屏蔽式電渦流傳感器

一.電渦流傳感器工作原理及特性    

電渦流傳感器的基本工作系統由被測體、探頭、延伸電纜、前置器構成。前置器產生高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，線圈會產生軸向磁場，當被測金屬體靠近這個磁場，在被測金屬表面產生渦流（電渦流的強弱隨探頭與被測體表面之間距離的變化而變化），從而引起線圈Q值變化。距離小時電渦流作用強，線圈Q值??；距離大時電渦流作用弱，線圈Q值大。在實際應用中，將線圈Q值的變化經前置器檢波、放大轉化成電壓的變化。實現將機械位移(間隙)值轉換成電壓值。

電渦流位移傳感器工作原理圖

 綜上，電渦流傳感器工作系統中被測體的材質與測量結果密切相關。

 ● 被測體材料對傳感器特性影響：

位移 (mm)

                          材料影響數據曲線

訂貨時用戶必須注名被測體材料、形面、尺寸等。如用戶沒有在合同中約定，出廠校驗時均將45#鋼作被測體材料，被測體平面直徑尺寸以大于或等于3倍探頭直徑進行校準。

二.電渦流傳感器特點

• 可靠性：

  =探頭頭部體選用PPS工程塑料并通過模具成型。保證探頭具有高強度、耐高溫(220℃)、抗腐蝕性能；不易碰壞、碰到某些化學藥品也不會被腐蝕；保證了探頭的可靠性；

  =探頭信號輸出使用的同軸電纜和延伸同軸電纜選用進口寬溫度范圍電纜(-55℃～200℃)；電纜強度高、電氣特性一致性好（有利于減小互換性誤差）；

  =電纜接頭選用進口標準插頭座，接觸電阻小，可靠性增加；

  =前置器輸出端子有容錯和過載保護，即使接錯線不會引起前置器的電路損壞；

  =前置器有防雷擊、抑制電網尖峰干擾能力，使前置器更安全；

  ▲溫度的穩定性和精度：

  =依靠先進的補償電路使探頭線圈和電纜溫度變化的影響，在(-22℃～120℃)溫度范圍內，其最大偏差小于±5 % (包含線性、靈敏度偏差)；

  =探頭靈敏度誤差±3%；

  =探頭線性誤差±1%；

  =頻率響應DC～10 kHz

  =分辨率1um

  三.電渦流位移傳感器技術參數

  =系列電渦流傳感器工作環境的基本要求：

  探頭-30℃～150℃、延伸電纜在-30℃～200℃，前置器在-30℃～80℃；相對濕度95%環境中，長期工作不損壞。

  =電源：-24VDC±10%

  =外形尺寸：80 mm×60mm×30mm

  =安裝采用導軌安裝或螺釘安裝。

   

   

  四．現場安裝調試

  （一）探頭安裝的一般步驟

  1.屏蔽探頭安裝不同的位置和探頭安裝面的材質對傳感器的靈敏度和精度影響較大，因此在安裝探頭時必須將探頭和固定面絕對齊平。

  2、測試有誤差時，測量偏大適當將探頭前移，用扳手擰殼體后面四邊形調試，每次調整角度不超過45度。測量偏小，將探頭后移，每次調整角度不超過45度。

  3、探頭安裝位置確認后，必須將兩個螺母擰緊。

   

  （二）延伸電纜安裝

  作為聯接探頭與前置器的中間部件，延伸電纜的安裝應保證其在使用過程中不易受到損壞。通常采用管道鋪設，否則應采用帶鎧裝的延伸電纜。另外應將過長的電纜線盤成直徑不小于50mm的圓環用綁繩扎緊后，用壓片將其固定，不能隨意剪斷過長的電纜。

