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研旭小量程电涡流位移传感器YXS-DW
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产品名称

研旭小量程电涡流位移传感器YXS-DW

YX-DWII 系列一体化电涡流位移传感器是通过表面贴装微形封装技术,将前置器电路和探头集成一体,是一种高性能、低成本的新型电涡流位移传感器。
所属分类
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产品描述

基本原理

从转子动力学、轴承学的理论上分析,大型旋转机械的运动状态,主要取决于其核心—转轴,而电涡流传感器,能直接非接触测量转轴的状态,对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定,可提供关键的信息。

根据法拉第电磁感应原理,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈涡旋状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。

电涡流位移传感器系统中的前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈,在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场,由于其反作用,使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗),这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性,则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变,则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数,虽然它整个函数是一非线性的,其函数特征为“S”型曲线,但可以选取它近似为线性的一段。于此,通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化,输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流位移传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。

输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。按照电涡流在导体内的贯穿情况,传感器可分为高频反射式和低频透射式两类,但从基本工作原理上来说仍是相似的。

其工作过程是:当被测金属与探头之间的距离发生变化时,探头中线圈的Q值也发生变化,Q值的变化引起振荡电压幅度的变化,而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压(电流)变化,最终完成机械位移(间隙)转换成电压(电流)。由上所述,电涡流传感器工作系统中被测体可看作传感器系统的一半,即一个电涡流位移传感器的性能与被测体有关。

 

性能特点

 YX-DWII 系列一体化电涡流位移传感器是通过表面贴装微形封装技术,将前置器电路和探头集成一体,是一种高性能、低成本的新型电涡流位移传感器。

     YX-DWII 系列一体化电涡流位移传感器广泛用于电力、石化、冶金、机械等行业,对大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行在线实时监测,可以分析出设备的工作状况和故障原因,有效地对设备进行保护及进行预测性维修。可测量位移、振幅、转速、尺寸、厚度、表面不平度等。

 

应用范围

    该产品可非接触测量,是检测旋转机械轴向位移、径向偏摆的理想工具,更是大型水轮机、发电机、风机等自动检测、故障诊断的主要传感器,在机械、电力、航天、交通、石油、原子能、材料工程、建筑等许多部门广泛应用。

 

性能参数

    1、非接触测量,永不磨损。

2、抗干扰能力强,高可靠性,长寿命。

3、工作温度:-25~+85℃,温漂 0.05%/℃。

4、防护等级:IP68。

5、输出形式:三线制电压或电流输出。

6、频响:幅频特性0~1kHz衰减小于1%,1KHz~10kHz衰减小于 5%;

相频特性0~1kHz相位差小于-10°,1KHz~10kHz相位差小于-100°。

7、传感器供电电源:

(1)+15dc~+24Vdc供电,电压输出,输出范围0.1~10.5V/1~5V/0.5~4.5V,功耗≤12mA(不含输出电流);

(2)-18Vdc~-24Vdc 供电,电压输出,输出范围-2~-18V,功耗≤12mA(不含输出电流);

(3)+18Vdc~+30Vdc供电,电流输出,4~20mA电流输出,功耗≤12mA(不含输出电流)。

8、纹波(测量间隙恒定时最大输出噪声峰峰值):电压输出形式的传感器输出纹波不大于20mV;电流输出形式的传感器输出纹波不大于 30uA。

9、负载能力:电压输出形式的传感器输出阻抗不大于51Ω,最大驱动信号电缆长度 300m;4~20mA电流输出形式的传感器最大负载电阻不大于750Ω,带最大负载电阻时输出变化-1%。

10、测量参数:

 

探头直径

线性量程(mm)

非线性误差

最小被测面(mm)

φ5

1(可扩展到 2

≤±1%

φ15

φ8

2(可扩展到 4

≤±1%

φ25

φ11

4(可扩展到 8

≤±1%

φ35

φ25

12(可扩展到 20)

≤±1.5%

φ50

φ50

25(可扩展到 40)

≤±2%

φ100

11、外形尺寸:

 

探头直径

壳体螺纹

壳体金属部分长度

探头PPS部分长度

不带铠装

铠装输出

φ5

φ5

M10×1

100mm

120mm

5mm

58mm

φ8

M10×1(常规)

100mm

120mm

8mm

M11.5

80mm

100mm

φ11

M14×1.5(常规)

80mm

100mm

11mm

φ25

M14×1.5

90mm

120mm

25mm

φ50

M14×1.5

90mm

120mm

35mm

 

安装说明

当被测体为圆轴而且探头中心线与轴心线正交时,一般要求被测轴直径为探头直径的 3倍以上,否则传感器的灵敏度会下降,当被测面大小与探头头部直径相同时,灵敏度会下降到70%左右。

被测体的厚度也会影响到测量结果。一般厚度大于0.1mm以上的钢等导磁材料及厚度大于0.6mm以上的铜、铝等弱导磁材料,则灵敏度不会受到影响。

被测表面应光洁,不应有刻痕、洞眼、凸台、凹槽等缺陷(对于特意为键相器、转速测量设置的除外)。对于振动测量要求被测面表面粗糙度在0.4~0.8um;对于位移测量一般表面粗糙度不超过0.8~1.6um。

除非在订货时进行特别说明,通常在出厂前传感器用45#钢材料试件进行校准,只有和它相同系列的被测体材料,产生的特性方程才能相近。传感器之间的安装距离不能太近,以免产生相邻干扰。通常情况下传感器探头之间的最小距离见下表。

 

 

探头头部直径

(mm)

 

两探头平行安装

DPX(mm)

两探头垂直安装

(被测体为圆形)

DCY(mm)

两探头垂直安装

(被测体为方形)

DCF(mm)

φ5

40.6

35.6

22.9

φ8

40.6

35.6

22.9

φ11

80

70

40

φ25

150

120

80

φ50

200

180

150

校准

传感器长期不使用达一年以上或连续使用两年以上应进行重新标定。

 

 接线

产品接线根据输出方式略有不同,常用的为以下几种:

1、3 芯屏蔽电缆:红-电源,黑-COM, 白-OUT

2、4 芯屏蔽电缆:红-正电源,黑-COM,黄(白)-OUT,蓝-负电源

3、端子输出:①-电源、②-OUT、③-COM

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