CWY-DO-810030-040-00，

CWY-DO-810803-07-50-02脹差傳感器

CWY-DO-810801-07-15-50，

CWY-DO-810803-07-15-50軸振動(dòng)探頭傳感器

傳感器系統(tǒng)以其*的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)，對汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鑒相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進(jìn)行在線測量和安全保護(hù)，以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等方面 探頭線圈產(chǎn)生的磁場范圍是一定的，在被測體表面形成的渦流場也是一定的，如圖所示的渦流區(qū)作用范圍，幾何尺寸可按下列公式計(jì)算：C=0.86r_as r_i=0.52r_as r_a=1.39r_as所以，當(dāng)被測面為平面時(shí)，以正對探頭中心線的點(diǎn)為中心，被測體直徑應(yīng)當(dāng)大于探頭頭部直徑1.5倍以上；當(dāng)被測體為圓軸而且探頭中心線與軸心線正交時(shí)，一般要求被測軸直徑為探頭頭部直徑的3倍以上，否則靈敏度就會下降，小得越多，靈敏度下降越多，一般當(dāng)被測面大小與探頭頭部直徑相同，靈 敏度會下降至 70%左右。 不規(guī)則的被測體表面，會給實(shí)際的測量值造成附加誤差，特別是對于振動(dòng)測量，這個(gè)附加誤差信號與實(shí)際的振動(dòng)信號疊加一起，在電氣上很難進(jìn)行分離，因此被測表面應(yīng)該光潔，不應(yīng)該存在刻痕、洞眼、凸臺、凹槽等缺陷（對于特意為鑒相器、轉(zhuǎn)速測量設(shè)置的凸臺或凹槽除外）。通常，對于振動(dòng)測量,被測面表面粗糙度Ra要求在0.4μm~0.8μm之間（API670標(biāo)準(zhǔn)推薦值），一般需要對被測面進(jìn)行衍磨或拋光；對于位移測量，由于指示儀表的濾波效應(yīng)或平均效應(yīng)，可稍放寬（一般表面粗糙度Ra不超過0.4μm ~1.6μm）。

如果不能滿足上述要求，請與本單位。

3、被測體材料的影響：磁率有關(guān)。當(dāng)被測體為導(dǎo)磁材料（如普傳感器特性與被測體的導(dǎo)電率和導(dǎo)

• 詳細(xì)介紹

通鋼、結(jié)構(gòu)鋼等）時(shí)，由于磁效應(yīng)和渦流效應(yīng)同時(shí)存在，而且磁效應(yīng)與渦流效應(yīng)相反，要抵消部分渦流效應(yīng)，使得傳感器靈感應(yīng)敏度低；而當(dāng)被測體為非導(dǎo)磁或弱導(dǎo)磁材料（如銅、鋁、合金鋼等）時(shí)，由于磁效應(yīng)弱，相對來說渦流效應(yīng)要強(qiáng)，因此傳感器靈敏度要高。

圖1-11列出了同一套傳感器測量幾種典型材料時(shí)的輸出特性曲線，圖中

各曲線所對應(yīng)的平均靈敏度為銅：14.5V/mm典型材料傳感器輸出特性曲線鋁：13.6V/mm不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)：10.1V/mm45號鋼：8.0V/mm（出廠校準(zhǔn)材料）

40CrMo鋼: 7.8V/mm除非在訂貨時(shí)進(jìn)行特別的說明，通常，在出廠前傳感器系統(tǒng)使用45號鋼材料試件進(jìn)行校準(zhǔn)，只有和它同系列的被測體材料，產(chǎn)生的特性方程才能和45號鋼的相近；當(dāng)被測體的材料與45號鋼成分相差很大時(shí)，則須按第三章*節(jié)所述步驟進(jìn)行重新校準(zhǔn)，否則可能造成很大的測量誤差。被測體表面殘磁效應(yīng)的影響

被測體表面殘磁效應(yīng)主要集中在被測體表面，由于加工過程中形成的殘磁效應(yīng)，以及淬火不均勻，硬度不均勻，結(jié)晶結(jié)構(gòu)不均勻等都會影響傳感器特性，API670標(biāo)準(zhǔn)推薦被測體表面殘磁不超過0.5微特斯拉。當(dāng)需要更高的測量精度時(shí)，應(yīng)該用實(shí)際被測體進(jìn)行校準(zhǔn)。

