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各类传感器适用的测量对象MMS6000A传感器类型振动振动轴向位移胀差转速热膨胀是否与被测物体接触非接触固定非接触非接触接触电涡流传感器√×√√√×电磁式振动速度传感器×√××××无源转速传感器××××√×半桥式电感位移传感器（热膨胀传感器）×××××√电涡流传感器MMS6000A传感器（探头）前置器电涡流传感器由探头部分和前置器部分组成，通过传感器探头自带的高频屏蔽电缆连接。电涡流传感器原理MMS6000A前置器激励传感器探头，使探头顶端发出高频磁场，在被测金属物体表面感应出电涡流。电涡流反过来影响探头内电信号的大小，通过前置器处理后，前置器输出电压信号，该电压信号在一定范围内与探头和被测物体之间的间距成比例，从而实现对被测物体位置的感知。电涡流传感器输出特性MMS6000A上图是某电涡流传感器的输出特性图。从图中可以看出，当探头与被测物体表面间距为1mm时，前置器输出电压为-4V，当探头与被测物体表面间距为5mm时，前置器输出电压为-20V。在此范围内，输出电压与间距之间的关系呈现一条直线，这就是涡流传感器的线性工作区间。我们使用电涡流传感器都必须使其工作在这个区间里。在线性区间里，输出电压变化量绝对值除以间距变化量的绝对值，即可得到传感器的灵敏度，电涡流传感器的灵敏度单位为“电压单位/位移单位”，一般为V/mm。比如：上图所示的传感器灵敏度为4V/mm电涡流传感器测量轴振动MMS6000A测量轴振动时，通常将探头装在轴承壳上，探头与轴表面之间的间距即体现了轴与轴承之间的相对位置变化。根据电涡流传感器输出特性，可以看到，输出电压中的交流成分即体现了轴相对于轴承的径向振动。电涡流传感器测量轴振动时的安装要求MMS6000A如图所示，安装轴振动涡流传感器时，需要调整探头与被测轴表面的平均间距，保证轴振动时，电涡流传感器始终工作在线性区间里。一般来说，安装时的平均间隙选择在线性区间的中点，这样，在平均间隙两边可以保证最大的动态振幅。如图的d0，就是正确的安装。而图中的d1，由于平均位置太偏，轴稍有振动，输出就超出了传感器的线性区间，是输出电压的波形与振动波形不一致，是不正确的安装。电涡流传感器测量轴位移和胀差MMS6000A上图是汽轮机一个汽缸的示意图。红色部分是转子，蓝色部分是固定部分。在汽缸前端有一个推力轴承，可以对转子在轴向进行位置限制。轴位移探头固定在推力轴承座上，探测推力轴承附近一个法兰盘的轴向位置，即可得出转子推力法兰在推力轴承中的位置。因探测法兰与推力轴承距离不远，可以不考虑这一段轴形变的影响。而汽缸的右边，普通轴承只限制轴的径向位置，不限制轴向位置。当转子热膨胀和汽缸热膨胀不一致时，胀差探头就可以监测出转子和汽缸右边轴承的相对轴向移动，而这个相对移动是由于热膨胀差异引起的，既是所谓的胀差。电涡流传感器探头的安装尺寸MMS6000A探头一般都采用螺纹外壳的形式，旋入机壳（轴承壳）或支架的螺纹孔内。通过旋转探头可以使其前进或后退，实现调节探头与被测物体表面平均间距的目的。最后将探头上的两个螺母拧紧，保证探头不移位和松动。同样口径的探头，在某些尺寸上也不一定相同。尤其要注意与安装关系密切的几个尺寸。如果这些尺寸选择不合适，会直接影响安装工作。