Forståelse af forskydningsprober
Definition: Hvad er en forskydningssonde?
Forskydningssonde (også kaldet nærhedssonde, forskydningssensor eller berøringsfri positionssensor) er en sensor, der måler afstanden (mellemrummet) mellem sondespidsen og en måloverflade uden fysisk kontakt og udsender et signal proportionalt med forskydning typisk i mikrometer eller mil. I vibrationer overvågning, forskydningsprober er permanent monteret i maskinhuse pegende mod roterende aksler for at måle akslens radiale position, aksial position, og dynamisk vibration med respons fra DC (statisk position) til adskillige kilohertz.
Forskydningsprober, oftest hvirvelstrømsprober, er standardsensortypen til kritiske permanente overvågningssystemer til turbomaskiner, fordi de måler den faktiske akselbevægelse direkte, giver absolut positionsinformation til overvågning af spillerum og fungerer pålideligt ved høje temperaturer og i forurenede miljøer, hvor kontaktsensorer ville være uegnede.
Typer efter teknologi
Hvirvelstrømsprober (mest almindelige)
- Brug elektromagnetisk induktion i ledende mål
- Industristandard for turbomaskineri
- Område: 0,5-5 mm typisk
- Frekvens: DC til 10+ kHz
- Temperatur: op til 350°C
Kapacitive sonder
- Mål kapacitans mellem probe og mål
- Meget høj opløsning (nanometerkapacitet)
- Virker på ikke-ledende mål
- Primært præcisionsapplikationer og forskning
Laserforskydningssensorer
- Optisk triangulering eller interferometri
- Berøringsfri, lang rækkevidde mulig
- Høj nøjagtighed
- Dyr, mindre robust
- Fejlfinding og forskningsbrug
Ultralydforskydningssensorer
- Måling af flyvetid
- Lang rækkevidde (op til flere meter)
- Lavere opløsning end andre typer
- Specialiserede applikationer
Vigtigste fordele
Direkte akselmåling
- Måler rotorbevægelse, ikke lejehus
- Ægte akselvibrationer upåvirket af lejer eller struktur
- Essentielt for rotordynamik analyse
DC-respons
- Måler statisk position (0 Hz)
- Registrerer langsomme afdrifter og termisk vækst
- Overvåger gennemsnitlig akselposition
- Accelerometre kan ikke måle DC
Absolut position
- Angiver akselposition i forhold til lejets centerlinje
- Overvågningskapacitet for frihøjde
- Registrerer rotorskift fra lejeslid
- Beskyttelsesudløsning ved for stor forskydning
Standardinstallation
XY-sondekonfiguration
- To sonder 90° fra hinanden (typisk vandret og lodret)
- Måler akselposition i to vinkelrette retninger
- Aktiverer kredsløbsanalyse og 2D-visualisering af akselbevægelser
- Standard for API 670 overvågning af turbomaskiner
Aksial sonde
- Monteret vendende aksel eller trykkrave
- Måler aksial position og axiallejets ydeevne
- Beskytter mod overdreven aksial bevægelse
- En eller to sonder (redundans)
Applikationer
Permanent overvågning (primær brug)
- Damp- og gasturbiner
- Store kompressorer og generatorer
- Kritiske pumper (API 610-specifikation)
- Kontinuerlig overvågning med alarm- og tripfunktioner
- API 670-overholdelse af maskinbeskyttelse
Test af rotordynamik
- Kritisk hastighed identifikation
- Analyse af opstart/coastdown
- Bestemmelse af tilstandsform
- Dæmpningsmåling
Overvågning af frirum
- Sporakselposition vs. tætninger, labyrinter
- Registrerer lejeslid, hvilket muliggør rotorskift
- Måling af termisk vækst
- Undgå kontakt mellem rotor og stator
Forskydningsprober er det førsteklasses sensorvalg til kritiske roterende maskiner, da de leverer omfattende information om akselposition og vibrationer, der muliggør analyse af rotordynamik, overvågning af spillerum og maskinbeskyttelse. Selvom de er dyrere og mere komplekse end accelerometre, gør deres unikke egenskaber - DC-respons, absolut position, direkte akselmåling - dem afgørende for turbomaskiner og andet roterende udstyr af høj værdi, der kræver det højeste niveau af overvågning og beskyttelse.