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電渦流振動(dòng)位移傳感器

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北京中航科儀測(cè)控技術(shù)有限公司

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簡(jiǎn)單介紹：電渦流傳感器ST-2是以高頻電渦流效應(yīng)為原理的非接觸式位移，振動(dòng)傳感器?？蓪?duì)進(jìn)入其測(cè)量范圍內(nèi)的金屬物體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行精密地非接觸測(cè)量．用于機(jī)械中的振動(dòng)和位移、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的熱膨脹量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；生產(chǎn)線的在線自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制；科學(xué)研究中的多種微小距離和微小運(yùn)動(dòng)的測(cè)量等?？傊姕u流傳感器目前已被廣泛應(yīng)用于能源、化工、醫(yī)學(xué)、汽車(chē)、冶金，機(jī)器制造，，科研教學(xué)等諸多領(lǐng)域，并且還在不斷地?cái)U(kuò)展。電渦流振動(dòng)位移傳感器電渦流振動(dòng)位移傳感器

詳細(xì)介紹

詳情介紹：

電渦流傳感器ST-2
是以高頻電渦流效應(yīng)為原理的非接觸式位移，振動(dòng)傳感器?？蓪?duì)進(jìn)入其測(cè)量范圍內(nèi)的金屬物體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行精密地非接觸測(cè)量．用于機(jī)械中的振動(dòng)和位移、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的熱膨脹量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；生產(chǎn)線的在線自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制；科學(xué)研究中的多種微小距離和微小運(yùn)動(dòng)的測(cè)量等。總之，電渦流傳感器目前已被廣泛應(yīng)用于能源、化工、醫(yī)學(xué)、汽車(chē)、冶金，機(jī)器制造，，科研教學(xué)等諸多領(lǐng)域，并且還在不斷地?cái)U(kuò)展。電渦流振動(dòng)位移傳感器

ST-2電渦流傳感器是在差動(dòng)位移傳感器的基礎(chǔ)上集廣大用戶多年應(yīng)用實(shí)踐的要求設(shè)計(jì)而成的。由于選用了新型進(jìn)口原料，因此探頭部分具有高強(qiáng)度、耐高溫，耐壓，耐油，耐水浸泡及耐化學(xué)腐蝕等突出優(yōu)點(diǎn)，使傳感器滿足更多用戶的需要，從而得到更廣泛的應(yīng)用。

一、傳感器系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

※測(cè)試條件:探頭、延長(zhǎng)電纜在-20℃～150℃,前置器在-20℃～+85℃；相對(duì)濕度95%環(huán)境中。在室溫22℃，標(biāo)定材料為45#鋼

1、通用型傳感器

通用傳感器指的是國(guó)際通用的-24V電源-2V～-18V輸出與國(guó)外其它廠家的傳感器性能相接近并可替代。

1）通用型傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)：(電源輸入-24V )

	標(biāo) 準(zhǔn) 傳感器規(guī) 格
探頭直徑(mm)	03	05	08	11	18	25	50
線性量程(mm)	0.8	1.5	2	4	6	10	20
靈敏度mV/μ	10	8	8	4	2	0.8	0.4
線性誤差(%)	±1.0	±1.0	±1.0	±1.0	±1.0	±1.0	±1.0
互換性誤差(%)	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
探頭溫度漂移	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
分辨率 μm/mV	0.1	0.125	0.125	0.25	0.5	1.25	2.5
*小被測(cè)面直徑㎜	10	15	20	30	55	75	150
線性區(qū)電壓(V)	-2~-10	-2~-12	-2~-18	-2~-18	-2~-14	-2~-10	-2~-10
頻率響應(yīng)KH_Z	>5	>5	>5	>5	>5	>5	>5
波紋(mA)	<10	<10	<10	<10	<10	<10	<10
功耗(W)	<1	<1	<1	<1	<1	<1	<1

2）普通型傳感器的工作溫度

溫度類型	普通型	高溫型
傳感器使用的溫度區(qū)域	-20℃~+80℃	20℃~+120℃
前置器使用的溫度區(qū)域	-20℃~+60℃	20℃~+80℃

3、高靈敏度傳感器(ST-GL)

對(duì)于微小變形或微小振動(dòng)(通常只有幾個(gè)微米到幾十個(gè)微米)，如果選用標(biāo)準(zhǔn)傳感器測(cè)量，由于非測(cè)量干擾信號(hào)（或雜波）與測(cè)量值相差不大，測(cè)量結(jié)果不能正確表現(xiàn)出實(shí)際情況，此時(shí)應(yīng)選用高靈敏度傳感器。高靈敏度傳感器是在位移，振動(dòng)值相同的情況下，靠提高傳感器輸出的靈敏度，來(lái)減少測(cè)量的誤差。

