机组保护探头安装使用手册我公司共有压缩机17台，安装有电涡流探头260只，都是BENTLY产品， 有7200系列和3300系列，其中7200系列厂家已经停止生产，现在定购7200 系列探头、前置器、延伸电缆，属于特殊定制，价格昂贵公司正在逐步向3300 过渡.这么多的探头构成机组的轴振动、轴位移监测系统，每一次机组的检修, 都存在探头的拆装，如何保证探头检测的准确可靠？是每一个仪表工必须要掌 握的基础知识.针对我公司机组轴振动、轴位移传感器系统容易出问题，以及缺少相关基 础资料，和同事们对一些概念模糊，特编写本手册.根据本特利7200. 3300传感器相关资料，以及《仪表工习题集》等参考资料和自己经验编写而成，为大家工作提供帮助，请各位同事多提宝贵意见, 使之更加完善.第一节系统简介为何采用电涡流位移传感器？电涡流位移传感器能测量被测体（必须是金 属导体）与探头端面的相对位置电涡流位移传感器长期工作可靠性好、灵敏度 高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，常被 用于对大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行长期实时监测，可 以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及进行预测性维 修。
从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运行状态主要取决 于其核心一一转轴，而电涡流位移传感器能直接测量转轴的状态，测量结果可 靠、可信过去，对于机械的振动测量采用加速度传感器或速度传感器，通过 测量机壳振动，间接地测量转轴振动，测量结果的可信度不高系统组成系统主要包括探头、延伸电缆（用户可以根据需要选择）、前置器和附件延伸电缆探头图1-1传感器系统的组成系统的工作原理图1-3传感器原理框图被测金加S休传感器系统的工作机理是电涡流效应当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频电流信号，该信号通过电缆送到探头的头部，在头部周围 产生交变磁场H1如果在磁场H1的范围内没有金属导体材料接近，则发射到这 一范围内的能量都会全部释放；反之，如果有金属导体材料接近探头头部，则 交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与H1 相反的交变磁场H2由于H2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度 和相位，即改变了线圈的有效阻抗这种变化既与电涡流效应有关，又与静磁 学效应有关，即与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、激 励电流频率以及线圈到金属导体的距离等参数有关。
假定金属导体是均质的， 其性能是线性和各向同性的，则线圈一一金属导体系统的物理性质通常可由金 属导体的磁导率卩、电导率尺寸因子r,线圏与金属导体距离5,线圈激励 电流强度I和频率3等参数来描述因此线圏的阻抗可用函数Z=F(M, o,r,I, 3)来表示如果控制r. I、3恒定不变，那么阻抗Z就成为距离&的单 值函数，由麦克斯韦尔公式，可以求得此函数为一非线性函数，其曲线为“S” 形曲线，在一定范围内可以近似为一线性函数在实际应用中，通常是将线圈 密封在探头中，线圈阻抗的变化通过封装在前置器中的电子线路的处理转换成 电压或电流输出这个电子线路并不是直接测量线圈的阻抗，而是采用并联谐 厂 C1C:振法，见图1-3,即在前置器中将一个固定电容0=C^C?和探头线圈Lx并联与晶体管T 一起构成一个振荡器，振荡器的振荡幅度Ux与线圈阻抗成比例，因此 振荡器的振荡幅度Ux会随探头与被测间距&改变Ux经检波滤波，放大，非线 性修正后输出电压Uo,Uo与&的关系曲线如图1-4所示，可以看出该曲线呈“S” 形，即性区中点§0处（对应输出电压U0）线性最好，其斜率（即灵敏度）较 大，性区两端，斜率（灵敏度）逐渐下降，线性变差。
1, U1）——线性 起点，（6 2, U2）——线性末点第三节系统元件说明探头探头对正被测体表面，它能精确地探测出被测体表面相对于探头端面间隙的 变化通常探头由线圈、头部、壳体、高频电缆、高频接头组成，其典型结构见图1-5所示XX XX匸二二图1-5探头典型结构线圈是探头的核心，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的物理尺寸和 电气参数决定传感器系统的线性量程以及探头的电气参数稳定性探头头部采用耐高低温的PPSX程塑料，通过“二次注塑”工艺将线圈密 封其中这项技术增强了探头头部的强度和密封性，在恶劣环境中可以保护头 部线圈能可靠工作头部直径取决于其内部线圈直径，由于线圈直径决定传感 器系统的基本性能一一线性量程，因此我们通常用头部直径来分类和表征各型 号探头，一般情况传感器系统的线性量程大致是探头头部直径的1/2 ~ 1/43300 设计了 4）5、4）8, 4）11, 4）25、4）50五种直径的头部，也可生产其它规格的头部 体探头壳体用于支撑探头头部，并作为探头安装时的装夹结构壳体采用不 锈钢制成，一般上面刻有标准螺纹，并备有锁紧螺母为了能适合不同的应用 和安装场合，探头壳体具有不同的型式和不同的螺纹及尺寸规格.高频电缆是用于联接探头头部到前置器（有时中间带有延伸电缆转接），这 种电缆是用氟塑料绝缘的射频同轴电缆，通常电缆长度有0・5m、Im、5m、9m四 种选择。
