CIJ13500傳感器說(shuō)明書

1、1. 使用說(shuō)明1.1目的及應(yīng)用cij13500型電渦流探頭，延伸電纜，前置器，組成了依據(jù)電渦流原理，非接觸式位移-電壓測(cè)量系統(tǒng)。與cij6600系列旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配合使用，可應(yīng)用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)位移以及轉(zhuǎn)速、鍵相信號(hào)的測(cè)量。這意味著旋轉(zhuǎn)機(jī)械緩慢地低頻段的軸向位移和高頻段的徑向振動(dòng)可以被測(cè)量，通過(guò)將脈沖齒輪或固定在軸上的鍵相槽（凸或凹），旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速就可被測(cè)得并且可產(chǎn)生關(guān)鍵的脈沖。 電渦流探頭、延伸電纜和前置器配套調(diào)試成一個(gè)完整的測(cè)量系統(tǒng)，可以達(dá)到最高的精度。由于這個(gè)原因，電渦流探頭、延伸電纜和前置器通常一起配套使用。cij13500電渦流傳感器的型號(hào)和序列號(hào)都標(biāo)注在探頭的電纜和前置器的面板

2、上。 電渦流測(cè)量系統(tǒng)的電氣特性與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主軸材料相關(guān)（參考材料：42鉻鉬，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)sae 4140）。測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)靈敏度是依據(jù)這種材料調(diào)試的。如果有必要，其他材料可被用于調(diào)試，在安裝傳感器時(shí)，傳感器探頭與測(cè)量目標(biāo)的間隙要調(diào)整。調(diào)整的尺度根據(jù)前置器的輸出信號(hào)確定。cij13500前置器被安置在一個(gè)屏蔽的金屬盒里，這盒子將被安裝在安裝箱里。電渦流傳感器探頭、延伸電纜和前置器采用黃金自鎖式同軸電纜接頭連接。電渦流傳感器以及測(cè)量的電子器件的供電電源電路也包含在前置器中。cij13500前置器供電電壓為-24vdc，輸出電壓號(hào)的正常范圍（通常被設(shè)置為-2 -18v或-4-20v）與傳感器的測(cè)量量程成

3、比例。如果電渦流傳感器有特殊的測(cè)量要求,輸出電壓將相應(yīng)把調(diào)整為其他輸出方式（例如：-5v+5v，05v等）馳捷公司可以提供多種型號(hào)的電渦流傳感器，具體選自那個(gè)依賴于測(cè)量量程，用于測(cè)量的可用空間以及環(huán)境溫度等因素。1.2工作原理 cij13500電渦流傳感器的測(cè)量連圈通過(guò)一根同軸雙屏蔽電纜線連接到前置器中的振蕩器電路，該振蕩器電路產(chǎn)生一個(gè)高頻振蕩信號(hào)，因此在電渦流傳感器探頭的周圍產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)。如果電渦流探頭前端有金屬物體，這個(gè)高頻磁場(chǎng)將產(chǎn)生高頻電流和與原磁場(chǎng)方向相反的另一磁場(chǎng)。振蕩器振幅的衰減系數(shù)取決于電渦流探頭與測(cè)量目標(biāo)的距離距離越近衰減的系數(shù)越大，其振蕩器信號(hào)的的幅度越小。位于振蕩器輸出

4、端的調(diào)制解調(diào)器將調(diào)幅高頻信號(hào)解調(diào)成一個(gè)低頻信號(hào)，后續(xù)部分的電路主要作用是線性化處理及放大原始低頻信號(hào)，最后在前置器的out端產(chǎn)生一個(gè)與電渦流探頭及目標(biāo)物之間間隙成比例的電壓信號(hào)。1.3安裝和調(diào)試1.3.1安裝和連接的提示為了確保電磁的兼容性，我們建議使用雙屏蔽雙絞線電纜來(lái)連接前置器與后續(xù)測(cè)量電路的信號(hào)放大器。為了保證前置器連線的可靠，最好是使用liycy-cy 22n mm2(n=0.251.5 mm2)型號(hào)的電纜線。主連接電纜可以是擁有相應(yīng)電纜結(jié)構(gòu)的多芯電纜。我們建議直接在控制室電纜入口處，靠近后續(xù)測(cè)量放大器的地方，將外屏蔽線連接到保護(hù)地/測(cè)量地。另外還必須把電纜線的外屏蔽網(wǎng)盡可能多的連接到

