電渦流傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類(lèi)，電渦流傳感器，下面將對(duì)其工作原理作以闡述：

　　電渦流傳感器是基于電磁感應(yīng)原理而工作的，但又完全不同于電磁感應(yīng)，并且在實(shí)際測(cè)量中要避免電磁感應(yīng)對(duì)其的干擾。電渦流的形成：現(xiàn)假設(shè)有一線(xiàn)圈中的鐵心是由整塊鐵磁材料制成的，此鐵心可以看成是由許多與磁通相垂直的閉合細(xì)絲所組成，因而形成了許多閉合的回路。當(dāng)給線(xiàn)圈通入交變的電流時(shí)，由于通過(guò)鐵心的磁通是隨著電流做周期性變化的，所以在這些閉合回路中必有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。在此電動(dòng)勢(shì)的作用下，形成了許多旋渦形的電流，這種電流就稱(chēng)為電渦流。電渦流傳感器的工作原理如下圖所示：

　　當(dāng)線(xiàn)圈中通過(guò)高頻電流i時(shí)，線(xiàn)圈周?chē)�產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)作用于金屬體，但由于趨膚效應(yīng)，不能透過(guò)具有一定厚度的金屬體，而僅作用于金屬表面的薄層內(nèi)。在交變磁場(chǎng)的作用下金屬表面產(chǎn)生了感應(yīng)電流Ie，即為渦流。感應(yīng)電流也產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)并反作用于線(xiàn)圈上，其方向與線(xiàn)圈原磁場(chǎng)方向相反。這兩個(gè)磁場(chǎng)相互疊加，就改變了原來(lái)線(xiàn)圈的阻抗Z，Z的變化僅與金屬導(dǎo)體的電阻率ρ、導(dǎo)磁率u、激勵(lì)電磁強(qiáng)度i、頻率f、線(xiàn)圈的幾何形狀r以及線(xiàn)圈與金屬導(dǎo)體之間的距離有關(guān)。線(xiàn)圈的阻抗可以用如下的函數(shù)式表示：Z=F（ρ、u、i、f、d）。當(dāng)被測(cè)對(duì)象的材料一定時(shí)，ρ、u為常數(shù)，儀表中的i、f、d也為定值，于是Z就成為距離d的單值函數(shù)。

　　三、實(shí)際應(yīng)用

　　電渦流傳感器以其測(cè)量線(xiàn)性范圍大，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，不受油污等介質(zhì)的影響，特別是非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，而得到了廣泛的應(yīng)用。在火電廠中主要應(yīng)用在以下幾個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：

　　1、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：在機(jī)組運(yùn)行期間，連續(xù)監(jiān)視轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于給定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或停機(jī)信號(hào)。其工作原理：根據(jù)電渦流傳感器的工作原理可知，趨近式電渦流探頭和運(yùn)行的轉(zhuǎn)子齒輪之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期性變化的脈沖量，測(cè)出這個(gè)周期性變化的脈沖量，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)。

　　2、轉(zhuǎn)子零轉(zhuǎn)速：零轉(zhuǎn)速是機(jī)組在一種低于最小旋轉(zhuǎn)速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的指示，這是為了防止機(jī)組在停車(chē)期間轉(zhuǎn)軸的重力彎曲。工作原理和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速工作原理相同。

　　3、偏心：轉(zhuǎn)子的偏心是其受熱應(yīng)力彎曲的一種指示，它是在齒輪機(jī)構(gòu)盤(pán)車(chē)時(shí)觀測(cè)到的，它為轉(zhuǎn)子不對(duì)中提供可靠、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。渦流探頭可以連續(xù)監(jiān)測(cè)偏心度的峰-峰值，此值和鍵相脈沖同步。其工作原理：偏心探頭安裝在汽輪機(jī)前軸承箱內(nèi)軸頸處，其核心部分是一個(gè)電感線(xiàn)圈。當(dāng)大軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果有偏心度，則軸與電感線(xiàn)圈的距離出現(xiàn)周期性的變化，使電感線(xiàn)圈的電感量產(chǎn)生周期性的變化，測(cè)出這個(gè)電感量的變化值，就可以測(cè)出軸的偏心度。