当选择0. 5m和5时必须用延伸电缆以保证系统的总的电缆长度为5m 或9m,至于选择5m还是9m应该是考虑能满足将前置器安装在设备机组的同一 侧来决定根据探头的应用场合和安装环境，探头所带电缆可以配有不锈钢软 管铠装（可选择），以保护电缆不易被损坏，对于现场安装探头电缆无管道布置 的情况，应该选择铠装探头电缆接头是符合美国军用规范MIL-C-39012的高频同轴接头探头整体各部件通过机械变形联接，在恶劣环境中可以保证探头的稳定性 和可靠性延伸电缆作为系统的一个组成部分，延伸电缆（如图1-6所示）用来联接和延长探头 与前置器之间的距离，您可以对延伸电缆长度和是否需要带铠装进行选择，选 择延伸电缆的长度应该使延伸电缆长度加探头电缆长度与配套前置器所要求的 长度一致（5m或9耐，铠装选择的情况同探头电缆转接头 馆装（可选｝ 同轴电妣 同轴接头图1-6延伸电缆采用延伸电缆的目的是为了减短探头所带电缆长度，对于用螺纹安装探头 时，需转动探头，过长的电缆不便使电缆随探头转动，容易扭断电缆，这种情 形在探头安装部分有进一步说明延伸电缆的两端接头不同，带阳螺纹的接头 （转接头）与探头联接，带阴螺纹的接头与前置器联接。
/K 意探头电缆和延伸电缆长度一经选定，使用时不能随意加长或缩短如有必要，则须重新校准，否则可能引起传感器超差.前置器前置器是一个电子信号处理器一方面前置器为探头线圈提供高频交流电 流；另一方面，前置器感受探头前面由于金属导体靠近引起探头参数的变化， 经过前置器的处理，产生随探头端面与被测金厲导体间隙线性变化的输出电压 或电流信号3300XL系列前置器统一两种安装尺寸与以前的前置器相比，3300 XL前置器有重大的改进它既可以采用紧凑的 导轨安装，也可以采用传统的面板安装当采用面板安装时，其安装孔位置与 以前四孔安装的3300前置器相同两种形式的安装基板均具有电绝缘性，不需 要独立的绝缘板3300 XL前置器抗无线电干扰能力强，即使安装在玻璃纤维 防护罩中，也不会受到附近无线电信号的干扰改进的RFI/EMI抗辐射能力使 它不需要特殊的屏蔽导管或金属防护箱就可以达到欧洲电磁兼容性标准，从而 减少了安装费用，降低了安装的复杂性输入： 接收非接触式3300系列5mm. 3300 8mm或3300 XL 8mm电涡流探 头和延伸电缆的信号电源： 无安全栅时要求-17. 5Vdc至-26Vdc,电流最大为12mA,有安全栅时要求-23V de至-26Vdc。
当在高于-23.5V de电压下工作时 将导致线性 范围减小供电电压灵敏度：当输入供电电压每变化1伏时，输出电压的变化小于2mV探头长度从中心导体到外部导体的 阻抗(RPROBE)(ohms)0.57.450.501.07.590.501.57.730.502.07.880.505.08.730.709.09.870. 90输出阻抗： 500探头直流阻抗(额定)(RPROBE )表廷伸电 缆长度从中心导体到中心 导体的阻抗 (RCORE) (ohms)从同轴导体到同轴导体的阻抗(RJACKET) (ohms)3.00. 660. 100.200. 043.50.770. 120.230. 054.00. 880. 130.260. 054.50. 990. 150. 300. 067.01.540.230.460. 097.51.650.250.490. 108. 01. 760.260.530. 11延伸电缆直流阻抗(额定)：环境限制探头使用和存储温度：标准探头： -51C 至 +177C （-60° F 至+351F）大温度范围探头： 对于探头端部：-51C至+177C （-60° F至+351。
F）;对于探头电缆和接头：-51° C至+260° C （-60° F至+500F）延伸电缆温度范围：使用和存储温度：标准电缆：-51° C 至 +177° C (-60° F 至+351° F)大温度范围电缆：-51° C 至 +260 C (-60° F 至+500° F)前置器温度范围使用温度：-35° C 至 +85° C (-31° F 至 +185° F)存储温度：-51° C 至 +100° C(-60° F 至 +212° F)相对湿度：当具有接头保护时，无浸水，100%冷凝前置器如图1-7所示探头插座是与探头和延伸电缆接头同一系列的高频 插座，电源、输出端子是标准的重载隔离型三端接线端子前置器外壳是用铝 铸造而成，表面已进行喷塑处理为了屏蔽外界干扰，在前置器内部已将壳体 与信号公共端（信号地）联接；在底板和安装孔处都加装了工程塑料绝缘，这样 可以保证在安装前置器时，使前置器壳体与大地隔离（即所谓“浮地”）现场联线： 0. 2至1. 5mm2 （ 16至24AWG ）［有金属环时0. 25至0. 75nini2（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）(0.20)图1-7前置器探头壳体扭矩额定最大值推荐值标准正装探头33. 9 X-m<330 in-lbf)11-2 Nh (100 in-lbf)标准正装探头・1/3螺纹22.6 N-m (200 in-lbf)7. 5 N d (66 iirlbf)反装探头22. 6 Nm (200 in-lbf)7. 5 N n (66 in-Lbf)前置器的实用设计:接头类型紧固方式两个3300 XL镀金“自锣r类型接头手指紧固个非潮接头 和 个3300 XL接头孑指紧固加"8晦馆子 紧固接头对接头扭矩推苕扭矩: 参见卜-表前置器的结构使高频插座内凹，不易损坏高频插座。
三端接线端子镶嵌固 定，直接与内部电路连接，确保连接可靠性前置器的容错性：电源端、公共 端（信号地）、输出端任意接线错误不会损坏前置器，电源极性错误保护，输出 短路保护前置器的核心是电。