Comprensione delle sonde di spostamento
Definizione: Che cos'è una sonda di spostamento?
Sonda di spostamento (chiamato anche sonda di prossimità, sensore di spostamento o sensore di posizione senza contatto) è un sensore che misura la distanza (spazio) tra la punta della sonda e una superficie bersaglio senza contatto fisico, emettendo un segnale proporzionale a spostamento tipicamente in micrometri o mil. In vibrazione monitoraggio, le sonde di spostamento sono montate in modo permanente nelle carcasse delle macchine e puntano verso gli alberi rotanti per misurare la posizione radiale dell'albero, posizione assiale, e vibrazione dinamica con risposta da CC (posizione statica) a diversi kilohertz.
Sonde di spostamento, più comunemente sonde a correnti parassite, sono il tipo di sensore standard per i sistemi di monitoraggio permanente delle turbomacchine critiche perché misurano direttamente il movimento effettivo dell'albero, forniscono informazioni sulla posizione assoluta per il monitoraggio del gioco e funzionano in modo affidabile ad alte temperature e in ambienti contaminati in cui i sensori di contatto non sarebbero adatti.
Tipi per tecnologia
Sonde a correnti parassite (le più comuni)
- Utilizzare l'induzione elettromagnetica nei bersagli conduttivi
- Standard industriale per turbomacchine
- Intervallo: tipico 0,5-5 mm
- Frequenza: da CC a 10+ kHz
- Temperatura: fino a 350°C
Sonde capacitive
- Misurare la capacità tra la sonda e il bersaglio
- Risoluzione molto elevata (capacità nanometrica)
- Funziona su bersagli non conduttivi
- Principalmente applicazioni di precisione e ricerca
Sensori di spostamento laser
- Triangolazione ottica o interferometria
- Senza contatto, possibile lunga gittata
- Alta precisione
- Costoso, meno robusto
- Risoluzione dei problemi e utilizzo della ricerca
Sensori di spostamento ultrasonici
- Misurazione del tempo di volo
- Lunga gittata (fino a diversi metri)
- Risoluzione inferiore rispetto ad altri tipi
- Applicazioni specializzate
Vantaggi principali
Misurazione diretta dell'albero
- Misura il movimento del rotore, non l'alloggiamento del cuscinetto
- Vibrazione reale dell'albero non influenzata dal cuscinetto o dalla struttura
- Essenziale per dinamica del rotore analisi
Risposta DC
- Misura la posizione statica (0 Hz)
- Rileva derive lente e crescita termica
- Monitora la posizione media dell'albero
- Accelerometri non è possibile misurare la corrente continua
Posizione assoluta
- Fornisce la posizione dell'albero rispetto alla linea centrale del cuscinetto
- Capacità di monitoraggio della distanza
- Rileva gli spostamenti del rotore dovuti all'usura dei cuscinetti
- Viaggio di protezione in caso di spostamento eccessivo
Installazione standard
Configurazione della sonda XY
- Due sonde a 90° di distanza (tipicamente orizzontale e verticale)
- Misura la posizione dell'albero in due direzioni perpendicolari
- Abilita analisi dell'orbita e visualizzazione del movimento dell'albero 2D
- Standard per il monitoraggio delle turbomacchine API 670
Sonda assiale
- Montato di fronte all'estremità dell'albero o al collare di spinta
- Misura la posizione assiale e le prestazioni del cuscinetto reggispinta
- Protegge da eccessivi movimenti assiali
- Una o due sonde (ridondanza)
Applicazioni
Monitoraggio permanente (uso primario)
- Turbine a vapore e a gas
- Grandi compressori e generatori
- Pompe critiche (specifica API 610)
- Monitoraggio continuo con funzioni di allarme e di sgancio
- Conformità API 670 per la protezione dei macchinari
Test dinamici del rotore
- Velocità critica identificazione
- Analisi di avvio/down
- Determinazione della forma modale
- Misurazione dello smorzamento
Monitoraggio dell'autorizzazione
- Posizione dell'albero di trasmissione rispetto a guarnizioni, labirinti
- Rileva l'usura dei cuscinetti consentendo lo spostamento del rotore
- Misurazione della crescita termica
- Prevenire il contatto rotore-statore
Le sonde di spostamento rappresentano la scelta di sensori di prima qualità per macchinari rotanti critici, poiché forniscono informazioni complete sulla posizione dell'albero e sulle vibrazioni, consentendo l'analisi della dinamica del rotore, il monitoraggio del gioco e la protezione della macchina. Sebbene più costose e complesse degli accelerometri, le loro capacità uniche – risposta in corrente continua, posizione assoluta, misurazione diretta dell'albero – le rendono essenziali per turbomacchine e altre apparecchiature rotanti di alto valore che richiedono il massimo livello di monitoraggio e protezione.