Forstå virvelstrømsonder
Definisjon: Hva er en virvelstrømssonde?
Virvelstrømssonde (også kalt nærhetssonde, berøringsfri forskyvningssensor eller virvelstrømstransduser) er en sensor som måler avstanden (gapet) mellom probespissen og en ledende måloverflate uten fysisk kontakt. I vibrasjon Overvåking monteres virvelstrømsonder i maskinhus som peker mot roterende aksler for å måle akselens radielle posisjon og vibrasjon direkte, og gir forskyvningsmålinger i mikrometer eller mils med likestrøm til høyfrekvensrespons.
Virvelstrømsonder er standarden for permanent vibrasjonsovervåking på kritisk turbomaskineri (dampturbiner, gassturbiner, store kompressorer, generatorer) fordi de måler faktisk akselbevegelse i stedet for lagerhusbevegelse, gir absolutt posisjonsinformasjon for klaringovervåking og fungerer pålitelig i tøffe miljøer (høy temperatur, forurensning) der kontaktsensorer ville svikte.
Driftsprinsipp
Virvelstrømseffekt
- RF-eksitasjon: Sondespolen genererer et høyfrekvent RF-felt (vanligvis 1–2 MHz)
- Virvelstrømsinduksjon: RF-felt induserer virvelstrømmer i ledende akseloverflate
- Feltinteraksjon: Virvelstrømmer skaper motsatt magnetfelt
- Impedansendring: Probespoleimpedansen endres med gapavstanden
- Signalbehandling: Elektronikk konverterer impedans til likespenning proporsjonal med gapet
- Produksjon: Spenningssignal som representerer avstanden mellom aksel og sonde
Forholdet mellom gap og spenning
- Utgangsspenning omvendt proporsjonal med gapet
- Nærmere aksel → høyere spenning
- Lengere aksel → lavere spenning
- Lineært område vanligvis 0,5–2,0 mm (20–80 mil)
- Kalibrert i µm/V eller mils/V
Viktige fordeler
Direkte akselmåling
- Måler faktisk akselbevegelse, ikke lagerhuset
- Upåvirket av lagerstivhet eller monteringsstruktur
- Sann rotorsvingning vs. overført vibrasjon
- Kritisk for analyse av rotordynamikk
DC til høyfrekvent respons
- Måler fra 0 Hz (statisk posisjon) til 10+ kHz
- Fanger opp langsom rulling, transienter og resonanser
- Ingen lavfrekvensbegrensninger som akselerometre
- Ideell for oppstarts-/avviklingsanalyse
Absolutt posisjon
- Viser akselposisjon i forhold til lagerets senterlinje
- Overvåker klaringer til tetninger, labyrinter
- Registrerer rotorskift eller lagerslitasje
- Beskyttelsesfunksjon (utløser ved for stor forskyvning)
Evne til tøffe miljøer
- Kontaktløs (ingen slitasje)
- Høy temperaturkapasitet (opptil 350 °C)
- Ikke påvirket av forurensning på akselen
- Pålitelig i oljetåke, damp og støv
Typisk installasjon
XY-probepar
- To sonder 90° fra hverandre (horisontal og vertikal)
- Måler akselposisjon i begge retninger
- Aktiverer baneanalyse
- Standardkonfigurasjon for turbomaskineri
Aksial posisjonssonde
- Montert vendt akselende
- Måler aksial posisjon og aksial vibrasjon
- Overvåker tilstanden til axiallagrene
- Beskytter mot aksial rotorforskyvning
Monteringskrav
- Stiv montering i lagerhus eller -hus
- Vinkelrett på akseloverflaten
- Riktig avstandsinnstilling (midtpunkt av lineært område)
- Kabelføring og jording i henhold til spesifikasjoner
Bruksområder
Permanente overvåkingssystemer
- Kritisk turbomaskineri (turbiner, kompressorer > 1000 hk)
- Kontinuerlig overvåking med alarm- og utløsningsfunksjoner
- API 670-kompatible systemer
- XY-sonder ved hvert lager pluss aksialsonde
Testing av rotordynamikk
- Oppstarts-/kystavviklingsanalyse
- Kritisk hastighet identifikasjon
- Baneanalyse for rotoroppførsel
- Bode-plott generasjon
Feilsøking
- Mål faktisk akselvibrasjon kontra lagerhus
- Finn ut om det er et problem i rotoren eller strukturen
- Vurder lagertilstanden fra akselbevegelsen
- Klareringsverifisering
Virvelstrømsprober er gullstandarden for måling av akselvibrasjoner i kritiske roterende maskiner, og gir berøringsfri måling av forskyvning med likestrømsrespons og høy pålitelighet. Deres evne til å måle faktisk akselbevegelse, absolutt posisjon og operere i tøffe miljøer gjør dem uunnværlige for overvåking av turbomaskiner, analyse av rotordynamikk og beskyttelsessystemer på roterende utstyr av høy verdi.