Pochopení sond pro měření posunutí
Definice: Co je to posuvná sonda?
Sonda posunutí (také nazývaný bezkontaktní senzor, senzor posunutí nebo bezkontaktní senzor polohy) je senzor, který měří vzdálenost (mezeru) mezi hrotem sondy a cílovým povrchem bez fyzického kontaktu a vydává signál úměrný přemístění obvykle v mikrometrech nebo milech. V vibrace monitorovací, sondy posunutí jsou trvale namontovány v pouzdrech strojů a směřují na rotující hřídele pro měření radiální polohy hřídele, axiální poloha, a dynamické vibrace s odezvou od stejnosměrného proudu (statická poloha) do několika kilohertzů.
Nejčastěji sondy posunutí sondy s vířivými proudy, jsou standardním typem senzorů pro systémy permanentního monitorování kritických turbínových strojů, protože měří přímo skutečný pohyb hřídele, poskytují absolutní informace o poloze pro monitorování vůle a spolehlivě fungují při vysokých teplotách a v kontaminovaném prostředí, kde by kontaktní senzory nebyly vhodné.
Typy podle technologie
Sondy pro měření vířivých proudů (nejběžnější)
- Použití elektromagnetické indukce ve vodivých terčích
- Průmyslový standard pro turbínové stroje
- Rozsah: typicky 0,5–5 mm
- Frekvence: DC až 10+ kHz
- Teplota: do 350 °C
Kapacitní sondy
- Změření kapacity mezi sondou a cílem
- Velmi vysoké rozlišení (nanometrový rozsah)
- Funguje na nevodivých cílech
- Primárně přesné aplikace a výzkum
Laserové senzory posunutí
- Optická triangulace nebo interferometrie
- Bezkontaktní, možný dlouhý dosah
- Vysoká přesnost
- Drahé, méně odolné
- Řešení problémů a výzkumné využití
Ultrazvukové senzory posunutí
- Měření doby letu
- Dlouhý dosah (až několik metrů)
- Nižší rozlišení než u jiných typů
- Specializované aplikace
Klíčové výhody
Přímé měření hřídele
- Měří pohyb rotoru, nikoli pouzdra ložiska
- Skutečné vibrace hřídele neovlivněné ložiskem ani konstrukcí
- Nezbytné pro dynamika rotoru analýza
Odezva stejnosměrného proudu
- Měří statickou polohu (0 Hz)
- Detekuje pomalé drifty a tepelný růst
- Monitoruje průměrnou polohu hřídele
- Akcelerometry nelze měřit stejnosměrný proud
Absolutní pozice
- Udává polohu hřídele vzhledem k ose ložiska
- Možnost monitorování vůlí
- Detekuje posuny rotoru v důsledku opotřebení ložisek
- Ochranné vypnutí při nadměrném posunutí
Standardní instalace
Konfigurace sondy XY
- Dvě sondy od sebe v úhlu 90° (obvykle horizontálně a vertikálně)
- Měří polohu hřídele ve dvou kolmých směrech
- Umožňuje analýza oběžné dráhy a 2D vizualizace pohybu hřídele
- Norma API 670 pro monitorování turbínových strojů
Axiální sonda
- Namontovaný čelní konec hřídele nebo axiální kroužek
- Měří axiální polohu a výkon axiálního ložiska
- Chrání před nadměrným axiálním pohybem
- Jedna nebo dvě sondy (redundance)
Aplikace
Trvalé monitorování (primární použití)
- Parní a plynové turbíny
- Velké kompresory a generátory
- Kritická čerpadla (specifikace API 610)
- Nepřetržité monitorování s funkcemi alarmu a vypnutí
- Shoda s normou API 670 pro ochranu strojů
Testování dynamiky rotoru
- Kritická rychlost identifikace
- Analýza spouštění/doběhu
- Určení tvaru módu
- Měření tlumení
Monitorování odbavení
- Poloha hřídele kolejnice vs. těsnění, labyrinty
- Detekce opotřebení ložisek umožňující posunutí rotoru
- Měření tepelného růstu
- Zabraňte kontaktu rotoru a statoru
Sondy posunutí jsou prémiovou volbou senzorů pro kritické rotační stroje. Poskytují komplexní informace o poloze hřídele a vibracích, které umožňují analýzu dynamiky rotoru, monitorování vůlí a ochranu strojů. I když jsou dražší a složitější než akcelerometry, jejich jedinečné schopnosti – stejnosměrná odezva, absolutní poloha, přímé měření hřídele – je činí nezbytnými pro turbínové stroje a další vysoce hodnotná rotační zařízení vyžadující nejvyšší úroveň monitorování a ochrany.