例如：測(cè)量鍍膜厚度、高速軸承振動(dòng)等。

型號(hào)	探頭直徑(㎜)	靈敏度(mV/µm)	線性量程(µm)
GL03(08)	3， 8	20	500
GL03(08)	3， 8	40	200
GL03 (08)	3、 8	60	150
GL03(08)	3、 8	100	80
GL03(08)	3、 8	160	50

4、抗干擾的屏蔽式傳感器(ST-PB)

在測(cè)量時(shí)因周?chē)h(huán)境限制(三倍傳感頭直徑范圍內(nèi)有金屬物，或一側(cè)貼近金屬且現(xiàn)場(chǎng)定標(biāo)有困難，或傳感器在軸瓦內(nèi)又無(wú)法按要求擴(kuò)大空間)時(shí)，可選用屏蔽式傳感器，在靈敏度不變的情況下，其量程比標(biāo)準(zhǔn)傳感器小。

型號(hào)	PB08	PB11
探頭直徑（㎜）	8	11
線性量程（㎜）	1	2

其它參數(shù)與通用型傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)相同

5、異型傳感器(ST-ET)

隨著機(jī)械自動(dòng)化程度的不斷提高，越來(lái)越多的機(jī)械加工、機(jī)械制造和機(jī)器的使用需要更多現(xiàn)場(chǎng)的在線測(cè)量，但有些場(chǎng)合普通的傳感器不適合測(cè)量的需要，因此，我所針對(duì)使用的不同情況為用戶量身定做，將傳感頭制成多種形狀，如：長(zhǎng)方形、扁平形、環(huán)形，筒形；或?qū)⑵淇s小后鑲嵌在工作臺(tái)面的槽，孔內(nèi)來(lái)適應(yīng)測(cè)量的需要。也可利用傳感器對(duì)不同金屬材料測(cè)量的不同結(jié)果，做成特殊傳感器，如：貨幣識(shí)別器等。(其它參數(shù)與通用型傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)相同)

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)：（見(jiàn)下面典型系統(tǒng)組態(tài)圖）

S T-2型電渦流傳感器(包括探頭，前置放大器和延長(zhǎng)電纜),可以用于測(cè)量汽輪發(fā)電機(jī)的軸振動(dòng)，軸位移和機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間的脹差等，ST-1-DCV/DCV和ST-2-DCV/DCA型及ST-1-DC/DCV、ST-1-DC/DCI型傳感器都可以直接與計(jì)算機(jī)接口相連接，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械的監(jiān)測(cè)及故障分析并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，這些問(wèn)題包括早期軸裂紋，機(jī)殼內(nèi)部軸的不對(duì)中，轉(zhuǎn)子的不平衡，軸承的非正常磨損，以及油膜振動(dòng)和潤(rùn)滑問(wèn)題。ST—1型電渦流傳感器還可用于蒸汽機(jī)、燃汽機(jī)，壓縮機(jī)。透平機(jī)械，發(fā)電機(jī)組，各種離心機(jī)械，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)量、位移量和磨損量的測(cè)量。其中的ф8mm和ф1lmm 探頭是*常用的兩種電渦流傳感器。由寸它們結(jié)構(gòu)尺寸小，具有充裕的線性范圍，因而可直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)面。具體測(cè)量項(xiàng)目有：

(1) 徑向振動(dòng)測(cè)量，通過(guò)安裝在軸的徑向位置上相互垂直的兩套傳感器，可測(cè)出轉(zhuǎn)子的不對(duì)中，不平衡和軸裂紋等機(jī)械故障，并可指示軸承的工作狀態(tài)；

(2) 軸向位置的測(cè)量，通過(guò)測(cè)量軸臺(tái)階面，軸端面，可測(cè)得其軸向竄動(dòng)及止推軸承磨損或潛在軸承失效；

(3) 可通過(guò)測(cè)出的軸振動(dòng)幅值和相角在極坐標(biāo)圖中和波特圖中畫(huà)出故障診斷信息；

(4) 對(duì)于大型透平機(jī)械，在起動(dòng)時(shí)可監(jiān)測(cè)軸的偏心度，ф25mm傳感器可用于對(duì)大中型蒸汽透平機(jī)進(jìn)行脹差測(cè)量．在汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)時(shí)，測(cè)量脹差可使操作者確定機(jī)殼和轉(zhuǎn)子的間隙，以免造成嚴(yán)重后果。

以上三種探頭都能承受在汽輪機(jī)內(nèi)所能碰到的惡劣環(huán)境。

典型的系統(tǒng)組態(tài)圖

2、用于科研和教學(xué)

柔性轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)是大專院校、科研院所、進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)子多種振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的裝置，他可以模擬多種轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)情況：如轉(zhuǎn)速、振幅、相位、位移進(jìn)行測(cè)量。并利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)的分析。

