汽轮机故障诊断技术_第四章.ppt

* * * * * * 第五节 振动检测 三、键相位传感器 在旋转机械中，相位的含义不同于一般两正弦信号的相位差，它是指基频（以转子转速为频率）信号相对于转轴上某一确定相位标志之间的相位差。这样定义是因为旋转机械的许多故障都与基频有关。而其余的整数倍频和分数谐波的相位，都可由基频相位求得。这里所讲的确定标记在工程上通常是键相槽位置，而检测键相槽位置所用的传感器是电涡流传感器，因此而被称为“键相位传感器”。 键相位传感器检测到的信号被称为“键相位信号”，键相位信号是通过对键标记（即在被测轴上设置的一个凹槽或凸键）测量得到的。 第五节 振动检测 如图所示，当这个凹槽或凸键转到探头安装位置时，相当于探头与被测面间距突变，传感器会产生一个脉冲信号。轴第转一圈，就会产生一个脉冲信号，通过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定振动的相位角，也可用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面。同时通过对脉冲计数，还可以测量轴的转速。 第六节 轴心轨迹与轴心位置的测量 利用同一平面上两支相互垂直安装的电涡流传感器对转轴振动进行测量时，经过处理可以得到转子的轴心轨迹和轴心位置。 一、轴心轨迹的测量 轴心运动轨迹的检测是利用安装在同截面内相互垂直的两支电涡流传感器对轴颈振动测量后得到的。传感器的前置放大器输出信号经滤波后将交流分量输入示波器的x轴和y轴或监测计算机，便可以得到转子的轴心轨迹。测试系统如图所示。 第六节 轴心轨迹与轴心位置的测量 二、轴心位置的测试 如果说利用安装在同一平面内相互垂直的两支电涡流感器的交流信号可以得到轴心轨迹的话，那么利用其信号的直流部分就可以得到转子的轴心位置。 在与转子轴线垂直的平面内安装两支相互垂直的非接触式电涡流传感器。每个传感器的输出由两部分组成：一是轴心相对于固定传感器的动态运动，即交流信号输出；一是轴心相对于固定传感器的平均位置（平均间隙），即直流信号输出。显然，从传感器的输出中将代表平均间隙的直流信号分享出来，即可测得轴心的平均位置。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 汽轮机组状态监测常用传感器及振动检测方法 第四章 汽轮机组状态监测的信号主要分为以下几类： （1）变化比较缓慢的信号如主蒸汽压力、温度，再热蒸汽压力、温度，凝汽器真空，轴承的金属温度，轴向位移，差胀，缸胀等称之为慢变量信号； （2）变化比较快的振动信号，称为快变量信号。 （3）键相信号，用于控制采样、提供相位基准以及计算机组转速等用途。 本章只针对汽轮机组状态监测的振动信号、键相信号及其常用传感器及检测方法进行讨论。 第一节传感器概述 传感器是监测系统的第一个环节，其精度和可靠性直接影响着整个监测系统的工作情况。 传感器的分类方法很多，常用的有两种： （1）按传感器输入量的性质来划分，可分为加速度、速度、位移传感器等 （2）按传感器变换原理的不同可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式传感器等。 本课程只讨论汽轮机状态监测与故障诊断中使用最多的振动测量传感器。 第一节传感器概述 第二节 磁电式速度传感器 磁电式速度传感器是把被测物体的振动速度转换为感应电动势的一种传感器，它的输出电压与被测对象的振动速度成正比。常用的磁电式速度传感器按其运动部件来分有动圈式和动磁式，按其测量方式来分有惯性式和相对式。 一、结构型式 磁电式速度传感器的基本组成包括磁路系统、惯性质量、线圈和弹簧阻尼系统等四部分。磁路系统用以产生恒定的直流磁场，为减小体积，一般采用永久磁铁。线圈在磁场中切割磁场产生感应电动势，而感应电动势与磁通变化率或线圈与磁场相对运动速度成正比。运动部件为线圈的称为动圈式，运动部件为磁铁的称为动磁式。质量-弹簧阻尼系统的刚度直接影响传感器的频率响应，决定传感器的测量范围。 第二节 磁电式速度传感器 目前使用较多的磁电式速度传感器的结构形式为线圈-磁铁活动型。它可以构成绝对式和相对式速度传感器。在实际工程中，应用较多的是绝对式速度传感器，又称惯性式速度传感器。 CD-1型磁电式速度传感器 上图是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 第二节 磁电式速度传感器 片支持在壳体中。沿径向弹簧片有很