介绍
用来测量振动的传感器有三种基本类型:位移、速度和加速度。位移传感器测量机器的旋转元件和固定机架之间的距离变化。位移传感器以探针的形式进入机器机架上钻出的孔中,孔就在转轴表面上方。相比之下,速度和加速度传感器测量的是附着在传感器上的任何元件的速度或加速度,这些元件通常是机架的外部部分
工作原理
由bent利-内华达公司制造的位移传感器采用电磁涡流技术来检测探头尖端和旋转机械轴之间的距离。传感器本身是一个封装的线圈,由高频交流电(AC)供电。线圈产生的磁场会在机器的金属轴上产生涡流,就好像这个金属片是一个短路的变压器的次级线圈(探头的线圈是变压器的初级绕组)。轴移动得越近
向传感器尖端,轴和传感器线圈之间的磁力联轴器越紧,涡流越强。
提供传感器线圈的激励信号的高频振荡电路被感应涡流加载。因此,振荡器的负载成为探针尖端离金属轴有多近的直接指示。这与金属探测器的操作没有什么不同:通过涡流感应引起的负载程度来测量线圈与任何金属物体的接近程度。
在Bently-Nevada设计中,提供传感器线圈激励的振荡器电路被称为近邻电路。近距模块由外部直流电源供电,并通过同轴电缆驱动传感器线圈。接近金属轴由接近模块输出的直流电压表示,200毫伏/ mil (1 mil = 1/1000英寸)的运动作为标准校准。
由于近端输出电压直接表示探头尖端与轴表面之间的距离,因此一个“安静”的信号(没有振动)将是纯直流电压。该探头由技术人员调整,使此静态电压位于近端输出电压范围限制之间。轴的任何振动都会导致近端输出电压以精确的步长变化。例如,28.67 Hz的轴振动将导致近端输出信号是一个28.67 Hz的波形,叠加在由初始探头/轴间隙设置的直流“偏置”电压上。
连接到这个输出信号的示波器将显示轴振动的直接表示,就像在探头的轴上测量的那样。事实上,任何能够分析近端输出电压信号的电子测试设备都可以用来分析机器的振动:示波器、频谱分析仪、峰值指示电压表、rms指示电压表等。Bently-Nevada位移传感器(感应“环”式空气压缩机上的轴向振动)和两个近端模块的照片显示在这里:
通常在机器轴的末端布置一组三个位移探头来测量振动:两个径向探头和一个轴向(或推力)探头。这种三轴探头配置的目的是测量所有三个维度的轴振动(和/或轴位移):
下面的照片显示了两个位移探头在X和Y径向轴上感应振动的大古力大坝的一个大型立轴水力发电厂涡轮机:
它也常见地看到一个相位参考探头安装在机器轴上,以这样一种方式定位,它检测周期通过键槽或轴上的其他不规则特征。“关键相量”信号将由每转一个大脉冲组成:
关键相量信号的目的有两方面:在机器的旋转中提供一个参考点来关联其他振动信号,并提供一个简单的测量轴转速的方法。脉冲在时间上的位置代表轴的位置,而频率代表轴的位置
脉冲信号表示轴转速。
例如,如果一个径向位移传感器显示出与轴旋转频率相同的高振动(即轴向一个方向倾斜,像香蕉在其长轴上旋转),振动的正弦峰值和相位参考脉冲之间的相移将向维修机械师表明机器在哪里失去平衡。这和用来测量汽车车轮和轮胎组件不平衡的自动轮胎平衡机没有什么不同:机器必须告诉操作员平衡块应该放在哪里,而不仅仅是轮胎有多不平衡。在监测机器振动的情况下
该设备、键盘信号和其中一个轴向位移信号可以同时绘制在双道示波器上,以确定不平衡在机器轴上的位置。
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