Разбиране на сондите за вихрови токове
Определение: Какво е сонда за вихрови токове?
Сонда за вихрови токове (наричан още сонда за близост, безконтактен сензор за изместване или преобразувател на вихрови токове) е сензор, който измерва разстоянието (пролуката) между върха на сондата и проводимата целева повърхност без физически контакт. В вибрация За мониторинг, сонди с вихрови токове се монтират в корпуси на машини, насочени към въртящи се валове, за да измерват директно радиалното положение на вала и вибрациите, осигурявайки измервания на изместване в микрометри или мили с DC до високочестотен отклик.
Сондите за вихрови токове са стандартът за постоянно наблюдение на вибрациите на критични турбомашини (парни турбини, газови турбини, големи компресори, генератори), защото те измерват действителното движение на вала, а не движението на корпуса на лагера, предоставят информация за абсолютна позиция за наблюдение на хлабините и работят надеждно в тежки условия (висока температура, замърсяване), където контактните сензори биха се повредили.
Принцип на действие
Ефект на вихровите токове
- RF възбуждане: Сондата генерира високочестотно радиочестотно поле (обикновено 1-2 MHz)
- Индукция на вихрови токове: Радиочестотното поле индуцира вихрови токове в проводимата повърхност на вала
- Взаимодействие на полето: Вихровите токове създават противоположно магнитно поле
- Промяна на импеданса: Импедансът на сондата се променя с разстоянието между тях
- Кондициониране на сигнала: Електрониката преобразува импеданса в постоянно напрежение, пропорционално на междината
- Изход: Сигнал на напрежение, представляващ разстоянието от вала до сондата
Връзка между междина и напрежение
- Изходното напрежение е обратно пропорционално на междината
- Затварящ вал → по-високо напрежение
- По-далечен вал → по-ниско напрежение
- Линеен диапазон обикновено 0,5-2,0 мм (20-80 мила)
- Калибрира се в µm/V или mils/V
Основни предимства
Директно измерване на вала
- Измерва действителното движение на вала, а не на корпуса на лагера
- Не се влияе от твърдостта на лагера или монтажната конструкция
- Истинска вибрация на ротора спрямо предадена вибрация
- Критично за анализа на динамиката на ротора
DC към високочестотен отговор
- Измерва от 0 Hz (статично положение) до 10+ kHz
- Улавя бавно търкаляне, преходни процеси, резонанси
- Няма ограничения за ниски честоти, като акселерометри
- Идеален за анализ на стартиране/износване
Абсолютна позиция
- Осигурява позицията на вала спрямо централната линия на лагера
- Следи хлабините до уплътнения, лабиринти
- Открива измествания на ротора или износване на лагерите
- Защитна функция (изключване при прекомерно изместване)
Възможност за работа в тежки условия на околната среда
- Безконтактен (без износване)
- Високотемпературна устойчивост (до 350°C)
- Не се влияе от замърсяване на вала
- Надежден в маслена мъгла, пара, прах
Типична инсталация
XY двойки сонди
- Две сонди, разположени на 90° една от друга (хоризонтално и вертикално)
- Измерва положението на вала в двете посоки
- Активира анализ на орбитата
- Стандартна конфигурация за турбомашини
Сонда за аксиално положение
- Монтиран край на вала с лицева страна
- Измерва аксиалното положение и аксиални вибрации
- Следи състоянието на аксиалните лагери
- Предпазва от аксиално изместване на ротора
Изисквания за монтаж
- Твърд монтаж в корпуса или корпуса на лагера
- Перпендикулярно на повърхността на вала
- Подходяща настройка на разстоянието (център на линейния диапазон)
- Прокарване на кабели и заземяване съгласно спецификациите
Приложения
Системи за постоянно наблюдение
- Критични турбомашини (турбини, компресори > 1000 к.с.)
- Непрекъснато наблюдение с функции за аларма и изключване
- Системи, съвместими с API 670
- XY сонди на всеки лагер плюс аксиална сонда
Тестване на динамиката на ротора
- Анализ на стартиране/износване
- Критична скорост идентификация
- Орбитален анализ за поведение на ротора
- Диаграми на Боде поколение
Отстраняване на неизправности
- Измерете действителната вибрация на вала спрямо корпуса на лагера
- Определете дали проблемът е в ротора или структурата
- Оценка на състоянието на лагера от движението на вала
- Проверка на разрешението
Сондите за вихрови токове са златният стандарт за измерване на вибрациите на вала в критични въртящи се машини, осигурявайки безконтактно измерване на изместване с DC реакция и висока надеждност. Способността им да измерват действителното движение на вала, абсолютната позиция и да работят в тежки условия ги прави незаменими за мониторинг на турбомашини, анализ на динамиката на ротора и защитни системи на висококачествено въртящо се оборудване.