AEC電渦流傳感器應(yīng)用：

在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，主要取決于其核心—轉(zhuǎn)軸，電渦流傳感器，能直接非接觸測(cè)量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，對(duì)諸如轉(zhuǎn)子的不平衡、不對(duì)中、軸承磨損、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機(jī)械問(wèn)題的早期判定，可提供關(guān)鍵的信息。

電渦流傳感器能準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體（必須是金屬導(dǎo)體）與探頭端面之間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的相對(duì)位移變化。在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)械的狀態(tài)分析，振動(dòng)研究、分析測(cè)量中，對(duì)非接觸的高精度振動(dòng)、位移信號(hào)，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集到轉(zhuǎn)子振動(dòng)狀態(tài)的多種參數(shù)。如軸的徑向振動(dòng)、振幅以及軸向位置。從轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、軸承學(xué)的理論上進(jìn)行分析。       

二.電渦流傳感器的基本原理

  根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。

  前置器中高頻振蕩電流通過(guò)延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。當(dāng)被測(cè)金屬體靠近這一磁場(chǎng)，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時(shí)該電渦流場(chǎng)也產(chǎn)生一個(gè)方向與頭部線圈方向相反的交變磁場(chǎng)，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。

  其工作過(guò)程是：當(dāng)被測(cè)金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時(shí)，探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個(gè)隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過(guò)檢波、濾波、線性補(bǔ)償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，**終完成機(jī)械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測(cè)體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個(gè)電渦流位移傳感器的性能與被測(cè)體有關(guān)。

按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況，此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類，但從基本工作原理上來(lái)說(shuō)仍是相似的。

三．電渦流傳感器在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上的應(yīng)用

電渦流式傳感器**大的特點(diǎn)是能對(duì)位移、厚度、表面溫度、速度、 應(yīng)力、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量，另外還具有體積小，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬等特點(diǎn)，應(yīng)用極其廣泛。下面**有關(guān)旋轉(zhuǎn)機(jī)械上的應(yīng)用做進(jìn)一步的討論。

（一）軸位移的測(cè)量:

位移測(cè)量只考慮傳感器中的直流電壓成分

 1. 相對(duì)軸位移的測(cè)量

  相對(duì)軸位移指的是軸向推力軸承和導(dǎo)向盤之間在軸向的距離變化。軸向推力軸承用來(lái)承受機(jī)器中的軸向力，它要求在導(dǎo)向盤和軸承之間有一定的間隙以便能夠形成承載油膜。一般汽輪機(jī)在0.2～0.3mm之間，壓縮機(jī)組在0.4～0.6mm之間。如果小于這些間隙，軸承**會(huì)受到損壞，嚴(yán)重的導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器損壞；因此需要監(jiān)測(cè)軸的相對(duì)位移以測(cè)量軸向推力軸承的磨損情況。

  測(cè)量軸的軸向位移時(shí)，測(cè)量面應(yīng)該與軸是一個(gè)整體，這個(gè)測(cè)量面是以探頭的中心線為中心，寬度為1.5倍的探頭圓環(huán)。探頭安裝距離距止推法蘭盤不應(yīng)超過(guò)305mm，否則測(cè)量結(jié)果不僅包含軸向位移的變化，而且包含脹差在內(nèi)的變化，這樣測(cè)量的不是軸的真實(shí)位移值。

2. 相對(duì)軸膨脹測(cè)量

  相對(duì)軸膨脹（差脹）是指機(jī)器的旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件因?yàn)槭軣峄蚶鋮s導(dǎo)致的膨脹或收縮量。在旋轉(zhuǎn)機(jī)器的啟（停）機(jī)過(guò)程中因?yàn)闄C(jī)組加熱和冷卻，其轉(zhuǎn)子和機(jī)殼會(huì)發(fā)生不同的膨脹。例如，功率大于1000MW的大汽輪機(jī)的相對(duì)軸膨脹可能達(dá)到50mm。

  為了防止轉(zhuǎn)子與機(jī)殼在差脹時(shí)發(fā)生接觸，在軸肩或相對(duì)一個(gè)錐面安裝非接觸式位移傳感器測(cè)量或監(jiān)測(cè)相對(duì)軸膨脹。常用的位移傳感器有渦流式和感應(yīng)式兩種。因?yàn)榕蛎浟勘容^大，對(duì)不同測(cè)量范圍所采用的測(cè)量方式不同。

參見(jiàn)上圖(相對(duì)軸差脹測(cè)量示意圖)。

(a)為測(cè)量不超過(guò)12.5mm的相對(duì)軸膨脹，一般采用渦流傳感器在輪肩處直接測(cè)量；

(b)在輪肩兩側(cè)相對(duì)地安裝渦流傳感器，再結(jié)合監(jiān)測(cè)儀器中的疊加電路，可以測(cè)量大約25mm的相對(duì)軸膨脹；

(c)如果要測(cè)量50mm或更大的相對(duì)軸膨脹，經(jīng)常利用轉(zhuǎn)軸上錐面進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)錐面移動(dòng)時(shí)，軸向位移**轉(zhuǎn)換為較小的徑向位移，如錐角14度的錐面轉(zhuǎn)換率為1：4，對(duì)于軸在軸承中浮動(dòng)引起的真正徑向位移，可以安裝兩個(gè)渦流傳感器構(gòu)成差分電路進(jìn)行補(bǔ)償；

(d)為雙錐面采用這種方法測(cè)量相對(duì)軸位移，同樣是一傳感器測(cè)量相對(duì)軸膨脹，一個(gè)傳感器補(bǔ)償軸的徑向浮動(dòng)；

(e)如果空間有限或者軸肩太低或太小，或者相對(duì)軸膨脹太大，通常采用擺式傳感器進(jìn)行測(cè)量。擺端的磁性使得擺能跟隨軸肩運(yùn)動(dòng)，這樣通過(guò)非接觸傳感器測(cè)量擺固定點(diǎn)附近的運(yùn)動(dòng)**能測(cè)量相對(duì)軸膨脹

（二）回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量:

  回轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)誤差是指在回轉(zhuǎn)過(guò)程中回轉(zhuǎn)軸線偏離理想位置而出現(xiàn)的附加運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量，無(wú)論對(duì)于精密機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)**度，還是對(duì)于大型、高速機(jī)組（例如汽輪機(jī)一發(fā)電機(jī)組）的安全運(yùn)行都有重要意義。

  運(yùn)動(dòng)誤差是回轉(zhuǎn)軸上任何一點(diǎn)發(fā)生與軸線平行的移動(dòng)和在垂直于軸線的平面內(nèi)的移動(dòng)。前一種移動(dòng)稱為該點(diǎn)的端面運(yùn)動(dòng)誤差，后一種移動(dòng)稱為該點(diǎn)的徑向運(yùn)動(dòng)誤差。

  端面運(yùn)動(dòng)誤差因測(cè)量點(diǎn)所在半徑位置不同而異，徑向運(yùn)動(dòng)誤差則因測(cè)量點(diǎn)所在的軸向位置不同而異。所以在討論運(yùn)動(dòng)誤差時(shí)，應(yīng)指明測(cè)量點(diǎn)的位置。

  測(cè)量回轉(zhuǎn)軸的徑向運(yùn)動(dòng)誤差時(shí)，可將參考坐標(biāo)選在軸承支承孔上。這時(shí)運(yùn)動(dòng)誤差所表示的是回轉(zhuǎn)過(guò)程中回轉(zhuǎn)軸線對(duì)于支承孔的相對(duì)位移，它主要反映軸承的回轉(zhuǎn)品質(zhì)。