  在選型時，應保證延伸電纜的長度加探頭電纜長度之和大于探頭安裝處到前置器安裝處的距離，而且通常前置器都是集中在安裝機器的同一側。

  延伸電纜轉接頭的密封與絕緣

  延伸電纜的外表皮是用聚塑料絕緣和密封的，探頭的內部結構也已經絕緣，但是延伸電纜和探頭電纜的接頭是和信號“地"相接的，而且不具有密封性。由于延伸電纜轉接頭和探頭電纜高頻接頭的聯接處通常是懸空在接線盒里，為了避免聯接處和機殼接觸以及加強其密封性，應該對聯接處進行絕緣保護。一種較好的方法是采用熱縮套管收縮包裹。在產品出廠時本公司作為附件按每個探頭100mm長提供了一節φ8透明熱縮套管，現場安裝時剪下約50mm長的一節，接好接頭后，將套管套在接頭處，用電吹風將其加熱收縮即可。這樣還能起到防止接頭松動的作用。如果需要脫開接頭，只要用刀片小心將熱縮套管劃開，再次聯接接頭則另剪一節完好的未收縮套管套上后收縮。

  鋪設延伸電纜管道：為了保護電纜不易被損壞，通常采用管道鋪設延伸電纜。

  延伸電纜安裝的一般步驟

1. 檢查延伸電纜的長度                                                             

   檢查延伸電纜長度是否與探頭和前置器要求配套，延伸電纜長度加上探頭所帶電纜長度應該與前置器要求的電纜長度一致，除非特殊規格，延伸電纜長度加上探頭所帶電纜長度為5m或9m。如果是成套訂貨，通常在出廠校驗單上表明了作為系統校驗的探頭、延伸電纜、前置器的型號和編號，對照出廠校驗單上產品編號組成系統。

2. 標記延伸電纜

   在延伸電纜的兩端分別進行特訂標記（如1#瓦水平振動等）來說明其作用以及區分多套傳感器各部分間聯接關系、電纜兩端應作標記以便在多根電纜頭中進行分辯，這種標記應該防油、防水。

3. 鋪設延伸電纜

   如果采用管道鋪設則應預先將管道安裝好，并檢查管道內應干凈，無尖銳凸起或粗糙表面，以防污染和劃傷電纜，將電纜穿過管道時，首先應該用橡皮套（產品出廠時每一個接頭都套有一個）套上需要塞進管道一端的接頭（是轉接頭還是高頻接頭，視乎從管道的哪端開始塞進延伸電纜；從靠近前置器安裝盒開始，則轉接頭塞入管道；從靠近探頭接線盒開始，則是高頻接頭塞入管道），以保護接頭不會被污染。

   如果不用管道鋪設，則需要選用帶鎧裝的延伸電纜。安裝時可采用線夾之類的東西將延伸電纜固定在較安全的地方，以減少電纜可能被損傷的機會。

   ④聯接延伸電纜

   將延伸電纜的轉接頭穿到探頭接線盒內，并套上一節約50mm長的φ8透明熱縮套管后，將延伸電纜轉接頭與探頭電纜高頻接頭聯接并擰緊，把熱塑套管移到聯接處，使聯接處兩邊的熱縮套管長度一樣，再用750W電吹風加熱熱塑管，使其收縮包緊接頭。

   （三）前置器的安裝

   作為傳感器系統的信號處理部件，前置器對工作環境的要求要比探頭嚴格得多，通常將它安裝在遠離危險區，其周圍環境應該無腐蝕氣體、干燥震動小，環境溫度與室溫相差不大。為了保證前置器工作安全可靠，有必要采用專用前置器安裝盒。本公司可以為您提供具有防爆合格證的防爆安裝盒和普通金屬安裝盒，并已按前置器安裝尺寸加工好前置器安裝導軌。

   前置器安裝盒在使用前，應該用壓縮空氣加以凈化，以保證盒內沒有殘存的液體和金屬屑，否則金屬屑可能會導致前置器接線端子短路。過長的探頭或延伸電纜應該固定在不接觸前置器的地方。

