為何采用電渦流傳感器
? 電渦流位移傳感器能測量被測體(必須是金屬導體)與探頭端面的相對位置。
? 電渦流位移傳感器長期工作可靠性好、靈敏度高、抗*力強、非接觸測量、響應速度快、不受油水等介質(zhì)的影響,常被用于實時監(jiān)測,可以分析出設備的工作狀況和故障原因,有效地對設備進行保護及進行預測性維修。
? 從轉(zhuǎn)子動力學、軸承學的理論上分析,大型旋轉(zhuǎn)機械的運行狀態(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量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài),測量結(jié)果可靠、可信。過去,對于機械的振動測量采用加速度傳感器或速度傳感器,通過測量機殼振動,間接地測量轉(zhuǎn)軸振動,測量結(jié)果的可信度不高。
系統(tǒng)組成
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。
與美國本特利(BN)公司產(chǎn)品兼容
DF3100系列電渦流位移傳感器的各項性能指標相當或接近美國本特利(BN)公司產(chǎn)品水平,可直接替換(BN)公司3300、7200、及的3300 XL系列產(chǎn)品。
第二節(jié) 系統(tǒng)的工作原理
傳感器系統(tǒng)的工作原理是電渦流效應。當接通傳感器系統(tǒng)電源時,在前置器內(nèi)會產(chǎn)生一個高頻信號,該信號通過電纜送到探頭的頭部,在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場H1。如果在磁場H1的范圍沒有金屬導體接近,則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會被釋放;反之,如果有金屬導體接近探頭頭部,則交變磁場H1將在導體的表面產(chǎn)生電渦流場,該電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用,就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位,既改變了線圈的有效阻抗。這種變化即與電渦流效應有關,又與靜磁學效應有關,既與金屬導體的電導率、磁導率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵電流頻率以及線圈到金屬導體的距離參數(shù)有關。假定金屬導體是均質(zhì)的,其性能是線形和各向同性的,則線圈——金屬導體系統(tǒng)的磁導率u、電導率σ、尺寸因子r、線圈與金屬導體距離δ線圈激勵電流I和頻率ω等參數(shù)來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)Z=F(u,r,I,ω)來表示。
如果控制u,σ,r,I,ω恒定不變,那么阻抗Z就成為距離的單值函數(shù),由麥克斯韋爾公式,可以求得此函數(shù)為一非線形函數(shù),其曲線為“S”型曲線,在一定范圍內(nèi)可以近似為一線形函數(shù)。
在實際應用中,通常是將線圈密封在探頭中,線圈阻抗的變化通過封裝在前置器中的電子線路的處理轉(zhuǎn)化成電壓或電流輸出。這個電子線路并不是直接測量線圈的阻抗,而是采用并連諧振法,見圖1-3,即在前置器中將一個固定電容C0=C1×C2/(C1+C2)和探頭線圈LX并連與晶體管T一起構(gòu)成一個振蕩器,振蕩器的振蕩幅值UX與線圈阻抗成比例,因此振蕩器的振動幅度UX會隨探頭與被測間距δ改變。UX經(jīng)檢波濾波,放大,非線形修正后輸出電壓UO,UO與δ的關系曲線如圖1—4所示,可以看出該曲線呈“S”形,即在線形區(qū)中點δ0處(對應輸出電壓UO)線性
,其斜率(即靈敏度)較大,在線性區(qū)兩端,斜率(靈敏度)逐漸下降,線性變差。(δ1,U1)——線性起點,(δ2,U2)——線性末點。
第三節(jié) 產(chǎn)品說明
探 頭
探頭對正被測量表面,它能地探測出被測體表面相對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)見圖1-5所示。
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