本特利探頭的安裝使用方法介紹

1、 本特利探頭安裝使用手冊(cè)本特利探頭安裝使用手冊(cè) 講課人：講課人：1.1.系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介為何采用電渦流位移傳感器? 電渦流位移傳感器能測(cè)量被測(cè)體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面的相對(duì)位置。電渦流位移傳感器長(zhǎng)期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、非接觸測(cè)量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用于對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、軸振動(dòng)、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)及進(jìn)行預(yù)測(cè)性維修。從轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)主要取決于其核心轉(zhuǎn)軸，而電渦流位移傳感器能直接測(cè)量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，測(cè)量結(jié)果可靠、可信。過去，對(duì)于機(jī)械的振動(dòng)測(cè)量采用加

2、速度傳感器或速度傳感器，通過測(cè)量機(jī)殼振動(dòng)，間接地測(cè)量轉(zhuǎn)軸振動(dòng)，測(cè)量結(jié)果的可信度不高。 1.1.系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)主要包括探頭、延伸電纜(用戶可以根據(jù)需要選擇)、前置器和附件。 2.2.系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理電渦流作用原理圖 2.2.系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理傳感器原理框圖 2.2.系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理傳感器系統(tǒng)的工作機(jī)理是電渦流效應(yīng)。當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時(shí)，在前置器內(nèi)會(huì)傳感器系統(tǒng)的工作機(jī)理是電渦流效應(yīng)。當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時(shí)，在前置器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高頻電流信號(hào)，該信號(hào)通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變產(chǎn)生一個(gè)高頻電流信號(hào)，該信號(hào)通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變

3、磁場(chǎng)磁場(chǎng)H1H1。如果在磁場(chǎng)。如果在磁場(chǎng)H1H1的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會(huì)全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近探頭頭部，則交變磁場(chǎng)的能量都會(huì)全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近探頭頭部，則交變磁場(chǎng)H1H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場(chǎng)，該電渦流場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向與將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場(chǎng)，該電渦流場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向與H1H1相反的交變磁相反的交變磁場(chǎng)場(chǎng)H2H2。由于。由于H2H2的反作用，就會(huì)改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改的反作用，就會(huì)改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改變了線圈的有效阻抗。這種

4、變化既與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，即變了線圈的有效阻抗。這種變化既與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)，即與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵(lì)電流頻率以及線與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵(lì)電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離等參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向圈到金屬導(dǎo)體的距離等參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向同性的，則線圈同性的，則線圈金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通常可由金屬導(dǎo)體的磁導(dǎo)率金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通?？捎山饘賹?dǎo)體的磁導(dǎo)率 、電、電導(dǎo)率導(dǎo)率 、尺寸因子、尺寸因子r r，線圈與金屬導(dǎo)體距離，線圈與金屬導(dǎo)體距

5、離 ，線圈激勵(lì)電流強(qiáng)度，線圈激勵(lì)電流強(qiáng)度I I和頻率和頻率 等參數(shù)等參數(shù)來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)Z=F(,r,I,)Z=F(,r,I,)來表示。來表示。3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明探 頭 探頭對(duì)正被測(cè)體表面，它能精確地探測(cè)出被測(cè)體表面相對(duì)于探頭端面間隙的變化。通常探頭由線圈、頭部、殼體、高頻電纜、高頻接頭組成，其典型結(jié)構(gòu)見下圖所示。 3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明線圈是探頭的核心，它是整個(gè)傳感器系統(tǒng)的敏感元件，線圈的物理尺寸和電氣參數(shù)決定傳感器系統(tǒng)的線性量程以及探頭的電氣參數(shù)穩(wěn)定性。探頭殼體用于支撐探頭頭部，并作為探頭安裝時(shí)的裝夾結(jié)構(gòu)。殼體采用不銹鋼制

