Розуміння вихрострумових зондів
Визначення: Що таке вихрострумовий зонд?
Зонд вихрових струмів (також називається зонд наближення, безконтактний датчик переміщення або перетворювач вихрових струмів) – це датчик, який вимірює відстань (зазор) між кінчиком зонда та провідною поверхнею цілі без фізичного контакту. вібрація Для моніторингу вихрострумові зонди встановлюються в корпусах машин і спрямовані на обертові вали, щоб безпосередньо вимірювати радіальне положення вала та вібрацію, забезпечуючи вимірювання переміщень у мікрометрах або мілах з характеристикою від постійного струму до високої частоти.
Вихрострумові зонди є стандартом для постійного моніторингу вібрації на критично важливих турбомашинах (парових турбінах, газових турбінах, великих компресорах, генераторах), оскільки вони вимірюють фактичний рух вала, а не рух корпусу підшипника, надають інформацію про абсолютне положення для контролю зазорів і надійно працюють у складних умовах (висока температура, забруднення), де контактні датчики можуть вийти з ладу.
Принцип дії
Ефект вихрових струмів
- Радіочастотне збудження: Зонд генерує високочастотне радіочастотне поле (зазвичай 1-2 МГц)
- Індукція вихрових струмів: Радіочастотне поле індукує вихрові струми на поверхні провідного вала
- Взаємодія з полем: Вихрові струми створюють зустрічне магнітне поле
- Зміна імпедансу: Імпеданс котушки зонда змінюється з відстанню зазору
- Формування сигналу: Електроніка перетворює імпеданс на постійну напругу, пропорційну зазору
- Виходьте: Сигнал напруги, що відображає відстань від вала до зонда
Зв'язок між проміжком та напругою
- Вихідна напруга обернено пропорційна зазору
- Замикаючий вал → вища напруга
- Далі вал → нижча напруга
- Лінійний діапазон зазвичай 0,5-2,0 мм (20-80 міл)
- Калібровано в мкм/В або міл/В
Ключові переваги
Пряме вимірювання вала
- Вимірює фактичний рух вала, а не корпусу підшипника
- Не залежить від жорсткості підшипника або монтажної конструкції
- Справжня вібрація ротора проти переданої вібрації
- Критично важливо для аналізу динаміки ротора
Відгук від постійного струму до високої частоти
- Вимірювання від 0 Гц (статичне положення) до 10+ кГц
- Захоплює повільне кочення, перехідні процеси, резонанси
- Немає обмежень низької частоти, як у акселерометрів
- Ідеально підходить для аналізу запуску/вибігу
Абсолютна позиція
- Забезпечує положення вала відносно центральної лінії підшипника
- Контролює зазори до ущільнень, лабіринтів
- Виявляє зміщення ротора або знос підшипника
- Функція захисту (відключення при надмірному зміщенні)
Можливість роботи в суворих умовах
- Безконтактний (без зносу)
- Висока температурна стійкість (до 350°C)
- Не піддається впливу забруднення на валу
- Надійний у масляному тумані, парі, пилі
Типова установка
Пари зондів XY
- Два зонди, розташовані під кутом 90° один від одного (горизонтальний та вертикальний)
- Вимірює положення вала в обох напрямках
- Дозволяє аналіз орбіти
- Стандартна конфігурація для турбомашин
Зонд осьового положення
- Встановлений торцевий кінець вала
- Вимірює осьове положення та осьова вібрація
- Контролює стан опорних підшипників
- Захищає від осьового зміщення ротора
Вимоги до монтажу
- Жорстке кріплення в корпусі підшипника або його корпусі
- Перпендикулярно до поверхні вала
- Відповідне налаштування зазору (центр лінійного діапазону)
- Прокладання кабелів та заземлення згідно зі специфікаціями
Застосування
Системи постійного моніторингу
- Критично важливі турбомашини (турбіни, компресори > 1000 к.с.)
- Безперервний моніторинг з функціями сигналізації та відключення
- Системи, що відповідають стандарту API 670
- XY-датчики на кожному підшипнику плюс осьовий датчик
Випробування динаміки ротора
- Аналіз запуску/вибігу
- Критична швидкість ідентифікація
- Орбітальний аналіз поведінки ротора
- Діаграми Боде покоління
Усунення несправностей
- Вимірювання фактичної вібрації вала в порівнянні з корпусом підшипника
- Визначте, чи є проблема в роторі або конструкції
- Оцінка стану підшипника за рухом вала
- Перевірка допуску
Вихрострумові зонди є золотим стандартом для вимірювання вібрації валу в критично важливих обертових механізмах, забезпечуючи безконтактне вимірювання переміщення з відгуком на постійний струм та високою надійністю. Їхня здатність вимірювати фактичний рух валу, абсолютне положення та працювати в суворих умовах робить їх незамінними для моніторингу турбомашин, аналізу динаміки ротора та систем захисту дорогоцінного обертового обладнання.