　　4、鍵相：鍵相是描述轉(zhuǎn)子在某一瞬間所在位置的一個(gè)物理量，鍵相探頭和偏心探頭一起監(jiān)測(cè)大軸的偏心度，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)出大軸發(fā)生偏心的具體相位角。其工作原理：鍵相測(cè)量就是通過(guò)在被測(cè)軸上設(shè)置一個(gè)凹槽或凸槽，稱(chēng)為鍵相標(biāo)記。當(dāng)這個(gè)凹槽或凸槽轉(zhuǎn)到探頭位置時(shí)，相當(dāng)于探頭與被測(cè)面之間距離發(fā)生改變，傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，軸每轉(zhuǎn)一圈就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，產(chǎn)生的時(shí)刻表明了軸在每轉(zhuǎn)周期中的位置。因此通過(guò)將脈沖信號(hào)與軸的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較，就可以確定振動(dòng)的相位角。

　　5、振動(dòng)：電渦流探頭主要監(jiān)視主軸相對(duì)于軸承座的相對(duì)振動(dòng)。其工作原理：電渦流探頭的線(xiàn)圈和被測(cè)金屬體之間距離的變化，可以變換為線(xiàn)圈的等效電感、等效阻抗和品質(zhì)因素三個(gè)電參數(shù)的變化，再配以相應(yīng)的前置放大器，可進(jìn)一步把這三個(gè)電參數(shù)變換成電壓信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)的測(cè)量。振動(dòng)產(chǎn)生主要有以下幾個(gè)原因：

　�。�1）由于機(jī)組運(yùn)行中中心不正而引起振動(dòng)。機(jī)組運(yùn)行中若真空下降，將使排汽溫度升高，后軸承上抬，因而破壞機(jī)組中心引起的振動(dòng)。

　　（2）由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而引起振動(dòng)。　

　�。�3）由于轉(zhuǎn)子發(fā)生彈性彎曲而引起振動(dòng)�！�

　　（4）由于軸承油膜不穩(wěn)定而引起振動(dòng)。

　　（5）由于汽輪機(jī)內(nèi)部發(fā)生摩擦而引起振動(dòng)。

　　（6）由于水沖擊而引起振動(dòng)。

　�。�7）汽輪機(jī)在達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)生振動(dòng)。

　
　　6、軸向位移：軸向位移是指機(jī)組內(nèi)部轉(zhuǎn)子沿軸心方向，相對(duì)于推力軸承二者之間的間隙而言。通過(guò)對(duì)軸向位移的測(cè)量，可以指示旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的軸向間隙或相對(duì)瞬時(shí)的軸向變化。它的工作原理與振動(dòng)測(cè)量原理相同，但是需要說(shuō)明一點(diǎn)，軸向位移的測(cè)量經(jīng)常與軸向振動(dòng)搞混。軸向振動(dòng)是指傳感器探頭表面與被測(cè)體沿軸向之間距離的快速變動(dòng)，用峰峰值表示，它與平均間隙無(wú)關(guān)。

　　7、脹差：機(jī)組在運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子受熱要發(fā)生膨脹，因?yàn)檗D(zhuǎn)子受推力軸承的限制，所以只能沿軸向往低壓側(cè)伸長(zhǎng)。由于轉(zhuǎn)子體積小，而且直接受蒸汽的沖擊，因此升溫和熱膨脹比較快，而汽缸的體積較大，升溫和熱膨脹相對(duì)要慢一些。當(dāng)轉(zhuǎn)子和汽缸的熱膨脹還沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)定之前，它們之間存在的熱膨脹值簡(jiǎn)稱(chēng)脹差。關(guān)于脹差方向的規(guī)定：在機(jī)組啟動(dòng)或增負(fù)荷時(shí)，是一個(gè)蒸汽對(duì)金屬的加熱過(guò)程，轉(zhuǎn)子升溫快于汽缸，大于汽缸的膨脹值稱(chēng)為正脹差。在停機(jī)或減負(fù)荷時(shí)，是一個(gè)降溫過(guò)程，轉(zhuǎn)子降溫快于汽缸，所以轉(zhuǎn)子收縮的快，也就是轉(zhuǎn)子的軸向膨脹值小于汽缸的膨脹，稱(chēng)為負(fù)脹差。

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