机组探头本特利传感器

机组BENTLY探头概述、故障处理及3500系统的基本应用,广东茂化建集团惠州分公司凌立平,简要介绍二部压缩机,二部的大型机组包括汽轮压缩机和往复式压缩机其中：汽轮压缩机4台往复式压缩机9台富气压缩机1台（电机驱动）,6HF/3型压缩机,内容,1、涡流趋近式传感器的作用2、趋近式传感器的组成及原理、相关知识3、本特利涡流传感器系统的组成、测量信号4、本特利3300XL探头特性5、本特利3300XL探头选型及系统匹配6、本特利探头的安装及要求7、本特利探头的校验8、探头安装的命名、如何安装探头9、如何查找故障10、实际案例分析,涡流趋近式传感器的作用,涡流传感器就是能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力的测量被测金属导体距探头表面的距离。它能准确的测量被测金属导体与探头端面之间静态和动态的相对位移的变化。在对高速旋转机械和往复式运动机械状态分析，即振动研究、分析测量中，非接触的高精度振动、位移信号测量，能连续准确的采集到转子振动状态的多种参数，如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。从转子动力学、轴承学的理论分析，大型旋转机械的运动状态主要取决于其核心-转轴，而涡流传感器能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，提供关键的信息。,趋近式传感器,趋近式传感器(proximity)系统组成,趋近式传感器系统组成,探头传感器探头是系统的一个必要组成部分，它是采集、感受被测信号的重要部位，它能精确的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、头部保护罩、不锈钢壳体、高频电缆、高频接头组成。,其中线圈是探头的核心部分，它是整个传感器系统的敏感元件，线圈的电气参数和物理几何尺寸决定传感器系统的线性量程及传感器的稳定性。现场使用的探头外径有8mm和11mm之分；不同外径的探头其线性量程不一样。8mm探头的线性量程是2mm;11mm探头的线性量程是4mm。探头的长度有0.5m和1.0m之分。对于0.5m长探头，从中心导体到外部导体的阻抗为7.450.5（8mm）；对于1.0m长探头，从中心导体到外部导体的阻抗为7.590.5（8mm）、5.90.5（11mm）,涡流传感器系统组成及测量原理,延伸电缆作为系统的一个组成部分，延伸电缆用来联接和延长探头与前置器之间的距离，选择延伸电缆的长度应该使延伸电缆长度加探头长度与配置前置放大器所要求的长度一致。采用延伸电缆的目的是为了减短探头所带电缆的长度。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放大器联接。延伸电缆的直流阻抗4.0M从中心导体到中心导体的阻抗为0.880.13,从同轴导体到同轴导体的阻抗为0.260.05(8mm)；从中心导体到中心导体的阻抗为1.00.25,从同轴导体到同轴导体的阻抗为0.30.1(11mm);4.5M从中心导体到中心导体的阻抗为0.990.15；从同轴导体到同轴导体的阻抗为0.300.06(8mm)；8M从中心导体到中心导体的阻抗为1.760.26；从同轴导体到同轴导体的阻抗为0.530.11(8mm);从中心导体到中心导体的阻抗为2.00.5；从同轴导体到同轴导体的阻抗为0.600.2(11mm),涡流传感器系统组成及测量原理,前置放大器前置放大器是一个电子信号处理器。一方面前置放大器为探头线圈提供高频交流电流；另一方面，前置放大器感受探头前面由于金属导体靠近引起探头参数的变化，经前置放大器的处理，产生随探头端面与被测金属导体间隙线性变化的输出电压。前置放大器上弹性压紧式接线端子使得现场接线时不再需要特殊的安装工具。前置器检测电路检测探头线圈的感抗变化。再经放大电路将感抗变化量变换放大成相应电压变化信号输出。经监测仪进行转换，根据测量的要求将其输出电压的直流部分用做位移量的检测，交流部分用做振动值的检测,趋近式传感器工作原理,当探头顶部的线圈加上高频电流并与一导电表面靠近时，由于线圈磁力线的作用，使导电物体表面产生涡流，该电涡流场也会产生一个相反的交变磁场，由于反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，从而使线圈的电感量减小。线圈特性的这个变化被转换为直流电压信号输出。,比例因数（Scalefactor）,趋近式传感器系统采用比例因数来将系统输出转换成位移值。趋近式系统在一个很宽的位移范围内保证比例因数不变。在系统线性范围内，才能用比例因数计算位移值。计算公式：位移电压变化/比例因数,趋近式传感器系统线性范围(LinearRange),决定系统输出的因素（探头和被测表面距离不变）,线圈频率被测表面导电性被测表面导磁性,趋近式传感器特点,优点：可以测量轴的振动和位置非接触的直接测量轴的运动提供转速和键相位参考信号长时间使用可靠性高提供慢转动信息校验简单,趋近式传感器特点,缺点对被测材料性质敏感对被测物表面状况敏感安装较为复杂，可能需要在机壳上钻孔,基于安装,传感器安装位置测轴位移的传感器应尽可能靠近推力轴承测径向振动的传感器安装在同一轴向平面内两个传感器正交分布考虑安装空间的限制,本特利趋近传感器系统,三部分组成:探头延长电缆前置器,ExtensionCable,Probes,Proximitor,MountingBases,趋近传感器系统-Proximitor,电长度：探头电缆+延长电缆=整个系统电长度电长度必须和前置器名牌电长度匹配,供电端子,信号公共端,信号输出端子,-17.5Vdc或VXDCR-17.5Vdc或VPS-17.5Vdc或VXDCR-26Vdc？是：现场接线故障否：Proximitor传感器故障,涡流传感器故障查找判断,第二种故障2：VSIG=0Vdc可能的原因：电源电压不正确现场接线短路Proximitor传感器端子连接短路Proximitor传感器故障,涡流传感器故障查找判断,是否存在第一种故障情况？