Siirtymäantureiden ymmärtäminen
A siirtymäanturi - jota kutsutaan myös lähestymisanturiksi, siirtymäanturiksi tai kosketuksettomaksi asentoanturiksi - mittaa kärjen ja kohdepinnan välisen kuilun koskematta siihen ja tuottaa signaalin, joka on verrannollinen seuraavaan arvoon siirtymä, yleensä mikrometreinä tai miltuumina. Kun tärinä valvonnassa siirtymäanturit asennetaan pysyvästi koneen koteloon ja suunnataan pyörivään akseliin sen radiaalisen asennon mittaamiseksi, aksiaalinen asento, ja dynaaminen tärinä, tasainen vaste DC:stä (staattinen asento) aina useisiin kilohertzeihin asti. Ylivoimaisesti yleisin tyyppi on pyörrevirta-anturi, kriittisten turbokoneiden suojauksen vakioanturi.
1. Määritelmä: Mikä on siirtymäanturi?
Siirtymäanturit ansaitsevat paikkansa arvokkaissa koneissa, koska ne mittaavat akselin todellinen liike, ei laakeripesän liikettä. Ne antavat akselin sijainnin suhteessa anturin kiinnitykseen (laakeripesään), mikä — asennuksen aikana tunnettuun laakerivälykseen viitattuna — tukee välyksen valvontaa, ja ne toimivat luotettavasti korkeissa lämpötiloissa sekä öljyisissä, likaantuneissa ympäristöissä, joissa kosketusanturit epäonnistuisivat. Tämä yhdistelmä — suora akselimittaus, DC-kyky ja kestävyys — on syy siihen, miksi ne hallitsevat pysyviä valvontajärjestelmiä, jotka on rakennettu standardien, kuten API 670.
2. Tyypit tunnistustekniikan mukaan
Useilla fysikaalisilla periaatteilla voidaan mitata rako ilman kosketusta. Teollisuudessa käytetään neljää:
- Pyörrevirta-anturit (yleisimmät): indusoivat pyörrevirtoja johtavassa kohteessa ja havaitsevat kelan impedanssin muutoksen. Ne ovat turbomoottoriteollisuuden standardi, ja niiden tyypillinen lineaarinen alue on noin 0,5-5 mm, taajuusvaste vaihtelee DC:stä 10+ kHz:iin ja ne toimivat noin 350 °C:n lämpötilaan asti.
- Kapasitiiviset anturit: mittaa anturin ja kohteen välinen kapasitanssi. Ne tarjoavat erittäin korkean resoluution (nanometrin tarkkuudella) ja toimivat ei-johtavilla kohteilla, mutta niitä käytetään pääasiassa tarkkuus- ja tutkimussovelluksissa.
- Laser-siirtymäanturit: käyttää optista kolmiomittausta tai interferometriaa kosketuksettomaan mittaukseen mahdollisesti pitkillä etäisyyksillä suurella tarkkuudella. Ne ovat kalliita ja vähemmän kestäviä, joten niitä käytetään lähinnä vianetsinnässä ja tutkimuksessa.
- Ultraäänisiirtymäanturit: käyttää lentoaikamittausta jopa useiden metrien etäisyyksillä, mutta pienemmällä resoluutiolla kuin muut tyypit, pitkien etäisyyksien erikoissovelluksia varten.
3. Tärkeimmät edut
Suora akselin mittaus
Koska anturi osoittaa suoraan akseliin, se ilmoittaa roottorin liike suhteessa laakeripesään eikä suodatettua, vaimennettua pesän värähtelyä (absoluuttisen akseliliikkeen mittaaminen vaatii lisäksi seismisen anturin pesään). Juuri tämä tekee siirtymäanturista välttämättömän vakavassa roottorin dynamiikka työ, jossa kiinnostava suure on se, miten itse akseli liikkuu välysten sisällä.
DC-vaste (nollataajuus)
Anturi mittaa staattista sijaintia 0 Hz:n taajuudella, joten sillä voidaan seurata hitaita siirtymiä, lämpökasvua ja akselin keskimääräistä sijaintia ajan mittaan. Tämä on jotain, mitä kiihtyvyysanturi periaatteessa ei voi tehdä, koska kiihtyvyysmittarit reagoivat vain muuttuvaan liikkeeseen.
Akseliin suhteutettu sijainti ja välys
Koska anturi on kiinnitetty laakeripesään, se ilmoittaa akselin sijainnin suhteessa siihen; kun rako suhteutetaan asennuksen aikana tunnettuun laakerivälykseen, tämä tukee välyksen valvontaa ja paljastaa roottorin siirtymät, jotka johtuvat laakerin kuluminen, ja voi aktivoida suojalaitteen laukaisu kun siirtymä kasvaa liian suureksi.
4. Vakioasennus
XY-anturin kokoonpano
Klassisessa järjestelyssä kaksi anturia sijoitetaan 90°:n etäisyydelle toisistaan - yleensä toinen vaakasuoraan ja toinen pystysuoraan. Yhdessä ne tallentavat akselin asennon kahdessa kohtisuorassa suunnassa, mikä mahdollistaa sen, että kiertoradan analyysi ja todellinen kaksiulotteinen kuva akselin liikkeestä. XY-pari on standardi API 670 -turbokoneiden valvonnassa.
Aksiaalinen (työntövoima) anturi
Aksiaalinen anturi on suunnattu akselin päähän tai työntökaulukseen aksiaalisen asennon mittaamiseksi ja akseliston suorituskyvyn mittaamiseksi. työntölaakeri, ja suojaa liialliselta aksiaaliliikkeeltä. Yksi tai kaksi anturia asennetaan, joista toinen on varajärjestelmä.
5. Sovellukset ja niiden vertailu
Anturin ensisijainen käyttökohde on jatkuva seuranta höyry- ja kaasuturbiinien, suurten kompressoreiden ja generaattoreiden sekä kriittisten pumppujen (API 610), joissa se tarjoaa jatkuvaa valvontaa sekä hälytys- ja laukaisutoimintoja koneiden suojaamiseksi. Roottorin dynamiikan testauksessa roottorin dynamiikan testaus sitä käytetään tunnistamaan kriittiset nopeudet, analysoida käynnistystä ja alasajoa, määrittää moodien muodot ja mitata vaimennus. Välyksen seurannassa välyksen seuranta se seuraa akselin asentoa suhteessa tiivisteisiin ja labyrintteihin, havaitsee laakerien kulumisen, joka päästää roottorin siirtymään, seuraa lämpökasvua ja auttaa estämään, että roottorin ja staattorin välinen kontakti.
Kaikista näistä syistä siirtymäanturi on ensiluokkainen valinta kriittisiin pyöriviin laitteisiin. Se on kalliimpi ja monimutkaisempi asentaa kuin kiihtyvyysanturi, ja se on pikemminkin kiinteä asennus kuin kannettava työkalu - insinöörit, jotka joutuvat tasapainottamaan tai diagnosoimaan koneen huoltokierroksella, turvautuvat useammin kannettavaan kaksikanavaiseen analysaattoriin, kuten esimerkiksi Balanset-1A seismisillä antureilla. Mutta kun tarvitaan DC-vaste, akseliin suhteutettu sijainti ja suora akselimittaus, mikään muu ei tarjoa samaa näkemystä ja suojaustasoa.
