旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng)

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1、蘭州石化儀表基礎(chǔ)理論知識培訓(xùn)班,蘭州石化電儀事業(yè)部王鐵民,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)機械在石油、化工、機械、冶金、電力等行業(yè)應(yīng)運非常廣泛，常見的旋轉(zhuǎn)機械有：鼓風(fēng)機、壓縮機、離心機、汽輪機、發(fā)電機、電動機等。 一般來說，化工企業(yè)應(yīng)用較多的是壓縮機、離心機、汽輪機等狀態(tài)檢測系統(tǒng)，需要監(jiān)測軸振信號、軸位移、振動加速度等與振動相關(guān)的工藝信號。（包括轉(zhuǎn)速、壓力、溫度、風(fēng)量等）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),1、狀態(tài)檢測系統(tǒng)的基本 概念: 旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測與 故障診斷技術(shù)包括： 識別旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)和 預(yù)測發(fā)展趨勢兩 個方面內(nèi)容。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),1.1 旋轉(zhuǎn)機械常用檢測參數(shù) 振幅：是表示機械振動劇烈程度的

2、一個重要參數(shù)。 （單位。峰-峰。密耳.mil （1mil=0.001in=0.0254mm） 頻率。 軸心位置 相位：是描述轉(zhuǎn)子某一瞬間所在位置的一個參數(shù) 振動形式（分為時基波形和軸心軌跡） 軸向位置（軸位移） 其他參數(shù)：軸承溫度，潤滑油溫度、介質(zhì)壓力、介質(zhì) 流量等。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),1.2 旋轉(zhuǎn)機械常見故障 轉(zhuǎn)子不平衡 油膜波動 旋轉(zhuǎn)機械摩擦 旋轉(zhuǎn)機械不對中 旋轉(zhuǎn)機械裂紋轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)機械氣體介質(zhì)波動 喘振等故障,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),2、傳感器系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng)中采用的傳感器分為： 接觸傳感器 非接觸傳感器,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),2.1 傳感器按測量參數(shù)分類 加速

3、度傳感器（輸出電量與加速度成正比） 壓電式（電荷輸出型；電壓輸出型內(nèi)置放大電路） 應(yīng)變式 速度傳感器（輸出與速度成正比） 接觸式（動圈式、動磁式、壓電式內(nèi)置積分放大器） 非接觸式（變間隙式）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),位移傳感器 接觸式 （電阻式、應(yīng)變式） 非接觸式（電容式、電渦流式） 溫度傳感器 壓力傳感器,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),2.2 傳感器按工作原理分類 一、電阻式 變阻式（測量直線位移，角位移等） 應(yīng)變式（測量位移、力、壓力、扭矩、加速度等） 固態(tài)壓阻式（測量壓力、加速度等） 二、電感式 自感式（可變磁阻---用于測量較大位移等，渦流式測量液位、轉(zhuǎn)速、零件計數(shù)等） 互感式（測量直線位移、壓

4、力、重量等）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),三、電容式 極距變化型（測量位移、速度、加速度等） 面積變化型（測量大直線位移、角位移等） 介質(zhì)變化型（測量液位） 四、壓電式 壓電式速度傳感器（電荷輸出型內(nèi)置放大電路；電壓輸出型） 壓電式速度型傳感器（內(nèi)置積分放大電路）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),五、磁電式 動圈式（測量振動速度、位移、加速度等） 磁阻式（測量轉(zhuǎn)速） 六、光電式（測量轉(zhuǎn)速） 七、熱電式（測量溫度） 八、紅外式（測量溫度）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),2.3 電渦流傳感器的測量原理 加圖。。。 一、電渦流傳感器根據(jù)電磁場原理。在趨近線圈中通入高頻電流后，線圈周圍會產(chǎn)生高頻磁場，該磁場穿過靠近它的轉(zhuǎn)

