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轴振动变送器阅读:17

轴振动变送器是一种专门用于监测旋转机械中转子轴的径向或轴向振动位移的工业仪表,广泛应用于汽轮机、压缩机、泵、风机、发电机等大型旋转设备的状态监测与保护系统中。

组成结构

  一套完整的轴振动监测系统通常包括三部分:

  1.电涡流探头(Sensor):非接触式,耐高温,安装于轴承附近,对准轴颈。

  2.前置器(Extension Cable+Proximitor):

  延长电缆连接探头与前置器(标准长度如5 m、9 m,需匹配)

  前置器提供高频激励并输出与间隙成比例的直流电压

  3.轴振动变送器(Vibration Transmitter):

  接收前置器信号

  输出4–20 mA(对应振动峰峰值或位移值)

  可集成报警功能(如超限停机)

  支持就地显示或远程通信

工作原理

  轴振动变送器本身不直接感知振动,而是作为信号调理与转换单元,配合电涡流探头工作:

  1.电涡流探头安装在轴承座上,对准旋转轴表面,形成一个高频电磁场。

  2.当轴因不平衡、不对中、油膜振荡等原因发生微小位移时,探头与轴之间的间隙发生变化。

  3.间隙变化引起探头线圈的电感和阻抗改变,进而调制其输出电压。

  4.前置器(Proximitor)将探头的高频信号解调为与间隙成正比的直流电压(通常-2 V至-18 V,对应0–2 mm量程)。

  5.轴振动变送器接收前置器的电压信号,进行滤波、线性化、温度补偿,并转换为标准输出(如4–20 mA),同时可提供报警继电器触点或数字接口(如HART、Modbus)。

安装接线

  1.安装电涡流探头

  在轴承座上钻孔攻丝,安装探头支架。

  调整探头与轴表面的静态间隙(通常为1.0–1.5 mm,具体按厂家要求)。

  使用塞尺或千分表精确设定初始间隙,确保在轴正常运行时处于线性测量范围内。

  探头端面必须垂直于轴表面,避免倾斜导致测量误差。

  固定牢固,防止运行中松动。

  2.连接延长电缆与前置器

  探头通过专用同轴延长电缆连接到前置器(不可用普通电缆替代)。

  延长电缆总长度必须与前置器标称长度一致(如5米系统不能随意加长),否则影响线性度。

  前置器通常安装在远离高温、强电磁干扰的控制箱内。

  3.接入轴振动变送器

  将前置器的输出(如-10 V DC)接入变送器的模拟输入端。

  变送器供电(通常24 VDC)。

  输出端接DCS/PLC的AI模块(4–20 mA)。

  若带继电器,可接至停机联锁回路。

  所有屏蔽层单端接地,防止干扰。

  四、调试与校准

  1.静态校准:

  在设备停机状态下,记录当前前置器输出电压,对应“零振动”位置。

  根据探头灵敏度(如8 mV/μm),计算满量程对应的电压范围。

  2.动态验证:

  启动设备,在低速、额定转速下观察振动值是否平稳。

  对比历史数据或同类设备,判断是否异常。

  3.设置报警阈值:

  根据ISO 7919或API 670标准,设定报警(Alert)和危险(Danger)阈值。

  例如:轴振动峰峰值>80μm报警,120μm联锁停机。

  4.启用温度补偿(如有):

  高端变送器可自动补偿环境温度对探头灵敏度的影响。

注意事项

  1.严禁在探头附近使用磁性工具或焊接作业,以免磁化轴表面,影响测量。

  2.轴表面需光滑、无键槽或螺纹干扰。若无法避开,需在安装时对准光轴段,或使用“键相位补偿”技术。

  3.延长电缆不可弯折过度或靠近动力电缆,防止信号衰减或干扰。

  4.定期检查探头间隙,尤其在设备大修后,避免因热膨胀或安装误差导致测量失效。

  5.变送器量程必须与探头+前置器系统匹配,不可随意更换不同灵敏度的探头而不调整变送器参数。

应用场景

  1.汽轮发电机组:监测高中低压转子轴振动,防止大轴弯曲或油膜失稳。

  2.离心压缩机:检测转子临界转速附近的共振风险。

  3.大型水泵/风机:预防因基础松动或叶轮积垢导致的振动超标。

  4.石化、电力、冶金等连续生产行业:作为关键设备保护系统(MMS/TSI)的核心组成部分。

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