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TSI探头工作原理和现场安装要点 　　摘要：本项目主要讲述涡流式传感器的工作原理，在电厂汽轮机保护系统安装过程中需要重点关注的内容及出现的问题分析。提高现场安装的水平，提高安装精度，杜绝隐患，提高汽轮机的安全保护水平。 关键词：涡流探头，工作原理，安装要点，汽机保护 中图分类号：TU74 文献标识码：A 引言：在高速旋转机械振动研究和运行参数测量过程中，非接触测量方法与接触式测量相比，能更准确地搜集到转子振动状况的各种参数，与其它类型的位移传感器相比，电涡流传感器具有测量范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质影响，结构简单等优点。由于这些测量数据都直接影响到汽轮机的运行安全，数据的准确及稳定性就尤为重要，现场的安装方法及需要关注的问题是实现数据准确可靠的重要实现手段。 1． 工作原理 电涡流传感器采用的是感应电涡流原理，当带有高频电流的线圈靠近被测金属时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导率、线圈的几何形状、几何尺寸，电流频率等参数有关。通过电路可将被测金属相对于传感器探头之间的距离变化转换成电压或电流变化。电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。 2． 结构组成及性能特性 在现今电厂应用中，电涡流传感器系统一般情况下由传感器（探头）、前置器、电缆和接头三部分组成。 传感器是感受被测信号的部分，它由绕在非金属骨架上的矩形截面线圈组成。 传感器根据测量的参数不同而选用不同的探头直径，一般情况下探头直径越大，灵敏度越低，有效测量范围越大，线性区域越小。 前置器是把涡流传感器所产生的信号转变为标准电压信号的信号转换装置。通过延长电缆与传感器相连，然后通过带屏蔽信号电缆与信号处理模块相连。 3．涡流传感器探头的安装方法 探头的安装方法有两种，一是机械测量法，即用非金属塞规测量探头与被测件的间隙。二是电气法，即系统通电，改变探头与被测件间隙，通过测量输出电压，来确定探头与被测件的间隙。由于电气法的安装工艺简单，安装精度高，现在施工中最常用到。不同直径的探头其线性区域不同，在实际安装过程中要保证被测量不能超出此区域，否则会造成信号不准确。在实际的电厂安装中，由于此时汽轮机转子一般处于或者接近设计位置，也即是探头的测量零位，为了尽可能提高精度，一般把该线性区域的中点位置对应的距离或者电压做为安装间距或者安装电压。 3.1振动探头的安装 现阶段电厂振动测量基本上由三个探头组成，两个8mm涡流探头外加一个速度传感探头组成。由于速度传感器一般和Y向的探头组合在一起，所以我们安装时只要考虑两个涡流探头的安装。振动探头的安装是整个TSI探头安装里面最简单的，只需要把间隙电压设定在线性区域内就可以了。 3.2偏心、键相探头的安装 偏心、键相探头的安装与振动探头的安装基本类似，现在的施工实践过程中通常选择-10V±1V作为安装的零位电压。 3.3速度探头的安装 由于汽轮机的测速盘上的齿面积较小，无法保证探头正对齿顶，此时间隙电压不能准确反映探头与齿顶面的距离。所以无论是涡流式还是磁阻式的探头安装都无法采用电气法安装探头，需要采用机械测量的办法安装。 3.4轴向位移及高、低压缸差胀的施工方法 轴位移、高、低压缸差胀检测的内容基本相同，都是间接反映汽轮机动静间隙的检测措施。作为汽轮机的重要保护措施，安装精度要求较高，需要考虑转子不在零位对数据的影响。 在实际的电厂施工中，汽轮机的不同，设计零位也各有不同，大部分的汽轮机的零位是推力盘在推力瓦中间，具体需要参考汽轮机厂家图纸确定。以推力瓦在中间位置为零位说明探头间隙电压的确定。 3.4.1轴位移探头安装电压确定： 以图4为例，假定使用11mm探头，假定轴位移测量范围是±2mm。以-10V为轴位移探头的零位电压，轴位移的初始安装电压计算如下： 图4 V初始=V零位电压-（推力瓦间隙-推力盘与主推间隙）×探头灵敏度 =-10V+[（L-H）/2-X] ×3.94V/mm（公式1） 3．4.2高、低压缸胀差探头初始电压确定： 胀差与轴位移是有区别的，差胀测量的量是不对称的量，例如一般600MW机组的高压缸差胀测量范围为-5mm—11mm，低差为-2mm—16mm。探头的线性区间中间点就不应该对应转子零位，而应对应测量范围的中间点。高差的初始安装电压确定如下： V高差=V零位电压-测量范围中间点×探头灵敏度+（推力瓦间隙-推力盘与主推间隙）×探头灵敏度 低差的初始安装电压确定如下： V高差=V零位电压-测量范围中间