机械故障诊断—Ch03 故障诊断系统与传感器原理..ppt

Ch3 故障诊断系统与传感器原理 三 电涡流式传感器 电涡流式传感器是建立在涡流效应原理上的传感器。 2 电涡流式传感器的结构 电涡流式传感器的结构如下图所示。 2 电涡流式传感器的结构 3 涡流式传感器的工作原理 涡流式传感器是建立在涡流效应原理上的传感器。 4 涡流式传感器的型式 涡流式传感器的型式规格 不同规格的涡流式传感器 5 电涡流式传感器的安装 1° 各探头间的距离 探头头部线圈中的电流会在头部周围会产生磁场，因此在安装时要注意两个探头的安装距离不能太近，否则两探头之间会互相干扰(如图所示)，在输出信号上叠加两探头的差频信号，造成测量结果的失真，这种情况称之为相邻干扰。 相邻干扰与被测体的形状，探头的头部直径以及安装方式等有关。通常情况下探头之间的最小距离见下表。 2°探头与安装面之间的距离 探头头部发射的磁场在径向和轴向上都有一定的扩散。因此在安装时，就必须考虑安装面金属导体材料的影响，应保证探头的头部与安装面之间不小于一定的距离，工程塑料头部体要完全露出安装面，否则应将安装面加工成平底孔或倒角，如图所示。 3° 探头安装支架选择 实际的测量值是被测体相对于探头的相对值，而需要的测量结果是被测体相对于其基座的，因此探头必须牢固地安装在基座上，通常需要用安装支架来固定探头。对于不同的测量要求和不同的结构，安装支架的形状和尺寸各种各样，常用的有机器内部探头安装支架和机外部探头安装支架。 6 常用传感器与生产厂商 世界上第一支工业用电涡流位移传感器是由美国Bently公司研制开发的，Bently公司在电涡流位移传感器的制造水平上一直处于领先地位。德国申克公司在一体化传感器系统、美国迈确公司在标准信号输出传感器系统方面也有一定优势。国产传感器近年来制造技术水平也迅速提高，广州精信公司、上海瑞视公司、北京测振仪器厂的产品目前也大量投人工程应用，已大批用于替代同类进口产品。 四 传感器选用 1 传感器及测量参数的频率范围和动态范围 2 主要考虑的因素 1o 被测对象的部位及常见故障 2o 机械阻抗 3o 轴承的类型 4o 被测部位的环境 5o 被测振动参量相互间的关系 机械故障诊断—§ 3-3故障诊断系统的常用传感器 1 绝对式速度传感器 CD-1型磁电式绝对速度传感器（速度拾振器）的结构，它的壳体与磁钢构成一体，并在它们之间的气隙形成强磁场。芯轴、线圈和阻尼环构成惯性系统的质量块，并用两弹簧片支持在壳体中。沿径向弹簧片有很大的刚度，能可靠地保持线圈的径向位置；沿轴向弹簧片的刚度很小，以保证惯性系统具有较低的固有频率。 机械故障诊断—§ 3-3故障诊断系统的常用传感器 当速度拾振器承受沿其轴向的振动时，包括线圈在内的“质量块”与壳体发生相对运动，线圈在壳体和磁钢之间的气隙中切割磁力线，产生感应电动势e，感应电动势e的大小与相对速度成正比。如前所述，当ω》ωn时，相对速度可以看成壳体的绝对速度，所以，输出电压实际上与壳体的绝对速度成正比。 阻尼环一方面可以增加质量块的质量，另一方面利用这样的闭合铜环在磁场中运动将产生一定的阻尼作用，使振动系统有较大的阻尼率，以减小共振对测量精度的影响，并能扩大速度拾振器的频率范围，同时有助于衰减意外引起的自由振动和冲击。 机械故障诊断—§ 3-3故障诊断系统的常用传感器 2 相对式速度传感器 磁电式传感器也常用来将两被测物体之间的相对速度变换成电压信号，这种相对速度拾振器的结构如图所示。使用时，壳体固定在一个被测件上，而顶杆压在另一个被测件上，两被测件之间的相对速度就被变换成线圈与壳体和磁钢之间的相对速度，而最终在线圈中产生与相对速度成正比的电动势。 由于顶杆是靠预加的弹簧力顶在被测件上的，因此拾振器正常工作时顶杆不能与被测件脱开，这就要求预加弹簧力必须大于线圈-顶杆组件的惯性力。考虑到惯性力与ω2X（ω为振动角频率；X为振幅）成正比，因此，这种拾振器能够测量的最大振幅将随振动频率的增加而急剧减小。 机械故障诊断—§ 3-3故障诊断系统的常用传感器 3 性能特点及应用领域 磁电式速度传感器的性能特点如下： (1)输出信号与振动速度成正比，因此较好地兼顾了高频和低频振动，符合目前ISO标准对旋转机械的振动评判标准； (2)由永久磁铁感应出电动势，