درک پروبهای جریان گردابی
تعریف: پروب جریان گردابی چیست؟
پروب جریان گردابی (همچنین نامیده میشود پروب مجاورتی, (حسگر جابجایی غیر تماسی یا مبدل جریان گردابی) حسگری است که فاصله (شکاف) بین نوک پروب و یک سطح هدف رسانا را بدون تماس فیزیکی اندازهگیری میکند. لرزش برای پایش، پروبهای جریان گردابی در محفظههای ماشین نصب میشوند و به سمت شفتهای چرخان نشانه میروند تا موقعیت شعاعی شفت و ارتعاش را مستقیماً اندازهگیری کنند و اندازهگیریهای جابجایی را در مقیاس میکرومتر یا میلیلیتر با پاسخ DC تا فرکانس بالا ارائه دهند.
پروبهای جریان گردابی، استانداردی برای پایش دائمی ارتعاش در توربوماشینهای حیاتی (توربینهای بخار، توربینهای گازی، کمپرسورهای بزرگ، ژنراتورها) هستند، زیرا آنها حرکت واقعی شفت را به جای حرکت محفظه یاتاقان اندازهگیری میکنند، اطلاعات موقعیت مطلق را برای پایش لقی ارائه میدهند و در محیطهای سخت (دمای بالا، آلودگی) که در آنها حسگرهای تماسی از کار میافتند، به طور قابل اعتمادی عمل میکنند.
اصل عملیاتی
اثر جریان گردابی
- تحریک RF: سیمپیچ پروب، میدان RF با فرکانس بالا (معمولاً ۱-۲ مگاهرتز) تولید میکند.
- القای جریان گردابی: میدان RF جریانهای گردابی را در سطح رسانای شفت القا میکند
- تعامل میدانی: جریانهای گردابی میدان مغناطیسی مخالف ایجاد میکنند
- تغییر امپدانس: امپدانس سیمپیچ پروب با فاصله شکاف تغییر میکند
- اصلاح سیگنال: الکترونیک، امپدانس را به ولتاژ DC متناسب با شکاف تبدیل میکند
- خروجی: سیگنال ولتاژ نشان دهنده فاصله شفت تا پراب
رابطهی شکاف-ولتاژ
- ولتاژ خروجی با شکاف رابطه معکوس دارد
- شفت نزدیکتر → ولتاژ بالاتر
- شفت دورتر → ولتاژ پایینتر
- محدوده خطی معمولاً 0.5-2.0 میلیمتر (20-80 میل)
- کالیبره شده بر حسب میکرومتر بر ولت یا میلیلیتر بر ولت
مزایای کلیدی
اندازهگیری مستقیم شفت
- حرکت واقعی شفت را اندازهگیری میکند، نه محفظه یاتاقان را
- تحت تأثیر سختی یاتاقان یا ساختار نصب قرار نمیگیرد
- ارتعاش واقعی روتور در مقابل ارتعاش منتقل شده
- برای تحلیل دینامیک روتور حیاتی است
پاسخ DC به فرکانس بالا
- اندازهگیری از 0 هرتز (موقعیت استاتیک) تا 10+ کیلوهرتز
- ضبط صداهای آهسته، ترانزینتها و رزونانسها
- بدون محدودیت فرکانس پایین مانند شتابسنجها
- ایدهآل برای تحلیل استارتاپ/coastdown
موقعیت مطلق
- موقعیت شفت را نسبت به خط مرکزی یاتاقان تعیین میکند.
- فواصل بین آببندها و لابیرنتها را رصد میکند
- تشخیص جابجایی روتور یا سایش یاتاقان
- عملکرد حفاظتی (قطع شدن در صورت جابجایی بیش از حد)
قابلیت کار در محیطهای سخت
- غیر تماسی (بدون سایش)
- قابلیت تحمل دمای بالا (تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد)
- تحت تأثیر آلودگی روی شفت قرار نمیگیرد
- قابل اطمینان در برابر غبار روغن، بخار، گرد و غبار
نصب معمولی
جفت پروبهای XY
- دو پروب با فاصله ۹۰ درجه از هم (افقی و عمودی)
- موقعیت شفت را در هر دو جهت اندازه گیری می کند
- فعال میکند تحلیل مدار
- پیکربندی استاندارد برای توربوماشینها
پروب موقعیت محوری
- انتهای شفت رو به جلو نصب شده
- موقعیت محوری را اندازهگیری میکند و ارتعاش محوری
- وضعیت یاتاقانهای رانشی را رصد میکند
- محافظت در برابر تغییر محور روتور
الزامات نصب
- نصب صلب در محفظه یا پوشش یاتاقان
- عمود بر سطح شفت
- تنظیم فاصله مناسب (مرکز محدوده خطی)
- مسیریابی کابل و اتصال زمین طبق مشخصات
کاربردها
سیستمهای پایش دائمی
- توربوماشینهای بحرانی (توربینها، کمپرسورها > ۱۰۰۰ اسب بخار)
- نظارت مداوم با عملکردهای هشدار و قطع
- سیستمهای منطبق با استاندارد API 670
- پروبهای XY در هر یاتاقان به علاوه پروب محوری
تست دینامیک روتور
- تحلیل استارتاپ/کاهش رشد
- سرعت بحرانی شناسایی
- تحلیل مدار برای رفتار روتور
- نمودارهای بود نسل
عیبیابی
- اندازهگیری ارتعاش واقعی شفت در مقابل محفظه یاتاقان
- مشخص کنید که آیا مشکل در روتور است یا سازه
- ارزیابی وضعیت یاتاقان از روی حرکت شفت
- تأیید ترخیص کالا
پروبهای جریان گردابی استاندارد طلایی برای اندازهگیری ارتعاش شفت در ماشینآلات دوار حیاتی هستند و اندازهگیری جابجایی غیرتماسی با پاسخ DC و قابلیت اطمینان بالا را ارائه میدهند. توانایی آنها در اندازهگیری حرکت واقعی شفت، موقعیت مطلق و عملکرد در محیطهای سخت، آنها را برای نظارت بر توربوماشینها، تجزیه و تحلیل دینامیک روتور و سیستمهای حفاظتی در تجهیزات دوار با ارزش بالا ضروری میکند.