摘要：能动中心TRT机组、汽轮机、离心式压缩机等机组机械运动状态的检测，特别是大型轴运动的监测又非常关键，轴运动状态的检测通常是通过电涡流传感器来实现的。本文主要介绍了电涡流传感器的测量原理、安装及故障分析，在实际工作中如何正确维护、检修，确保振动检测的准确性、可靠性，为机组稳定运行打下坚实的基础。
关键词：振动检测 电涡流传感器 安装
1 引言
机械振动是机械或机械部件的前后运动，并一般由作用在机械上的往复力，松动的零件以及机械上的共振引起，机械振动可以呈现出各种形式，一个机械部件可能产生大位移或小位移的振动，快或慢的振动，可感知或不可感知的热或声音的振动。怎样测量机械振动，我们常用电涡流传感器来测量振动。
2 电涡流传感器工作原理
2.1电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。
根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
2.2振动检测基本工作系统构成及原理
探头、（延伸电缆）、前置器以及被测体构成基本工作系统。电涡流探头的线圈和被测金属体之间距离的变化，可以变换为线圈的等效电感、等效阻抗和品质因素三个电参数的变化，再配以相应的前置放大器，把这三个电参数变换成电压信号，即可实现对振动的测量。
输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，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。机械振动检测过程框图如下：
其工作过程是：当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的Q值也发生变化，Q值的变化引起振荡电压幅度的变化，而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压（电流）变化，最终完成机械位移（间隙）转换成电压（电流）。
3 电涡流传感器的应用
轴的振动及轴的轴向位移均是利用涡流传感器的输出电压与其被测金属表面的垂直距离在一定范围内成正比的关系，将位移信号转换成电压信号送至监测器，从而实现监测和保护的目的。在测轴振时，常常把探头装在轴承上，探头与轴承壳变成一体，因而所测结果是轴相对于轴承壳的振动；轴向位移是指机组内部转子沿轴心方向，相对于推力轴承二者之间的间隙而言，通过对轴向位移的测量，可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的轴向变化。
4 电涡流传感器的安装
对于振动、转速探头，进行静态调整时，探头与被测轴面的间隙一般调整为传感器线性范围的中点，间隙电压通常为-10V，这样当机组热态运行时，不至于超出线性范围；对于轴位移、胀差等转轴轴向位置的测定，由于所测的是转轴转动部件与静止部件位置的相对变化量，因此需要先将转轴推至零点位置才能进行探头静态间隙的调整。
4.1探头的安装
①探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕；②为避免擦伤探头端部或监视表面，可用非金属测隙规（塞尺）测定探头的间隙，对于没有条件使用塞尺的，也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电气方法整定探头间隙；③当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.2延伸电缆的安装
延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分，是涡流传感器的一个重要组成部分，所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏，应避免延伸电缆的高温环境。探头与延伸电缆的连接处应锁紧，接头用热缩管包裹好，这样可以避免接地并防止接头松动。在盘放延伸电缆时应避免盘放半径过小而折坏电缆线。一般要求延伸电缆盘放直径不得小于55mm。
4.3前置器的安装
前置器是整个传感器系统的信号处理部分，要求将其安装在远离高温环境的地方，其周围环境应无明显的蒸汽和水珠、无腐蚀性的汽体、干燥、振动小、前置器周围的环境温度与室温相差不大的地方。安装时前置器壳体金属部分不要同机壳或大地接触。安装时必须避免有其他干扰信号影响测量电路，采用适当的隔离和屏蔽接地，将信号所受的干扰降至最低限度。
4.4转速传感器安装间隙的锁定
转速传感器可采用塞尺测量安装间隙的方法进行安装。在探头端面和被测面之间塞入设定安装间隙厚度的塞尺，常规的安装间隙约为1.3mm左右。当探头端面和被测面压紧塞尺时，紧固探头即可。
4.5轴位移的零位锁定
由于轴位移检测位置选择不同，检测方式不同（两个检测探头测同一个推力面，或者两个探头分别测推力面的正反两面）其零点锁定安装方法也存在差异，常用的轴位移传感器零位锁定须参考的因素：
a）大轴推力瓦的间隙△值
b）大轴所在位置（即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面）
c）位移监测器（量程）及传感器的校验数据
5 维护及故障处理
振动与位移的准确测量对于稳定运行至关重要，一般振动和位移探头都是成对安装的，如果其中一个不正常，若该点处的温度以及其他相关工艺指标都无异常时，就可以判断这个报警是假的。
5.1探头安装质量因素引起的故障误报警及处理
在安装探头时，用合适的工具用力上紧螺帽，螺帽松动情况在运行中基本不会出现，但由于系统的多次拆装和长期运行，中间转接接头松动，或接触不良在运行中可能会出现，这就需要在每次检修中将接头处的油污杂质清除干净，并做好接头处的绝缘密封工作，为了确保中间接头拧紧，可以在用手拧紧后，再用尖嘴钳紧固圈即可。
5.2测量线路引起的故障误报警及处理
测量线路引起的误报警必需解除相关联锁后再进行处理，对于电缆破皮，可以在破皮处缠绕耐油密封胶带或用热缩管进行收缩包裹，对于接线端子松动或接触不良可重新接线紧固端子，若线路屏蔽线接地则需要重新接线。
6结束语
电涡流传感器是一种能将机械位移转化为电信号输出的非电量电测装置，在位移、振动的测量以及材料的物理参数检测等方面有着广泛的应用，从使用的经验来看，传感器的安装规范是轴运动监视系统测量准确的前提，是减少轴运动监视系统故障的保证。
参考文献：
[1] 左国庆，明锡东，自动化仪表故障处理实例[M].北京：化学工业出版社；2002
[2] 司倩倩；电涡流传感器稳定性评价与实验研究[D]；北京化工大学；2011年
[3] 邢艳萍；郑智明；司源；冯永海；罗刚；本特利电涡流传感器的安装及常见故障处理 [J]；工业仪表与自动化装置；2011年04期
[4] 姜寅啸；汤继强；；一种电涡流位移传感器动态特性的应用分析[J]；航空精密制造技术；2011年04期
论文作者:朱雪莲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：涡流论文; 传感器论文; 位移论文; 间隙论文; 测量论文; 塞尺论文; 电缆论文; 《电力设备》2017年第6期论文;