近接プローブ（渦電流センサー）の理解

定義: 近接プローブとは何ですか?

A 近接プローブ、または 渦電流プローブ 変位トランスデューサーは、プローブの先端と導電性ターゲット（通常は回転軸）との間の距離（ギャップ）を測定する非接触センサーです。機械の筐体に取り付けられて構造振動を測定する加速度計とは異なり、近接プローブはベアリングハウジングを通して取り付けられ、ベアリングに対するシャフト自体の実際の動きを測定します。そのため、流体膜ベアリングを備えた重要な高速機械の保護と監視において、近接プローブは主要なセンサーとなっています。

近接プローブシステムのコンポーネント

完全な近接プローブ測定システムは、正確に適合した 3 つのコンポーネントで構成されています。

1. プローブ： コイル状のワイヤーを内蔵した密閉先端部を備えたねじ込み式プローブ。シャフトとの間に所定の隙間を設けて取り付けられます。
2. 延長ケーブル: プローブとドライバーを接続する、特定の長さの専用ケーブル。このケーブルの長さはシステムの電子チューニングの一部です。
3. プロキシミター/ドライバー: 高周波無線周波数 (RF) 信号を生成し、それをプローブに送信し、戻り信号を復調してギャップに正比例する電圧出力を生成する電子モジュール。

これら 3 つのコンポーネントはセットとして調整されており、他のシステムのコンポーネントと交換することはできません。

仕組み：渦電流の原理

近接器はプローブ先端のコイルにRF信号を送り、磁場を発生させます。プローブを導電性シャフトに近づけると、この磁場によって微小な循環電流が誘導されます。 渦電流シャフト表面に渦電流が流れます。渦電流は独自の反対方向の磁場を発生させ、プローブによって検出されます。この反対方向の磁場の強さは、プローブの先端とシャフト間の距離に正比例します。近接センサはこれらの変化を測定し、平均ギャップを表す直流電圧と、シャフトの動的振動を表す交流電圧を出力します。

近接プローブは何を測定するのでしょうか?

近接プローブは、ローターの状態と動的動作に関する豊富な情報を提供します。

• ラジアル振動: XYペア（90°離して設置された2つのプローブ）を使用することで、シャフトの振動を2次元で測定し、 シャフト軌道 プロット。
• 軸方向（スラスト）位置： シャフトの端に取り付けられたプローブが軸方向の動きを測定します。これは、機械をスラストベアリングの故障から保護するために非常に重要です。
• シャフト中心線の位置: 信号の DC 電圧成分はベアリング内のシャフトの平均位置を示し、ベアリングの摩耗やアライメントの変化を監視するために使用されます。

– 回転速度: シャフトのキー溝またはノッチを観察するプローブは、信頼性の高いタコメータとして機能します。

• なくなる： シャフト表面の機械的欠陥と電気的欠陥を組み合わせて定量化するスローロール測定。

利点と用途

近接プローブは、いくつかの理由から、大型で重要なターボ機械を保護するための標準となっています。

• 非接触: シャフトに接触しないため、高速アプリケーションに最適です。
• シャフトの動きを直接測定: 彼らは機械内部のシャフトの動きを観察しますが、これはケーシングの動きよりも重要な場合が多いです。
• 0 Hzまでの周波数応答（DC）: 加速度計では測定できない動的振動 (AC) と平均位置 (DC) の両方を測定できます。
• 高い信頼性: これらは、過酷な産業環境向けに設計された堅牢な密閉型センサーです。

これらは、大型の蒸気タービンやガスタービン、遠心圧縮機や軸流圧縮機、ターボ発電機、スリーブ ベアリングやジャーナル ベアリングを備えた大型のポンプやモーターなどの機械でほぼ普遍的に使用されています。

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