振动测量传感器介绍.ppt
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1、振动测量传感器,振动传感器的分类及选择和安装原则涡流传感器的应用加速度传感器的应用 加速度传感器原理 加速度传感器选型和安装方式速度传感器的应用 速度传感器原理 速度传感器选型和安装方式,振动测量传感器的分类,振动值的表示方法一般有:位移量表示 单位mm速度量表示 单位mm/s加速度量表示 单位mm/s*s振动传感器有如下种:、位移传感器(电涡流传感器)、速度传感器、加速度传感器,返回,几种传感器优缺点的比较,涡流传感器:优点:直接测量轴相对于轴承座的振动量,长期工作,可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响 缺点:安装难度大,对安装位置要求高,一般需要做
2、支架等。速度传感器:优点:安装方便,低频响应好。缺点:不是直接测量,由于轴与轴承座之间有油膜、轴瓦等刚度不同的部件,会造成传递到传感器上的振动量与实际量有很大不同,传感器的测量机构为弹簧阻尼部件,容易老化。加速度传感器:优点:测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便 缺点:低频时加速度量太小,不好测量。,返回,振动传感器的选择,由于传感器的原理决定,目前工业现场大型旋转机械用于振动测量的以涡流传感器为主,只有在涡流传感器安装不便,或对测量有特殊要求时才选用(例如需要测量机壳或机座的绝对振动),才考虑选用速度或加速度传感器进行振动测量。也有部分中小型旋转机械(采用
3、滚珠轴承等),因对振动监测要求不高或为了安装方便而选用速度或加速度传感器进行振动测量。,返回,振动传感器的选型和安装原则,直接测量轴对于大部分的滑动轴承机器,通常其轴振动传递到轴承座上时被衰减或歧变,因此尽量直接测量轴的振动,更准确、全面。间接测量轴承座若轴的振动能够大部分传到轴承座上,它的振动就可采用安装于轴承座上的传感器进行测量间接测量机器外壳若传感器安装位置在以上位置均不方便时,也可安装于外壳上,测量机器外壳的振动,轴的径向振动测量时探头的安装,探头的安装位置应尽量靠近轴承,返回,涡流传感器的应用,1、涡流传感器的系统组成和基本原理 2、涡流传感器用于振动测量时的选型和安装方式 3、涡流
4、传感器用于转速测量时的选型和安装方式 4、涡流传感器用于键相测量时的选型和安装方式 5、涡流传感器用于位移(轴向位移和胀差)测量 时的选型和安装方式,返回,电涡流传感器系统组成,主要包括:探头延伸电缆(用户根据需要自选长度)前置器安装附件,返回,电涡流传感器原理,当接通传感器系统电源时,在前置器内会产生一个高频电流信号,该信号通过电缆送到探头的头部,在头部周围产生交变磁场H1。如果在磁场H1的范围内没有金属导体材料接近,则发射到这一范围内的能量都会全部释放;反之,如果有金属导体材料接近探头头部,则交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场.,传感器系统的工作机理是电涡流效应,该电涡流场也会产生一个
5、方向与H1相反的交变磁场H2。由于H2的反作用,就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位,即改变了线圈的有效阻抗。,电涡流作用原理图,返回,电涡流传感器应用,振动测量 轴位移测量 轴心轨迹测量,转速和相位测量 转子动平衡径向运动分析 表面不平度测量,转速测量 非导电材料厚度测量 金属元件合格检验,返回,涡流传感器用于振动的选型和安装,探头安装方式及尺寸的选择 1、安装方式选择:一般分机器内部安装和机壳外部安装两种(1).内部安装:在机器内部安装探头,对探头规格要求比较灵活,而且探头安装支架通常采用角钢就可以实现,但是在选择角钢的规格时,应使角钢的强度尽量高,否则就有可能由于支架的振动造成附加误
