01 應(yīng)用

渦流傳感器的輸出包括交流電壓和直流電壓（間隙電壓）兩部分，它們都可以提供一些有價值的信息。

1. 交流電壓

1）測量軸的相對振動。在測量軸振時，常把探頭固定在軸承座上，亦即以軸承座為參考坐標(biāo)系，因而所測結(jié)果是軸相對于軸承座的振動（圖1）。

圖1 軸相對振動

（a）安裝角度；（b）固定方法

2）測量軸的絕對振動。相對振動反映的是軸相對于軸承座的振動。為了測量絕對振動，最直接的辦法是將渦流傳感器安裝在“不動”的參考點上。但是對于大型轉(zhuǎn)動機(jī)械，由于振動波及的范圍較廣，包括基礎(chǔ)在內(nèi)均參與振動。因此實際上在它的附近找不到這樣的參考點。

實際測量絕對振動的裝置是一個復(fù)合式傳感器。在這一裝置中，用渦流傳感器測量軸的相對振動，用速度傳感器測量軸承座的絕對振動。然后將這兩路信號在合成線路中按時域疊加。這樣，輸出的信號即為軸的絕對振動（圖2）。

圖 2 復(fù)合式傳感器

3）測量軸的晃度。軸存在晃度時，轉(zhuǎn)動過程中傳感器的間隙也呈正弦波變化，傳感器有交流輸出。一般認(rèn)為，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于500r/min時軸的振動可以忽略不計，此時儀表的基頻振幅就是軸的晃度。晃度的方向可由相位確定。

4）測量軸心軌跡。軸心軌跡是在與轉(zhuǎn)子軸線垂直的平面內(nèi)轉(zhuǎn)子中心的運(yùn)動軌跡，該軌跡為一平面曲線。由兩個相互垂直的傳感器可以確定任一時刻軸心運(yùn)動的X、Y坐標(biāo)，因此也就知道了軸心軌跡。測量中將這兩個傳感器的交流輸出接入一個雙通道示波器，就可以觀察到軸心軌跡。軸心軌跡可以提供一些有價值的故障信息。

2. 直流電壓

1）測量間隙。渦流傳感器不僅可以測量探頭與軸表面之間的間隙，還廣泛應(yīng)用于測量軸向位移、軸與汽缸的相對膨脹，汽缸的絕對膨脹。當(dāng)然，由于測量范圍的不同，選用的傳感器的規(guī)格也不同。

2）測量軸心位置。軸心位置指軸在軸承內(nèi)的徑向平均位置。由于油膜力等因素的影響，在靜止、盤車、啟動及負(fù)荷運(yùn)行的過程中，軸在軸承內(nèi)的位置是變化的。由圖1（a）中兩個傳感器的間隙電壓可以知道軸心位置的X、Y坐標(biāo)，也就知道了軸心位置。由軸心位置可以判斷軸承是否存在過載、失載、跑偏、損壞等故障。

3）測量轉(zhuǎn)速和相位。將渦流傳感器對準(zhǔn)軸上的鍵槽，轉(zhuǎn)動過程中，每當(dāng)鍵槽經(jīng)過探頭時，由于間隙的變化，間隙電壓會呈現(xiàn)脈沖式的變化，儀表由接收的脈沖就可換算出轉(zhuǎn)速。而脈沖到轉(zhuǎn)動波形上某一確定點（例如正峰值）的時間就是相位。

02 安裝方法

1）國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 7919-/1-1986 （E）推薦在機(jī)器的每個軸承上安裝兩個渦流傳感器。它們應(yīng)呈輻射狀安裝在垂直于轉(zhuǎn)子軸線的同一橫向平面內(nèi)，兩個傳感器互成90°。最好在軸承上半瓦垂直中心線兩側(cè)45°處安裝傳感器[圖1（a）]。

該標(biāo)準(zhǔn)還指出，也可以在每個軸承處只裝一個渦流傳感器。但是由于軸承油膜剛度、阻尼和支承動剛度在圓周方向的各向異性，測振方向不同所測得的軸振值也不一樣，甚至?xí)休^大的差別。

2）探頭由剛性支架固定在軸承的一端，與軸承的距離要在 75mm 之內(nèi)。支架要有足夠的剛度，其固有頻率至少要等于機(jī)器轉(zhuǎn)速的10倍[圖（b）]。

3）探頭與軸表面的間隙，應(yīng)取在線性范圍的中間值附近，以便上、下限都有充分的裕量。若線性范圍為0.25~2.25mm，則間隙應(yīng)調(diào)整為1.25mm，即間隙電壓為10V （對應(yīng)于靈敏度為8V/mm的傳感器）。

4）測量部位的軸的表面應(yīng)當(dāng)是光滑的，且沒有任何幾何不連續(xù)，如錘擊的痕跡、凸臺、孔洞、鍵槽，也不允許存在冶金組織的不均勻和局部剩磁。這些將產(chǎn)生虛假的軸振信號。