5、保護(hù)地；例如：每個(gè)中間配線架或電纜接頭處。一旦發(fā)生只能使用liycy-cy 220.25 mm2型號(hào)的電纜的情形下，最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度是400m，如果加長(zhǎng)使用電纜，就必須把中間配線架就近安置在前置器和使用截面更大的電纜連接測(cè)量放大器（如 liycy-cy221.5m）。測(cè)量電纜在安裝時(shí)必須符合測(cè)量和控制電纜安裝的通用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)盡可能安裝在金屬電纜線或管道內(nèi)。在這里必須指出的是測(cè)量電纜必須交叉排列。從前置器出來(lái)的測(cè)量電纜應(yīng)該優(yōu)先考慮使用型號(hào)為mpt064j30 or140的電纜保護(hù)管，這種保護(hù)管可按照安裝盒中的電纜接頭定做。1.3.2內(nèi)部安全安裝在以下條件下，cij13500電渦流傳感器及前置器可被

6、使用危險(xiǎn)地區(qū)的保護(hù)等級(jí)為“內(nèi)部安全”的區(qū)域。連接必須參照?qǐng)D6，通過(guò)以下型號(hào)的鐵制安全隔離柵進(jìn)行連接：電源回路：9001/00-280/085/101測(cè)量回路：9001/00-280/020/101安全隔離柵必須安裝在爆炸區(qū)以外的機(jī)柜或控制室內(nèi)，依據(jù)din40 050它的保護(hù)級(jí)別至少為ip20。為了達(dá)到最佳的電氣補(bǔ)償效果，保護(hù)地的連接器必須通過(guò)補(bǔ)償電纜連接到爆炸區(qū)對(duì)應(yīng)的保護(hù)地連接器。安全隔離柵的導(dǎo)軌是獨(dú)立的。依據(jù)（voe01009n,表2及nb1.1to1.4），該補(bǔ)償線可使用最小截面積為1.5mm2的銅。這些安全隔離柵的連接端子可用截面積高達(dá)2.5 mm2的電纜。傳感器回路總電容量的計(jì)算包括傳

7、感器輸入端（可參照技術(shù)數(shù)據(jù)第1.5.6節(jié)），測(cè)量信號(hào)輸出端（out端與地線/屏蔽網(wǎng)）以及電源輸入端（-24v電源端與地線/屏蔽網(wǎng)）。傳感器回路的總電容量達(dá)到1.2nf（電纜長(zhǎng)度10m）。所以，在前置器及安全隔離柵之間允許的最大電纜容量是:clmax=49nf（保護(hù)級(jí)別iic）及:clmax=616nf（保護(hù)級(jí)別iib）；（電纜/電纜及電纜/屏蔽網(wǎng)）,在前置器及安全隔離柵之間允許最大電感容量是llmax=1.6mh（級(jí)別iic），llmax=8mh（級(jí)別iib）。下表指出在前置器與安全隔離柵之間的最大電纜長(zhǎng)度。保護(hù)級(jí)別iiciib電纜（liycy-cy 220.25 mm2）和依據(jù)pt 1492

8、/00測(cè)量電纜電容量c=2150nflmax163m1000m低電容量電纜c=260nf/km例如： li2ycy（tp）電纜lmax408m1000m在安全屏障及測(cè)量放大器間電纜線很長(zhǎng)的情況下，傳感器的上限截止頻率會(huì)因隔離柵的電阻（1510）及電纜的容量而衰減。衰減系數(shù)如下：3db在f=2khz及cl=50nf，相應(yīng)330m長(zhǎng)的電纜（150nf/km）1db在f=2khz及cl=25nf，相應(yīng)165m長(zhǎng)的電纜（150nf/km）當(dāng)cij13500前置器在危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行操作時(shí)，前置器必須固定安裝在合適的外殼內(nèi)，為了避免靜電放大轉(zhuǎn)換器機(jī)箱內(nèi)金屬體摩擦應(yīng)被避免，機(jī)箱不能暴露擊打及機(jī)械沖擊中，同時(shí)也絕不

