GCA-121-1000位移传感器被测体对性能的影响

大家好，我是【广州工控传感★科技】GCA-121-1000位移传感器事业部，张工。

GCA-121-1000位移传感器可以测量被测物体（必须是金属导体）与探头端面的相对位置。GCA-121-1000位移传感器不受油、水等介质的影响，常用于大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数的长期实时监测。 有效保护设备并进行预测性维护。

 

从转子动力学和轴承科学的理论分析来看，大型旋转机械的运行状态主要取决于它的核心一一转轴，而涡流位移传感器可以直接测量转轴的状态，测量结果可靠 并且可信。过去，加速度传感器或速度传感器用于机械振动测量。通过测量机壳的振动，间接测量了转轴的振动，测量结果的可靠性不高。

系统工作原理

传感器系统的工作机制是涡流效应。 涡流作用原理如下图所示。

 

GCA-121-500传感器系统通电后，前端会产生高频电流信号，通过电缆将信号送到探头头部，产生交变磁 将在头部周围生成场 H1。如果在磁场H1范围内没有金属导体材料接近，则该范围内发射的所有能量将被释放；相反，如果有金属导体材料接近探头，交变磁场H1会在导体表面产生涡流场，这个涡流场也会产生一个方向相反的交变磁场H2 和H1。由于H2的反应，探头线圈的高频电流的幅值和相位会发生变化，即线圈的电感会发生变化。

这种变化与涡流效应和静磁效应有关，即电导率、磁导率、几何形状、线圈几何形状、励磁电流频率以及线圈到金属导体的距离。 假设金属导体是均质的，其性能是线性的和各向同性的，那么线圈-金属导体系统的物理性质通常可以由金属导体的磁导率μ、电导率σ、尺寸因子r和线圈决定金属导体。 距离d、线圈励磁电流强度I和频率ω等参数来描述。因此，线圈的电感可以用函数L=F(μ,σ,r,I,ω,d)来表示。

 

被测引体尺寸和材质的影响

在系统的工作原理中，被测金属导体的磁导率μ、电导率σ、尺寸因子r对测量有影响。因此，除了决定DC-SE6000传感器系统性能的探头、延长线、前端设备外，严格的被测对象也是DC-EC-125位移传感器系统的一部分，即， 被测物体的性能参数也会影响整个位移传感器系统的性能。

被测物体大小的影响

探头线圈产生的磁场范围是一定的，被测物体表面形成的涡流场也是一定的。 因此，当被测面为平面时，被测面的直径应大于以探头中心线为中心的点。探头直径大于1.5倍；当被测体为圆轴且探头中心线与轴线正交时，被测轴的直径一般要求为探头直径的3倍以上，否则灵敏度会下降。当被测表面尺寸与探头直径相同时，灵敏度会下降到70%左右。
 

被测物体的厚度也会影响测量结果。如果被测物体太薄，涡流效应就会不足，从而降低DC-EC-050位移传感器的灵敏度。对于厚度大于0.6mm的铜、铝等弱导磁材料，灵敏度不受其厚度的影响。

 

 

被测物体表面加工条件的影响

被测物体的不规则表面会对实际测量值造成附加误差，特别是对于振动测量，这种附加误差信号与实际振动信号叠加，难以电分离，因此被测表面应光滑清洁 ，不应有刻痕、孔洞、凸台、凹槽等缺陷。

被测材料的影响

DC-EC-1000位移传感器的特性与被测物体的电导率和磁导率有关。当被测物体为导磁材料（如普通钢材、结构钢等）时，由于磁效应和涡流效应同时存在，且磁效应与涡流效应相反。应抵消部分涡流效应，使DC-SE-4000位移传感器的灵敏度低； 当被测物体为非磁性或弱导磁材料（如铜、铝、合金钢等）时，由于磁效应较弱，涡流效应比较强，因此传感器灵敏度较高。