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本特利330104-00-05-10-02-00汽輪機(jī)探頭

更新時(shí)間:2021-07-13

簡(jiǎn)要描述:

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電渦流傳感器系統(tǒng)以其*的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè),對(duì)汽輪機(jī)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、齒輪箱等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鑒相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、油膜厚度等進(jìn)行在線測(cè)量和安全保護(hù),以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等方面。


電感線圈產(chǎn)生的磁力線經(jīng)過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí),金屬導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,且呈閉合回路,類似于水渦流形狀,故稱之為電渦流也叫做電渦流效應(yīng),其實(shí)是電磁感應(yīng)原理的延伸。


傳感器探頭里有小型線圈,由控制器控制產(chǎn)生震蕩電磁場(chǎng),當(dāng)接近被測(cè)體時(shí),被測(cè)體表面會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,而產(chǎn)生反向的電磁場(chǎng)。這時(shí)電渦流傳感器根據(jù)反向電磁場(chǎng)的強(qiáng)度來(lái)判斷與被測(cè)體之間的距離。注意:電渦流傳感器要求被測(cè)體必須是導(dǎo)體。


電渦流傳感器的工作原理

當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時(shí),在前置器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào),該信號(hào)通過(guò)電纜送到探頭的頭部,在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。

如果在磁場(chǎng)的范圍沒(méi)有金屬導(dǎo)體接近,則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會(huì)被釋放;反之,如果有金屬導(dǎo)體接近探頭頭部,則交變磁場(chǎng)H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場(chǎng),該電渦流場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向相反的交變磁場(chǎng)。


由于的反作用,就會(huì)改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位,即改變了線圈的有效阻抗。這種變化與電渦流效應(yīng)有關(guān),也與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)(與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵(lì)電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離參數(shù)有關(guān))。


假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的,其性能是線形和各向同性的,則線圈——金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的磁導(dǎo)率u、電導(dǎo)率σ、尺寸因子r、線圈與金屬導(dǎo)體距離δ線圈激勵(lì)電流I和頻率ω等參數(shù)來(lái)描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)Z=F(u,σ,r,δ,I,ω)來(lái)表示。


如果控制u,σ,r,I,ω恒定不變,那么阻抗Z就成為距離的單值函數(shù),由麥克斯韋爾公式,可以求得此函數(shù)為一非線形函數(shù),其曲線為“S"型曲線,在一定范圍內(nèi)可以近似為一線形函數(shù)。


通過(guò)前置器電子線路的處理,將線圈阻抗Z的變化,即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距離δ的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號(hào)的大小隨探頭到被測(cè)體表面之間的間距而變化,電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量。


一般來(lái)說(shuō),傳感器線圈的阻抗、電感和品質(zhì)因數(shù)的變化與導(dǎo)體的幾何形狀、導(dǎo)電率和磁導(dǎo)率有關(guān)。也與線圈的幾何參數(shù)、電流的頻率以及線圈到被測(cè)導(dǎo)體間距有關(guān)。

如果控制上述參數(shù)中的一個(gè)參數(shù)改變,其余的不變,那么就可以構(gòu)成測(cè)位移、測(cè)溫度、測(cè)硬度等的各種傳感器。

電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,主要由一個(gè)安置在探頭殼體的扁平圓形線圈構(gòu)成。

本特利330104-00-05-10-02-00汽輪機(jī)探頭

本特利3300XL 8mm電渦流探頭,公制,振動(dòng)探頭

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本特利3300XL 8mm電渦流探頭,公制,振動(dòng)探頭,位移探頭,趨近式傳感器

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汽輪機(jī)通常在高溫高壓及高轉(zhuǎn)速的條件下工作,是一種較為精密的重型機(jī)械,一般須與鍋爐(或其他蒸汽發(fā)生器)、發(fā)電機(jī)(或其他被驅(qū)動(dòng)機(jī)械)以及凝汽器、加熱器、泵等組成成套設(shè)備,一起協(xié)調(diào)配合工作。


由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分兩個(gè)方面組成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器等。靜子包括進(jìn)汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等。

汽缸

汽缸是汽輪機(jī)的外殼,其作用是將汽輪機(jī)的通流部分與大氣隔開(kāi),形成封閉的汽室,保證蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)部完成能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程,汽缸內(nèi)安裝著噴嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外連接著進(jìn)汽、排汽、抽汽等管道。