9、被清洗。！1.3.3測(cè)量系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的調(diào)試前置器供電為-24vdc。將傳感器接頭連接到前置器的輸入端。用電壓表測(cè)量out端與地線的輸出電平。cij13500傳感器安裝調(diào)試：l 擰松傳感器的鎖緊螺母l 在安裝及扭動(dòng)傳感器之前，首先將傳感器探頭的延伸電纜去掉，以避免電纜纏繞。l 轉(zhuǎn)動(dòng)安裝支架中的傳感器探頭，一直到傳感器頭部及測(cè)量物體間的間隙達(dá)到測(cè)量要求并且電壓表指示出特性曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)。l 對(duì)于相對(duì)振動(dòng)測(cè)量，最好將傳感器的輸出值調(diào)整到12vresp/10v1vl 對(duì)于靜態(tài)測(cè)量，必須精確調(diào)整達(dá)到輸出幅值，傳感器最好被設(shè)置成con021及con031三種輸出電平中的一種：對(duì)于圍繞中心點(diǎn)的對(duì)稱位移（見

10、圖3）設(shè)置成-12v(-4-20v)或-10v（-2-18v）0.05v對(duì)應(yīng)測(cè)量量程的最小值 設(shè)置成-4v（-4-20v）resp.-2v(-2-18v) 0.05v對(duì)于單邊距離增大運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)測(cè)量量程的最大值 設(shè)置成-20v（-4-20v）resp.-18v(-2-18v) 0.05v對(duì)于單邊距離減小運(yùn)動(dòng) 或者是當(dāng)雙方向內(nèi)的不同值均需測(cè)量時(shí)，測(cè)量量程范圍內(nèi)的任意值。l 用鎖緊螺母固定探頭，最大扭力如下：cij13500- 5mm傳感器 1nmcij13500-8mm傳感器 15nmcij13500-1125mm傳感器 100nmcij13500傳感器（法蘭底座探頭）安裝調(diào)試：如果架座的邊緣與目標(biāo)

11、物之間的距離不準(zhǔn)確時(shí)，可通過(guò)移動(dòng)架座邊來(lái)調(diào)整，為了達(dá)到更精準(zhǔn)的調(diào)整，我們建議使用線性引導(dǎo)支持如燕尾軸承，客戶需求的特定解決方案，可在馳捷公司的咨詢中設(shè)計(jì)及生產(chǎn)。通過(guò)移動(dòng)支架調(diào)整傳感器及測(cè)量目標(biāo)的距離，直到轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)產(chǎn)生了所需點(diǎn)的特定曲線-12v(-4、-20v) or-10v（-2、-18v）0.05v圍中心點(diǎn)均勻分布測(cè)量范圍的最小值-4v（-4、-20v）resp-2(-2、-18v)至最大值的單邊分布安裝底座到正確的位置保證安全螺絲和螺母擰緊了，傳感器的安裝必須 垂直于被測(cè)物1.3.4 雙傳感器測(cè)量的相互影響如果兩個(gè)電渦流測(cè)量傳感器被安裝得很近，則會(huì)在兩者間的產(chǎn)生相互影響及得出錯(cuò)誤的

12、測(cè)量結(jié)果。這在用兩個(gè)cij13500-8mm傳感器成單扇形或雙扇形90安裝，測(cè)量直徑100mm軸的軸振動(dòng)時(shí)可能發(fā)生。在這種情況下，載波頻率必須通過(guò)前置器的跳線j1變更。之后，傳感器測(cè)量系統(tǒng)必須重新校準(zhǔn)。1.3.5傳感器的校準(zhǔn)（只限特殊情形）校準(zhǔn)設(shè)備是用cij-j60型靜態(tài)校驗(yàn)儀，參照?qǐng)D9在前置器中進(jìn)行焊接之前先關(guān)掉電源輸出電壓范圍由-2-18v變更到-4-20v時(shí)，連接器j2必要先打開，這只是改變電壓范圍，而不影響傳感器系統(tǒng)的線性及調(diào)試開啟連接器j1將會(huì)使振蕩器頻率增加大約為250khz，依據(jù)以下的描述重新對(duì)傳感器系統(tǒng)做一些調(diào)整是非常有必要的?？烧{(diào)元器件的位置如圖2所示傳感器的調(diào)試步驟：1 移