   為了防止不同地電位造成的干擾，必須采用單點接地。為了屏蔽外界干擾，前置器外殼直接與系統電氣相接，因此應該將前置器安裝盒及安裝螺釘及前置器外殼絕緣。在設計制造前置器已增加了絕緣底板，不必考慮前置器的絕緣問題。

   API670標準建議把前置器安裝盒都安裝在機器的同一側，以便于鋪設電纜和維修檢查。

   （四）系統連接

   系統連接包括將傳感器探頭、延伸電纜（如果有的話）、前置器以及監測儀表這間的電氣連接，以組成能投入工作的測量系統。探頭、延伸電纜、前置器之間是通過將其標準的高頻接頭連接；前置器與監測儀表之間用三芯屏蔽電纜連接。通常將其中的紅色線接電源（Ut端），黑色線接信號地（COM端），黃色線接信號輸出（OUT端）。這種各色電線的分配是按16AG型多芯屏蔽電纜說明的，如果采用其它型號的電纜，將有所不同，但在接線時應該統一，以免由于混亂而接錯線，屏蔽電纜的屏蔽層需在接監測儀表一端單點接地。

   前置器到監測儀表之間最長不得超過300m，否則信號衰減將會過大。

    

   五.校準與維修

   本章主要說明何時該對傳感器系統進行校準，以及發生故障時，如何對傳感器系統進行維修。

   （一）校準

   什么情況下應該對傳感器進行重新校準

   =傳感器長期不使用達一年以上；

   =傳感器連續使用兩年；

   =被測體材料與出廠校準材料不符；

   =排除故障后。

   準裝置與設備

   =位移校準器

   =千分尺

   =數字萬用表

   =直流穩壓電源

   以上工具、設備，本公司均可提供。

   校準步驟

   =選擇與被測體材料相同的試件安裝好。

   =裝好探頭、千分尺（量程應大于傳感器量程20%）。

   =將直流穩壓電源的供電電壓調到傳感器系統所需電壓范圍。

   =分別將穩壓電源、數字萬用表、探頭、電纜接到前置器上

   =旋轉千分尺調節鈕，使探頭與試件平面緊貼，再將探頭頭部與試件間距離到傳感器線性起始距離。

   =打開電源，旋轉千分尺調節鈕，以十分之一量程為間隔，記錄傳感器輸出電壓或電流值。

   =計算傳感器靈敏度與線性誤差。

   =如果非線性度、靈敏度等指標超差，則請聯絡本公司，由專業技術人員進行調節。

   （二）故障與維修

   傳感器系統在校準或工作中出現不正?，F象時，首先自行初步檢查，問題嚴重時，請聯絡本公司。

   初步檢查步驟

   =系統檢查

4. 接線端子接線是否接錯；

5. 接線是否短路；

6. 電源電壓是否正確；

7. 測量儀器是否短路或開路。

   =探頭檢修

8. 探頭高頻插頭和探頭頭部是否干凈，如有臟物，請有酒精擦洗。

9. 延伸電纜（如果有延伸電纜的話）是否短路或開路，如有故障，應更換延伸電纜。

10. 檢查探頭是否短路或開路：先將延伸電纜脫開（如果有），然后用數字萬用表測量探頭高頻插頭外殼間電阻值，其正常數值應在2.0～15.0Ω之間，如果電阻值很小（小于1.0Ω），則說明此探頭出現短路；如果測得的電阻值非常大（大于100Ω），說明此探頭已開路或接觸不良。當有上述兩種情況時，就得更換探頭。

    =前置器檢修

    1)先檢查探頭和延伸電纜是否與前置器配套。如果有延伸電纜，一定要將延伸電纜接上。

    2)將判定完好的探頭與前置器相連。當探頭頭部緊靠金屬導體時，前置器的輸出值應該最??；當探頭頭部遠離金屬導體時，前置器的輸出值應該最大。否則就可以判定此前置器已損壞，或者傳感器系統接觸不良，這時應該對系統進行修理或更換前置器。