汽缸的高、中壓段一般采用合金鋼或碳鋼鑄造結(jié)構(gòu),低壓段可根據(jù)容量和結(jié)構(gòu)要求,采用鑄造結(jié)構(gòu)或由簡(jiǎn)單鑄件、型鋼及鋼板焊接的焊接結(jié)構(gòu)。

高壓缸有單層缸和雙層缸兩種形式。單層缸多用于中低參數(shù)的汽輪機(jī)。雙層缸適用于參數(shù)相對(duì)較高的汽輪機(jī)。分為高壓內(nèi)缸和高壓外缸。高壓內(nèi)缸由水平中分面分開(kāi),形成上、下缸,內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上。高壓外缸由前后共四個(gè)貓爪支撐在前軸承箱上。貓爪由下缸一起鑄出,位于下缸的上部,這樣使支承點(diǎn)保持在水平中心線上。

中壓缸由中壓內(nèi)缸和中壓外缸組成。中壓內(nèi)缸在水平中分面上分開(kāi),形成上下汽缸,內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出來(lái)的一外凸臺(tái)和在內(nèi)缸上的一個(gè)環(huán)形槽相互配合,保持內(nèi)缸在軸向的位置。中壓外缸由水平中分面分開(kāi),形成上下汽缸。中壓外缸也以前后兩對(duì)貓爪分別支撐在中軸承箱和1號(hào)低壓缸的前軸承箱上。

低壓缸為反向分流式,每個(gè)低壓缸由一個(gè)外缸和兩個(gè)內(nèi)缸組成,全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分為三個(gè)部分,但在安裝時(shí),上缸垂直結(jié)合面已用螺栓連成一體,因此汽缸上半可作為一個(gè)零件起吊。低壓外缸由裙式臺(tái)板支承,此臺(tái)板與汽缸下半制成一體,并沿汽缸下半向兩端延伸。低壓內(nèi)缸支承在外缸上。每塊裙式臺(tái)板分別安裝在被灌漿固定在基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)臺(tái)板上。低壓缸的位置由裙式臺(tái)板和基礎(chǔ)臺(tái)板之間的滑銷固定。

轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是由合金鋼鍛件整體加工出來(lái)的。在高壓轉(zhuǎn)子調(diào)速器端用剛性聯(lián)軸器與一根長(zhǎng)軸連接,此節(jié)上軸上裝有主油泵和超速跳閘結(jié)構(gòu)。

所有轉(zhuǎn)子都被精加工,并且在裝配上所有的葉片后,進(jìn)行全速轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)和精確動(dòng)平衡。

套裝轉(zhuǎn)子:葉輪、軸封套、聯(lián)軸節(jié)等部件都是分別加工后,熱套在階梯型主軸上的。各部件與主軸之間采用過(guò)盈配合,以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動(dòng),并用鍵傳遞力矩。中低壓汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子和高壓汽輪機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子常采用套裝結(jié)構(gòu)。套裝轉(zhuǎn)子在高溫下,葉輪與主軸易發(fā)生松動(dòng)。所以不宜作為高溫汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子。

整鍛轉(zhuǎn)子:葉輪、軸封套、聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸是由一整鍛件削而成,無(wú)熱套部分,這解決了高溫下葉輪與軸連接容易松動(dòng)的問(wèn)題。這種轉(zhuǎn)子常用于大型汽輪機(jī)的高、中壓轉(zhuǎn)子。結(jié)構(gòu)緊湊,對(duì)啟動(dòng)和變工況適應(yīng)性強(qiáng),宜于高溫下運(yùn)行,轉(zhuǎn)子剛性好,但是鍛件大,加工工藝要求高,加工周期長(zhǎng),大鍛件質(zhì)量難以保證。

焊接轉(zhuǎn)子:汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子質(zhì)量大,承受的離心力大,采用套裝轉(zhuǎn)子時(shí)葉輪內(nèi)孔在運(yùn)行時(shí)將發(fā)生較大的彈性形變,因而需要設(shè)計(jì)較大的裝配過(guò)盈量,但這會(huì)引起很大的裝配應(yīng)力,若采用整鍛轉(zhuǎn)子,質(zhì)量難以保證,所以采用分段鍛造、焊接組合的焊接轉(zhuǎn)子。它主要由若干個(gè)葉輪與端軸拼合焊接而成。焊接轉(zhuǎn)子質(zhì)量輕,鍛件小,結(jié)構(gòu)緊湊,承載能力高,與尺寸相同、有中心孔的整鍛轉(zhuǎn)子相比,焊接轉(zhuǎn)子強(qiáng)度高、剛性好,質(zhì)量輕,但對(duì)焊接性能要求高,這種轉(zhuǎn)子的應(yīng)用受焊接工藝及檢驗(yàn)方法和材料種類的限制。

