Razumevanje sond za vrtinčne tokove
Definicija: Kaj je sonda za vrtinčne tokove?
Sonda za vrtinčne tokove (imenovan tudi sonda za bližino, brezkontaktni senzor premika ali pretvornik vrtinčnih tokov) je senzor, ki meri razdaljo (režo) med konico sonde in prevodno ciljno površino brez fizičnega stika. vibracije Za spremljanje so sonde na vrtinčne tokove nameščene v ohišjih strojev in usmerjene proti vrtečim se gredem, da neposredno merijo radialni položaj in vibracije gredi, kar omogoča meritve premikov v mikrometrih ali milih z odzivom od enosmerne do visokofrekvenčne frekvence.
Sonde za vrtinčne tokove so standard za trajno spremljanje vibracij na kritičnih turbostrojih (parne turbine, plinske turbine, veliki kompresorji, generatorji), ker merijo dejansko gibanje gredi in ne gibanja ohišja ležaja, zagotavljajo absolutne podatke o položaju za spremljanje zračnosti in zanesljivo delujejo v zahtevnih okoljih (visoka temperatura, onesnaženje), kjer bi kontaktni senzorji odpovedali.
Načelo delovanja
Učinek vrtinčnih tokov
- RF vzbujanje: Sonda tuljava ustvarja visokofrekvenčno RF polje (običajno 1-2 MHz)
- Indukcija vrtinčnih tokov: Radiofrekvenčno polje inducira vrtinčne tokove v prevodni površini gredi
- Interakcija na terenu: Vrtinčni tokovi ustvarjajo nasprotno magnetno polje
- Sprememba impedance: Impedanca tuljave sonde se spreminja z razdaljo med režami
- Kondicioniranje signala: Elektronika pretvarja impedanco v enosmerno napetost sorazmerno z režo
- Izhod: Napetostni signal, ki predstavlja razdaljo med gredjo in sondo
Razmerje med vrzeljo in napetostjo
- Izhodna napetost obratno sorazmerna z vrzeljo
- Zapiralna gred → višja napetost
- Dlje gredi → nižja napetost
- Linearno območje običajno 0,5–2,0 mm (20–80 mil)
- Kalibrirano v µm/V ali mils/V
Ključne prednosti
Neposredna meritev gredi
- Meri dejansko gibanje gredi, ne ohišja ležaja
- Ne vpliva na togost ležaja ali montažno konstrukcijo
- Prave vibracije rotorja v primerjavi s prenesenimi vibracijami
- Ključnega pomena za analizo dinamike rotorja
Odziv od enosmernega toka do visokofrekvenčnega odziva
- Meri od 0 Hz (statični položaj) do 10+ kHz
- Zajame počasno kotaljenje, prehodne pojave in resonance
- Brez nizkofrekvenčnih omejitev, kot so merilniki pospeška
- Idealno za analizo zagona/izpraznitve
Absolutni položaj
- Določa položaj gredi glede na središčno os ležaja
- Spremlja razmike do tesnil in labirintov
- Zazna premike rotorja ali obrabo ležajev
- Zaščitna funkcija (sproženje pri prevelikem premiku)
Zmogljivost za zahtevna okolja
- Brezkontaktno (brez obrabe)
- Visoka temperaturna zmogljivost (do 350 °C)
- Ne vpliva na onesnaženje gredi
- Zanesljiv v oljni meglici, pari in prahu
Tipična namestitev
Pari sond XY
- Dve sondi, ki sta med seboj oddaljeni za 90° (vodoravno in navpično)
- Meri položaj gredi v obe smeri
- Omogoča analiza orbite
- Standardna konfiguracija za turbostroje
Aksialna sonda za merjenje položaja
- Nameščen konec gredi
- Meri aksialni položaj in aksialne vibracije
- Spremlja stanje aksialnih ležajev
- Ščiti pred aksialnim premikom rotorja
Zahteve za montažo
- Toga montaža v ohišju ležaja ali ohišju
- Pravokotno na površino gredi
- Ustrezna nastavitev reže (sredina linearnega območja)
- Napeljava kablov in ozemljitev v skladu s specifikacijami
Aplikacije
Stalni nadzorni sistemi
- Kritični turbostroji (turbine, kompresorji > 1000 KM)
- Neprekinjeno spremljanje z alarmnimi in izklopnimi funkcijami
- Sistemi, skladni z API 670
- XY sonde na vsakem ležaju in aksialna sonda
Testiranje dinamike rotorja
- Analiza zagona/obdobja delovanja
- Kritična hitrost identifikacija
- Analiza orbite za obnašanje rotorja
- Bodejevi diagrami generacija
Odpravljanje težav
- Izmerite dejanske vibracije gredi v primerjavi z ohišjem ležaja
- Ugotovite, ali je težava v rotorju ali strukturi
- Ocena stanja ležaja glede na gibanje gredi
- Preverjanje dovoljenja
Sonde na vrtinčne tokove so zlati standard za merjenje vibracij gredi v kritičnih rotacijskih strojih, saj omogočajo brezkontaktno merjenje premikov z odzivom na enosmerni tok in visoko zanesljivostjo. Zaradi svoje sposobnosti merjenja dejanskega gibanja gredi, absolutnega položaja in delovanja v zahtevnih okoljih so nepogrešljive za spremljanje turbostrojev, analizo dinamike rotorja in zaščitne sisteme na visokovredni rotacijski opremi.