Princip bezdotykových sond (senzorů vířivých proudů)

Definice: Co je to sonda přiblížení?

A sonda přiblížení, také známý jako sonda s vířivými proudy Snímač vzdálenosti neboli snímač posunutí je bezkontaktní senzor, který měří vzdálenost (mezeru) mezi hrotem sondy a vodivým cílem, kterým je obvykle rotující hřídel. Na rozdíl od akcelerometrů, které jsou namontovány na skříni stroje a měří strukturální vibrace, jsou bezkontaktní sondy namontovány skrz pouzdro ložiska a měří skutečný pohyb samotné hřídele vzhledem k jejímu ložisku. Díky tomu jsou primárním senzorem pro ochranu a monitorování kritických vysokorychlostních strojů s fluidními ložisky.

Součásti systému bezdotykové sondy

Kompletní měřicí systém s bezdotykovou sondou se skládá ze tří přesně sladěných komponent:

1. Sonda: Sonda se závitovým tělem a utěsněnou špičkou obsahující cívku drátu. Ta je namontována se specifickou mezerou mezi ní a dříkem.
2. Prodlužovací kabel: Specializovaný kabel o určité délce, který spojuje sondu s driverem. Jeho délka je součástí elektronického ladění systému.
3. Proximitor / Řidič: Elektronický modul, který generuje vysokofrekvenční rádiový (RF) signál, odesílá jej do sondy a demoduluje zpětný signál, čímž vytváří výstupní napětí přímo úměrné mezeře.

Tyto tři komponenty jsou kalibrovány jako sada a nejsou zaměnitelné s komponenty z jiných systémů.

Jak to funguje? Princip vířivých proudů

Proximitor vysílá RF signál do cívky ve špičce sondy, který vytváří magnetické pole. Když je sonda přiblížena k vodivému hřídeli, toto pole indukuje malé cirkulující proudy, známé jako vířivé proudy, na povrchu hřídele. Vířivé proudy vytvářejí vlastní protilehlé magnetické pole, které je detekováno sondou. Síla tohoto protilehlého pole je přímo úměrná vzdálenosti mezi hrotem sondy a hřídelí. Proximitor měří tyto změny a na výstupu generuje stejnosměrné napětí, které představuje průměrnou mezeru, a střídavé napětí, které představuje dynamické vibrace hřídele.

Co měří sondy proximity?

Sondy pro měření přiblížení poskytují množství informací o stavu a dynamickém chování rotoru:

• Radiální vibrace: Pomocí páru XY (dvě sondy namontované o 90° od sebe) měří vibrace hřídele ve dvou rozměrech, což umožňuje vytvoření oběžná dráha hřídele pozemky.
• Axiální (axiální) poloha: Sonda namontovaná na konci hřídele měří její axiální pohyb. To je zásadní pro ochranu strojů před selháním axiálních ložisek.
• Poloha středové osy hřídele: Stejnosměrná napěťová složka signálu udává průměrnou polohu hřídele v ložisku, což se používá ke sledování opotřebení ložiska a změn souososti.

– Rychlost otáčení: Sonda zkoumající drážku pro pero nebo zářez na hřídeli může fungovat jako vysoce spolehlivý otáčkoměr.

• Házení: Měření pomalého odvalování, které kvantifikuje kombinované mechanické a elektrické nedokonalosti povrchu hřídele.

Výhody a aplikace

Sondy pro měření přiblížení jsou standardem pro ochranu velkých a kritických turbínových zařízení z několika důvodů:

• Bezkontaktní: Nedotýkají se hřídele, takže jsou ideální pro vysokorychlostní aplikace.
• Měří pohyb hřídele přímo: Vidí, co hřídel dělá uvnitř stroje, což je často důležitější než to, co dělá skříň.
• Frekvenční odezva do 0 Hz (DC): Mohou měřit jak dynamické vibrace (AC), tak průměrnou polohu (DC), což akcelerometry nemohou.
• Vysoká spolehlivost: Jsou to robustní, uzavřené senzory určené pro náročné průmyslové prostředí.

Používají se téměř univerzálně ve strojích, jako jsou velké parní a plynové turbíny, odstředivé a axiální kompresory, turbogenerátory a velká čerpadla a motory vybavené kluznými nebo radiálními ložisky.

← Zpět na hlavní index