軸的徑向振動(dòng)測量：

測量軸的徑向振動(dòng)時(shí)，每個(gè)測點(diǎn)應(yīng)安裝兩個(gè)傳感器探頭，兩個(gè)探頭分別安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90°（±5°）。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45°，定義為X探頭（水平方向）和Y探頭（垂直方向）。通常從原動(dòng)機(jī)端看，X探頭應(yīng)該在垂直中心線的右側(cè)，Y探頭應(yīng)該在垂直中心線的左側(cè)，如圖2-2所示。理論上，只要安裝位置可行,兩個(gè)探頭可安裝在軸承圓周的任何位置，保證其90°（±5°）的間隔，都能夠準(zhǔn)確測量軸的徑向振動(dòng)。

的徑向振動(dòng)測量時(shí)探頭安裝位置與軸承的zui大距離

※API670標(biāo)準(zhǔn)要求,軸的徑向振動(dòng)探頭的安裝位置與軸承的距離要在76mm之內(nèi)

探頭中心線應(yīng)與軸心線正交，探頭監(jiān)測的表面（正對探頭中心線的兩邊的1.5倍探頭直徑寬度的軸的整個(gè)圓周面，見圖2-3），應(yīng)無刻劃痕跡或其他任何不連續(xù)的表面（如油孔或鍵槽等），且在這個(gè)范圍內(nèi)不能有噴鍍金屬或電鍍，表面粗糙度應(yīng)在0.4μm ~0.8μm之間。

除非特別說明，通常將軸的徑向振動(dòng)測量探頭安裝在傳感器的線性范圍中點(diǎn)，對應(yīng)的前置器輸出電壓為中點(diǎn)電壓（線性范圍中點(diǎn)間隙值和中點(diǎn)電壓值可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線中查到，一般03、08輸出方式的前置器中點(diǎn)電壓為-10V或+10V；02輸出方式的前置器中點(diǎn)電壓為+2.5V；05、09輸出方式的前置器中點(diǎn)電流為12mA。特別是對于大軸承機(jī)器，其zui大軸承間隙接近傳感器線性工作范圍時(shí)（建議選用線性工作范圍更寬的傳感器）。但是對于臥式機(jī)器，在機(jī)器啟動(dòng)時(shí)，軸會抬高0.25mm左右，因而在停機(jī)時(shí)安裝垂直方向探頭，應(yīng)將安裝間隙（冷態(tài)間隙）調(diào)整到傳感器的線性范圍中點(diǎn)偏大0.25mm左右，對應(yīng)的前置器輸出電壓可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線中查到。

各探頭頭部間的安裝距離應(yīng)不小于zui小安裝距離。為了防止兩探頭間的相鄰干擾，對于不同規(guī)格的探頭和不同的安裝方式要求其間的距離也有所不同，詳細(xì)說明請見第三節(jié)。

軸向位移測量：

測量軸的軸向位移時(shí)，測量面應(yīng)該與軸是一個(gè)整體，這個(gè)測量面是以探頭中心線為中心，寬度為1.5倍探頭頭部直徑的圓環(huán)（在停機(jī)時(shí)，探頭只對正了這個(gè)圓環(huán)一部分，機(jī)器啟動(dòng)后，整個(gè)圓環(huán)都會變成為被測面），整個(gè)被測面應(yīng)該滿足*章第四節(jié)被測體尺寸與材料的影響關(guān)于被測面的要求。

探頭安裝位置距離止推法蘭盤不應(yīng)超過305mm（API670標(biāo)準(zhǔn)推薦值），如圖2-4，否則測得的結(jié)果不僅包括軸向位置的變化，而且包括脹差再內(nèi)的變化，不能真實(shí)的反映軸向位移
量 通常采用兩套傳感器對推力軸承端同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，這樣即使有一套傳感器損壞失效，也可以通過另一套傳感器有效地對軸的軸向位移進(jìn)行監(jiān)測。這兩個(gè)探頭可以設(shè)置在軸的同一個(gè)端面，也可以是兩個(gè)不同端面進(jìn)行監(jiān)測，但這兩個(gè)端面應(yīng)在止推法蘭盤305mm以內(nèi)，安裝方向可以相同，也可以不同，一般將這兩套傳感器測量結(jié)果通過“與”的邏輯關(guān)系控制機(jī)器，安裝方向不同時(shí)，其邏輯關(guān)系要先“非”再“與”。

在停機(jī)時(shí)安裝傳感器探頭，由于軸通常都會移向工作推力的反方向，因而探頭的安裝間隙應(yīng)該偏大，原則是保證：當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后，軸處于其軸向竄動(dòng)量的中心位置時(shí)，傳感器應(yīng)工作在其線性工作范圍的中點(diǎn)。

