Informazioni sulle sonde di prossimità (sensori a correnti parassite)

Definizione: Che cos'è una sonda di prossimità?

A sonda di prossimità, noto anche come un sonda a correnti parassite o trasduttore di spostamento, è un sensore senza contatto che misura la distanza (gap) tra la punta della sonda e un bersaglio conduttivo, che in genere è un albero rotante. A differenza degli accelerometri che sono montati sulla carcassa della macchina e misurano le vibrazioni strutturali, le sonde di prossimità sono montate attraverso l'alloggiamento del cuscinetto e misurano il movimento effettivo dell'albero stesso, rispetto al suo cuscinetto. Questo le rende il sensore principale per la protezione e il monitoraggio di macchinari critici ad alta velocità con cuscinetti a film fluido.

Componenti del sistema di sonda di prossimità

Un sistema completo di misurazione della sonda di prossimità è costituito da tre componenti abbinati con precisione:

1. Sonda: Una sonda con corpo filettato e punta sigillata contenente una bobina di filo. Questa è montata con uno spazio specifico tra essa e l'albero.
2. Cavo di prolunga: Un cavo specializzato di una lunghezza specifica che collega la sonda al driver. La sua lunghezza è parte della regolazione elettronica del sistema.
3. Proximitor / Driver: Un modulo elettronico che genera un segnale a radiofrequenza (RF) ad alta frequenza, lo invia alla sonda e demodula il segnale di ritorno per produrre un'uscita di tensione direttamente proporzionale allo spazio.

Questi tre componenti sono calibrati come un set e non sono intercambiabili con componenti di altri sistemi.

Come funziona? Il principio delle correnti parassite

Il dispositivo di prossimità invia un segnale RF alla bobina nella punta della sonda, che crea un campo magnetico. Quando la sonda viene avvicinata a un albero conduttivo, questo campo induce piccole correnti circolanti, note come correnti parassite, sulla superficie dell'albero. Le correnti parassite creano un proprio campo magnetico opposto, che viene rilevato dalla sonda. L'intensità di questo campo magnetico opposto è direttamente proporzionale alla distanza tra la punta della sonda e l'albero. Il sensore di prossimità misura queste variazioni e fornisce in uscita una tensione continua che rappresenta la distanza media e una tensione alternata che rappresenta la vibrazione dinamica dell'albero.

Cosa misurano le sonde di prossimità?

Le sonde di prossimità forniscono una grande quantità di informazioni sullo stato di salute e sul comportamento dinamico del rotore:

• Vibrazione radiale: Utilizzando una coppia XY (due sonde montate a 90° di distanza), misurano la vibrazione dell'albero in due dimensioni, consentendo la creazione di orbita dell'albero trame.
• Posizione assiale (spinta): Una sonda montata all'estremità dell'albero ne misura il movimento assiale. Questo è fondamentale per proteggere le macchine da guasti ai cuscinetti reggispinta.
• Posizione della linea centrale dell'albero: La componente di tensione CC del segnale indica la posizione media dell'albero all'interno del suo cuscinetto, che viene utilizzata per monitorare l'usura del cuscinetto e le variazioni di allineamento.

– Velocità di rotazione: Una sonda che osserva una scanalatura o una tacca sull'albero può fungere da tachimetro altamente affidabile.

• Esaurire: Una misurazione a rotolamento lento che quantifica le imperfezioni meccaniche ed elettriche combinate della superficie dell'albero.

Vantaggi e applicazioni

Le sonde di prossimità rappresentano lo standard per la protezione di turbomacchine di grandi dimensioni e di importanza critica per diversi motivi:

• Senza contatto: Non toccano l'albero, il che li rende ideali per applicazioni ad alta velocità.
• Misura direttamente il movimento dell'albero: Vedono cosa fa l'albero all'interno della macchina, il che è spesso più importante di cosa fa la carcassa.
• Risposta in frequenza a 0 Hz (CC): Possono misurare sia la vibrazione dinamica (CA) sia la posizione media (CC), cosa che gli accelerometri non possono fare.
• Alta affidabilità: Sono sensori robusti e sigillati, progettati per ambienti industriali difficili.

Sono utilizzati quasi universalmente su macchine come grandi turbine a vapore e a gas, compressori centrifughi e assiali, turbogeneratori e grandi pompe e motori dotati di cuscinetti a manicotto o a perno.

← Torna all'indice principale