AEC電渦流傳感器應(yīng)用：

在大型旋轉(zhuǎn)機械的運動狀態(tài)，主要取決于其核心—轉(zhuǎn)軸，電渦流傳感器，能直接非接觸測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，對諸如轉(zhuǎn)子的不平衡、不對中、軸承磨損、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機械問題的早期判定，可提供關(guān)鍵的信息。

電渦流傳感器能準(zhǔn)確測量被測體（必須是金屬導(dǎo)體）與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化。在高速旋轉(zhuǎn)機械和往復(fù)式運動機械的狀態(tài)分析，振動研究、分析測量中，對非接觸的高精度振動、位移信號，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集到轉(zhuǎn)子振動狀態(tài)的多種參數(shù)。如軸的徑向振動、振幅以及軸向位置。從轉(zhuǎn)子動力學(xué)、軸承學(xué)的理論上進行分析。       

二.電渦流傳感器的基本原理

  根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。

  前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。當(dāng)被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。

  其工作過程是：當(dāng)被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時，探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，**終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。

按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況，此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類，但從基本工作原理上來說仍是相似的。

三．電渦流傳感器在旋轉(zhuǎn)機械上的應(yīng)用

電渦流式傳感器**大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、速度、 應(yīng)力、材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量，另外還具有體積小，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬等特點，應(yīng)用極其廣泛。下面**有關(guān)旋轉(zhuǎn)機械上的應(yīng)用做進一步的討論。

（一）軸位移的測量:

位移測量只考慮傳感器中的直流電壓成分

 1. 相對軸位移的測量

  相對軸位移指的是軸向推力軸承和導(dǎo)向盤之間在軸向的距離變化。軸向推力軸承用來承受機器中的軸向力，它要求在導(dǎo)向盤和軸承之間有一定的間隙以便能夠形成承載油膜。一般汽輪機在0.2～0.3mm之間，壓縮機組在0.4～0.6mm之間。如果小于這些間隙，軸承**會受到損壞，嚴(yán)重的導(dǎo)致整個機器損壞；因此需要監(jiān)測軸的相對位移以測量軸向推力軸承的磨損情況。

  測量軸的軸向位移時，測量面應(yīng)該與軸是一個整體，這個測量面是以探頭的中心線為中心，寬度為1.5倍的探頭圓環(huán)。探頭安裝距離距止推法蘭盤不應(yīng)超過305mm，否則測量結(jié)果不僅包含軸向位移的變化，而且包含脹差在內(nèi)的變化，這樣測量的不是軸的真實位移值。

2. 相對軸膨脹測量

  相對軸膨脹（差脹）是指機器的旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件因為受熱或冷卻導(dǎo)致的膨脹或收縮量。在旋轉(zhuǎn)機器的啟（停）機過程中因為機組加熱和冷卻，其轉(zhuǎn)子和機殼會發(fā)生不同的膨脹。例如，功率大于1000MW的大汽輪機的相對軸膨脹可能達到50mm。

  為了防止轉(zhuǎn)子與機殼在差脹時發(fā)生接觸，在軸肩或相對一個錐面安裝非接觸式位移傳感器測量或監(jiān)測相對軸膨脹。常用的位移傳感器有渦流式和感應(yīng)式兩種。因為膨脹量比較大，對不同測量范圍所采用的測量方式不同。

參見上圖(相對軸差脹測量示意圖)。

(a)為測量不超過12.5mm的相對軸膨脹，一般采用渦流傳感器在輪肩處直接測量；

(b)在輪肩兩側(cè)相對地安裝渦流傳感器，再結(jié)合監(jiān)測儀器中的疊加電路，可以測量大約25mm的相對軸膨脹；

(c)如果要測量50mm或更大的相對軸膨脹，經(jīng)常利用轉(zhuǎn)軸上錐面進行測量，當(dāng)錐面移動時，軸向位移**轉(zhuǎn)換為較小的徑向位移，如錐角14度的錐面轉(zhuǎn)換率為1：4，對于軸在軸承中浮動引起的真正徑向位移，可以安裝兩個渦流傳感器構(gòu)成差分電路進行補償；

(d)為雙錐面采用這種方法測量相對軸位移，同樣是一傳感器測量相對軸膨脹，一個傳感器補償軸的徑向浮動；

(e)如果空間有限或者軸肩太低或太小，或者相對軸膨脹太大，通常采用擺式傳感器進行測量。擺端的磁性使得擺能跟隨軸肩運動，這樣通過非接觸傳感器測量擺固定點附近的運動**能測量相對軸膨脹

（二）回轉(zhuǎn)軸徑向運動誤差的測量:

  回轉(zhuǎn)軸運動誤差是指在回轉(zhuǎn)過程中回轉(zhuǎn)軸線偏離理想位置而出現(xiàn)的附加運動。回轉(zhuǎn)軸運動誤差的測量，無論對于精密機床主軸的運動**度，還是對于大型、高速機組（例如汽輪機一發(fā)電機組）的安全運行都有重要意義。

  運動誤差是回轉(zhuǎn)軸上任何一點發(fā)生與軸線平行的移動和在垂直于軸線的平面內(nèi)的移動。前一種移動稱為該點的端面運動誤差，后一種移動稱為該點的徑向運動誤差。

  端面運動誤差因測量點所在半徑位置不同而異，徑向運動誤差則因測量點所在的軸向位置不同而異。所以在討論運動誤差時，應(yīng)指明測量點的位置。

  測量回轉(zhuǎn)軸的徑向運動誤差時，可將參考坐標(biāo)選在軸承支承孔上。這時運動誤差所表示的是回轉(zhuǎn)過程中回轉(zhuǎn)軸線對于支承孔的相對位移，它主要反映軸承的回轉(zhuǎn)品質(zhì)。