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。

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.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，zui終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，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．在旋轉(zhuǎn)機械上的應(yīng)用

電渦流式傳感器zui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。下面就有關(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，軸承就會受到損壞，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(dá)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，軸向位移就轉(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就能測量相對軸膨脹

（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精確度，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)。