柔性試驗(yàn)臺(tái)實(shí)際上就是一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械，有一個(gè)電動(dòng)機(jī)做為動(dòng)力，并帶動(dòng)一根具有重塊的軸旋轉(zhuǎn)。它在實(shí)驗(yàn)室或者教學(xué)上應(yīng)用是非常理想的。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)可用來(lái)表演在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械上發(fā)生的振動(dòng)現(xiàn)象。

柔性轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)，其參數(shù)可以改變，諸如轉(zhuǎn)子的速度，轉(zhuǎn)子上重塊的重量等并且可以使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡，使轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲，也可以使轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦。產(chǎn)生上述問(wèn)題時(shí)，其結(jié)果可以在示波器上和ST-5000A進(jìn)行觀察。

用戶可以用試驗(yàn)臺(tái)來(lái)模擬一些機(jī)械的工作狀態(tài)。該試驗(yàn)臺(tái)可做如下9個(gè)基本實(shí)驗(yàn)：

1．剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡。

2．柔性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡。

3．轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。

4．轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式的變化對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響。

5．柔性轉(zhuǎn)子的振型。

6．轉(zhuǎn)子在振動(dòng)過(guò)程中由于摩擦引起的振動(dòng)

7．滑動(dòng)軸承油膜形成。

8．滑動(dòng)軸承油膜震蕩。

9．非接觸測(cè)量軸的徑向振動(dòng)和軸向位移。

3、其它用途：

測(cè)量柴油機(jī)燃燒噴咀形閥的上升動(dòng)作；

測(cè)量氣缸內(nèi)活塞的動(dòng)作；

監(jiān)測(cè)軋輥的壓；

檢測(cè)汽車(chē)、自行車(chē)、摩托車(chē)的偏擺；

檢測(cè)電風(fēng)扇軸的動(dòng)平衡、扇葉的動(dòng)平衡；

監(jiān)測(cè)原子反應(yīng)堆的料棒振動(dòng)；

測(cè)量船舶螺旋槳各部位的振動(dòng)；

測(cè)量壓力機(jī)在高下的變形；

測(cè)量蒸汽管的熱脹量；

測(cè)量、火箭發(fā)射臺(tái)在發(fā)射時(shí)的動(dòng)態(tài)；

判斷高速電機(jī)的磨損；

測(cè)量制動(dòng)物的移動(dòng)；

測(cè)量建筑物、橋梁、車(chē)輛、飛機(jī)、堤壩等實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼駝?dòng)，離心，靜力試驗(yàn)時(shí)的位移式形變

測(cè)量機(jī)械構(gòu)件在受力時(shí)相對(duì)于零位的位移或形變；

監(jiān)測(cè)精密機(jī)床的振動(dòng)；

大型磨床安裝工件時(shí)的精密定位；

檢測(cè)流水線中工件的尺寸公差并自動(dòng)計(jì)數(shù)；測(cè)量轉(zhuǎn)速；

在線檢測(cè)管，棒材在冷軋過(guò)程中的尺寸公差；

檢測(cè)長(zhǎng)軋鋼焊接處的翹曲度；

檢測(cè)工件的內(nèi)外徑；

檢測(cè)加熱設(shè)備隔熱材料的厚度；

檢測(cè)金屬表面非金屬涂層的厚度

測(cè)量紡織機(jī)械高速旋轉(zhuǎn)錠子的振動(dòng)；

汽車(chē)、飛機(jī)、坦克的耐振試驗(yàn)；

貨幣真?zhèn)蔚淖R(shí)別；組合新型壓力、速度、流量等傳感器

工作原理：

將一塊金屬板放在一個(gè)線圈附近，當(dāng)線圈中有一高頻電流通過(guò)時(shí)，便產(chǎn)生了高頻電磁場(chǎng)。此交變磁場(chǎng)通過(guò)靠近的金屬板，便在金屬板表面產(chǎn)生感生電流。即電渦流． (見(jiàn)圖2-1)

根據(jù)楞次定律、電渦流也產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。其方向與線圈原磁場(chǎng)方向相反，因此這兩個(gè)磁場(chǎng)相互迭加，改變了原線圈的阻抗。線圈阻抗的變化即與電渦流效應(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，線圈的幾何參數(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)。電渦流傳感器正是利用這個(gè)定律將傳感器線圈與被測(cè)金屬導(dǎo)體之間距離的變化轉(zhuǎn)換成線圈品質(zhì)因數(shù)、等效阻抗和等效電感三個(gè)參數(shù)的變化。再通過(guò)測(cè)量．檢波、校正等電路變?yōu)榫€性電壓(電流)的變化。 (見(jiàn)圖2—2)

電渦流傳感器