1、振动测量仪表的原理组成安装及故障处置 振动测量仪表的原理，组成，安装及故障处置 -本特利传感器系统一、旋转机械的状态特征参量常见的旋转机械有紧缩机、汽轮机、电动机、发电机、泵等。它们都是由转动部件和非转动部件组成的，转动部件包括转子及与转子连接的联轴器、齿轮等；非转动部件包括各类轴承、轴承座、机壳和基座等。当设备发生异样或出现故障时，一般情形下其振动情形都会发生转变，如振动幅值转变、振动频率转变、振动相位转变等。因此表征旋转机械的状态特征参量以振动参数为主，同时还会有温度、压力等工艺参数及电压、电流等电量参数。下面结合淮安工厂的机组现状来讲一些表征旋转机械的状态特征的参数：1.振幅也就是振动的
2、幅值。振幅是描述振动大小的一个重要参数。运行正常的设备，其振动幅值通常稳固在一个允许的范围内，若是振幅提高转变，便意味着设备的状态有了改变。因此能够用来判断设备的运行状态。2.转速 旋转机械的转速转变与设备的运行状态有着超级紧密的关系，它不仅表明了设备的负荷，而且当设备发生故障时，通常转速也会有相应的转变。例如当离心式紧缩机组发生喘振时，转速会有大幅度的波动：当转子与静止件发生碰磨时，转速也会表现得不稳固。因此，转速一般是设备状态监测与故障诊断中比较重要的参数。3.轴位移轴向位置是止推盘和止推轴承之间的相对位置。因为转子系统动静件之间的轴向摩擦是旋转机械常见的故障之一，同时也是最严峻的故障之一
3、，所以轴位移也是最重要的参量之一。对轴位移的监测是为了避免转子系统动静件之间摩擦故障的发生。除些之外，当机械的负荷或机械的状态发生转变时，例如紧缩机组喘振时，轴向位置会发生转变。因此轴向位置的监测能够为判断设备的负荷状态的冲击状态提供必要的信息。4.温度、压力与流量等工艺参数4-1.轴承温度轴承温度是指示轴承状态和负荷转变的最敏感的参数，一般在大型旋转机械多采用滑动轴承，即轴瓦。太高的轴承温度表示正常的工作状态受到破坏，可能是超负荷、配合间隙不妥，或润滑不良，润滑油不符合要求等。同时轴承润滑油的温度并非能代表轴承轴瓦本身的温度来指示轴承状态和性能，因为轴承本身的温度比润滑油的温度一般来讲要高十
4、几度，因此，轴承轴瓦温度的测量应尽可能选择将测温传感器直接埋入轴承中的方式。4-2. 轴承润滑油温度 油温改变会致使润滑油的动力粘度改变，将对转子振动产生影响。提高油温、动力粘度下降，对油膜稳固有利处；可是随着动力粘度的下降，阻尼也随着下降，会加重振动。当故障表现为油膜失稳时，提高油温、降低粘度是有利处的；当故障是其他因素造成时，则降低油温、提高动力粘度，从面增大阻尼，可能有利于故障的排除。因此要对油温进行监测，使之控制在适当的范围内。4-3. 压力、流量大家明白，离心式紧缩机喘振故障是紧缩机最危险的故障之一。产生喘振的原因有很多种，但主要的原因是紧缩机流量过小，使紧缩机不能正常工作，气体打不
5、出去，致使出口管网中的高压气体倒流的紧缩机内。其最明显的特点是紧缩机进、出口的流量和压力出现大幅度的波动，现在对压力、流量的监测超级有助于判明故障原因。5.电流、电压等电量参数因为电流、电压等电量参数直接表征了设备的运行状态，对设备故障诊断也十分有效，所有对电流、电压的监测也超级重要。例如：当紧缩机的转动部件与静止部件之间发生摩擦时，电流会发生转变。二、振动测量在对转轴振动测量仪器中，电涡流传感器利用最普遍。世界上第一支电涡流传感器是由美国Doald 于1954年研究并应用于工业生产的。1.工作原理电涡流传感器的工作原理是电涡流效应。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
6、信号通过电缆送到探头的头部，在头部周围产生的交变磁场H1。若是在磁场H1的范围内没有金属导体材料靠近，则发射到这一范围内的能量全数被释放；反之，若是有金属导体材料靠近探头头部，则交变磁场H1将在导体表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与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。线圈的阻抗可用以下函数表示： Z=F（金属导体的磁导率，电导率，线圈尺寸r，线圈与金属导体的距离d，线圈鼓励电流强度I, 线圈鼓励电流频率f） H1 线圈 r H2 d 金属导体 对于特定的传感器，线圈尺寸r，线圈鼓励电流强度I, 线圈鼓励电流频率
