潘 勇，阮 躍

（北京振測(cè)智控科技有限公司，北京 100085）

電渦流傳感器測(cè)振失效常見問(wèn)題處理

潘 勇，阮 躍

（北京振測(cè)智控科技有限公司，北京 100085）

分析現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的幾種非轉(zhuǎn)子真實(shí)振動(dòng)的電渦流傳感器振動(dòng)信號(hào)，說(shuō)明其原因和處理方法。

電渦流傳感器；軸振；失效；頻譜

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.24

0 前言

電渦流傳感器以其線性度好、測(cè)量精度高和穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在大機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)中得到普遍應(yīng)用。一般在每個(gè)軸承上安裝2個(gè)互成90°的傳感器，測(cè)量X向和Y向2個(gè)方向的振動(dòng)。為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，合理的安裝間隙電壓、位置和可靠地屏蔽是基本要求[1]，否則傳感器可能不能正常工作。如果安裝不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)異常[2]。如果電纜破損或接線端子松動(dòng)，可能產(chǎn)生沖擊干擾，引起誤跳機(jī)[3]?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)生異常振動(dòng)時(shí)，首先需要排除傳感器測(cè)量系統(tǒng)的問(wèn)題，以確定振動(dòng)信號(hào)是否反映轉(zhuǎn)子真實(shí)的振動(dòng)情況。本文主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的幾種非轉(zhuǎn)子真實(shí)振動(dòng)的電渦流傳感器振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，說(shuō)明其原因和處理方法。

1 轉(zhuǎn)子測(cè)量表面存在機(jī)械缺陷

由于機(jī)械加工、安裝或磨損等原因，轉(zhuǎn)子軸頸表面存在凸起或凹坑，電渦流傳感器測(cè)量的振動(dòng)波形存在突變現(xiàn)象，如圖1所示（圖中波形和頻譜的縱坐標(biāo)為振幅，單位μm，橫坐標(biāo)分別是采樣周期數(shù)和倍頻，下同）。這種現(xiàn)象一般在機(jī)組的任何工況下都存在，特別是盤車時(shí)晃度較大，并且有跳變現(xiàn)象，在譜圖上表現(xiàn)為高頻振動(dòng)，但相鄰軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)則無(wú)此現(xiàn)象，可以通過(guò)高頻濾波減輕其影響，下次檢修時(shí)重新加工測(cè)量表面。

圖1 轉(zhuǎn)子測(cè)量表面存在機(jī)械缺陷時(shí)的波形和頻譜

2 轉(zhuǎn)子磁化

電渦流傳感器是利用磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化測(cè)量振動(dòng)，如果轉(zhuǎn)子測(cè)量表面存在剩磁現(xiàn)象，則影響測(cè)量結(jié)果。從某發(fā)電機(jī)前軸承的振動(dòng)（圖2）可以看出，每周期波形出現(xiàn)矩形，頻譜出現(xiàn)高倍頻，一倍頻較小，但相鄰軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)則為較規(guī)則的正弦波。在難以根除的情況下，可以通過(guò)帶通濾波，將一倍頻近似認(rèn)為是振幅大小。如果直接將振幅減去某個(gè)定值，則在盤車時(shí)晃度可能出現(xiàn)負(fù)值，與常識(shí)不符。

圖2 轉(zhuǎn)子磁化后的波形和頻譜

3 測(cè)量系統(tǒng)共振

某機(jī)組2#軸承在2400 r/min左右，水平和垂直方向振動(dòng)同時(shí)增大，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他軸承振動(dòng)，頻譜出現(xiàn)突出的3.81倍頻，如圖3所示，間隙電壓正常，其他軸承振動(dòng)正常。分析認(rèn)為由于固定傳感器的安裝部件剛度不足，發(fā)生共振，不是轉(zhuǎn)子真實(shí)振動(dòng)?？梢詫?duì)高頻分量進(jìn)行濾波處理，下次檢修更改測(cè)量系統(tǒng)。

圖3 測(cè)量系統(tǒng)共振的波形和頻譜

4 傳感器受到流體沖擊

某機(jī)組正常帶負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，4#軸承振動(dòng)波動(dòng)很大，一般情況下Y向?yàn)?100～160 μm，X向?yàn)?90～120 μm，有時(shí)非常明顯，嚴(yán)重影響機(jī)組安全。頻譜中出現(xiàn)雜亂的高頻和低頻成分，如圖4所示。經(jīng)過(guò)分析，認(rèn)為振動(dòng)波動(dòng)是受到外來(lái)干擾，可能是傳感器離潤(rùn)滑油出口很近，受到油流影響?？梢酝ㄟ^(guò)帶通濾波，將一倍頻近似認(rèn)為是振幅大小，下次檢修時(shí)需要調(diào)整潤(rùn)滑油出口位置。

圖4 傳感器受到流體沖擊的波形和頻譜

5 結(jié)論

雖然電渦流傳感器測(cè)量的信號(hào)是真實(shí)的，但有時(shí)并不能反映轉(zhuǎn)子真實(shí)的振動(dòng)。主要判斷依據(jù)是同一軸承不同方向軸振之間、軸振與瓦振之間以及不同軸承振動(dòng)之間振幅、波形和頻率成分進(jìn)行比較。如果存在明顯的差別，則可以認(rèn)為是虛假的振動(dòng)信號(hào)。在運(yùn)行中，主要通過(guò)硬件或軟件濾波的方式，減輕雜波的影響，檢修時(shí)再?gòu)氐滋幚怼?/p>

［1］余啟明.電渦流傳感器在汽輪機(jī)軸系監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.電力與電工，2010，30（1）：48-49.

［2］張彩，丁俊宏，陳小強(qiáng)，等.安裝不當(dāng)造成電渦流傳感器工作異常分析［J］.浙江電力，2010，29（5）：46-48.

［3］邢艷萍，鄭智明，司源，等.本特利電渦流傳感器的安裝及常見故障處理［J］.工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2011（4）：87-89.

TP212.9

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〔編輯 凌 瑞〕