微型振动传感元件F是一种采用新型高灵敏度振动传感器,具有全向检测、灵敏度可调、高抗干扰能力、产品一致性和互换性好、体积小、可靠性高、价格低、全密封式封装可防水防尘等特点。
微型振动传感元件的内部结构,有一根金属棒架在两个电极中间,当无振动或倾斜时,传感器的导通电阻稳定,当检测到振动时电极间导电电阻迅速增大并和振动信号幅度成正比,从而触发电路。输出开关信号可直接与TTL电路和或者单片机电路接口,具有电路结构简单、输出阻抗高、静态工作电流小的优点。
典型应用:
1、传感器上接电路如图2所示。输出波形如图4所示,静态输出状态不定。R1是电路的偏置电阻,阻值取值范围为200K-2M欧姆,OUT是经过阻抗变换的输出端,如果负载电路输入阻抗很高,也可直接从传感器与偏置电阻的连接点输出。
性能参数:
1、较大工作电压:48V
2、较大工作电流:40毫安
3、工作温度:不**过100度
4、体积:直径5毫米长10毫米
适用范围:已经被大批量用于电动车报警器和防盗报警器及保险柜等产品中,可替代昂贵的振动传感器。
振动传感器,Vibration sensor
在振动传感告警电路中,只要将电源开关S1拨到“接通”位置,电源指示灯LED1就立刻发光。芯片LM555(IC1)连接成带控制输入端的简单锁存电路。这时也从+9V**电源,电源通过R4、C5的退耦RC网络连接至其复位脚④,强制锁存器进入待机模式。
电路一旦检测到振动,绝缘栅场效应管T1就被振动传感器PZ1输出的正脉冲触发导通。结果.锁存器IC1的控制输入脚②和⑥接地。其输出脚③变高电位,此高电位经R5、D1和R6后加至三音调警笛声产生器UM3561(IC2)。电阻R6和稳压二极管ZD1稳定IC2的输入电压至3.3V。IC2的输出经达林顿对管T2和T3放大后送至扬声器Ls1,发出警笛警报声.。
复位开关S2甩来对锁存器Ic1复位,以切断警报声。如果要推动大功率的警报单元如警号、紧急警笛和防护电网等,可利用电路中的输出插座SOC1。
引脚定义:
1。白线(棕线):信号输出,检测到振动时输出1秒左右的下拉信号,可以单片机直接接口。
2。黑线(黑线):地
3。红线(蓝线):正电源5~12伏直流
这是振动传感器C,是实际运用得较多的一种传感器,目前绝大多数车辆报警器都是使用这种传感器作为振动检测器件的。它的体积为35X50X20毫米,振动检测的灵敏度可以通过下方的灵敏度调节旋钮调节,顺时针灵敏度增加,逆时针灵敏度降低。当检测到振动大于一定幅度时,红色的指示灯点亮,并输出报警信号。
这种传感器采用压电陶瓷片作为振动检测器件,因为压电片的谐振频率较高,所以在压电片上焊接了一段重力弹簧,既可以降低谐振频率,又能将振动效果增强,因此具有结构简单、成本低廉、灵敏度高并且连续可调等诸多优点。
这种传感器采用三极管集电极开路输出的驱动模式,可以和单片机系统直接接口,首先单片机将端口置1,并通过上拉电阻拉至电源正电压,当传感器检测到振动信号时Q1导通,A点由电源电压下拉到0.1V左右,白线也被下拉至0.8V以下,这时单片机就能检测到端口电平变低得到报警信号了,这种结构的优点在于传感器对后续电路(单片机)的工作电压无要求,而且电路上相互隔离互不影响。
常见加速度计类型
振动测量一般使用加速度计,是因为加速度计具有以下优点:生产工艺成熟、动态范围大、频率范围宽、线性度好、稳定性高、安装方便等特点。常用于中小结构的模态试验、汽车试验、旋转机械故障诊断试验和振动控制试验等。在这主要介绍两种类型的加速度传感器:压电式和ICP型加速度传感器。
压电式加速度传感器:是一种无源传感器,属于惯性式传感器。利用压电晶体,如石英晶体、压电陶瓷等的“压电效应”:在加速度计感受到振动时,质量块加在压电元件上的力也随之变化。压电晶体受力变形后,其内部会产生较化现象,同时在它的两个表面产生符号相反的电荷,当被测振动频率远**加速度计的固有频率(谐振频率)时,则力的变化与被测加速度成正比。当外力去除后,又重新恢复到不带电状态,这种现象称为“压电效应”,具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。关于压电更多详细,请阅读公众号“咖客电子工程”的《我们眼中的世界之压电》一文,以下为该文的二维码。