7、f恒定不变；对于的测试对象，比如说轴，金属导体的磁导率，电导率恒定不变，那么线圈的阻抗Z就成为距离d的单值函数。 在实际应用中，通常将线圈封装在探头中，线圈阻抗的转变通过封装在前置器中的电子线路处置成电压或电流的输出。 U U0 d d0从上图能够看出，该曲线呈S形，那在线性区中点d0处（对应输出电压U0）线性最好。通常咱们在安装探头时，也把这一点作为咱们的安装电压。 前置器的原理在此略去不提。2.系统组成典型的电涡流传感器系统主要包括传感器（也称探头）、延伸电缆和前置器三大部份。按照利用处合不同，也有探头和延伸电缆一体的。2-1. 探头 一套典型的探头通常由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接
8、头组成。线圈是探头的核心，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的物理尺寸和电气参数决定传感器系统的线性量程和探头的电气参数稳固性。传感器采用通过特殊处置的聚苯撑硫，通过“二次注塑”线圈密封在其中。如此就增强了探头头部的强度和密封性，能够在恶劣的环境下靠得住工作。（虽然如此，探头头部也是系统一个弱点，比较易碎，在使历时要小心）头部直径取决于其内部的线圈的直径，由于线圈直径决定传感器系统大体性能-线性量程，因此通常常利用头部直径来分类和表征各型号的探头，一般传感器线性量程大致是探头头部直径的1/41/2。常常利用的有5mm,8mm,11mm,25mm几种介绍实物型号：330905-00-（空压机探头
9、） 330905-00-25-05-02-05 （循环氮压机探头）3300 NSv Proximity Probes, 330905 3300 NSv Probe, M10 x 1 thread, without armor Number-AXX-BXX-CXX-DXX-EXX Option Descriptions A: Unthreaded Length Option (无螺纹长度选项)Note: Unthreaded length must be at least 20 mm less than the case length. Order in increments of 10 mm.
10、Length configuration:Maximum unthreaded length: 230Minimum unthreaded length: 0 mmExample: 0 6 = 60 mmB：Overall Case Length Option（壳体长度选项） Order in increments of 10 mm. Metric thread configurations: Maximum length: 250 mmMinimum length: 20 mmExample: 0 6 = 60 mmC: Total Length Option（总长度选项）0 5 metre
11、 (20 in)5 0 metres feet)7 0 metres feet)D: Connector and Cable-Type Option（连接器及电缆类型选项）0 1 Miniature coaxial ClickLoc connector with connector protector, standard cable 0 2 Miniature coaxial ClickLoc connector, standard cable 1 1 Miniature coaxial ClickLoc connector with connector protector, FluidLoc
12、 cable 1 2 Miniature coaxial ClickLoc connector, FluidLoc cable E: Agency Approval Option（认证选项） 0 0 Not required 0 5 Multiple Approvals 2-2. 延伸电缆延伸电缆是用于连接探头和前置放大器（或是变送器）的，也是用同轴电缆，长度需要按照传感器的总长度来配置。这主要取决于前置放大器（或是变送器）与安装在设备上的探头二者之间的距离来肯定。 采用延伸电缆的目的主为了缩短探头尾部电缆长度，因为通常安装时需要转动探头，太长的电缆不便随探头转动，容易扭断电缆。 延伸电缆按照
