一种轴振传感器的检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传感器信号检验技术领域，特别是一种轴振传感器的检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]轴振传感器是用来测量旋转机械轴振幅值的一种测量元件。轴振幅值是指旋转机械旋转轴相对于轴承的振动幅值，是一种相对振动。它是旋转机械尤其是汽轮机、发电机等大型旋转设备或风机水栗等辅机的重要监测数据，是描述机组运行安全性的关键参数，对设备日常运行中的安全监测以及发生振动故障时进行故障诊断治理都有十分重要的指导意义。这种传感器在火电厂、化工厂等工业领域有着广泛的应用。
[0003]目前在电力行业普遍使用的轴振传感器为非接触式电涡流传感器。该传感器成圆杆状，直径为8mm。根据型号的不同长度从1cm至30cm不等，外表面车满螺纹。其一端为探头部分，可产生数十兆赫兹的高频电流从而在周围空间内感应出磁场，如果附近有金属物体则可以通过电磁感应在金属表面感应出高频电流，该高频电流反过来再对探头产生电磁感应，传感器探头可以接收该感应信号并通过该信号的变化特征获知金属物与探头之间的距离变化，在转轴高速旋转时传感器就是依据这个原理来探知转轴与探头之间的距离从而获得转轴振动幅值的。传感器的另一端自带有信号线用于连接前置器接受供电并同时输出信号。
[0004]旋转机械有时会发生故障导致振动幅值增大，这就需要进行现场振动监测工作。进行现场振动监测需要将轴振信号引入数据分析仪进行观测。但是很多时候由于传感器、前置器故障或连接导线短路、虚接、强烈电磁干扰等原因会造成传感器测量不准确的情况，这将对我们进行安全状态在线监测、振动故障诊断以及动平衡试验造成极其严重的影响。因此十分有必要设计一种轴振传感器信号检验方法，以检验传感器的工作状况是否正常。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种轴振传感器的检测装置及检测方法。
[0006]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0007]—种轴振传感器的检测装置，该装置包括一个起连接固定各部件作用的金属底板，在金属底板的右侧固装有电机，在电机的对应侧固装轴承，长轴一端与电机驱动轴同轴向安装，另一端穿装在轴承上，在长轴上匀距固定穿装A、B及C三个轴振传感器测试圆盘，在金属底板一侧制有两条平行于长轴的安装孔槽，在安装孔槽上方，通过穿装在两条安装孔槽内的螺栓固定直角三角形角钢支架的一条直角边，在角钢支架的另一条直角边上制有与长轴轴心处等高位置的轴振传感器安装孔。
[0008]而且，所述三个轴振传感器测试圆盘的外部尺寸规格相同，均采用铝合金材质，夕卜部直径均为100mm，厚度10mm，其中，A测试圆盘的装配孔制在圆盘圆心正中间，B测试圆盘的装配孔中心与圆盘中心偏离50 μ m，C测试圆盘的装配孔中心与圆盘中心偏离100 μ m。
[0009]而且，所述电机为定频5Hz电机。
[0010]一种轴振传感器检测装置的检测方法，包括步骤如下:
[0011](I)将传感器通过螺栓安装在角钢支架上；
[0012](2)通过安装孔槽首先将传感器对准A测试圆盘；
[0013](3)将传感器连接到数据采集系统并开启测试模式；
[0014](4)启动电机；
[0015](5)待读数稳定后从采集器读取测量振幅，然后将传感器换至下一测试圆盘再一次待读数稳定后读数，直到三个测试圆盘测量完毕；
[0016](6)将测量数据分别与A、B及C三个测试圆盘等效峰-峰振动幅值进行比较，如测量数据峰-峰振动幅值均小于规定范围，则认为传感器工作正常。
[0017]而且，所述A、B及C三个测试圆盘的等效峰-峰振动幅值分别为O μ m、100 μ m及
200 μ??ο
[0018]本发明的优点和积极效果是:
[0019]1、本发明通过采取模拟转子转动发出真实物理振动信号的方法来检验传感器工作状态是目前该领域内未使用过的，这种方法最直接、最真实，引入的干扰最小，检验效果最可靠。
[0020]2、本发明方法巧妙的通过对转盘进行低速下偏心旋转来定量的模拟出各种幅值下的振动情况从而实现了更加精确的对传感器在各种幅值下的验证。进一步提高了对传感器的验证能力。。
【附图说明】
[0021]图1是本发明装置的结构示意图；
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0023]由于涡流轴振传感器其特殊的测量原理只能感知附近一毫米范围内金属物体的振动幅值，并且这种振动的频率不能太低，否则传感器无法准确的测量物体的振动幅值。因此在振动监测试验的工作现场无法采用人手晃动传感器的简单办法来实现对信号的检验。所以本发明选择采用模拟真实转子旋转的方法来实现真实的振动情况，从而能够以实际的物理量变化来验证轴振传感器测试信号的准确性。