13、掉電阻r22（增益因子，大約010k）和r23（零點(diǎn)，大約10k200k）將gain電位器置在中心位置，電阻r24取決于傳感器的類型：cij13500-8mm 4.02k；cij13500-11mm 5.62k；cij13500-25mm 10k2 設(shè)置測(cè)量的初始間隙-離傳感器探頭最近的距離（8mm：500um,依據(jù)操作手冊(cè)）3 設(shè)置電位器r23的輸出水平為-2v-4v4 探頭定位到測(cè)量量程的中點(diǎn)位置（+初始間隙）（8mm:1500un）5 讀出輸出電壓及計(jì)算輸出電壓與-10v-12v的差值，通過(guò)r22調(diào)整輸出電壓 atvont-10v-12v按差值的兩倍降低電壓atvont-10v-12v按

14、差值的兩倍增大電壓例子： 測(cè)量電壓（量程中點(diǎn)） 調(diào)整電壓(調(diào)r22)vist-10v -10.50 -9.5 vist-10v -9.00 -11.006 重復(fù)步驟2-5直到精確度達(dá)到最優(yōu)（1%）7 探頭定位到滿量程的位置（+初始間隙）（8mm:2500un） 如果輸出的電壓值是-18v120v（最大1%）表示調(diào)試正確，繼續(xù)步驟8 如果輸出電壓-17.8v-19.8v,根據(jù)步驟2-6以輕微的減小最小差距的方式重復(fù)調(diào)試 如果輸出電壓-18.2v-20.2v,根據(jù)步驟2-6以輕微的增大最小差距的方式重復(fù)調(diào)試8. 如果位移量在-2v,-10v及-18v-4v,-12v和-20v區(qū)間里可以接受，則檢測(cè)

15、中間位置輸出電壓-4v、-6v、-8v的線性度9. 設(shè)置位移量至滿量程處，然后記錄輸出電壓，r22及r23的電阻，必須用固定電阻焊接。10. 依據(jù)步驟8檢測(cè)線性1.4保養(yǎng)、故障發(fā)現(xiàn)、維修1.4.1保養(yǎng)在操作中，傳感器探頭和前置器不需要任何保養(yǎng)，高端的材料以及堅(jiān)固的制作確保不被誤操作，長(zhǎng)時(shí)間工作甚至是在惡劣的環(huán)境損壞。1.4.2 發(fā)現(xiàn)故障為了快速發(fā)現(xiàn)故障我們建議暫時(shí)將同一種的傳感器連接至前置器，如果傳感器探頭靠近一個(gè)金屬物體，則轉(zhuǎn)換器的電壓一定從大約為-20v改變?yōu)?4v。如果前置器輸入端開路或是短路的情形下，輸出電壓大約為0.3v，打開的轉(zhuǎn)換器輸入端測(cè)不到供電電壓或是供電頻率。電渦流傳感器由低

16、電阻線圈組成，只有是電阻測(cè)量才有可能探測(cè)出電纜的斷開，對(duì)于短路電流或是有缺陷的線圈，檢測(cè)是無(wú)法進(jìn)行的。電纜屏蔽層必須與金屬保護(hù)管以及amp連接器的外殼分開。容易發(fā)生的錯(cuò)誤是傳感器探頭與連接電纜間的連接器缺少了或是安裝了不正確的收縮管。（在保護(hù)套筒內(nèi)的保護(hù)電纜管）1.4.3 修復(fù)由于設(shè)計(jì)緊湊和高可靠性的原因，不建議修理前置器。如果有缺陷，前置器必須被替換。在這種情形下，建議將傳感器探頭返回工廠，用新的前置器對(duì)傳感器系統(tǒng)作一個(gè)精確的調(diào)整。假使這不能做到，則前置器標(biāo)簽上的所有信息以及前置器與傳感器探頭的準(zhǔn)確型號(hào)和測(cè)量目標(biāo)準(zhǔn)確材料都必須明確。傳感器探頭與前置器的典型互換性誤差平均在1.5%2%。馳捷公

