本特利TSI3500 - 培训资料及总结

本特利TSI3500系列培训

本次培训主要内容有涡流传感器和速度传感器的原理、特性及使用条件，TSI3500系统简介、框架与主计算机的通讯、框架组态及探头安装时的注意事项等。

一、 测量约定

约定就是一种协议，一种规定，是以语言或文字形式订立的在某个群体或范围内应共同遵守的条件。对于本特利系统来说，为了便于更好的理解和交流各设备、系统的特性，制定一套大家都习惯和认可的约定是十分必要的，其主要的内容有以下几个：

1、 测量速度、加速度和位移的传感器，当探头向测量面靠近时，输出信号趋向正方向；

如图1所示即为测量位移传感器趋向被测面时的电压曲线图；图2为当拿锤子沿其敏感极轴方向轻敲一个速度或加速度传感器时，其输出电压曲线图；

－电压

电压趋向正方向

0电压

向探头方 向运动

＋电压 仅供参考

间隙减小

间隙以千分之一寸或微米计

间隙增大

图1

传感器

时间

位移、速度、加速度敏感轴

图2

2、观察或标注设备时，默认方向为从驱动端向被驱动端看；

如汽轮发电机组，通常是从汽轮机向发电机看，电泵就是从电动机向给水泵侧方向看。

3、当测量探头采用X向和Y向方式时，从驱动端向被驱动端看，各探头名称和安装角度如下图3、图

轻敲

4所示；

观察方向

驱动侧

负载

负载

从驱动端看 任意旋转方向 驱动端 图3 左上 右上 向（0°）向（0°）向（左45°）向（右45°）向（右90°）向（左90°） 图4 4、通常Y向探头接至1通道，X向探头接至2通道，各信号线的颜色如下： 如按照此规则接线，不仅使整个系统接线与本特利的各种资料能对照起Y向振动信号线 蓝色 X向振动信号线 绿色 来，对系统以后的调试、维护等都将带来很大的方便。 键相信号线 黄色 结合以上各规则，我们就可以清楚的理解以下图5、图6所示，当转动轴公共端 黑色 电源线 红色 沿所示特定轨迹运动时，其轴心轨迹及X轴、Y轴输出电压随时间变化的曲线图了。

垂直，通道1

垂直探头

水平，通道2

水平探头

从驱动端看

垂直

水平

图5

垂直，通道1

垂直探头

水平探头

水平，通道2

垂直

水平

图6

二、传感器特性

本特利传感器一般分为位移传感器、速度和加速度传感器和机壳膨胀传感器。

1、 电涡流位移传感器

我们常接触到的本特利涡流传感器有直径5mm涡流传感器、8mm涡流传感器、11mm涡流传感器、14mm涡流传感器、25mm涡流传感器、50mm差胀传感器、3300

耐高温电涡流传感器几种，其中5mm探头和14mm探头不常用。每个传感器系统都由探头、延长线和前置器组成，本特利探头、延长线和前置器具有完全的可互换性，只要部件号一致，各部分可以互换。

电涡流传感器是以高频电涡流效应为原理的非接触式位移、振动传感器，其基本原理是探头、延伸电缆、前置器以及被测体构成基本工作系统。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。如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近，则这一磁场能量会全部损失；当有被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。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。

①8mm探头，现在常用的为3300XL 8mm系统，其系统能输出正比于探头端部与被测导体表面之间的距离的电压信号。它既能进行静态（位移）测量又能进行动态（振动）测量，主要用于油膜轴承机械的振动和位移测量，以及键相位和转速测量。

3300 XL 8mm 传感器系统的每一个组件都是向后兼容的，并且和其它的非XL 3300 系列的5mm和8mm 传感器系统组件可互换。例如，当没有足够的空间安装8mm 探头时，通常使用3300 5mm 探头来代替。其线性范围为2mm(80mils)，从距被测靶面约0.25mm（10mils）处开始，从0.25 至2.3mm（10 至90mils）（约-1至-17Vdc）；探头灵敏度系数为7.874V/mm，前置器在出厂时都经过AISI4140钢校准，如被测表面特性与AISI4140钢差异很大，可根据被测表面特性重新校准。前置器的电源要求在无安全栅时为-17.5Vdc 至-26Vdc，电流最大为12mA，有安全栅时要求－23V dc 至－26Vdc。当在高于－23.5V dc 电压下工作时 将导致线性范围减小。现场联线要求0.2 至1.5mm （[有金属环时0.25 至 16 至24AWG）0.75mm （18 至23AWG）]。建议使用三芯屏蔽电缆。从3300 XL 前置器到监测器的最大长度为305 米（1000 英尺）。探头要求最小靶面尺寸： 直径15.2mm(0.6inch) （平面靶面），轴直径：最小50.8mm (2in) 推荐最小：76.2mm (3in) 当对直径小于50mm(2in) 的轴进行测 量时，通常要求径向振动或轴向位移传感器间距很近，这将导致因传感器的电磁场相互干扰而发生读数错误。应注意保持传感器端面之间的最小距离以防止交叉干扰，对于轴向位移测量不小于40mm(1.6in)， 对于径向 振动测量不小于

38mm(1.5in)。 对于轴直径小76.2mm(3in)的径向振动或位移测量， 将导致灵敏度发生变化。其他安装安装时应注意的最小尺寸如下图7所示。

2

2

图7

②11mm探头，现在常用的为3300XL 11mm系统，对于油膜轴承机器非接触式振动和位移测量，3300 XL

11mm 电涡流传感器系统灵敏度可输出3.94 V/mm ( 100mV/mil )。 11mm 的探头端部使这种传感器与我们标准的3300 XL8mm 传感器系统相比具有更大的线性区，线性范围为4.0mm(160mils)，从距被测靶面约0.5mm（20mils）处开始，从0.5 至4.5mm（20至180mils）。它主要应用在要求大线性范围的下列测量：

? 轴向（推力）位移测量

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