13、探头的利用处合和安装环境，能够选用带有不锈钢铠甲，以保护电缆。 实例： 330930-060-00-05 （空压机） 330930-065-00-05 （循环氮压机） 其中 -060 6米长度 -065 米长度-05 认证机构2-3. 前置放大器前置放大器简称前置器，它实际上是上个电子信号处置器：一方眼前置器为探头线圈提供高频交流电源，一般为-24VDC。另一方眼前置器感受探头前面由于金属导体靠近引发探头参数的转变，通过前置器处置，产生随探头端面与被测金属导体间隙线性转变的输出电压或电流信号。目前前置放大器的输出有两种方式：一种是未经进一步处置的、在直流电压上叠加交流信号的“原始信号”。(信号
14、要送至框架势仪表)另一种是通过进一步处置取得的4-20mA或1-5V的标准信号。 -咱们工厂的机组都用的是后一种，通常叫作变送器。 实例：990-04-70-01-00 (空压机用) 990-05-70-01-00 （循环氮压机用）其中: -04 P-P范围：4mil. （100微米） -05 P-P范围：5mil. （127微米） -70 总长度 7米变送器的总长度=探头长度+延伸电缆长度这里的长度指的是电气长度，不是物理长度。变送器、延长电缆和探头组合配套。允许的组合有：变送器 探头长度 电缆长度5米 5米 05米 米 米5米 米 米7米 7米 07米 米 米7米 米 米3.探头安装探头安
15、装时必然要安装在探头线性段的中间，电压值在6-9V之间。安装时将探头靠近转轴，并同用万用表测量Vsig, 当电压稳固在6-9V之间时，用扳手拧紧锁紧螺母。4.传感器系统的故障处置变送器不需要按期校验。但是若是下列状况出现时，你需要查验系统的比例因数。 系统的元件被代替或干扰 系统的性能改变或不稳固 变送器没有被正确的校准比例因数的确认、比例因数的调整、零点/量程的校准需要下列设备：数字万用表、千分尺、供电电源。（校验这部份略去不讲）在检查所有故障之前，第一要肯定安装正确而且连接完全靠得住。符号的含义：符号含义测量位置VSIG传感器输出电压OUT与COMVPS电源供电电压电源+与-VXMTR 变
16、送器电压变送器+与-连接 断开 查看 记录下面是发觉故障的类型及其处置流程：故障类型1：VXMTR35Vdc可能原因：电源故障接线故障变送器故障测量VPS：是不是VPS35Vdc是：电源故障否: 进行下一步测量VXMTR：是不是VXMTR35Vdc 是：接线故障否：变送器故障故障类型2：VSIG=0Vdc可能原因：电源电压不正确现场接线短路变送器端子连接短路变送器故障故障类型1是不是存在？ 是：依照故障类型1处置 否：进行下一步测量VSIG：是不是VSIG=0Vdc 是：现场接线短路 否：查看故障类型3故障类型3：0VdcVSIG1Vdc可能原因：电源电压不正确变送器故障探头短路延长电缆短路连
17、接器短路探头距离被测轴过近故障类型1是不是存在？ 是：依照故障类型1处置 否：进行下一步测量VSIG：是不是0Vdc VSIG 1Vdc 是：变送器故障 否：探头、延长电缆或连接器故障，查看故障类型6故障类型4：13VdcVSIG可能原因：探头距离被测轴太远探头开路延长电缆开路连接器开路变送器故障故障类型1是不是存在？ 是：依照故障类型1处置 否：进行下一步测量VSIG：是不是0Vdc VSIG 1Vdc 是：变送器故障 否：探头、延长电缆或连接器故障，查看故障类型6故障类型5：VSIG=VXMTR可能原因：电源电压不正确现场接线故障变送器故障故障类型1是不是存在？ 是：依照故障类型1处置 否
18、：进行下一步测量VSIG：是不是VSIG=VXMTR是：变送器故障否：现场接线故障故障类型6：探头、延长电缆或连接器故障可能原因：探头短路或开路延长电缆短路或开路连接器短路或开路检查连接处：看连接处是不是变脏、生锈或松动 是：清洁连接处，然后从头检测系统 否：进行下一步测量总电阻RTOTAL：测量值是不是在正常范围内 5米系统： 7米系统：是：从头检测系统否：进行下一步测量电阻RPROBE：测量值是不是在正常范围内米系统： 1米系统： 否：探头故障是：进行下一步测量电阻RJACKET与RCORE：测量值是不是在正常范围内否：延长电缆故障是：从头检测系统故障类型7：供电电流可能原因：电源电压不正确变送器故障探头短路或开路延长电缆短路或开路连接器短路或开路探头距离被测轴过近或过远故障类型1是不是存在？ 是：依照故障类型1处置 否：进行下一步测量VSIG：是不是VSIG 13Vdc是：查看类型4否：变送器故障
