電動(dòng)機(jī)主要軸承溫度及振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置之速度傳感器介紹
電動(dòng)機(jī)主要軸承溫度及振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置需要用到速度傳感器,下面針對(duì)電動(dòng)機(jī)主要軸承溫度及振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的速度傳感器進(jìn)行介紹:
一、速度傳感器在監(jiān)測(cè)裝置中的核心作用
在電動(dòng)機(jī)軸承溫度及振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,速度傳感器是實(shí)現(xiàn)振動(dòng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵組件。其核心功能是將電動(dòng)機(jī)軸承的機(jī)械振動(dòng)速度(如徑向、軸向振動(dòng))轉(zhuǎn)化為電信號(hào),通過后續(xù)信號(hào)處理和分析,判斷軸承是否存在磨損、松動(dòng)、不對(duì)中或疲勞等故障。速度傳感器的精度和穩(wěn)定性直接影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)早期故障的識(shí)別能力,是預(yù)防電動(dòng)機(jī)突發(fā)停機(jī)、提升設(shè)備可靠性的重要環(huán)節(jié)。
二、速度傳感器的主要類型及工作原理
根據(jù)工作原理不同,電動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)中常用的速度傳感器主要分為以下幾類:
(一)磁電式速度傳感器
工作原理:基于電磁感應(yīng)定律,通過永久磁鐵與線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)大小與振動(dòng)速度成正比。典型結(jié)構(gòu)包括定子(磁鐵)和動(dòng)子(線圈),當(dāng)軸承振動(dòng)時(shí),動(dòng)子隨振動(dòng)位移運(yùn)動(dòng),切割磁感線產(chǎn)生電信號(hào)。
特點(diǎn):
無需外部供電,屬于無源傳感器,可靠性高;
(二)壓電式速度傳感器
工作原理:利用壓電材料(如石英、壓電陶瓷)的壓電效應(yīng),當(dāng)傳感器受到振動(dòng)加速度作用時(shí),壓電材料產(chǎn)生電荷,通過電荷放大器轉(zhuǎn)換為與速度相關(guān)的電壓信號(hào)(速度與加速度的積分相關(guān))。
特點(diǎn):
頻率響應(yīng)范圍寬(可達(dá) 0.1Hz~100kHz),適用于高頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)(如軸承局部缺陷引起的高頻沖擊);
體積小、重量輕,便于安裝在狹小空間;
需要外部供電(如電荷放大器供電),對(duì)電纜屏蔽要求高,易受電磁干擾。
(三)電感式速度傳感器(電渦流傳感器)
工作原理:基于電渦流效應(yīng),傳感器線圈通以高頻電流,在被測(cè)金屬表面(如軸承外圈)產(chǎn)生電渦流,渦流磁場(chǎng)與線圈磁場(chǎng)相互作用,導(dǎo)致線圈阻抗變化,阻抗變化量與傳感器和金屬表面的相對(duì)位移(速度的積分)相關(guān),通過信號(hào)處理可得到振動(dòng)速度。
特點(diǎn):
非接觸式測(cè)量,不影響被測(cè)物體運(yùn)動(dòng),適用于高速旋轉(zhuǎn)部件;
抗干擾能力強(qiáng),不受油污、粉塵等環(huán)境因素影響;
主要用于測(cè)量軸的相對(duì)振動(dòng)(如軸位移、軸振動(dòng)速度),需被測(cè)物體為導(dǎo)體(如金屬軸承)。
(四)光纖式速度傳感器(新型應(yīng)用)
工作原理:利用光纖傳輸光信號(hào),通過測(cè)量反射光的多普勒頻移(或相位變化)確定物體振動(dòng)速度。典型結(jié)構(gòu)包括光源、光纖探頭和光電探測(cè)器,振動(dòng)導(dǎo)致反射光頻率偏移,經(jīng)解調(diào)后得到速度信號(hào)。
特點(diǎn):
抗電磁干擾能力極強(qiáng),適用于強(qiáng)電磁環(huán)境(如電動(dòng)機(jī)內(nèi)部);
體積小、重量輕,可實(shí)現(xiàn)分布式多點(diǎn)監(jiān)測(cè);
成本較高,目前主要用于高端工業(yè)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景。
三、速度傳感器在電動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)中的選型要點(diǎn)
選擇速度傳感器時(shí),需結(jié)合電動(dòng)機(jī)工況、監(jiān)測(cè)需求及環(huán)境條件綜合考慮。
四、速度傳感器的安裝與維護(hù)要點(diǎn)
安裝位置:
應(yīng)盡量靠近軸承座,確保振動(dòng)信號(hào)直接傳遞至傳感器,避免中間結(jié)構(gòu)衰減(如安裝在軸承端蓋或機(jī)殼的剛性部位);
電渦流傳感器需與被測(cè)軸表面保持固定間隙(通常 0.5~2mm),并確保軸線垂直于被測(cè)表面。
線纜處理:
壓電式和電渦流傳感器的信號(hào)線需使用屏蔽電纜,減少電磁干擾;
線纜長(zhǎng)度應(yīng)固定,避免振動(dòng)導(dǎo)致接頭松動(dòng)(尤其磁電式傳感器的線纜需避免過度拉扯)。
定期校準(zhǔn):
每年至少一次使用標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)源對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),確保測(cè)量精度;
壓電式傳感器需檢查電荷放大器零點(diǎn)漂移,磁電式傳感器需檢查線圈阻抗是否異常。
五、速度傳感器與溫度監(jiān)測(cè)的協(xié)同應(yīng)用
在電動(dòng)機(jī)軸承溫度及振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置中,速度傳感器通常與溫度傳感器(如 PT100、熱電偶)配合使用:
振動(dòng)信號(hào):反映軸承機(jī)械狀態(tài)(如磨損、不對(duì)中),用于早期故障預(yù)警;
溫度信號(hào):反映軸承摩擦發(fā)熱程度(如潤(rùn)滑不良、載荷過大),用于故障嚴(yán)重程度判斷;
協(xié)同分析:當(dāng)振動(dòng)值異常且溫度同步升高時(shí),可判定軸承存在嚴(yán)重故障(如滾子剝落 + 潤(rùn)滑失效),需立即停機(jī)檢修。
鄭州廣眾科技發(fā)展股份有限公司,專業(yè)生產(chǎn)KZB-PC型電動(dòng)機(jī)主要軸承溫度及振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置,可根據(jù)實(shí)際情況量身定制,滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。歡迎撥打商務(wù)電話合作共贏:17337138705(微信同號(hào))