5、軸表面時，會在其中感應(yīng)產(chǎn)生一個電渦流。 二、這個變化的電渦流，又會在它的周圍產(chǎn)生一個電渦流磁場，其方向和原線圈磁場方向相反，這兩個磁場疊加將改變原線圈的阻抗。 三、線圈阻抗在磁導(dǎo)率、激勵電流強度，頻率等參數(shù)不變時，可把阻抗看作是探頭到金屬表面間隙的單質(zhì)函數(shù)，即二者之間出曾比例關(guān)系。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),四、設(shè)置測量變換電路。將阻抗的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流，通過顯示儀表反映出間隙的變化，從而得到軸振動和軸位移。 技術(shù)參數(shù)： 3300XL 8mm 的探頭線圈 阻值 7.6 歐姆 7200SERIES 5mm的探頭線圈 阻值 4.2 歐姆 7.87 +- 0.

6、43 V DV/mm 平均值 電源：24VDC 交流 LVDT 2.3 V 有效值/ 3400Hz 正弦波,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),2.3.1 電渦流傳感器的組成 由探頭、延伸電纜、前置器三部分組成 一、一套典型的探頭通常由 線圈、頭部、殼體、高頻電纜、高頻接頭組成。線圈是探頭的核心，它是整個傳感器系統(tǒng)的敏感元件。線圈的物理尺寸和電氣參數(shù)決定傳感器系統(tǒng)的線性，量程以及探頭的電氣參數(shù)的穩(wěn)定。 二、延伸電纜。傳感器尾部電纜是用于連接到延伸電纜，在通過延伸電纜與前置放大器連接。傳感器總長（包括尾部電纜）由0.5m、0.8m、1m等多種。一般延伸電纜有5m、10m。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),三、前置

7、放大器 2.4 前置放大器的工作原理 它是本特利公司的一種信號調(diào)制器，它將一個無線電頻率信號輸給一個電渦流趨近式探頭，對探頭輸出信號進行解調(diào)。它即可提供正比與探頭平均間隙的信號，又可提供正比于振動大小的信號。也稱為振動解調(diào)器。（簡稱前置器）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),它是一個物體相對參考測量系統(tǒng)的距離或位置的變化。機械振動的位移，一般是用測量被觀察運動的峰-峰值表示。常用的單位是微米。電渦流趨近式探頭用來直接測量位移，對速度信號，必須進行一次積分才能得到位移，而對加速度信號則要進行二次積分才能得到位移量。 探頭與物體（軸）趨近時，波峰升高，送到解調(diào)器進行調(diào)解。解調(diào)后的信號

8、再進入放大器進行放大，再到交流轉(zhuǎn)換成直流脈沖信號。最后處理成直流電壓輸出。送到顯示指示器進行顯示距離或位置的變化量。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),2.5 7200系列軸振動前置放大器 7200 SERIES.PROXIMITOR (出廠編號) 規(guī)格: 5mm. PROXIMITOR 該前置放大器內(nèi)部電路塑封,屬本質(zhì)安全火化型。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),2.6 3300監(jiān)視系統(tǒng)由安裝在框架中的 下列卡件組成：,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),采用面板式安裝.。電源卡件和框架接口卡件，必須安裝在組件面板的最左邊的位置上。其余九個卡件位置可由任意一個卡件占用或擴展。 電源卡件。即有交流型（AC）.也有直流型（DC）

9、.可以在框架中安裝一個或兩個電源卡件，每個卡件均可獨立對整個框架供電。 3300/是數(shù)據(jù)管理接口。正確是測點是4個，背面有，4個“九眼”接口，它的主要功能是 與計算機，本特利內(nèi)華達公司的通訊處理器以及框架中其他卡件通信，它還可以管理系統(tǒng)事件列表和報警事件列表。也可以與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)/DDE服務(wù)器軟件系統(tǒng)相連接。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),軸是金屬材料，受環(huán)境溫度和開車前與投用使用軸溫度上升（約7080）受熱膨脹，冷縮的影響。所以安裝調(diào)試中，注意溫度變化對基準(zhǔn)點漂移的影響。加。。。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),3 常見故障分析處理 3.1 探頭安裝的常見錯誤形式：

