فهم مجسات القرب (مستشعرات التيار الدوامي)

التعريف: ما هو مسبار القرب؟

A مسبار القرب، والمعروفة أيضًا باسم مسبار التيار الدوامي أو محول الإزاحة، هو مستشعر غير تلامسي يقيس المسافة (الفجوة) بين طرف المجس وهدف موصل، وهو عادةً عمود دوار. بخلاف مقاييس التسارع التي تُركّب على غلاف الآلة وتقيس الاهتزاز الهيكلي، تُركّب مجسات القرب عبر غلاف المحمل وتقيس الحركة الفعلية للعمود نفسه، نسبةً إلى محمله. هذا يجعلها المستشعر الرئيسي لحماية ومراقبة الآلات الحيوية عالية السرعة ذات المحامل ذات الغشاء السائل.

مكونات نظام مسبار القرب

يتكون نظام قياس مسبار القرب الكامل من ثلاثة مكونات متطابقة بدقة:

1. المسبار: مسبار ذو جسم ملولب، بطرف مُحكم الغلق، يحتوي على ملف سلكي. يُركّب هذا المسبار بفجوة محددة بينه وبين العمود.
2. كابل التمديد: كابل متخصص بطول محدد يربط المجس بالمحرك. طوله جزء من الضبط الإلكتروني للنظام.
3. تقريب/سائق: وحدة إلكترونية تقوم بتوليد إشارة تردد لاسلكي (RF) عالية التردد، وترسلها إلى المجس، وتقوم بفك تشفير إشارة العودة لإنتاج خرج جهد يتناسب بشكل مباشر مع الفجوة.

تم معايرة هذه المكونات الثلاثة كمجموعة واحدة ولا يمكن تبديلها بمكونات من أنظمة أخرى.

كيف يعمل؟ مبدأ التيار الدوامي

يرسل مُحدِّد القرب إشارة تردد لاسلكي إلى الملف الموجود في طرف المجس، مما يُولِّد مجالًا مغناطيسيًا. عند تقريب المجس من عمود موصل، يُحفِّز هذا المجال تيارات دائرية صغيرة، تُعرف باسم التيارات الدواميةعلى سطح العمود. تُنشئ التيارات الدوامية مجالًا مغناطيسيًا معاكسًا لها، يرصده المسبار. تتناسب شدة هذا المجال المعاكس طرديًا مع المسافة بين طرف المسبار والعمود. يقيس مُحدِّد القرب هذه التغيرات، ويُخرِج جهدًا مستمرًا يُمثِّل الفجوة المتوسطة، وجهدًا مترددًا يُمثِّل الاهتزاز الديناميكي للعمود.

ماذا تقيس مجسات القرب؟

توفر مجسات القرب قدرًا كبيرًا من المعلومات حول صحة الدوار وسلوكه الديناميكي:

• الاهتزاز الشعاعي: من خلال استخدام زوج XY (مسبارين مثبتين على مسافة 90 درجة)، يقومون بقياس اهتزاز العمود في بعدين، مما يسمح بإنشاء مدار العمود قطع أرض.
• الموضع المحوري (الدفع): يقيس مسبار مُثبَّت في نهاية العمود حركته المحورية. يُعدّ هذا ضروريًا لحماية الآلات من عطل المحمل الدفعي.
• موضع خط وسط العمود: يشير مكون الجهد المستمر للإشارة إلى الموضع المتوسط للعمود داخل محمله، والذي يستخدم لمراقبة تآكل المحمل وتغييرات المحاذاة.

– سرعة الدوران: يمكن أن يعمل المسبار الذي ينظر إلى فتحة المفتاح أو الشق الموجود على العمود كمقياس سرعة دوران موثوق للغاية.

• نفد: قياس الدوران البطيء الذي يقيس العيوب الميكانيكية والكهربائية المجمعة لسطح العمود.

المزايا والتطبيقات

تعتبر مجسات القرب هي المعيار لحماية الآلات التوربينية الكبيرة والحرجة لعدة أسباب:

• عدم الاتصال: إنها لا تلمس العمود، مما يجعلها مثالية للتطبيقات عالية السرعة.
• قياس حركة العمود مباشرة: إنهم يرون ما يفعله العمود داخل الماكينة، والذي غالبًا ما يكون أكثر أهمية مما يفعله الغلاف.
• استجابة التردد إلى 0 هرتز (تيار مستمر): يمكنهم قياس كل من الاهتزاز الديناميكي (AC) والموقع المتوسط (DC)، وهو ما لا تستطيع أجهزة قياس التسارع القيام به.
• موثوقية عالية: إنها عبارة عن أجهزة استشعار قوية ومغلقة مصممة للبيئات الصناعية القاسية.

يتم استخدامها بشكل عالمي تقريبًا في الآلات مثل التوربينات البخارية والغازية الكبيرة، والضواغط الطرد المركزي والمحورية، والمولدات التوربينية، والمضخات والمحركات الكبيرة المجهزة بمحامل الأكمام أو المحامل.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي