电涡流传感器

电涡流传感器

是由前置放大器和组合构成，是一种非接触式的线性化传感系统器主要用来测量探头与被测物体之间静态和动态距离，被测物体一般为铁氧体，探头的交变电磁场被铁氧体所吸收，传感器的电子电路感应并处理该变化量，由此得到被测物体的位移量。具有长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响等优点,因此 在大型旋转机械在线状态监测与故障诊断中得到广泛应用。

轴向位置测量：它可指示止推轴承的磨损或潜在的轴承失效的可能性。
径向振动测量： 可指出轴承的工作状况，并可测出诸如转子的不平衡，不对中以及轴裂纹等机械故障。
轴在轴承内的平均径向位置：它可用来决定方位角，它也是转速是否稳定，轴是否对中的一种指示。
键相器信号：是为测量轴的旋转速度以及相位角之用。
偏心度：对于大小透平机械，在启动时，需要测量轴的弯曲，即偏心度。

传感器主要用来测量探头与被测物体之间静态和动态距离，被测物体一般为铁氧体，探头的交变电磁场被铁氧体所吸收，传感器的电子电路感应并处理该变化量，由此得到被测物体
的位移量

旋转机械轴系的位移、振动、转速、膨胀、偏心、油膜厚度的在线监测，产品的机械尺寸、厚度、表面不平度检测。
工业过程自动化的限位、计数及其它精密控制，可在石化、冶金、钢铁、电力、航空航天、制药、机械制造等行业广泛应用。

传感器能动态、非接触地测量被测金属导体与探头端面的相对振动位移（如轴振动等）。
传感器能静态、非接触地测量被测金属导体与探头端面的相对位移（如轴向位移、胀差等）。
在工程振动中，旋转机械和往复式运转机械的运行状态及运行故障分析，采用振动监测是性的方法，它有时实性。对于转子的不平衡、两个连接转子的不对中、轴承磨损、轴裂纹及转子叶片同壳体的动静碰磨等故障现象主要反映在振动的幅值、相位和频率等方面的变化，这些都是zui关键的信息并且都是易于测量的。
具有长期工作可靠性高，非接触测量，抗力强，不受油水等介质的影响，应用面广，结构简单等特点。多用于对大型旋转机械的轴振动、轴向位移、轴转速、壳体膨胀等的长期实时监测，有效的保护设备的安全运行。也可对监测数据进行趋势分析及故障诊断，以达到预测维护及排除故障的目的。传感器的应用
径向振动测量：它可指出轴承的工作状况，并可测出诸如转子的不平衡，不对中以及轴裂纹等机械故障
轴向位置测量：它可指示止推轴承的磨损或潜在的轴承失效的可能性
轴在轴承内的平均径向位置：它可用来决定方位角，它也是转速是否稳定，轴是否对中的一种指示。

偏心度：对于大小透平机械，在启动时，需要测量轴的弯曲，即偏心度。
键相器信号：是为测量轴的旋转速度以及相位角之用。

环境指标:

前置器工作温度：-40℃～+65℃
探头和延伸电缆：-40℃～+125℃
相对湿度： 95%，不冷凝感器广泛应用于电力、石油、化工、冶金等科研单位。对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。探头是采集信号的部件。探头线圈采用特殊合金元素，大大降低了电涡流传感器系统的温度漂移系数值，提高了测量。是涡流传感器的技术改革，探头有Ф5~Ф50多种规格供选择，可满足不同测量的需要，探头是传感器系统的必要组成部分。　被测体（如旋转轴）的材质、形状等因素对传感器系统的测量结果有着直接的影响。被测体是传感器测量系统的一部分。标准传感器采用的测试材料为AISI4140钢，特殊材料用户可与公司通过约定。灵敏度：　横坐标：探头直径纵坐标：输出方式Φ5 (2mm)Φ8(2mm)Φ11(4mm)Φ25  (12.5mm)Φ50 (25mm)-2V~-18V-7.87V

