Разумевање сонди за вртложне струје
Дефиниција: Шта је сонда са вртложним струјама?
Сонда за вртложне струје (такође се назива сонда за близину, бесконтактни сензор померања или претварач вртложних струја) је сензор који мери растојање (размак) између врха сонде и проводљиве површине циља без физичког контакта. У вибрација За праћење, сонде вртложних струја се монтирају у кућишта машина усмерена ка ротирајућим вратилима како би директно мериле радијални положај вратила и вибрације, пружајући мерења померања у микрометрима или миловима са одзивом од једносмерне до високе фреквенције.
Сонде са вртложним струјама су стандард за перманентно праћење вибрација на критичним турбомашинама (парне турбине, гасне турбине, велики компресори, генератори) јер мере стварно кретање вратила, а не кретање кућишта лежаја, пружају информације о апсолутној позицији за праћење зазора и поуздано раде у тешким условима (висока температура, контаминација) где би контактни сензори отказали.
Принцип рада
Ефекат вртложних струја
- РФ побуђивање: Калем сонде генерише високофреквентно РФ поље (обично 1-2 MHz)
- Индукција вртложних струја: РФ поље индукује вртложне струје у проводној површини вратила
- Интеракција на терену: Вртложне струје стварају супротно магнетно поље
- Промена импедансе: Импеданса калема сонде се мења са растојањем зазора
- Кондиционирање сигнала: Електроника претвара импедансу у једносмерни напон пропорционално јазу
- Output: Напонски сигнал који представља растојање од вратила до сонде
Однос између напона и јаза
- Излазни напон обрнуто пропорционалан размаку
- Затварајуће вратило → виши напон
- Даље вратило → нижи напон
- Линеарни опсег типично 0,5-2,0 мм (20-80 мила)
- Калибрисано у µm/V или mils/V
Кључне предности
Директно мерење вратила
- Мери стварно кретање вратила, а не кућиште лежаја
- Не под утицајем крутости лежаја или монтажне структуре
- Праве вибрације ротора у односу на пренете вибрације
- Критично за анализу динамике ротора
Одзив једносмерне струје на високу фреквенцију
- Мери од 0 Hz (статички положај) до 10+ kHz
- Снима споро котрљање, транзијенте, резонанције
- Нема ограничења ниских фреквенција попут акцелерометра
- Идеално за анализу покретања/обавезног рада
Апсолутна позиција
- Обезбеђује положај вратила у односу на средишњу линију лежаја
- Прати зазоре до заптивача, лавиринта
- Детекција померања ротора или хабања лежајева
- Заштитна функција (искључивање при прекомерном померању)
Способност за тешке услове окружења
- Бесконтактно (без хабања)
- Могућност отпорности на високе температуре (до 350°C)
- Није под утицајем контаминације на вратилу
- Поуздан у уљаној магли, пари, прашини
Типична инсталација
Парови XY сонди
- Две сонде под углом од 90° (хоризонтално и вертикално)
- Мери положај вратила у оба смера
- Омогућава анализа орбите
- Стандардна конфигурација за турбомашине
Сонда за аксијални положај
- Монтирани окренути крај вратила
- Мери аксијални положај и аксијалне вибрације
- Прати стање аксијалних лежајева
- Штити од аксијалног померања ротора
Захтеви за монтажу
- Крута монтажа у кућишту лежаја или кућишту
- Нормално на површину вратила
- Одговарајуће подешавање размака (центар линеарног опсега)
- Усмеравање каблова и уземљење према спецификацијама
Апликације
Системи за стално праћење
- Критична турбомашина (турбине, компресори > 1000 КС)
- Континуирано праћење са функцијама аларма и искључивања
- Системи компатибилни са API 670
- XY сонде на сваком лежају плус аксијална сонда
Тестирање динамике ротора
- Анализа покретања/обавезног рада
- Критична брзина идентификација
- Анализа орбите за понашање ротора
- Бодеови дијаграми генерација
Решавање проблема
- Измерите стварне вибрације вратила у односу на кућиште лежаја
- Утврдите да ли је проблем у ротору или структури
- Процените стање лежаја на основу кретања вратила
- Провера дозволе
Сонде са вртложним струјама су златни стандард за мерење вибрација вратила у критичним ротационим машинама, пружајући бесконтактно мерење померања са једносмерним одзивом и високом поузданошћу. Њихова способност мерења стварног кретања вратила, апсолутне позиције и рада у тешким условима чини их неопходним за праћење турбомашина, анализу динамике ротора и системе заштите на високовредној ротационој опреми.