6、成，一般上面刻有標(biāo)準(zhǔn)螺紋，并備有鎖緊螺母。為了能適合不同的應(yīng)用和安裝場(chǎng)合，探頭殼體具有不同的型式和不同的螺紋及尺寸規(guī)格.延 伸 電 纜 作為系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，延伸電纜(如下圖)用來聯(lián)接和延長(zhǎng)探頭與前置器之間的距離，您可以對(duì)延伸電纜長(zhǎng)度和是否需要帶鎧裝進(jìn)行選擇，選擇延伸電纜的長(zhǎng)度應(yīng)該使延伸電纜長(zhǎng)度加探頭電纜長(zhǎng)度與配套前置器所要求的長(zhǎng)度一致(5m或9m)，鎧裝選擇的情況同探頭電纜。3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明前 置 器 前置器是一個(gè)電子信號(hào)處理器。一方面前置器為探頭線圈提供高頻交流電流；另一方面，前置器感受探頭前面由于金屬導(dǎo)體靠近引起探頭參數(shù)的變化，經(jīng)過前置器的處理，產(chǎn)生隨探頭端面與被測(cè)金屬

7、導(dǎo)體間隙線性變化的輸出電壓或電流信號(hào)。3300XL既可以采用緊湊的導(dǎo)軌安裝，也可以采用傳統(tǒng)的面板安裝。當(dāng)采用面板安裝時(shí)，其安裝孔位置與以前四孔安裝的3300 前置器相同。兩種形式的安裝基板均具有電絕緣性，不需要獨(dú)立的絕緣板。3300 XL 前置器抗無線電干擾能力強(qiáng)，即使安裝在玻璃纖維防護(hù)罩中，也不會(huì)受到附近無線電信號(hào)的干擾。改進(jìn)的RFI/EMI 抗輻射能力使它不需要特殊的屏蔽導(dǎo)管或金屬防護(hù)箱就可以達(dá)到歐洲電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，從而減少了安裝費(fèi)用，降低了安裝的復(fù)雜性。 3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明輸入： 接收非接觸式3300 系列5mm、3300 8mm 或3300 XL 8mm 電渦流探頭和延伸

8、電纜的信號(hào)。 電源： 無安全柵時(shí)要求-17.5Vdc 至-26Vdc，電流最大為12mA，有安全柵時(shí)要求23V dc 至26Vdc。當(dāng)在高于23.5V dc 電壓下工作時(shí) 將導(dǎo)致線性范圍減小。 供電電壓靈敏度：當(dāng)輸入供電電壓每變化1伏時(shí)，輸出電壓的變化小于 2mV。 輸出阻抗： 503.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明3.3.系統(tǒng)原件說明系統(tǒng)原件說明4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例電渦流位移傳感器系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)，對(duì)汽輪機(jī)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進(jìn)

9、行在線測(cè)量和安全保護(hù)，以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等方面。下圖列舉了傳感器的一些典型應(yīng)用示意。 4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例軸的徑向振動(dòng)測(cè)量 測(cè)量軸的徑向振動(dòng)時(shí)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)安裝兩個(gè)傳感器探頭，兩 個(gè) 探 頭 分 安 裝 在 軸 承 兩 邊 的 同 一 平 面 上 相 隔90(5)。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45，定義為X探頭(水平方向)和Y探頭(垂直方向)。通常從原動(dòng)機(jī)端看，X探頭應(yīng)該在垂直中心線的右側(cè)，Y探頭應(yīng)該在垂直中心線的左側(cè)。理論上，只要安裝位置可行，兩個(gè)探頭可安裝在軸

10、承圓周的任何位置，保證其90(5)的間隔，都能夠準(zhǔn)確測(cè)量軸的徑向振動(dòng)。4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例探頭中心線應(yīng)與軸心線正交，探頭監(jiān)測(cè)的表面(正對(duì)探頭中心線的兩邊1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個(gè)圓周面，見圖2-3)應(yīng)無刻劃痕跡或其它任何不連續(xù)的表面(如油孔或鍵槽等)，且在這個(gè)范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍，表面粗糙度應(yīng)在0.4m0.8m之間。 除非特別說明，通常將軸的徑向振動(dòng)測(cè)量探頭安裝在傳感器的線性范圍中點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的前置器輸出電壓為中點(diǎn)電壓(線性范圍中點(diǎn)間隙值和中點(diǎn)電壓值可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線中查到，一般電壓輸出傳感器線性中點(diǎn)電壓

