Verplaatsingssondes begrijpen
Definitie: Wat is een verplaatsingssonde?
Verplaatsingssonde (ook wel nabijheidssonde, verplaatsingssensor of contactloze positiesensor genoemd) is een sensor die de afstand (opening) meet tussen de punt van de sonde en een doeloppervlak zonder fysiek contact, waarbij een signaal wordt afgegeven dat evenredig is met verplaatsing meestal in micrometers of mils. In trillingen bewaking, verplaatsingssondes worden permanent in machinebehuizingen gemonteerd, gericht op roterende assen, om de radiale positie van de as te meten, axiale positie, en dynamische trillingen met een respons van DC (statische positie) tot enkele kilohertz.
Verplaatsingssondes, het meest voorkomend wervelstroomprobes, zijn het standaard sensortype voor permanente bewakingssystemen van kritische turbomachines, omdat ze de werkelijke asbeweging rechtstreeks meten, absolute positie-informatie leveren voor spelingbewaking en betrouwbaar werken bij hoge temperaturen en in verontreinigde omgevingen waar contactsensoren ongeschikt zouden zijn.
Typen per technologie
Wervelstroomprobes (meest gebruikelijk)
- Gebruik elektromagnetische inductie in geleidende doelen
- Industriestandaard voor turbomachines
- Bereik: typisch 0,5-5 mm
- Frequentie: DC tot 10+ kHz
- Temperatuur: tot 350°C
Capacitieve probes
- Meet de capaciteit tussen de sonde en het doel
- Zeer hoge resolutie (nanometercapaciteit)
- Werkt op niet-geleidende doelen
- Voornamelijk precisietoepassingen en onderzoek
Laserverplaatsingssensoren
- Optische triangulatie of interferometrie
- Contactloos, groot bereik mogelijk
- Hoge nauwkeurigheid
- Duur, minder robuust
- Probleemoplossing en onderzoeksgebruik
Ultrasone verplaatsingssensoren
- Time-of-flight-meting
- Groot bereik (tot enkele meters)
- Lagere resolutie dan andere typen
- Gespecialiseerde toepassingen
Belangrijkste voordelen
Directe schachtmeting
- Meet de rotorbeweging, niet de lagerbehuizing
- Echte astrilling wordt niet beïnvloed door lager of structuur
- Essentieel voor rotordynamiek analyse
DC-respons
- Meet statische positie (0 Hz)
- Detecteert langzame driften en thermische groei
- Monitort de gemiddelde schachtpositie
- Versnellingsmeters kan geen DC meten
Absolute positie
- Geeft de positie van de as weer ten opzichte van de middellijn van het lager
- Mogelijkheid tot toezicht op de speling
- Detecteert rotorverschuivingen door lagerslijtage
- Beschermingsreis bij overmatige verplaatsing
Standaardinstallatie
XY-sondeconfiguratie
- Twee probes 90° uit elkaar (meestal horizontaal en verticaal)
- Meet de schachtpositie in twee loodrechte richtingen
- Maakt het mogelijk baananalyse en 2D-asbewegingsvisualisatie
- Standaard voor API 670 turbomachinebewaking
Axiale sonde
- Gemonteerde facet-as-eind of drukring
- Meet de axiale positie en de prestaties van het axiaallager
- Beschermt tegen overmatige axiale beweging
- Eén of twee probes (redundantie)
Toepassingen
Permanente monitoring (primair gebruik)
- Stoom- en gasturbines
- Grote compressoren en generatoren
- Kritische pompen (API 610-specificatie)
- Continue bewaking met alarm- en tripfuncties
- API 670-conformiteit voor machinebeveiliging
Rotordynamische testen
- Kritische snelheid identificatie
- Opstart-/afbouwanalyse
- Bepaling van de vorm van de modus
- Dempingmeting
Controle van de speling
- Positie van de rupsas versus afdichtingen, labyrinten
- Detectie van lagerslijtage waardoor de rotor kan verschuiven
- Meting van thermische groei
- Voorkom contact tussen rotor en stator
Verplaatsingssondes zijn de beste keuze voor kritische roterende machines en bieden uitgebreide informatie over aspositie en trillingen. Deze informatie maakt analyse van de rotordynamiek, spelingsbewaking en machinebeveiliging mogelijk. Hoewel ze duurder en complexer zijn dan accelerometers, maken hun unieke mogelijkheden – gelijkstroomrespons, absolute positie en directe asmeting – ze essentieel voor turbomachines en andere hoogwaardige roterende apparatuur die de hoogste mate van bewaking en bescherming vereisen.