TSI探头的工作原理1.ppt

TSI探头的工作原理、安装注意事项 2012.10.12 一、传感器 TSI系统常用的传感器一般有电涡流传感器、磁阻式传感器，速度传感器这么几种。 1、电涡流传感器 结构和工作原理：电涡流传感器主要由一个扁平线圈组成，此线圈可以是粘在框架上，也可以在框架上开槽，线圈缠绕到槽内。电涡流探头都是配有一个前置器，前置器内有晶体振荡器，他能产生一个稳定的高频电流，通过延长电缆供给探头，这个电流叫励磁电流，他进入到探头的线圈后，在探头头部形成一个高频、交变的磁场，在此高频交变磁场中的被测物体（导体）表面也将会产生电涡流i，此电涡流也将产生一磁场，根据有关定律，该电涡流磁场总是抵抗外磁场的存在，使线圈内的电涡流损耗，并引起传感器的品质因素Q及等效阻抗Z减低，总之最后推出阻抗Z的变化近似的认为是距离D变化的单函数，再配一适当的电路，可将Z的变化成比例的转化为电压变化，即实现位移与电压的转化，这就是阻抗测量法的原理。 图示 特点及用途 特点：工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点； 一般用于测量的参数：转速（电压周期性变化，测得频率就能够算出转速）、振动、轴位移、涨差、键相、偏心等； 定位：电涡流探头主要以间隙电压为定位标准。（在下面会详述） 测量影响因素： 被测体表面：被测体表面应该平整光滑，不应存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。不光滑的表面会给测量带来误差； 表面的大小：因为电涡流探头形成的磁场有一定的范围，电涡流的探头也有一定的范围，这样就对被测体表面的大小有一定要求。被测体表面是平面时；要求被测平面的直径是探头直径的1.5倍（从探头中心正对的点算），被测表面是柱体时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上，否则灵敏度降低。被测体表面越小，灵敏度下降越多。 支架的影响：支架的好坏直接决定测量的效果，这就要求支架应有足够的刚度以提高自振频率，避免或减小被测体振动时支架也同时受激自振（所以除非能够保证支架的强度，否则一般电厂不能对探头的支架进行私自改造）。 磁阻传感器 2、磁阻传感器 结构及工作原理：磁阻式传感器由铁芯、永久磁钢、感应线圈（线圈阻值一般在100Ω到上千Ω，一般是7、800Ω）组成，一般用于测转速。永久磁钢产生一定强度的磁场，当齿轮转动时，这探头与齿轮间的间隙就会成周期性的变化，其结果就是通过传感器线圈的磁通量发生周期性增减，从而在线圈中感应出成近似正弦波（见下图）的感应电势信号。 通过它的工作方式我们不难知道，这个交流的电压的频率与齿轮的齿数，齿轮的转速成正比。公式如下： f=nz f—传感器输出的频率信号（Hz）； n—转速（r/min）； z—齿轮齿数（60） 那当我们的齿轮齿数一定时，那输出的电压频率就和转速成正比。 所以我们通过测量感应电势的频率就可以推算出转速。 原理图示 磁通量该表的示图 特点及测量用途 特点：能在烟雾，汽水、油气等环境中工作；他输出的信号强，抗干扰能力强；维护成本低，不需要供电，完全靠磁电感应来测量，体积小巧。 缺点：低转速时会出现测量不准的现象。 在电厂的用途：主要用来测量汽轮机、给水泵转速等。 影响测量的因素 磁阻传感器感应电势成正弦波状，经过研究发现，感应电势的峰值与安装间隙和齿轮的转速是有一定关系的： V=K·n/d 公式中：V—峰值电压；n—转速；d—安装间隙；K—传感器的特性参数； 转速测量原理：模块在接受感应电势时，峰值超过门槛电压的才记录有效。根据公式我们可以知道，在低转速时，形成的峰值电压小，在检测时可能就会被漏掉，无法正常测量。这就是在低速时测量不准的原因。但是也不至于要到很高的转速才能显示出来，一般把探头与测速齿盘间隙适当减小就能很大程度的解决低转速测量的问题（将间隙减小到0.8或0.9mm）。 定位：磁阻传感器的安装并没有很大的要求，按照间隙安装，只要控制好间隙就好了，一般间隙控制在1mm左右。过小，容易打坏探头，过大低速测量效果会不好，出现漏测的现象。 速度式传感器 3、速度式振动传感器 结构及工作原理：速度式传感器是由一个惯性质量线圈和一个移动的磁钢壳体组成，惯性线圈通过一个一定刚度的弹簧连接在壳体上，壳体固定在被测设备上。当设备运行时线圈相对于空间是静止的，而磁钢壳体与设备连接，和设备振动的频率幅度是一样的，这样惯性线圈和磁钢的相对运动就会产生电势，该电势通过处理用来反映振动 用途：这种传感器可以用来测量轴承壳、机壳的振动，可以测量物体相对于空间的绝对振动。其显示可以是速度值大小