电涡流位移传感器应用范围.PDF

电涡流位移传感器的应用范围 通过测量金属被测体与探头端面的相对位置、电涡流位移传感器 感应并处理成相应的电信号输出。传感器可长期可靠工作、灵敏度高、 抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响， 在大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行长期实时监 测中被广泛应用。 被测体表面加工状况对测量结果的影响 被测体正对探头的表面光洁度也会影响测量结果！不光滑的被测 体表面，在实际的测量应用中会带来较大的附加误差，特别是对于振 动测量，误差信号与实际的振动信号叠加一起，并且在电气上很难进 行分离，因此被测表面应该光洁，不应该存在刻痕、洞眼、凸台、凹 槽等缺陷（对于特意为键相器、转速测量设置的凸台或凹槽除外）。 根据API670 标准推荐值，对于振动测量,被测面表面粗糙度Ra 要求 在0.4μm～0.8μm 之间，如果不能满足,需要对被测面进行衍磨或抛 光；对于位移测量，由于指示仪表的滤波效应或平均效应，可稍放宽 （一般表面粗糙度Ra 不超过0.4μm ～1.6μm）。 被测体材料对测量结果的影响 传感器特性(这里指灵敏度)与被测体的电阻率和导磁率有关。当被测 体为导磁材料（如普通钢、结构钢等）时，由于磁效应和涡流效应同 时存在，而且磁效应与涡流效应相反，要抵消部分涡流效应，使得传 感器灵敏度降低；而当被测体为非导磁或弱导磁材料（如铜、铝、合 金钢等）时，由于磁效应弱，相对来说涡流效应要强，因此传感器灵 敏度要高。 因为大多数的汽轮机、鼓风机等设备的转轴是用40CrMo 材料或 者与之接近的材料制造，因此传感器系统用40CrMo 材料做出厂校准， 能适合大多数的测量对象。当被测体的材料与40CrMo 成分相差很大 时，则须进行重新校准，否则可能造成很大的测量误差。 被测体表面残磁效应对测量结果的影响 在材料加工过程中形成的残磁效应，以及淬火不均匀，硬度不均 匀，结晶结构不均匀等都会影响传感器特性，API670 标准推荐被测 体表面残磁不超过0.5 微特斯拉。当需要更高的测量精度时，应该用 实际被测体进行校准。 被测体表面镀层对测量结果的影响： 不同的镀层材质，传感器灵敏度会发生不同的变化。如果镀层均 匀，且厚度大于涡流渗透深度。则将传感器按镀层材料重新校准，不 会影响使用。 高频同轴电缆的影响 高频同轴电缆也是影响电涡流传感器电气性能的一个主要原因。 由于传感器工作在高频状态（振荡频率约1MHz 左右），所以高频同 轴电缆的频率衰减、温度特性、阻抗、长度等都成为影响传感器性能 的因素！基于此种原因，所以，一般来讲，应该注意以下几点： 1、对于成品的电涡流传感器，探头与前置器之间的高频同轴除非应 急，否则电缆不能随意互换，即使同一公司的同型号、同轴电缆长度 相同的产品也是如此。否则可能带来较大的误差！ 2、对于成品的电涡流传感器，如果带有延伸电缆，在安装中，绝对 不能为了方便而不接同轴电缆，否则可能使传感器不工作或带来较大 的误差。 3、本公司开发有一体化电涡流传感器，该产品把所有的电子处理器 件都做在了探头杆内，而不需要高频同轴电缆连接。所以，其性能不 受连接电缆的影响。 外界磁场的影响 电涡流传感器属于电感式传感器，由于其主要作用原理就是电涡 流效应，所以，对于外界磁场的影响在工程应用中应该充分考虑！强 的外界磁场肯定会影响传感器的性能。 1、对于外界静磁场，由于静磁场强度是一定的，方向与涡流磁场可 能呈现各种状况，而一旦外界静磁场方向确定，其对涡流磁场的干扰 也是一定的了。所以在实际的工程应用中，静磁场的影响可以通过现 场的试验测量出传感器灵敏度的变化，通过后续电路或软件算法排 除。 2、对于外界交变磁场，例如大型励磁机、频繁启动的大型电机、启 动机等，其磁场方向和强度都可能不是一个确定的值，因而产生的交 变磁场对涡流磁场的影响也是交变的！所以，在工程应用中应该尽量 使涡流传感器远离交变磁场的作用范围，或采取磁场屏蔽措施使产生 的影响最小。 传感器的典型应用 电涡流位移传感器系统以其独特的优点，在电力、石油、化工、 冶金等行业，对汽轮机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的 轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速等进行在线测量等方面得 到广泛应用。 ① 轴的径向振动测量 在测量轴的径向振动时，每个测