电涡流传感器探头的安装尺寸MMS6000A探头外壳上的螺纹规格：目前我们提供的探头一般选用公制普通螺纹，在尺寸上有两个关键参数，一是螺纹的大径，表示螺纹螺牙顶端的直径（右图中标注为A）；二是螺距，表示螺纹旋转一圈所推进的距离（右图中标注为B）。如果标注一个螺纹为M10×1，说明其为普通公制螺纹，大径为10mm，螺距为1mm电涡流传感器探头的安装尺寸MMS6000A探头外壳上的无螺纹部分的长度：指涡流传感器从探头顶端到螺纹起始位置的距离（图中的B）。在传感器安装时，施工人员需要将传感器旋入螺纹孔内，如果传感器有适当的无螺纹长度，可以减少安装时旋转的圈数，减少工作量。【无螺纹长度小，导致的后果是安装时多旋转几圈；无螺纹长度过大，则有可能导致无法安装。所以一般订货时，若用户无特别要求，则取最小值】注：右图就是无螺纹部分长度过大，导致探头无法安装在支架上的例子电涡流传感器探头的安装尺寸MMS6000A探头外壳壳体的长度：指涡流传感器壳体部分的长度（图中的C）。选取涡流传感器时，壳体长度必须大于安装孔和被测目标之间的距离，并留出足够安装紧固螺母的余量。否则可能无法安装。注：右图图中上幅即是壳体长度不够导致无法安装紧固螺母的情况；下幅即为正确安装的情况。电涡流传感器探头的安装注意事项MMS6000A探头安装不当，导致探头相互影响。两个探头之间的间距过小，各自发出的高频磁场会相互干扰，导致不能正常工作。一般来说，两个探头的间距A要保证在40mm以上。电涡流传感器探头的安装注意事项MMS6000A探头安装不当，导致探头受周围金属材料的影响。如图A所示，探头没有伸出安装孔，使得探头的高频磁场在安装孔上产生作用，不能正常使用。图B是正常的安装方式。电涡流传感器探头安装支架刚度MMS6000A甲的支架符合要求，而乙支架的刚度不够，在机器运行时，可能自身也在振动，影响振动测量。轴振动探头安装位置要避免轴变形的影响MMS6000A安装轴振动探头时，要保证探头不要过于远离轴承，一般不要超过6英寸（152mm）。如果距离过远，探头处测量的振动可能受轴本身弯曲等形变的影响。MMS6000A轴位移探头测量的应该是轴上止推法兰相对推力轴承的轴向移动。一般情况不能直接探测止推法兰，而是根据实际安装条件来选择探测附近的法兰或轴头。图中规定了探头所探测表面与止推法兰的距离要求。必须要求小于12英寸，否则轴的热胀冷缩，探头不能直接反映止推法兰与推力轴承之间的实际位移关系。轴位移探头安装位置要避免轴热膨胀的影响MMS6000A偏心度峰峰值是对转轴在静态时弯曲的测量。用转轴在慢转速下用涡流传感器输出电压的起伏峰峰值表示。只有在峰峰值低于允许水平时，才能够启动汽轮机。一般情况下，探头最好装在两个轴承跨度之间（图中2号）。但实际情况下，两轴承之间没有安装空间，所以一般安装在轴承外侧（图中1号），要保证1号探头与轴承之间有一定的跨距，这样轴的弯曲才能反映在1号探头所对应的轴的摆动中。测量轴弯曲探头要保证与轴承之间的足够跨距MMS6000A转速测量电涡流传感器：（如豪瑞斯的MLW330104）【我们称SW1301】优点：无论低速还是高速，输出电压脉冲大小不变。适于0~6000的转速监测，并适用于正反转监测。缺点：需要-24V电源。对于齿形尺寸很小的齿轮，输出的电压信号不够大，且易受齿轮圆跳动的影响。无源电磁式转速传感器（如江阴江凌CS-1）【我们称SW1401】优点：安装接线简单，不需要电源。