Was ist eine Wirbelstromsonde? Berührungsloser Wegsensor • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was ist eine Wirbelstromsonde? Berührungsloser Wegsensor • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was ist eine Wirbelstromsonde? Berührungsloser Wegsensor

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Wirbelstromsonden verstehen

Definition: Was ist eine Wirbelstromsonde?

Wirbelstromsonde (auch genannt Näherungssensor, berührungsloser Wegsensor oder Wirbelstromwandler) ist ein Sensor, der den Abstand (Abstand) zwischen der Sondenspitze und einer leitfähigen Zieloberfläche ohne physischen Kontakt misst. In Vibration Zur Überwachung werden Wirbelstromsonden in Maschinengehäusen montiert und auf rotierende Wellen gerichtet, um die radiale Position und Vibration der Wellen direkt zu messen. Dadurch werden Verschiebungsmessungen in Mikrometern oder Mils mit Gleichstrom- bis Hochfrequenzreaktion ermöglicht.

Wirbelstromsonden sind der Standard für die permanente Schwingungsüberwachung kritischer Turbomaschinen (Dampfturbinen, Gasturbinen, große Kompressoren, Generatoren), da sie die tatsächliche Wellenbewegung und nicht die Bewegung des Lagergehäuses messen, absolute Positionsinformationen für die Spaltüberwachung liefern und in rauen Umgebungen (hohe Temperaturen, Verschmutzung) zuverlässig funktionieren, in denen Kontaktsensoren versagen würden.

Funktionsprinzip

Wirbelstromeffekt

  1. HF-Anregung: Die Sondenspule erzeugt ein hochfrequentes HF-Feld (typischerweise 1–2 MHz)
  2. Wirbelstrominduktion: HF-Feld induziert Wirbelströme in der leitfähigen Wellenoberfläche
  3. Feldinteraktion: Wirbelströme erzeugen ein entgegengesetztes Magnetfeld
  4. Impedanzänderung: Die Impedanz der Sondenspule ändert sich mit dem Spaltabstand
  5. Signalaufbereitung: Die Elektronik wandelt die Impedanz in eine Gleichspannung um, die proportional zum Abstand ist
  6. Ausgabe: Spannungssignal, das den Abstand zwischen Welle und Sonde darstellt

Lücken-Spannungs-Beziehung

  • Ausgangsspannung umgekehrt proportional zur Lücke
  • Näherer Schacht → höhere Spannung
  • Weiter Welle → geringere Spannung
  • Linearer Bereich typischerweise 0,5–2,0 mm (20–80 mils)
  • Kalibriert in µm/V oder mils/V

Hauptvorteile

Direkte Wellenmessung

  • Misst die tatsächliche Wellenbewegung, nicht das Lagergehäuse
  • Unbeeinflusst durch Lagersteifigkeit oder Montagestruktur
  • Echte Rotorschwingung vs. übertragene Schwingung
  • Entscheidend für die Rotordynamikanalyse

Gleichstrom-Hochfrequenz-Reaktion

  • Misst von 0 Hz (statische Position) bis 10+ kHz
  • Erfasst langsames Rollen, Transienten und Resonanzen
  • Keine Niederfrequenzbeschränkungen wie bei Beschleunigungsmessern
  • Ideal für die Analyse von Anlauf- und Auslaufvorgängen

Absolute Position

  • Bietet die Wellenposition relativ zur Lagermittellinie
  • Überwacht Spaltmaße zu Dichtungen, Labyrinthen
  • Erkennt Rotorverschiebungen oder Lagerverschleiß
  • Schutzfunktion (Auslösung bei zu großer Verschiebung)

Eignung für raue Umgebungen

  • Berührungslos (kein Verschleiß)
  • Hohe Temperaturbeständigkeit (bis zu 350 °C)
  • Wird durch Verunreinigungen auf der Welle nicht beeinträchtigt
  • Zuverlässig bei Ölnebel, Dampf, Staub

Typische Installation

XY-Sondenpaare

  • Zwei Sonden im 90°-Abstand (horizontal und vertikal)
  • Misst die Wellenposition in beide Richtungen
  • Ermöglicht Orbitanalyse
  • Standardkonfiguration für Turbomaschinen

Axialpositionssonde

  • Montiertes Planwellenende
  • Misst die axiale Position und axiale Schwingung
  • Überwacht den Zustand des Axiallagers
  • Schützt vor axialer Rotorverschiebung

Montageanforderungen

  • Starre Montage im Lagergehäuse oder Gehäuse
  • Senkrecht zur Wellenoberfläche
  • Geeignete Spalteinstellung (Mitte des linearen Bereichs)
  • Kabelführung und Erdung gemäß Spezifikation

Anwendungen

Permanente Überwachungssysteme

  • Kritische Turbomaschinen (Turbinen, Kompressoren > 1000 PS)
  • Kontinuierliche Überwachung mit Alarm- und Auslösefunktionen
  • API 670-konforme Systeme
  • XY-Sonden an jedem Lager plus Axialsonde

Rotordynamiktests

Fehlersuche

  • Messen Sie die tatsächliche Wellenschwingung im Vergleich zum Lagergehäuse
  • Stellen Sie fest, ob das Problem im Rotor oder in der Struktur liegt
  • Beurteilen Sie den Lagerzustand anhand der Wellenbewegung
  • Freigabeüberprüfung

Wirbelstromsonden sind der Goldstandard für die Wellenschwingungsmessung in kritischen rotierenden Maschinen. Sie ermöglichen eine berührungslose Wegmessung mit Gleichstromreaktion und hoher Zuverlässigkeit. Ihre Fähigkeit, die tatsächliche Wellenbewegung und die absolute Position zu messen und in rauen Umgebungen zu funktionieren, macht sie unverzichtbar für die Überwachung von Turbomaschinen, die Analyse der Rotordynamik und Schutzsysteme an hochwertigen rotierenden Maschinen.

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