是：按照第一种故障步骤否：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,测量VSIG：是否VSIG=0Vdc？否：电源电压不正确，或现场接线短路，或Proximitor传感器端子连接短路是：Proximitor传感器故障,涡流传感器故障查找判断,第三种故障：-1VdcVSIG0Vdc可能的原因：探头间隔不正确(过于接近标靶)电源电压不正确Proximitor传感器故障探头检测非标靶材料(埋孔或外壳)接头内短路或开路(灰尘或受潮)或接头松动探头内短路或开路延长电缆内短路或开路,涡流传感器故障查找判断,是否存在第一种故障情况？是：按照第一种故障步骤否：进入下一步探头间隙是否正确？埋孔尺寸是否符合规定的最小值？(见探头安装章节)否：重新设置探头间隙或修改埋孔。重新测试系统是：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,第1步第2步,原探头/延长电缆,已知性能正确的探头和正确长度的电缆(将探头远离导电材料),涡流传感器故障查找判断,测量VSIG：是否VSIGVXDCR+2Vdc？否：Proximitor传感器故障是：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,检查接头是否干净：接头是否脏污、生锈或连接不良？是：用异丙醇或电气接头去污剂清洗接头，重新接好后再次测试系统。否：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,测量电阻RTOTAL：RTOTAL是否在参数范围内？5m系统：7.20.9(11mm)9m系统：8.51.2(11mm)是：重新测试原系统否：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,测量电阻RPROBE：RPROBE是否在参数范围内(见探头直流电阻值)？否：探头故障是：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,测量电阻RJACKET和RCORE：电阻值是否在参数范围内(见延长电缆直流电阻值)？否：延长电缆故障是：重新测试原系统,涡流传感器故障查找判断,第四种故障：VXDCRVSIGVSDCR+2.5Vdc可能的原因：Proximitor传感器故障探头间隙不正确(距离标靶过远)是否存在第一种故障情况？是：按照第一种故障步骤否：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,测量VSIG：是否-1.2VSIG-0.3Vdc？否：Proximitor传感器故障是：重新连接系统。重新设置探头间隙。重新测试系统,涡流传感器故障查找判断,第五种故障：VSIG=VSDCR可能的原因：电源电压不正确Proximitor传感器故障现场接线故障(Out与VT之间)是否存在第一种故障情况？是：按照第一种故障步骤否：进入下一步,涡流传感器故障查找判断,测量VSIG：是否VSIG=VSDCR？是：Proximitor传感器故障否：现场接线故障(Out与VT之间短路),108-VISA-63504振动信号处理,一、故障现象描述：2010年4月28日，仪表专业人员在巡检FAR3机柜时发现108-CCS3500系统40M卡出现BYPASS报警，OK指示灯不亮的情况。经检查确认，该卡件为K-102汽轮机振动信号的监控卡件，出现该现象说明汽轮机的4个振动信号至少有一个信号出现离线现象。到中控室108CCS操作站检查时发现，108-VISA-63504出现离线报警。,108-VISA-63504振动信号处理,二、故障处理过程：在开具完相关的联锁摘除变更单及作业票后对该振动信号进行处理。处理过程如下：将与振动信号108-VISA-63504在同一接线箱的振动联锁信号108-VISA-63501-4旁路，108-XISA-63501-2位移联锁信号旁路；检查108-VISA-63504前置放大器的信号输出电压Vsig，测量OUT与COM端的电压约为-0.6V,测量信号在-1VVSIG0之间；检查延伸电缆与探头的整体电阻值，为8.9，符合3300系列8mmXL探头5m系统的标准电阻值；,108-VISA-63504振动信号处理,测量108-VISA-63502的信号输出电压，为-8.6V,属于正常范围；将108-VISA-63502的延伸电缆从前置放大器拆下安装到108-VISA-63504的前置放大器上，108-VISA-63504的信号输出为-8.6V；将108-VISA-63504的延伸电缆从前置放大器拆下安装到108-VISA-63502的前置放大器上，108-VISA-63502的信号输出约为-0.6V；通过上述测量与实验说明，108-VISA-63504的前置放大器工作正常，探头无损坏，主要引起探头检测信号无法传递到前置放大器的主要原因应该是延伸电缆与探头的连接处有油水或者不干净导致；,108-VISA-63504振动信号处理,拆开探头的防爆穿线管，检查探头与延伸电缆的连接处，拧开连接螺纹后发现，连接处有油水，整条延伸电缆上都有水汽；对探头、延伸电缆的螺纹连接处进行清洗及风干；将探头与延伸电缆连接好，并恢复好前置放大器的连接后，108-VISA-63504振动信号恢复正常，前置放大器的信号输出为-7.9V。,108-VISA-63504振动信号处理,三、故障原因分析：1、汽轮机后轴承的汽封处漏蒸汽，蒸汽直接吹喷探头的防爆穿线管，导致水汽渗透到探头与延伸电缆的连接处；2、探头的防爆穿线管过于靠近汽封漏蒸汽处，在第一次处理完探头连接处的油水后，由于没有使防爆穿线管远离漏汽处，不到三个小时后108-VISA-63504再次出现离线报警，拆开连接处检查依然是连接处有油水。3、得到的结论是