11、為-10V左右，電流輸出傳感器線性中點(diǎn)電流為12mA)。特別是對(duì)于大軸承機(jī)器，其最大軸承間隙接近傳感器線性工作范圍時(shí)(建議選用線性工作范圍更寬的傳感器)。4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例軸向位移測(cè)量 測(cè)量軸的軸向位移時(shí)，測(cè)量面應(yīng)該與軸是一個(gè)整體，這個(gè)測(cè)量面是以探頭中心線為中心，寬度為1.5倍探頭頭部直徑的圓環(huán)(在停機(jī)時(shí)，探頭只對(duì)正了這個(gè)圓環(huán)一部分，機(jī)器啟動(dòng)后，整個(gè)圓環(huán)都會(huì)成為被測(cè)面)，整個(gè)被測(cè)面應(yīng)該滿足第四節(jié)被測(cè)體尺寸與材料的影響關(guān)于被測(cè)面的要求。探頭安裝位置距離止推法蘭盤不應(yīng)超過305mm(API670標(biāo)準(zhǔn)推薦值)，如圖2-4所

12、示，否則測(cè)得的結(jié)果不僅包括軸向位置的變化，而且包括脹差在內(nèi)的變化，不能真實(shí)地反映軸向位移量。 4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例軸向位移測(cè)量軸向位移測(cè)量4.4.傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例傳感器的典型應(yīng)用實(shí)例通常采用兩套傳感器對(duì)推力軸承端同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣即使有一套傳感器損壞失效，也可以通過另一套傳感器有效地對(duì)軸的軸向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這兩個(gè)探頭可以設(shè)置在軸的同一個(gè)端面，也可以是兩個(gè)不同端面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但這兩個(gè)端面應(yīng)在止推法蘭盤305mm以內(nèi)；安裝方向可以相同，也可以不同。一般將這兩套傳感器的測(cè)量結(jié)果通過“與”的邏輯關(guān)系控制機(jī)器，安裝方向不同時(shí)，其邏輯關(guān)系要先“非”再“與”。 在停機(jī)時(shí)安裝傳感

13、器探頭，由于軸通常都會(huì)移向工作推力的反方向，因而探頭的安裝間隙應(yīng)該偏大，原則是保證：當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后，軸處于其軸向竄動(dòng)量的中心位置時(shí)，傳感器應(yīng)工作在其線性工作范圍的中點(diǎn)。5.5.探頭的安裝探頭的安裝安裝探頭時(shí)，您應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 各探頭間的距離各探頭間的距離 探頭與安裝面的距離探頭與安裝面的距離 安裝支架的選擇安裝支架的選擇 探頭安裝間隙探頭安裝間隙 探頭所帶電纜的安裝探頭所帶電纜的安裝 電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣 探頭的抗腐蝕性探頭的抗腐蝕性5.5.探頭的安裝探頭的安裝各探頭間的距離 當(dāng)探頭頭部線圈中通過電流時(shí)，在頭部周圍會(huì)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，因此在安裝時(shí)要注意兩個(gè)探頭的安裝距

14、離不能太近，否則兩探頭之間會(huì)通過電磁場(chǎng)互相干擾，在輸出信號(hào)上迭加兩探頭的差頻信號(hào)，造成測(cè)量結(jié)果的失真，這種情況稱之為相鄰干擾。排除相鄰干擾有關(guān)的因素：被測(cè)體的形狀，探頭的頭部直徑以及安裝方式。5.5.探頭的安裝探頭的安裝探頭頭部與安裝面的距離 探頭頭部發(fā)射的交變電磁場(chǎng)在徑向和軸向上都有一定的擴(kuò)散。因此在安裝時(shí)，就必須考慮安裝面金屬導(dǎo)體材料的影響，應(yīng)保證探頭的頭部與安裝面之間不小于一定的距離，工程塑料頭部體要完全露出安裝面，否則應(yīng)將安裝面加工成平底孔或倒角。5.5.探頭的安裝探頭的安裝探頭安裝間隙 安裝探頭時(shí)，應(yīng)考慮傳感器的線性測(cè)量范圍和被測(cè)間隙的變化量，當(dāng)被測(cè)間隙總的變化量與傳感器的線性工作范

