是为负，这点很重要的。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装我感器的安装我现现在准在准备备安装位移探安装位移探头头，可我不，可我不58四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装下面就开始安装探头请机械钳工确认大轴的机械窜量（反复确认，我们要记下这个量），大轴的机械窜量后，请机械钳工将大轴窜到大轴探头安装安装参照“0”位的位置。这时候就具备安装条件了。前面我们已经知道了探头安装安装参照“0”位的安装电压，调整探头的位置，使传感器的输出电压为探头安装安装参照“0”位的安装电压。探头固定后，请机械钳工将大轴窜向推力瓦的工作面或非工作面，检测到两个面传感器的输出电压，并记下监测系统的指示，指示的差值应该等于大轴的机械窜量。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装下面就开始安装探感器的安装下面就开始安装探头头59四、四、33003300电涡流传感器的安装电涡流传感器的安装下面验证一下探头是否安装在参照“0”位的位置上大轴所在位置（即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面）位移传感器及监测器的数据大轴的机械窜量=0.36mm，轴位移传感器的零位安装电压Vo=10.0V。已知：=0.36mm，传感器灵敏度F=7.87V/mm，则靠向两个端面的电压X的计算：X=Vo F1/2X1=8.58V X2=11.42V 监测器应显示为 0.18mm。四、四、3300电涡电涡流流传传感器的安装下面感器的安装下面验证验证一下探一下探头头是否安装在参照是否安装在参照60五、五、33003300电涡流传感器的常见故障及处理方法电涡流传感器的常见故障及处理方法五、五、3300电涡电涡流流传传感器的常感器的常见见故障及故障及处处理方法理方法61五、五、33003300电涡流传感器的常见故障及处理方法电涡流传感器的常见故障及处理方法五、五、3300电涡电涡流流传传感器的常感器的常见见故障及故障及处处理方法理方法62五、五、33003300电涡流传感器的常见故障及处理方法电涡流传感器的常见故障及处理方法对常见故障处理方法的几点建议：1.更换电涡流探头时应注意避免碰伤探头，不可将连接导线多次缠绕。2.探头导线与延伸电缆的连接处为带有锁紧功能的锁头，在紧固时应避免用力过猛，以免损坏锁头。紧固延伸电缆与前置器的连接螺丝不可用力过大，以免造成螺丝滑丝。五、五、3300电涡电涡流流传传感器的常感器的常见见故障及故障及处处理方法理方法对对常常见见故障故障处处理方理方63六、六、33003300电涡流传感器的常见故障及处理方法电涡流传感器的常见故障及处理方法3.更换后的前置器应与探头、延伸电缆型号一致，应将前置器放在铸铝的盒子内，避免有其他干扰信号影响测量精度。4.更换延伸电缆时应注意电缆的盘管直径不应太小，以免造成对电缆的损伤。一般规定盘管直径不得小于55mm。5.在处理探头导线与延伸电缆的连接头时应用热缩管包裹，不要用电工胶带，这样油雾会溶解胶带上的沾性物而污染接头。在需打开探头导线与延伸电缆的连接头时，用刀片在接头金属处划开一小口即可，在此过程中当心将电缆划伤。六、六、3300电涡电涡流流传传感器的常感器的常见见故障及故障及处处理方法理方法3.更更换换后的前置后的前置64