Разбиране на сондите за близост (сензори за вихрови токове)

Определение: Какво е сонда за близост?

A сонда за близост, известен също като сонда за вихрови токове или преобразувател на изместване, е безконтактен сензор, който измерва разстоянието (пролуката) между върха на сондата и проводима цел, която обикновено е въртящ се вал. За разлика от акселерометрите, които са монтирани на корпуса на машината и измерват структурните вибрации, сондите за близост се монтират през корпуса на лагера и измерват действителното движение на самия вал спрямо неговия лагер. Това ги прави основен сензор за защита и наблюдение на критични, високоскоростни машини с флуидно-филмови лагери.

Компоненти на системата за сонда за близост

Пълната система за измерване на безконтактен сензор се състои от три прецизно съчетани компонента:

1. Сонда: Сонда с резбовано тяло и запечатан връх, съдържащ намотка от тел. Монтирана е с определена междина между нея и вала.
2. Удължителен кабел: Специализиран кабел с определена дължина, който свързва сондата с драйвера. Дължината му е част от електронната настройка на системата.
3. Проксимитор / Шофьор: Електронен модул, който генерира високочестотен радиочестотен (RF) сигнал, изпраща го към сондата и демодулира обратния сигнал, за да произведе изходно напрежение, пряко пропорционално на разстоянието между тях.

Тези три компонента са калибрирани като комплект и не са взаимозаменяеми с компоненти от други системи.

Как работи? Принципът на вихровите токове

Проксимиторът изпраща радиочестотен сигнал към бобината във върха на сондата, което създава магнитно поле. Когато сондата се доближи до проводим вал, това поле индуцира малки циркулиращи токове, известни като вихрови токове, върху повърхността на вала. Вихровите токове създават свое собствено противоположно магнитно поле, което се открива от сондата. Силата на това противоположно поле е право пропорционална на разстоянието между върха на сондата и вала. Проксимиторът измерва тези промени и извежда постоянно напрежение, което представлява средната междина, и променливо напрежение, което представлява динамичната вибрация на вала.

Какво измерват сондите за близост?

Сондите за близост предоставят богата информация за състоянието и динамичното поведение на ротора:

• Радиални вибрации: Чрез използване на XY двойка (две сонди, монтирани на 90° една от друга), те измерват вибрациите на вала в две измерения, което позволява създаването на орбита на вала парцели.
• Аксиално (тягово) положение: Сонда, монтирана в края на вала, измерва аксиалното му движение. Това е от решаващо значение за предпазване на машините от повреда на аксиалните лагери.
• Положение на централната линия на вала: Компонентът на постояннотоковото напрежение на сигнала показва средната позиция на вала в лагера му, което се използва за наблюдение на износването на лагерите и промените в подравняването.

– Скорост на въртене: Сонда, която наблюдава шпонков канал или прорез на вала, може да действа като високонадежден тахометър.

• Биене: Измерване при бавно търкаляне, което определя количествено комбинираните механични и електрически несъвършенства на повърхността на вала.

Предимства и приложения

Сондите за близост са стандартът за защита на големи, критични турбомашини по няколко причини:

• Безконтактно: Те не докосват вала, което ги прави идеални за високоскоростни приложения.
• Директно измерва движението на вала: Те виждат какво прави валът вътре в машината, което често е по-важно от това какво прави корпусът.
• Честотна характеристика до 0 Hz (DC): Те могат да измерват както динамичните вибрации (AC), така и средната позиция (DC), което акселерометрите не могат.
• Висока надеждност: Те са здрави, запечатани сензори, проектирани за тежки промишлени условия.

Те се използват почти повсеместно в машини като големи парни и газови турбини, центробежни и аксиални компресори, турбогенератори и големи помпи и двигатели, оборудвани с втулкови или плъзгащи лагери.

← Обратно към основния индекс