鑒相器測量：鑒相器測量就是通過在被測軸上設(shè)置一個(gè)凹槽或凸鍵，稱作鑒相標(biāo)記。當(dāng)這個(gè)凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)到探頭安裝位置時(shí)，相當(dāng)于探頭與被測面間距突變，傳感器會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，軸每轉(zhuǎn)一圈，就會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，產(chǎn)生的時(shí)刻表明了軸在每轉(zhuǎn)周期中的位置。因此通過對脈沖計(jì)數(shù)，可以測量軸的轉(zhuǎn)速；通過將脈沖與軸的振動(dòng)信號比較，可以確定振動(dòng)的相位角，用于軸的動(dòng)平衡分析以及設(shè)備的故障分析與診斷等方面。

凹槽或凸鍵要足夠大，以使得產(chǎn)生的脈沖峰峰值不小于5V（API670標(biāo)準(zhǔn)要求不小于7V）。一般若采用f8探頭，則這一凹槽或凸鍵寬度應(yīng)大于7.6mm、深度或高度應(yīng)大于1.5mm（推薦采用2.5mm以上）、長度應(yīng)大于10.2mm。凹槽或凸鍵應(yīng)平行于軸中心線，其長度盡量長，以便當(dāng)軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)時(shí)，探頭還能對著凹槽或凸槽。

為了避免由于軸向位移引起探頭與被測面之間的間隙變化過大，應(yīng)將鑒相器探頭安裝在軸的徑向，而不是軸向位置。應(yīng)盡可能地將鑒相器探頭安裝在機(jī)組的驅(qū)動(dòng)部分上，這樣即使機(jī)組的驅(qū)動(dòng)部分與載荷脫離，傳感器仍會有鑒相信號輸出。當(dāng)機(jī)組具有不同的轉(zhuǎn)速時(shí)，通常需要有多套鑒相器對其進(jìn)行監(jiān)測，從而可以為機(jī)組的各部分提供有效的鑒相信號。

鑒相標(biāo)記可以是凹槽，也可以是凸鍵，如圖2-5所示，API670標(biāo)準(zhǔn)要求用凹槽的型式。當(dāng)標(biāo)記是凹槽時(shí)，安裝探頭要對著軸的完整部分調(diào)整初始安裝間隙，而不能對著凹槽來調(diào)整初始安裝間隙。而當(dāng)標(biāo)記是凸鍵時(shí)，探頭一定要對著凸起頂部表面調(diào)整初始安裝間隙，不能對著軸的其它完整表面進(jìn)行調(diào)整。否則當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可能會造成凸鍵與探頭碰撞，剪斷探頭。為了便于快速判斷鑒相信號的位置，應(yīng)該對鑒相器探頭安裝位置在機(jī)器外殼上做上標(biāo)志，對于鑒相標(biāo)記的角度位置應(yīng)該在軸的露出部分做上標(biāo)志。

傳感器安全可靠性能

探頭外殼與電路絕緣。

探頭頭部采用耐高低溫和抗化學(xué)腐蝕及性能穩(wěn)定的聚苯撐硫(PPS)注塑成形保護(hù)，線圈被密封；

探頭采用機(jī)械聯(lián)接的堅(jiān)固結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)頭部、殼體、電纜及鎧裝的連接強(qiáng)度；

電纜屏蔽層外有耐高低溫和抗化學(xué)腐蝕的聚四氟乙烯絕緣保護(hù)層；

鎧裝套有絕緣的熱縮套管保護(hù)層；

高頻接頭用承力套增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度；

前置器底部及安裝孔用工程塑料絕緣，避免由于形成地電勢回路而造成系統(tǒng)損壞；

前置器外殼結(jié)構(gòu)能保護(hù)高頻插座免遭碰撞損壞；

前置器接線錯(cuò)誤不會導(dǎo)致系統(tǒng)損壞。

技術(shù)指標(biāo)：

技術(shù)規(guī)格與技術(shù)指標(biāo)的前提條件(有特別說明的除外)：

前置器負(fù)載為10kΩ，被測試件材料為45號鋼，溫度為25℃，所有誤差計(jì)算以標(biāo)準(zhǔn)特性方程為基準(zhǔn)。

供電電源（輸出電流不小于75mA）：

前置器輸出方式01、02、04、05、06、07(限幅輸出)：±15VDC～±18VDC；

前置器輸出方式03(不限幅負(fù)電壓輸出)：-20VDC～-26VDC

前置器輸出方式08(不限幅正電壓輸出)：+20VDC～+26VDC

前置器輸出方式09(4～20mA輸出)：+20VDC～+26VDC

zui大消耗電流不超過50mA。

線性量程、線性范圍、線性中點(diǎn)、非線性誤差、zui小被測面見表B-1

表B-1

非線性誤差指實(shí)際輸出值與理論值(按標(biāo)準(zhǔn)特征方程計(jì)算)的zui大相對誤差

標(biāo)準(zhǔn)特征方程(在線性范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出特性曲線所滿足的方程)