6、差,返回,涡流传感器用于振动的选型和安装,传感器内部安装时需考虑如下因素1、空间大小:常用mm探头壳体螺纹为,壳体长度mm,如果空间太小则可用mm探头,或根据现场实际情况特殊加工、电缆长度:根据前置器安装位置确定电缆长度、考虑现场情况是否有特殊要求(高温、防爆等),返回,涡流传感器用于振动的选型和安装,(2).外部安装:探头也可以采用专用的安装支架组件(本公司可以提供),通过机器的外壳(如轴承盖),将探头固定,如图所示。这样安装的好处是,不必打开机壳,就可以调整探头安装间隙、拆卸或者更换探头,另外这种专用的安装支架可以起到电缆密封保护作用,不需另外的电缆密封装置。,返回,涡流传感器用于振动的选
7、型和安装,传感器外部安装时需考虑如下因素、需确定安装套管长度、大小及螺纹规格、空间大小:常用mm反装探头壳体螺纹为和3/8-24UNF(英制螺纹),壳体长度mm,如果空间太小则可用mm探头,或根据现场实际情况特殊加工、电缆长度:根据前置器安装位置确定电缆长度、考虑现场情况是否有特殊要求(高温、防爆等),返回,涡流传感器用于振动的选型和安装,测量量程的选择:一般选用2mm量程传感器,在测量面过小的情况下考虑1mm量程传感器,要求测量面直径大于3倍探头直径。探头直径与量程的关系:,返回,涡流传感器用于振动的选型和安装,探头壳体参数选择:、螺纹规格选择:下表为常用探头壳体螺纹规格,螺纹规格允许有其它
8、选择,、壳体长度选择:标准探头壳体长度为mm全螺纹,允许有其他选择,返回,探头安装方式标准安装,除非采用机器外部安装支架安装探头,或者安装空间限制,通常选择标准安装,返回,通常用套筒固定于机器外,50探头常用方式,探头安装方式反向安装,安装轴向空间较小时选用,通常用夹块固定,探头安装方式电缆侧出,返回,涡流传感器用于振动的选型和安装,1、安装尺寸选择:(1)、各探头间的距离当探头头部线圈中通过电流时,在头部周围会产生交变电磁场,因此在安装时要注意两个探头的安装距离不能太近,通常情况下探头之间的最小距离见下表。,返回,涡流传感器用于振动的选型和安装,()、探头头部与安装面的距离探头头部发射的交变
9、电磁场在径向和轴向上都有一定的扩散。因此在安装时,就必须考虑安装面金属导体材料的影响,应保证探头的头部与安装面之间不小于一定的距离,工程塑料头部体要完全露出安装面,否则应将安装面加工成平底孔或倒角,如下图所示。,返回,涡流传感器用于转速测量时的选型,1、探头直径的选择2、安装方式的选择3、安装时的注意事项(间隙),示意图:,返回,涡流传感器用于键相测量时的选型和安装方式,示意图:安装时的注意事项:1、探头的选择2、安装方式的选择3、键相槽或键的参数(深度、长度),返回,涡流传感器用于位移(轴向位移和胀差)测量 时的选型,示意图:注意事项:1、探头直径;量程的选择2、安装方式3、零位的确定,返回
10、,集成加速度传感器原理,集成加速度传感器是在一片多晶硅上通过微机械加工出加速度敏感元件及转换、测量、放大电路,返回,加速度传感器用于振动的选型和安装,、选型:按量程大小及电缆长度进行选择,、安装方法:在底座中心孔用一个M8螺钉固定或者用快卸强磁吸座固定(主要用于现场检测)有正立、水平、倒立三种安装方式,正立(+1g),水平(0g),倒立(-1g),返回,振动速度传感器原理,传感器安装在机器上,在机器振动时,线圈与磁铁相对运动,切割磁力线,在线圈内产生感应电压,该电压值正比于振动速度值与二次仪表相配接,即可显示振动速度或位移量的大小也可以输送到其它二次仪表或交流电压表进行测量。,振动速度传感器一
11、般用惯性式传感。利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。它主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。在传感器壳体中刚性地固定有磁铁,惯性质量(线圈组件)用弹簧元件悬挂于壳体上。,返回,速度传感器用于振动的选型和安装,,选型:按工作方向不同进行型号选择,分水平安装、垂直安装与通用型三种方式规定以传感器安装面在下方时为0JX60G:0100(通用型)JX60H:902.5(水平型)JX60V:02.5(垂直型),安装方法:在底座中心孔用一个M8螺钉固定或者用快卸强磁吸座固定(主要用于现场检测),返回,智能显示仪表及变送器的应用,探头采集到的信号需要经过处理后才能输入到系统,这时就需要用到智能显