組合轉(zhuǎn)子:由整鍛結(jié)構(gòu)套裝結(jié)構(gòu)組合而成,兼有兩種轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)。

聯(lián)軸器

聯(lián)軸器用來(lái)連接汽輪機(jī)各個(gè)轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,并將汽輪機(jī)的扭矩傳給發(fā)電機(jī)。現(xiàn)代汽輪機(jī)常用的聯(lián)軸器常用三種形式:剛性聯(lián)軸器,半撓性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。


電渦流傳感器在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的應(yīng)用

電渦流傳感器系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金等行業(yè)和一些科研單位。對(duì)汽輪機(jī)、水輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空分機(jī)、齒輪箱、大型冷卻泵等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的徑向振動(dòng)、軸向位移、鍵相器、軸轉(zhuǎn)速、脹差、偏心、以及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究和零件尺寸檢驗(yàn)等進(jìn)行在線測(cè)量和保護(hù)。


一、軸向位移測(cè)量

對(duì)于許多旋轉(zhuǎn)機(jī)械,包括蒸汽輪機(jī)、燃汽輪機(jī)、水輪機(jī)、離心式和軸流式壓縮機(jī)、離心泵等,軸向位移是一個(gè)十分重要的信號(hào),過(guò)大的軸向位移將會(huì)引起過(guò)大的機(jī)構(gòu)損壞。軸向位移的測(cè)量,可以指示旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的軸向間隙或相對(duì)瞬時(shí)的位移變化,用以防止機(jī)器的破壞。

軸向位移是指機(jī)器內(nèi)部轉(zhuǎn)子沿軸心方向,相對(duì)于止推軸承二者之間的間隙而言。有些機(jī)械故障,也可通過(guò)軸向位移的探測(cè),進(jìn)行判別:1、止推軸承的磨損與失效;2、平衡活塞的磨損與失效;3、止推法蘭的松動(dòng);4、 聯(lián)軸節(jié)的鎖住等。

軸向位移(軸向間隙)的測(cè)量,經(jīng)常與軸向振動(dòng)弄混。軸向振動(dòng)是指?jìng)鞲衅魈筋^表面與被測(cè)體,沿軸向之間距離的快速變動(dòng),這是一種軸的振動(dòng),用峰峰值表示。它與平均間隙無(wú)關(guān)。有些故障可以導(dǎo)致軸向振動(dòng)。例如壓縮機(jī)的踹振和不對(duì)中即是。


二、振動(dòng)測(cè)量

測(cè)量徑向振動(dòng),可以由它看到軸承的工作狀態(tài),還可以看到轉(zhuǎn)子的不平衡,不對(duì)中等機(jī)械故障。可以提供對(duì)于下列關(guān)鍵或基礎(chǔ)機(jī)械進(jìn)行機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需要的信息:1、工業(yè)透平,蒸汽/燃汽;2、壓縮機(jī),空氣/特殊用途氣體,徑向/軸向;3、膨脹機(jī);4、動(dòng)力發(fā)電透平,蒸汽/燃汽/水利;5、電動(dòng)馬達(dá)、發(fā)電機(jī) ;6、勵(lì)磁機(jī);7、齒輪箱;8、泵;9、風(fēng)扇、風(fēng)機(jī);10、往復(fù)式機(jī)械。

振動(dòng)測(cè)量同樣可以用于對(duì)一般性的小型機(jī)械進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。可為如下各種機(jī)械故障的早期判別提供了重要信息:

1、軸的同步振動(dòng),油膜失穩(wěn);

2、轉(zhuǎn)子摩擦,部件松動(dòng);

3、軸承套筒松動(dòng),壓縮機(jī)踹振;

4、滾動(dòng)部件軸承失效,徑向預(yù)載,內(nèi)部/外部包括不對(duì)中;

5、軸承巴氏合金磨損,軸承間隙過(guò)大,徑向/軸向;

6、平衡(阻氣)活塞磨損/失效 ,聯(lián)軸器“鎖死";

7、軸彎曲,軸裂紋;

8、電動(dòng)馬達(dá)空氣間隙不勻,齒輪咬合問(wèn)題;

9、透平葉片通道共振,葉輪通過(guò)現(xiàn)象。

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