-7.87V-3.94V-0.787V-0.4V-4V~-20V-8V-8V-4V4~20mA8mA8mA4mA1.28mA0.64mA
线性量程、线性范围、线性误差、被测面积直径
探头直径（mm）线性量程 
（mm）线性起始点 
（mm）线性误差被测面积直径 
（mm）Ф520.25±1﹪Ф12Ф820.25±1﹪Ф18Ф1140.5±1﹪Ф33Ф2512.50.63±2﹪Ф68Ф50253.0±2﹪Ф130
 高频电缆：用于连接探头头部到前置器。高频电缆选用双屏蔽电缆，电缆芯线采用合金材料制成，是耐高温的射频同轴电缆。通常约定电缆长度有（0.5m、1.5m、1.0m、2.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、9.0m、10.0m）供用户选择。如需选择延伸电缆，则必须确保系统总的电缆长度（探头电缆线线长+延伸电缆线长）为（3.5m、4.0m、4.5m、5.0m、5.5m、6.0m、6.5m、7.0m、7.5m、8.0m、8.5m、9.0m、9.5m、10.0m）。根据现场的应用环境需要，探头所带电缆可配不锈钢铠装管(外加聚四氟管（耐高温350℃）)，以保护电缆不受损坏和防止过线孔漏油。探头头部材料：PPS工程塑料；壳体材料：1Cr18Ni9Ti耐酸碱不锈钢；电缆外表皮材料：聚四氟乙烯，这些材料可以抵抗绝大多数化学物质的腐蚀，但有些化学物质仍可能会对探头造成腐蚀，安装时应注意被测体的环境是否安全。
对探头的抗腐蚀性说明：
■探头可以连续接触下列物质：
空气、水、汽油、酒精、润滑油、、硫酸、氢氧化钠
■探头不可以连续接触下列物质：
无氧水、苯甲酸、硝酸、二氧化碳（过量）、磷（湿的）、、二氧化硫、98%硫酸、盐酸
■探头的高压、高温环境
探头头部能承受14Mpa的压力，一般型探头能承受220℃的温度环境。被测体对传感器系统的影响
▲ 传感器系统的校准及其，取决于被测体的一些特性：
u 被测体材料
u 被测体表面尺寸
u 被测体表面磁效应
u 被测体表面平整度
u 被测体表面镀层材质
▲ 被测体材料对特性的影响
传感器特性与被测体的电导率、磁导率有关。当被测体为导磁材料（如普通钢、结构钢等）时，由于效应和磁效应同时存在，磁效应反作用于涡流效应使得涡流效应弱，因此传感器的灵敏度降低；而当被测体为弱导磁材料（如铜、铝、合金钢等）时，由于磁效应弱、涡流效应相对强，因此传感器感应灵敏度高。
下表列出同一套Φ8探头传感器测量几种典型材料的输出平均灵敏度：
AISI41410 7.87（8.0）mV/um
45#钢 7.97（8.1）mV/um
不锈钢 10.41 mV/um
铝 14.1 mV/um
铜 15.0 mV/um
▲ 被测体表面尺寸对系统特性的影响
由于探头线圈产生的磁场范围及被测体表面形成的涡流场都是一定的，这样就对被测体表面大小有一定要求。通常，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；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。
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大小由频率、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。一般要求被测体使用厚度大于0.1mm以上的钢等导磁材料或厚度大于0.05mm以上的铜、铝等弱导磁材料，则灵敏度不会受其厚度的影响。
▲ 被测体表面磁效应对系统特性的影响
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或淬火不均匀、硬度不均匀、金相组织不均匀、结晶结构不均匀等都会影响传感器性能。
API670标准推荐被测体表面残磁不超过0.5微特斯拉。在进行振动测量时，如果被测体表面残磁效应过大，会出现测量波形发生畸变。
▲ 被测体表面平整度对系统特性的影响
不规则的被测体表面，会给实际的测量带来附加误差，因此要求被测体表面应平整光滑，不应存在凸起、洞眼、划痕、凹槽等缺陷。一般来说，对于振动测量的被测表面粗糙程度要求在0.4um～0.8um之间，对于位移测量则要求在0.4um～1.6um之间。
▲ 被测体表面镀层材料对系统特性的影响
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。镀层的材质、薄厚会略微改变传感器的灵敏度。因为探头能探测到被测体表层材质之下，其灵敏度会受镀层厚度及其特性的影响，一般要求镀层一定要均匀，并且有一定的厚度。