Zrozumienie sond przemieszczenia
Definicja: Czym jest sonda przemieszczeniowa?
Sonda przemieszczenia (nazywany również sondą zbliżeniową, czujnikiem przemieszczenia lub czujnikiem położenia bezkontaktowego) to czujnik mierzący odległość (szczelinę) między końcówką sondy a powierzchnią docelową bez kontaktu fizycznego, wysyłając sygnał proporcjonalny do przemieszczenie zwykle w mikrometrach lub milach. W wibracja monitorowanie, sondy przemieszczenia montowane są na stałe w obudowach maszyn i skierowane na obracające się wały w celu pomiaru położenia promieniowego wału, położenie osiowe, i drgania dynamiczne z odpowiedzią od DC (pozycja statyczna) do kilku kiloherców.
Sondy przemieszczeniowe, najczęściej sondy prądów wirowych, są standardowym typem czujnika w systemach stałego monitorowania krytycznych turbomaszyn, ponieważ bezpośrednio mierzą rzeczywisty ruch wału, dostarczają informacji o położeniu bezwzględnym do monitorowania luzu i działają niezawodnie w wysokich temperaturach i w zanieczyszczonych środowiskach, w których czujniki kontaktowe byłyby nieodpowiednie.
Typy według technologii
Sondy prądów wirowych (najczęściej spotykane)
- Wykorzystanie indukcji elektromagnetycznej w celach przewodzących
- Standard branżowy dla turbomaszyn
- Zakres: typowo 0,5-5 mm
- Częstotliwość: DC do 10+ kHz
- Temperatura: do 350°C
Sondy pojemnościowe
- Zmierz pojemność między sondą a celem
- Bardzo wysoka rozdzielczość (możliwość pomiaru nanometrów)
- Działa na cele nieprzewodzące
- Głównie precyzyjne zastosowania i badania
Czujniki przemieszczenia laserowego
- Triangulacja optyczna lub interferometria
- Bezkontaktowy, możliwy duży zasięg
- Wysoka dokładność
- Drogie, mniej wytrzymałe
- Rozwiązywanie problemów i wykorzystanie w badaniach
Czujniki przemieszczenia ultradźwiękowego
- Pomiar czasu przelotu
- Duży zasięg (do kilku metrów)
- Niższa rozdzielczość niż w innych typach
- Specjalistyczne aplikacje
Główne zalety
Bezpośredni pomiar wału
- Mierzy ruch wirnika, a nie obudowy łożyska
- Rzeczywiste drgania wału, na które nie ma wpływu łożysko ani konstrukcja
- Niezbędne dla dynamika wirnika analiza
Odpowiedź prądu stałego
- Pomiar pozycji statycznej (0 Hz)
- Wykrywa powolne dryfty i wzrost termiczny
- Monitoruje średnią pozycję wału
- Akcelerometry nie można zmierzyć prądu stałego
Pozycja absolutna
- Zapewnia położenie wału względem linii środkowej łożyska
- Możliwość monitorowania prześwitu
- Wykrywa przesunięcia wirnika spowodowane zużyciem łożysk
- Wyzwalacz zabezpieczający przy nadmiernym przemieszczeniu
Instalacja standardowa
Konfiguracja sondy XY
- Dwie sondy oddalone od siebie o 90° (zwykle poziomo i pionowo)
- Mierzy położenie wału w dwóch prostopadłych kierunkach
- Umożliwia analiza orbity i wizualizacja ruchu wału 2D
- Norma API 670 dotycząca monitorowania maszyn turbowentylatorowych
Sonda osiowa
- Zamontowany czołowy koniec wału lub kołnierz oporowy
- Pomiary położenia osiowego i wydajności łożyska oporowego
- Chroni przed nadmiernym ruchem osiowym
- Jedna lub dwie sondy (redundancja)
Aplikacje
Stały monitoring (główne zastosowanie)
- Turbiny parowe i gazowe
- Duże sprężarki i generatory
- Pompy krytyczne (specyfikacja API 610)
- Ciągły monitoring z funkcjami alarmu i wyłączenia
- Zgodność z normą API 670 w zakresie ochrony maszyn
Testowanie dynamiki wirnika
- Prędkość krytyczna identyfikacja
- Analiza rozruchu/wyłączania
- Określanie kształtu modu
- Pomiar tłumienia
Monitorowanie prześwitu
- Pozycja wału gąsienicy a uszczelnienia, labirynty
- Wykrywanie zużycia łożysk umożliwiającego przesunięcie wirnika
- Pomiar wzrostu termicznego
- Zapobiegaj kontaktowi wirnika ze stojanem
Sondy przemieszczenia to doskonały wybór czujników do maszyn wirujących o krytycznym znaczeniu, dostarczając kompleksowych informacji o położeniu wału i drganiach, co umożliwia analizę dynamiki wirnika, monitorowanie luzu i ochronę maszyny. Choć droższe i bardziej złożone niż akcelerometry, ich unikalne możliwości – reakcja DC, położenie bezwzględne, bezpośredni pomiar wału – sprawiają, że są one niezbędne w turbosprężarkach i innych kosztownych maszynach wirujących wymagających najwyższego poziomu monitorowania i ochrony.