ทำความเข้าใจเกี่ยวกับ Displacement Probes
ก โพรบการกระจัด — เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า proximity probe โพรบการกระจัด หรือเซ็นเซอร์ตำแหน่งไม่สัมผัส — วัดช่องว่างระหว่างปลายเข็มของมันและพื้นผิวเป้าหมายโดยไม่สัมผัสมัน โดยสร้างสัญญาณที่เป็นสัดส่วนกับ การเคลื่อนย้ายโดยทั่วไปในหน่วยไมโครเมตรหรือมิล ใน การสั่นสะเทือน การติดตามการสั่นสะเทือน โพรบการกระจัดจะติดตั้งแบบถาวรในตัวเครื่องและชี้ไปยังเพลาที่หมุนเพื่อวัดตำแหน่งรัศมี ตำแหน่งแกนและการสั่นสะเทือนแบบไดนามิก พร้อมการตอบสนองแบบราบเรียบจาก DC (ตำแหน่งสถิต) จนถึงหลายกิโลเฮิรตซ์ ประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด โพรบกระแสน้ำวนเซ็นเซอร์มาตรฐานสำหรับการปกป้องเทอร์โบมาชีนเนรีหลัก
1. นิยาม: โพรบการกระจัดคืออะไร
โพรบการกระจัดสร้างตำแหน่งของมันบนเครื่องที่มีคุณค่าสูงเพราะว่าพวกมันวัด การเคลื่อนไหวจริงของเพลาไม่ใช่การเคลื่อนไหวของตัวเรือนตลับลูกปืน พวกมันให้ข้อมูลตำแหน่งแบบสัมบูรณ์สำหรับการติดตาม間隔ระหว่างชิ้นส่วน และพวกมันทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือที่อุณหภูมิสูงและในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำมันและปนเปื้อน ซึ่งเซ็นเซอร์แบบสัมผัสจะล้มเหลว การรวมกันนั้น — การวัดเพลาโดยตรง ความสามารถ DC และความแข็งแกร่ง — คือเหตุผลที่พวกมันครอบงำระบบการติดตามแบบถาวรที่สร้างขึ้นตามมาตรฐานเช่น เอพีไอ 670.
2. ประเภทตามเทคโนโลยีการตรวจหา
หลักการทางฟิสิกส์หลายวิธีสามารถวัดช่องว่างโดยไม่สัมผัส โดยสี่วิธีใช้ในอุตสาหกรรม:
- โพรบกระแสวนน์ (ใช้กันมากที่สุด): เหนี่ยวนำกระแสวนน์ในเป้าหมายที่มีการนำไฟฟ้า และตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์ขดลวดที่เกิดขึ้น เป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมเครื่องจักรเทอร์โบ โดยมีช่วงเชิงเส้นทั่วไปประมาณ 0.5–5 มม. ตอบสนองความถี่ตั้งแต่ DC ถึง 10+ kHz และการทำงานได้ถึงประมาณ 350 °C
- โพรบแบบเก็บประจุ: วัดความจุระหว่างโพรบและเป้าหมาย มีความละเอียดสูงมากเท่านั้น (ลงไปถึงนาโนเมตร) และใช้ได้กับเป้าหมายที่ไม่มีการนำไฟฟ้า แต่ใช้เฉพาะในการประยุกต์ใช้ด้านความแม่นยำและการวิจัยเป็นส่วนใหญ่
- เซ็นเซอร์การกระจัดด้วยเลเซอร์: ใช้การสามเหลี่ยมเชิงแสงหรือ interferometry สำหรับการวัดโดยไม่สัมผัสในระยะที่อาจยาวได้ด้วยความแม่นยำสูง มีราคาแพงและน้อยทนทาน ดังนั้นจึงปรากฏเฉพาะในการแก้ปัญหาและการวิจัยเป็นส่วนใหญ่
- เซ็นเซอร์การกระจัดแบบอัลตราโซนิก: ใช้การวัดระยะทางแบบ time-of-flight ในระยะทางได้ถึงหลายเมตร โดยมีความละเอียดต่ำกว่าประเภทอื่น สำหรับการประยุกต์ใช้เฉพาะสำหรับระยะทางไกล
3. ข้อได้เปรียบหลัก
การวัดเพลาโดยตรง