17、司承諾最大互換性誤差不超過(guò)5%。1.5技術(shù)數(shù)據(jù)有公差的數(shù)據(jù)單是可信的，沒(méi)有公差的數(shù)據(jù)單是不可信的，而只能作為產(chǎn)品信息。如果不是特別說(shuō)明，數(shù)據(jù)單是在電源電壓-24v情況下有效。1.5.1輸入con021型前置器通過(guò)amp自鎖插座連接渦流傳感器探頭，con031型前置器通過(guò)旋鈕端子連接渦流傳感器探頭。1.5.2 供電電源電源范圍：在輸出電壓范圍為-4-20v時(shí)為-23-32v 在輸出電壓范圍為-2-18v時(shí)為-21-32v標(biāo)準(zhǔn)電源電流：15ma 10k的負(fù)載電阻反響連接保護(hù)：3個(gè)前置器端子（com,out,-24v）均有反接保護(hù)額定工作頻率：大致為1.25mhz因?yàn)榫o密排列需要調(diào)整振蕩器頻率：打開

18、j1（默認(rèn)狀態(tài)：關(guān)閉）1.5.3輸出 針對(duì)軸振動(dòng)或位移的情況輸出電壓是直流電壓疊加交流信號(hào)電壓 開環(huán)回路和閉環(huán)回路均可驗(yàn)證輸出電壓范圍： j2關(guān)閉：-2-18v(默認(rèn)狀態(tài))j2開啟:-4-20v（100k負(fù)載電壓）輸出電壓限制范圍：-1-22v（-24v電源）額定頻率：020khz(-3db)c-load=10nf 015khz(-3db)c-load=20nf上升時(shí)間：15ms c-load=1nf輸出阻抗：大約為100負(fù)載阻抗：額定值100k（r=10k誤差1%）1.5.4誤差及公差靈敏度誤差 ：1%范圍u=1000hz c-load=20nf輸出電壓的電源電壓波動(dòng)系數(shù)：20mv/v長(zhǎng)時(shí)間

19、漂移：0.3%最大（在范圍：-30+70）溫度漂移：平均輸出電壓：200mv/100k(范圍：-30+70）靈敏度：2%/100k(范圍：-30+70）紋波：10mvrms 電容負(fù)載下為1nf校準(zhǔn)：通過(guò)前置器內(nèi)的焊接電阻與電位器，針對(duì)幾種型號(hào)傳感器與試件材料的調(diào)整是可以進(jìn)行的。調(diào)整是在工廠進(jìn)行的，但是如果有調(diào)整需要的特殊工具，顧客或是服務(wù)工程師在現(xiàn)場(chǎng)也可以進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的步驟見1.3.5。傳感器系統(tǒng)的誤差：這些錯(cuò)誤被定義或校準(zhǔn)測(cè)量范圍相關(guān)，線性錯(cuò)誤被定義為直線的偏離，接近-12v電壓及其斜率是被標(biāo)稱靈敏度定義的傳感器的絕對(duì)線性的誤差測(cè)量范圍擴(kuò)大的絕對(duì)線性誤差傳感器類型 con版本 線性誤差 間隙1.5.5環(huán)境條件溫度額定溫度：+23正常工作范圍：-30+100限制工作范圍：-40+105，僅為非正常應(yīng)用存貯及傳輸：-40+105濕度：095%；不冷凝抗震性：1060hz:a=0.35mm依據(jù)1ec68-2-6 60150hz保持5g不變ce兼容性 依據(jù) en55011（1998）&a1(1999)&a2(2001)(發(fā)射性干擾) 依據(jù) en61362（1997）&a1(1998)&a2(2001)&a3(2003)（抗干擾能力） 封裝：尺寸（mm） 見 圖7材料 aimgsi0,5f22保護(hù)類型