[0024]若实现真实转子的振动情况必须借助于一些工具装置来起到模拟旋转机械振动的作用，为此本方法中设计了一个简易的旋转机械模拟器。如图1所示，为该装置的俯视图，该装置包括一个尺寸为500mmX 300mmX 1mm的招合金材料底板I，主要起到固定和连接各部件的作用，包括一个定频5Hz电动机6，安装在底板的右边，用于起到提供旋转动力的作用，包括一个加长轴5，其一端与电机驱动端连接另一端固定在轴承2上，包括一个传感器安装支架4，该支架使用角钢焊接成直角三角形结构，其中一个直角边通过两个螺栓固定在底板的安装孔槽3上能够实现平移，另一个直角边朝向加长轴并在与加长轴圆心相同的水平位置处开一直径为12_的圆孔，用于安装轴振传感器，还包括A、B及C三个形状规格、材质均一致的测试圆盘7，这三个圆盘均采用招合金材质，直径均为100mm，厚度10mm，区别在于A、B及C三个圆盘的中心装配孔位置经过精加工制作而略有不同，其中A测试圆盘装配孔制在圆心正中间，B测试圆盘装配孔中心与圆盘中心偏离50μπι，C测试圆盘装配孔中心偏离圆心100 μm，这三个测试圆盘通过中心孔全部安装在加长轴上。
[0025]A、B及C三个测试圆盘的装配孔制作在不同位置是为了模拟不同幅度的振动幅值，其中A测试圆盘旋转时对传感器产生的等效振动幅值近似为O μπι，Β测试圆盘为100 μπι等效峰-峰振动幅值，C测试圆盘为200 μ m等效峰-峰振动幅值。这样采用三个测试圆盘可以实现对常用振动幅值范围内的高、中、低三个振幅水平进行验证，从而全面的检验传感器在各个幅值等级上的工作状况。
[0026]在现场测试中如发现有传感器信号出现异常或怀疑测量数据失真时可通过以上装置对其进行检验。其方法如下，1、将传感器通过螺栓安装在装置的安装支架上；2、通过滑道首先将传感器对准A测试圆盘；3、将传感器连接到数据采集系统并开启测试模式。4、启动电机。5、待读数稳定后从采集器读取测量振幅，然后将传感器换至下一测试圆盘再一次待读数稳定后读数，直到三个圆盘测量完毕。6、将测量数据分别与O μπκΙΟΟ μπ?、200 μπι进行比较如果误差在20 μπι以上则认为传感器存在问题，如小于20 μπι则认为传感器工作正常。
【主权项】
1.一种轴振传感器的检测装置，其特征在于:该装置包括一个起连接固定各部件作用的金属底板，在金属底板的右侧固装有电机，在电机的对应侧固装轴承，长轴一端与电机驱动轴同轴向安装，另一端穿装在轴承上，在长轴上匀距固定穿装A、B及C三个轴振传感器测试圆盘，在金属底板一侧制有两条平行于长轴的安装孔槽，在安装孔槽上方，通过穿装在两条安装孔槽内的螺栓固定直角三角形角钢支架的一条直角边，在角钢支架的另一条直角边上制有与长轴轴心处等高位置的轴振传感器安装孔。2.根据权利要求1所述的轴振传感器的检测装置，其特征在于:所述三个轴振传感器测试圆盘的外部尺寸规格相同，均采用铝合金材质，外部直径均为100mm，厚度10mm，其中，A测试圆盘的装配孔制在圆盘圆心正中间，B测试圆盘的装配孔中心与圆盘中心偏离50 μ m，C测试圆盘的装配孔中心与圆盘中心偏离100 μ m。3.根据权利要求1所述的轴振传感器的检测装置，其特征在于:所述电机为定频5Hz电机。4.一种轴振传感器检测装置的检测方法，其特征在于:包括步骤如下: (1)将传感器通过螺栓安装在角钢支架上； (2)通过安装孔槽首先将传感器对准A测试圆盘； (3)将传感器连接到数据采集系统并开启测试模式； (4)启动电机； (5)待读数稳定后从采集器读取测量振幅，然后将传感器换至下一测试圆盘再一次待读数稳定后读数，直到三个测试圆盘测量完毕； (6)将测量数据分别与A、B及C三个测试圆盘等效峰-峰振动幅值进行比较，如测量数据峰-峰振动幅值均小于规定范围，则认为传感器工作正常。5.根据权利要求4所述的轴振传感器检测装置的检测方法，其特征在于:所述A、B及C三个测试圆盘的等效峰-峰振动幅值分别为O μ m、100 μ m及200 μ m。
【专利摘要】本发明涉及一种轴振传感器的检测装置及检测方法，装置包括金属底板，在金属底板上安装电机，电机对应侧安装轴承，长轴一端与电机轴安装，另一端穿装在轴承上，在长轴上匀距固定穿装三个轴振传感器测试圆盘，在金属底板一侧制有安装孔槽，在安装孔槽上固定角钢支架的一条直角边，在角钢支架的另一条直角边上制有轴振传感器安装孔。该方法包括：传感器安装；传感器对准；传感器连接及开启；三个测试圆盘测量；将测量数据分别与三个测试圆盘等效峰-峰振动幅值进行比较，判断传感器状态。本发明方法最直接、最真实，引入的干扰最小，检验效果最可靠。提高了对传感器的验证能力。
【IPC分类】G01H11/00
【公开号】CN105136277
【申请号】CN201510216718
【发明人】屈斌, 张宁, 张宇, 甘智勇, 张利, 王建
【申请人】国家电网公司, 国网天津市电力公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年4月30日