Κατανόηση των αισθητήρων Eddy Current
Ορισμός: Τι είναι ένας αισθητήρας δινορευμάτων;
Αισθητήρας δινορευμάτων (ονομάζεται επίσης ανιχνευτής εγγύτητας, αισθητήρας μετατόπισης χωρίς επαφή ή μετατροπέας δινορευμάτων) είναι ένας αισθητήρας που μετρά την απόσταση (κενό) μεταξύ της άκρης του αισθητήρα και μιας αγώγιμης επιφάνειας στόχου χωρίς φυσική επαφή. δόνηση Για την παρακολούθηση, οι αισθητήρες δινορευμάτων είναι τοποθετημένοι σε περιβλήματα μηχανών που δείχνουν προς τους περιστρεφόμενους άξονες για να μετρούν απευθείας την ακτινική θέση και τους κραδασμούς του άξονα, παρέχοντας μετρήσεις μετατόπισης σε μικρόμετρα ή μιλς με απόκριση DC σε υψηλή συχνότητα.
Οι αισθητήρες δινορευμάτων αποτελούν το πρότυπο για τη μόνιμη παρακολούθηση κραδασμών σε κρίσιμα στροβιλομηχανήματα (ατμοστρόβιλοι, αεριοστρόβιλοι, μεγάλοι συμπιεστές, γεννήτριες) επειδή μετρούν την πραγματική κίνηση του άξονα και όχι την κίνηση του περιβλήματος του ρουλεμάν, παρέχουν απόλυτες πληροφορίες θέσης για την παρακολούθηση του διάκενου και λειτουργούν αξιόπιστα σε σκληρά περιβάλλοντα (υψηλή θερμοκρασία, μόλυνση) όπου οι αισθητήρες επαφής θα μπορούσαν να αποτύχουν.
Αρχή Λειτουργίας
Φαινόμενο Δινορευμάτων
- Διέγερση RF: Το πηνίο αισθητήρα παράγει πεδίο RF υψηλής συχνότητας (συνήθως 1-2 MHz)
- Επαγωγή Δινορευμάτων: Το πεδίο RF προκαλεί δινορρεύματα στην αγώγιμη επιφάνεια του άξονα
- Αλληλεπίδραση πεδίου: Τα δινορρεύματα δημιουργούν αντίθετο μαγνητικό πεδίο
- Αλλαγή σύνθετης αντίστασης: Η σύνθετη αντίσταση του πηνίου του αισθητήρα αλλάζει με την απόσταση του διακένου
- Προετοιμασία σήματος: Τα ηλεκτρονικά μετατρέπουν την αντίσταση σε τάση DC ανάλογα με το κενό
- Έξοδος: Σήμα τάσης που αντιπροσωπεύει την απόσταση άξονα-αισθητήρα
Σχέση Διακένου-Τάσης
- Τάση εξόδου αντιστρόφως ανάλογη με το κενό
- Πιο κοντά άξονας → υψηλότερη τάση
- Πιο μακρύς άξονας → χαμηλότερη τάση
- Γραμμικό εύρος συνήθως 0,5-2,0 mm (20-80 mils)
- Βαθμονομημένο σε µm/V ή mils/V
Βασικά πλεονεκτήματα
Άμεση μέτρηση άξονα
- Μετράει την πραγματική κίνηση του άξονα, όχι το περίβλημα του ρουλεμάν
- Δεν επηρεάζεται από την ακαμψία του ρουλεμάν ή τη δομή στήριξης
- Πραγματική δόνηση ρότορα έναντι μεταδιδόμενης δόνησης
- Κρίσιμο για την ανάλυση δυναμικής του ρότορα
Απόκριση DC σε υψηλή συχνότητα
- Μετράει από 0 Hz (στατική θέση) έως 10+ kHz
- Καταγράφει αργή κύλιση, μεταβατικά φαινόμενα, συντονισμούς
- Δεν υπάρχουν περιορισμοί χαμηλής συχνότητας όπως τα επιταχυνσιόμετρα
