Forståelse af hvirvelstrømsprober
Definition: Hvad er en hvirvelstrømssonde?
Hvirvelstrømssonde (også kaldet nærhedssonde, berøringsfri forskydningssensor eller hvirvelstrømstransducer) er en sensor, der måler afstanden (mellemrummet) mellem probespidsen og en ledende måloverflade uden fysisk kontakt. I vibrationer Til overvågning monteres hvirvelstrømsprober i maskinhuse, der peger mod roterende aksler, for at måle akslens radiale position og vibration direkte. Dette giver forskydningsmålinger i mikrometer eller mils med DC- til højfrekvensrespons.
Hvirvelstrømsprober er standarden for permanent vibrationsovervågning på kritiske turbomaskiner (dampturbiner, gasturbiner, store kompressorer, generatorer), fordi de måler den faktiske akselbevægelse i stedet for lejehusets bevægelse, giver absolut positionsinformation til overvågning af spillerum og fungerer pålideligt i barske miljøer (høj temperatur, kontaminering), hvor kontaktsensorer ville svigte.
Driftsprincip
Hvirvelstrømseffekt
- RF-excitation: Probespole genererer et højfrekvent RF-felt (typisk 1-2 MHz)
- Hvirvelstrømsinduktion: RF-felt inducerer hvirvelstrømme i ledende akseloverflade
- Feltinteraktion: Hvirvelstrømme skaber modsatrettet magnetfelt
- Impedansændring: Probespoleimpedans ændrer sig med mellemrumsafstand
- Signalbehandling: Elektronik konverterer impedans til DC-spænding proportionalt med gab
- Output: Spændingssignal, der repræsenterer afstanden mellem aksel og sonde
Gap-Speed-forhold
- Udgangsspænding omvendt proportional med mellemrummet
- Tættere aksel → højere spænding
- Længere aksel → lavere spænding
- Lineært område typisk 0,5-2,0 mm (20-80 mils)
- Kalibreret i µm/V eller mils/V
Vigtigste fordele
Direkte akselmåling
- Måler den faktiske akselbevægelse, ikke lejehuset
- Upåvirket af lejestivhed eller monteringsstruktur
- Ægte rotorsvingninger vs. transmitteret vibration
- Kritisk for analyse af rotordynamik
DC til højfrekvent respons
- Måler fra 0 Hz (statisk position) til 10+ kHz
- Opfanger langsom rulning, transienter og resonanser
- Ingen lavfrekvensbegrænsninger som accelerometre
- Ideel til opstarts-/coastdown-analyse
Absolut position
- Angiver akselposition i forhold til lejets centerlinje
- Overvåger afstande til tætninger, labyrinter
- Registrerer rotorskift eller lejeslid
- Beskyttelsesfunktion (udløsning ved for stor forskydning)
Kapacitet i barske miljøer
- Kontaktløs (ingen slid)
- Høj temperaturkapacitet (op til 350°C)
- Ikke påvirket af kontaminering på akslen
- Pålidelig i olietåge, damp og støv
Typisk installation
XY-probepar
- To sonder 90° fra hinanden (vandret og lodret)
- Måler akselposition i begge retninger
- Aktiverer kredsløbsanalyse
- Standardkonfiguration for turbomaskineri
Aksial positionssonde
- Monteret vendt akselende
- Måler aksial position og aksial vibration
- Overvåger axiallejernes tilstand
- Beskytter mod aksial rotorforskydning
Monteringskrav
- Fast montering i lejehus eller -hus
- Vinkelret på akseloverfladen
- Passende mellemrumsindstilling (midten af det lineære område)
- Kabelføring og jording i henhold til specifikationer
Applikationer
Permanente overvågningssystemer
- Kritisk turbomaskineri (turbiner, kompressorer > 1000 HK)
- Kontinuerlig overvågning med alarm- og tripfunktioner
- API 670-kompatible systemer
- XY-sonder ved hvert leje plus aksial sonde
Test af rotordynamik
- Analyse af opstart/coastdown
- Kritisk hastighed identifikation
- Baneanalyse for rotoradfærd
- Bode-plot generation
Fejlfinding
- Mål den faktiske akselvibration vs. lejehuset
- Undersøg om der er et problem i rotoren eller strukturen
- Vurder lejets tilstand ud fra akselbevægelse
- Godkendelsesverifikation
Hvirvelstrømsprober er guldstandarden for måling af akselvibrationer i kritiske roterende maskiner, da de giver berøringsfri måling af forskydning med DC-respons og høj pålidelighed. Deres evne til at måle faktisk akselbevægelse, absolut position og fungere i barske miljøer gør dem uundværlige til overvågning af turbomaskiner, analyse af rotordynamik og beskyttelsessystemer på roterende udstyr af høj værdi.