15、圍接近時(shí)，尤其要注意(在訂貨選型時(shí)應(yīng)使所選的傳感器線性范圍大于被測(cè)間隙的15%以上)。通常，測(cè)量振動(dòng)時(shí)，將探頭的安裝間隙設(shè)在傳感器的線性中點(diǎn)；測(cè)量位移時(shí)，要根據(jù)位移往哪個(gè)方向變化或往哪個(gè)方向的變化量較大來決定其安裝間隙的設(shè)定。當(dāng)位移向遠(yuǎn)離探頭端部的方向變化時(shí)，安裝間隙應(yīng)設(shè)在線性近端；反之，則應(yīng)設(shè)在線性遠(yuǎn)端。 調(diào)整探頭安裝間隙可以采用下列兩種方法：在探頭端面和被測(cè)面之間塞入設(shè)定安裝間隙厚度的塞尺，當(dāng)探頭端面和被測(cè)面壓緊塞尺時(shí)，緊固探頭即可。該方法適合于探頭安裝孔為螺紋孔的情況，通過旋動(dòng)探頭來調(diào)整安裝間隙。5.5.探頭的安裝探頭的安裝將探頭、延伸電纜(如果有的話)、前置器聯(lián)接起來，給傳感器系統(tǒng)接上

16、電源，用萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)前置器的輸出，同時(shí)調(diào)節(jié)探頭與被測(cè)面的間隙，當(dāng)前置器的輸出等于安裝間隙所對(duì)應(yīng)的電壓或電流值時(shí)(該值可由校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表中查得)再緊固兩個(gè)螺母即可。通過測(cè)量前置器輸出來確定安裝間隙，有可能會(huì)產(chǎn)生一種假象，當(dāng)探頭頭部未露出安裝孔時(shí)，由于安裝孔周圍的金屬影響，可能使得前置器輸出等于安裝間隙所對(duì)應(yīng)的電壓或電流值，但這時(shí)探頭測(cè)量的不是需要測(cè)量的被測(cè)體。探頭調(diào)整到正確的安裝位置，前置器輸出應(yīng)該是：首先是較大的飽和輸出(此時(shí)探頭還未放進(jìn)安裝孔內(nèi))，然后是較小的輸出(此時(shí)探頭放進(jìn)安裝孔中)，繼續(xù)將探頭擰進(jìn)安裝孔，前置器輸出會(huì)變?yōu)檩^大的輸出(此時(shí)探頭頭部露出安裝孔，但與被測(cè)面間隙較大)，再擰進(jìn)探頭，前

17、置器輸出等于安裝間隙所對(duì)應(yīng)的值，此時(shí)探頭才是正確的安裝間隙。5.5.探頭的安裝探頭的安裝6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修1、什么情況下應(yīng)該對(duì)傳感器進(jìn)行重新校準(zhǔn)？ 機(jī)組檢修時(shí) 排除故障后 新備件 2.校準(zhǔn)裝置與設(shè)備 位移校準(zhǔn)器 數(shù)字萬(wàn)用表直流穩(wěn)壓電源千分尺6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)步驟選擇與被測(cè)材料相同的試件，按下圖所示安裝好后，裝好探頭、千分尺（量程應(yīng)大于傳感器量程20%）。將直流穩(wěn)壓電源的供電電壓調(diào)到傳感器系統(tǒng)所需電壓范圍。分別將穩(wěn)壓電源、數(shù)字萬(wàn)用表、探頭接到前置器上旋轉(zhuǎn)千分尺調(diào)節(jié)鈕，使探頭與試件平面緊貼，再將探頭頭部與試件間隔調(diào)到傳感器線性起始距離。打開電源，旋轉(zhuǎn)千分尺調(diào)節(jié)鈕，以十分之一

18、量程為間隔，記錄傳感器輸出電壓或電流值。6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修壓縮機(jī)檢修期間 ：系統(tǒng)檢查 接線端子接線是否接錯(cuò)；接線是否短路或開路； 電源電壓是否正確；測(cè)量?jī)x器是否短路或開路； 探頭檢修 探頭高頻插頭和探頭頭部是否干凈，如有臟物，請(qǐng)用無水酒精,洗油,四氯化 碳,儀表清洗劑等擦洗。注意洗油,四氯化碳有毒。 延伸電纜(如果有延伸電纜的話)是否短路或開路，如有故障，應(yīng)更換延伸電纜。 6.6.校準(zhǔn)與維修校準(zhǔn)與維修檢查探頭是否短路或開路：先將延伸電纜脫開，然后用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量探頭高頻插頭的插針與插頭外殼間的電阻值，其正常數(shù)值應(yīng)在7.09.0之間，如果電阻值很?。ㄐ∮?.0），則說明此探頭出現(xiàn)短路；如果測(cè)得的電阻值非常大（大于100