缺点：输出信号大小受测速齿盘转速的影响，在低速时信号很小。所以不适用于低速测量。输出信号波形不好，不适用于需要做正反转监测的应用环境。霍尔效应磁敏电阻转速传感器（epro的PR9376）优点：无论高速低速，输出电压始终为大电压的方波脉冲，且不会出现错误脉冲，是各类转速传感器中性能最好的一类。缺点：价格高，可选品牌少。利用电涡流传感器进行正反转监测和转速测量在需要进行正反转监测的应用场合，一般需要两只电涡流传感器，呈一定的角度安装。图中是电厂锅炉给水泵上常见的三瓣齿盘，传感器选择夹90度安装，即可保证A传感器对应齿顶中心时，B传感器刚好处于齿槽边缘。当传感器对着齿顶时，前置器输出的电压为图中的V1，当传感器对着凹槽时，输出电压为图中的V2。当齿盘按照图示的旋转正向转动时，A输出（图中黑色波形）超前B输出（图中紫色波形）；而当齿盘反转时，B输出则会超前A输出。SW4015转速表即可通过两个通道信号的超前滞后关系来判断齿盘的旋转方向。除电涡流传感器以外，霍尔效应传感器（PR9376）也适用于正反转应用。但无源传感器（CS-1）不适合正反转应用。下图就是CS-1在三瓣齿盘上的感应信号，无法提取准确的超前滞后信息。振动速度传感器原理左图是振动速度传感器的结构示意图。惯性快以及缠绕在其上的线圈通过弹簧连接在课题上，构成可动部分。永磁体、磁极块和壳体固定在一起，组成磁路部分。传感器固定在被测物体上，随被测物体一起上下振动时，惯性快和线圈由于惯性的作用，与磁路部分相对运动，线圈切割磁场感应出电动势，线圈的端口即输出电压信号。根据电磁感应原理，线圈上输出的电压与线圈切割磁力线的速度成正比。所以称这种传感器为振动速度传感器。这类传感器的灵敏度单位为“电压单位/速度单位”，一般为mV/mm/s振动速度传感器安装方向振动速度传感器要注意其适用的安装方向。上图是一个垂直传感器处于垂直方向和水平方向时的状态示意图。从左图垂直图来看，线圈和惯性快是通过弹簧固定在外壳上的。线圈的重力与弹簧的拉力平衡，使线圈位于磁场内，传感器垂直振动时线圈可以正常感应出电动势。从右图来看，由于水平放置，线圈的重力方向改变，使得线圈在弹簧作用下移动到了新的位置，在此位置下，部分线圈不在磁场内，这样当传感器水平振动时，线圈也无法正常感应出信号。对于水平传感器，如果垂直使用，也会出现类似的异常情况。垂直传感器水平传感器正确错误正确错误热膨胀传感器所谓热膨胀传感器，其本质上是一种行程传感器。其内部有一个漆包线绕制的圆筒形电感线圈，线圈两端引线为图中标注的“1”和“3”，同时线圈中部引出一条抽头引线，图中标注为“2”。一根圆杆穿过该线圈，圆杆中有一段材料为高磁导率的软磁材料（图中画斜线的一段）。热膨胀传感器原理图中上部分是传感器线圈的等效电路图，1、2之间的电感为L1，2、3之间的电感为L2。L1和L2组成一个电感分压器。传感器顶杆全部伸出时（如左图），杆上的软磁体段位于线圈的L1位置，此时L1的电感量大于L2；传感器顶杆全部顶入时（如右图），杆上的软磁体段位于线圈的L2位置，此时L2的电感量大于L1。使用传感器时，在1、3引脚之间施加一个电压为V、频率恒定的高频交流信号，根据电感分压器的原理，2、3号引脚之间的电压为V×L2/(L1+L2)。顶杆顶入越深，L2越大，L1越小，2、3号引脚之间的电压越大。仪表处理2、3号引脚电压与1、3号引脚电压的比值，即可得出顶杆位置，从而实现对行程的监测。