10、 在安裝探頭時，測量不構(gòu)準(zhǔn)確。 在機器殼體上鉆的 孔，對于軸的中心偏出一個角度 探頭被用來探測有鍍鉻表面。聯(lián)軸器凸綠上的 皺縮處，導(dǎo)致探頭信號的讀數(shù)不穩(wěn)定。 測量軸向位移遠離止推軸承，探頭無法反映軸位置變化。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),安裝探頭支架的 剛度不夠，形成共振會使探頭有很大的 推幅的振動，振動信號讀數(shù)沒有意義。 探頭安裝間隙1.0mm(40miL)因為它有2.0mm,(80miL)的線性范圍，應(yīng)處在線性范圍的中部，開始于0.25mm(10miL)的地方并不是0mm處。 探頭所帶電纜以及延伸電纜車有機械破壞可能的危險地區(qū)沒有足夠保護容易被破壞。 延伸電纜的導(dǎo)管密封不當(dāng)，進油或凝結(jié)現(xiàn)象。,旋

11、轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),在安裝探頭時，所帶電纜把探頭擰進，電纜會使被損壞。 安裝時，加到探頭殼體上的扭矩過大，導(dǎo)致探頭殼體或螺紋破壞。 延伸電纜電長度，型號與探頭所帶電纜和前置器不匹配，導(dǎo)致讀數(shù)或者很高或者很低不能準(zhǔn)確。 正確的探頭安裝，要求軸上被觀測部分表面應(yīng)該是規(guī)則的光滑，沒有剩磁，若有就會導(dǎo)致測量有誤差。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),3.2一般故障分析及處理 當(dāng)傳感器系統(tǒng)發(fā)生故障，要檢查發(fā)生的可能原因，按照分段，分部件，標(biāo)定錯誤，采用數(shù)字萬能表去完成電壓和電阻的測定。,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),一、前置器公共端（COM）與其它電源Vt終端之間其電壓不在17.526VDC.D的范圍內(nèi)。（如可用安供器

12、則為2326VDC。 可能原因及處理方法： 電源錯誤（更換電源） 電源與前置器之間的連線錯誤。（更換連線） 前置器有問題（更換前置器）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),二、前置器和公共端之間的電壓保持在0VDC 可能原因和處理方法： 電源電壓不對（準(zhǔn)確檢查） 現(xiàn)場接線短路，接地（檢查絕緣） 接到前置器輸出端的儀表短路接地（檢查絕緣） 前置器有問題（更換絕緣）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),三、前置器輸出端與公共端之間電壓保持在01.0VDC之間但不等于0VDC 可能原因及處理方法： 電源電壓不對（確定a的錯誤不存在） 前置器有問題(更換) 探頭短路或開路（探頭臟，清潔） 延伸電纜短路或開路（更換處理）

13、探頭短路或開路（應(yīng)是8.730.70） 在探頭頂部與被測表面之間的 間隙小于0.25mm(10miL) 探頭探測到的是安裝探頭的埋頭孔或機殼而不是軸表面,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),四、前置器輸出電后與電源端之間電壓相差 幾伏之間。 可能原因和處理方法： 探頭與被觀測表面之間，間隙太大（拆電纜，輸出壓應(yīng)在0.41.1V說明間隙不正確） 前置器有問題（更換）,旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)檢測系統(tǒng),五、前置器輸出和公共之間電壓與電源端之間電壓保持相等 可能原因和處理方法： 電源電壓不對（確定a故障不存在） 前置器輸出和電源Vt終端之間短路（更換連線） 前置器失效（更換） 六、3300或3500接口模塊問題,謝謝大家，請多指教,