12、示表或变送器、变送器的选择:变送器是直接将探头采集到的信号转换成mA信号送给、智能显示仪表的选择:()智能显示仪表能将探头采集到的信号转换成mA信号送给()能直接显示测量值()具有继电器保护开关,可以用做接入报警和跳机保护回路,使机器能自动报警或跳机,返回,振动测量传感器,振动传感器的分类及选择和安装原则涡流传感器的应用加速度传感器的应用 加速度传感器原理 加速度传感器选型和安装方式速度传感器的应用 速度传感器原理 速度传感器选型和安装方式,涡流传感器用于转速测量时的选型,1、探头直径的选择2、安装方式的选择3、安装时的注意事项(间隙),示意图:,返回,涡流传感器用于键相测量时的选型和安装方式
13、,示意图:安装时的注意事项:1、探头的选择2、安装方式的选择3、键相槽或键的参数(深度、长度),返回,涡流传感器的应用,1、涡流传感器的系统组成和基本原理 2、涡流传感器用于振动测量时的选型和安装方式 3、涡流传感器用于转速测量时的选型和安装方式 4、涡流传感器用于键相测量时的选型和安装方式 5、涡流传感器用于位移(轴向位移和胀差)测量 时的选型和安装方式,返回,涡流传感器用于位移(轴向位移和胀差)测量 时的选型,示意图:注意事项:1、探头直径;量程的选择2、安装方式3、零位的确定,返回,目录,振动传感器的分类振动传感器的选择和安装原则涡流传感器的应用 涡流传感器的基本原理 1、涡流传感器用于
14、振动测量时的选型和安装方式 2、涡流传感器用于转速测量时的选型和安装方式 3、涡流传感器用于键相测量时的选型和安装方式 4、涡流传感器用于位移(轴向位移和胀差)测量 时的选型和安装方式加速度传感器的应用 加速度传感器的基本原理 加速度传感器的选型和安装方式速度传感器的应用 速度传感器的基本原理 速度传感器的选型和安装方式,振动的产生和类型,由于旋转机械的结构及零部件设计加工、安装调试、维护检修等方面的原因和运行操作方面的失误,使得机器在运行过程中会引起振动振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类,其中过大的径向振动往往是造成机器损坏的主要原因,也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依
15、据,工程振动量值表征方式,振动位移 一般用于低转速机械的振动评定 常测量Pk-Pk峰峰值,单位mm振动速度 一般用于中速转动机械的振动评定 常测量Rms有效值或者Pk峰值,单位mm/s振动加速度 一般用于高速转动机械的振动评定 常测量Pk峰值,单位mm/s*s,位移、速度和加速度通过积分或者微分可以互相转换,返回,振动传感器的分类,1、位移传感器。(目前测量主要用涡流传感器)2、速度传感器3、加速度传感器,返回,振动加速度测量传感器,压电式压阻式电容式电感式光电式,压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便,所以成为最常用的振动测量传感器
16、,JX30加速度传感器,普通加速度传感器,通常需要在标准振动台上进行标定,给使用带来很多不便这种集成加速度传感器,采用先进的微电子加工技术,可获得优良的低频响应,通过重力加速度就可对传感器进行校准其内置的自检系统可方便地对传感器是否正常进行自检。,技术指标:量程:2g50g分辨率:0.04%可承受最大冲击:2000g精度:2%频响:02kHz(-3dB)温漂:0.1%(-20+100),正立(+1g),水平(0g),倒立(-1g),JX60系列加速度传感器,技术指标1、频率响应:JX60G:10 Hz1000 Hz(-3dB)JX60H、JX60V:5 Hz1000 Hz(-3dB)2、灵敏度
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