เนื่องจากโพรบมองไปที่เพลาโดยตรง จึงรายงานค่า rotor motion แทนที่จะเป็นการสั่นสะเทือนของอาคารที่กรองแล้วและลดทอนแล้ว นี่คือเหตุผลที่ทำให้โพรบการกระจัดมีความจำเป็นสำหรับการทำงานที่ร้ายแรง ไดนามิกของโรเตอร์ ซึ่งปริมาณที่สนใจคือวิธีที่เพลาตัวเองเคลื่อนที่ภายในช่องว่างของมัน
การตอบสนอง DC (ความถี่เป็นศูนย์)
โพรบวัดตำแหน่งคงที่ที่ 0 Hz เพื่อให้สามารถติดตามการเลื่อนช้า ๆ การเติบโตทางความร้อน และตำแหน่งเฉลี่ยของเพลาเมื่อเวลาผ่านไป นี่คือบางอย่างที่ เครื่องวัดความเร่ง โดยพื้นฐานไม่สามารถทำได้ เนื่องจากแอคเซลโลรีมิเตอร์ตอบสนองเฉพาะการเคลื่อนไหวที่เปลี่ยนแปลงเท่านั้น
ตำแหน่งสัมบูรณ์และช่องว่าง
โดยการอ้างอิงเพลาไปยังเส้นกึ่งกลางแบริ่ง โพรบให้ตำแหน่งสัมบูรณ์ที่สนับสนุนการตรวจสอบช่องว่าง และเปิดเผยการเลื่อนของโรเตอร์ที่เกิดจาก การสึกหรอของแบริ่งและสามารถขับเคลื่อนการป้องกัน การเดินทาง เมื่อการกระจัดเกินขีดจำกัด
4. การติดตั้งตามมาตรฐาน
การกำหนดค่าโพรบ XY
การจัดเรียงแบบคลาสสิกวางโพรบสองตัวห่างกัน 90° โดยปกติแล้วโพรบหนึ่งตัวเป็นแนวนอนและอีกตัวเป็นแนวตั้ง เมื่อรวมกันแล้วจะจับตำแหน่งเพลาในสองทิศทางที่ตั้งฉากกันซึ่งทำให้เกิด การวิเคราะห์วงโคจร และภาพการเคลื่อนไหวของเพลาในสองมิติจริง ผลประกอบการ XY เป็นมาตรฐานสำหรับการตรวจสอบเครื่องจักรกังหันในมาตรฐาน API 670
โพรบแนวแกน (thrust)
โพรบแนวแกนหันหน้าไปยังปลายเพลาหรือข้อต่อแรงสนับสนุนเพื่อวัดตำแหน่งแนวแกนและประสิทธิภาพของ ตลับลูกปืนกันรุนป้องกันการเคลื่อนไหวแนวแกนที่มากเกินไป ติดตั้งโพรบได้หนึ่งหรือสองตัว โพรบตัวที่สองให้ความซ้ำซ้อน
5. การใช้งานและการเปรียบเทียบ
บ้านแรกของโพรบคือ การตรวจสอบแบบถาวร ของกังหันไอน้ำและแก๊สธรรมชาติ เครื่องอัดอากาศขนาดใหญ่ และเครื่องปั่นไฟฟ้า และปั๊มที่สำคัญ (API 610) ซึ่งให้การเฝ้าระวังอย่างต่อเนื่องพร้อมฟังก์ชันการแจ้งเตือนและการหยุดเครื่องจักรป้องกัน ใน การทดสอบพลวัตของโรเตอร์ ใช้เพื่อระบุ ความเร็ววิกฤตวิเคราะห์การเริ่มต้นและการหยุดค่อยๆ กำหนดรูปร่างโหมด และวัดการหน่วง ใน การตรวจสอบระยะห่าง ติดตามตำแหน่งเพลาสัมพัทธ์กับซีลและ labyrinth ตรวจจับการสึกหรอของแบริ่งที่ปล่อยให้โรเตอร์เลื่อน ติดตามการขยายความร้อน และช่วยป้องกัน การสัมผัสระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์.
ด้วยเหตุผลเหล่านี้ โพรบการกระจัดจึงเป็นตัวเลือกระดับเฟิร์สท์คลาสบนเครื่องจักรหมุนที่สำคัญ ราคาแพงกว่าและติดตั้งซับซ้อนกว่าเครื่องวัดความเร่ง และเป็นการติดตั้งแบบคงที่มากกว่าเครื่องมือแบบพกพา — วิศวกรที่ต้องการปรับสมดุลหรือวินิจฉัยเครื่องจักรในระหว่างการบำรุงรักษา มักจะใช้เครื่องวิเคราะห์สองช่องแบบพกพาเช่น บาลานเซ็ต-1A พร้อมเซ็นเซอร์แบบเซนต์มิก แต่ที่ซึ่ง DC response ตำแหน่งสัมบูรณ์ และการวัดเพลาโดยตรงเป็นสิ่งจำเป็น ไม่มีอีกที่ใดที่จะให้ข้อมูลเชิงลึกและการป้องกันในระดับเดียวกัน