- Ιδανικό για ανάλυση εκκίνησης/αδράνειας
Απόλυτη Θέση
- Παρέχει τη θέση του άξονα σε σχέση με την κεντρική γραμμή του ρουλεμάν
- Παρακολουθεί τις αποστάσεις από τις σφραγίδες, τους λαβύρινθους
- Ανιχνεύει μετατοπίσεις ρότορα ή φθορά ρουλεμάν
- Λειτουργία προστασίας (ενεργοποίηση σε περίπτωση υπερβολικής μετατόπισης)
Δυνατότητα αντιμετώπισης σκληρών περιβαλλόντων
- Χωρίς επαφή (χωρίς φθορά)
- Δυνατότητα αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες (έως 350°C)
- Δεν επηρεάζεται από τη μόλυνση στον άξονα
- Αξιόπιστο σε ομίχλη λαδιού, ατμό, σκόνη
Τυπική εγκατάσταση
Ζεύγη ανιχνευτών XY
- Δύο αισθητήρες σε απόσταση 90° μεταξύ τους (οριζόντια και κάθετη)
- Μετράει τη θέση του άξονα και στις δύο κατευθύνσεις
- Ενεργοποιεί ανάλυση τροχιάς
- Τυπική διαμόρφωση για στροβιλομηχανές
Αξονικός αισθητήρας θέσης
- Τοποθετημένο άκρο άξονα με όψη προς τα εμπρός
- Μετράει την αξονική θέση και αξονική δόνηση
- Παρακολουθεί την κατάσταση των ρουλεμάν ώθησης
- Προστατεύει από την αξονική μετατόπιση του ρότορα
Απαιτήσεις τοποθέτησης
- Άκαμπτη τοποθέτηση σε περίβλημα ή περίβλημα ρουλεμάν
- Κάθετα στην επιφάνεια του άξονα
- Κατάλληλη ρύθμιση διακένου (κέντρο γραμμικού εύρους)
- Δρομολόγηση καλωδίων και γείωση σύμφωνα με τις προδιαγραφές
Εφαρμογές
Συστήματα Μόνιμης Παρακολούθησης
- Κρίσιμα στροβιλομηχανήματα (στρόβιλοι, συμπιεστές > 1000 HP)
- Συνεχής παρακολούθηση με λειτουργίες συναγερμού και διακοπής λειτουργίας
- Συστήματα συμβατά με API 670
- Αισθητήρες XY σε κάθε ρουλεμάν συν τον αξονικό αισθητήρα
Δοκιμή Δυναμικής Ρότορα
- Ανάλυση εκκίνησης/αδράνειας
- Κρίσιμη ταχύτητα αναγνώριση
- Ανάλυση τροχιάς για τη συμπεριφορά του ρότορα
- Διαγράμματα Bode παραγωγή
Αντιμετώπιση προβλημάτων
- Μετρήστε την πραγματική δόνηση του άξονα σε σχέση με το περίβλημα του ρουλεμάν
- Προσδιορίστε εάν υπάρχει πρόβλημα στον ρότορα ή στη δομή
- Αξιολόγηση της κατάστασης του ρουλεμάν από την κίνηση του άξονα
- Επαλήθευση εκκαθάρισης
Οι αισθητήρες δινορευμάτων αποτελούν το χρυσό πρότυπο για τη μέτρηση κραδασμών άξονα σε κρίσιμα περιστρεφόμενα μηχανήματα, παρέχοντας μέτρηση μετατόπισης χωρίς επαφή με απόκριση συνεχούς ρεύματος και υψηλή αξιοπιστία. Η ικανότητά τους να μετρούν την πραγματική κίνηση του άξονα, την απόλυτη θέση και να λειτουργούν σε αντίξοα περιβάλλοντα τα καθιστά απαραίτητα για την παρακολούθηση στροβιλομηχανών, την ανάλυση δυναμικής του ρότορα και τα συστήματα προστασίας σε περιστρεφόμενο εξοπλισμό υψηλής αξίας.