压电加速度计输出为电荷类型,故需要与电荷放大器配合使用,然后信号再传输到采集仪或者与内置电荷调理的采集仪直接连接。电荷放大器以电容作负反馈,使用中基本不受电缆电容的影响,但会受到静电场的影响。在电荷放大器中,通常用高质量的元器件,输入阻抗高,因而价格也比较贵,一般用的比较少。
ICP型加速度传感器:由于压电式传感器的输出电信号是微弱的电荷,而且传感器本身有很大内阻,故输出能量甚微,这给后接电路带来一定困难。为此,通常把传感器信号先输到高输入阻抗的前置放大器。经过阻抗变换以后,电荷量转换成电压量,然后再输出给后续的纪录仪器。目前,制造厂家已有把压电式加速度传感器与前置放大器集成在一起的加速度传感器,即:ICP型加速度传感器,也称IEPE加速度传感器,不仅方便了使用,而且也大大降低了成本。
ICP型加速度传感器由于内置了专门的集成调理电路,因此,属于有源传感器。而该电路要正常工作需要恒流源供电。当今普遍使用的24位采集仪一般都自带恒流功能,因而可直接与ICP型传感器连接使用。
内置集成电路的ICP型优势是低价位,抗干扰好,可长导线使用,但它的耐高温、可靠性不如电荷输出的压电加速度传感器,且动态范围也因输出电压和偏置电压的影响而受到限制。ICP型传感器的低频频响主要受传感器的放电时间常数影响,因此大多数信号适调器都采用交流耦合。
双滚珠型单方向倾斜振动感应
本产品为全密封式封装可防水防尘,封装材料为环保型热收缩材料,可以用于倾斜检测触发电路等应用场合,例如:玩具、防盗报警器等,可替代传统的水银开关并且无水银开关的环保问题。
主要性能参数:
1、较大工作电压:12V
2、较大工作电流:0毫安
3、检测角度:小于10度
4、工作温度:小于100℃
5、开路OFF电阻:大于10兆欧
6、导通ON电阻:小于3欧姆
7、焊接温度:320℃,2~2.5秒
8、体积:直径5毫米长15毫米
本产品采用双滚珠结构,镀银滚珠和镀银导电套筒均镀银确保良好的导电性能,其中一侧白色的引脚镀银,和导电套筒金属连接,另一侧引脚镀金和导电套筒绝缘,当产品当向镀银引脚端倾斜角度大于10度时为开路OFF状态,当产品向镀金引脚端倾斜角大于10度时,两个滚珠立即滚向镀金引脚的金属触点,立即变成闭路ON状态。
涡流振动传感器你了解多少?
电涡流式位移传感器由探头和前置放大器(又称测隙仪)二部分组成,探头对着转子被测表面,但并不接触,留有一定的间隙,用支架固定在轴承的瓦座上或机壳上,通过延伸电缆与机壳外的前置放大器相连。
电涡流式位移传感器是非接触式传感器,具有灵敏度高、线性范围大、频响范围宽、具有零频响应、探头结构尺寸小、抗干挠能力强、适于远距离传送、易于校准标定等优点。与接触式传感器(速度传感器、加速度传感器都是接触式)相比,电涡流式传感器能够较准确地测量出转子振动状况的各种参数,尤其适用于大型旋转机械轴振动、轴位移、相位、轴心轨迹、轴心位置、差胀、等等的测量,用途十分广泛。
一、传感器的安装使用要求
1 初始间隙的确定
各种型号电涡流传感器应在一定的间隙电压值下,其读数才有较好的线性度,所以在安装传感器是必须调整好合适的初始间隙。根据电涡流传感器特性曲线,用于振动测量的传感器静态较大量程不能大于2.5 mm,动态下为了获得较好的线性度,其工作间隙应在0.3~2.8 mm范围内,即仪表所指示间隙电压为2~16V,因此传感器工作点的选择应为静态时安装间隙电压为11V左右。
2保证被测表面必须光洁
椭圆度小于20μm,否则所测结果中包含了表面光洁度及椭圆度给测量结果带来较大误差,如局部腐蚀、有凹坑或伤痕等,即使不振动,涡流传感器也会有波动电压输出,甚至测量结果不能使用。
3避免交叉感应和过小的侧向间隙
当两个垂直或平行安装的传感器相互靠拢时,它们之间将产生交叉感应,使传感器输出灵敏度降低。为了避免交叉感应两个传感器不能靠得太近
侧隙过小使传感器头部两侧存在导体,这也会降低传感器输出灵敏度,正确的侧隙b≥1.5d,d是传感器**部线圈直径。传感器头部外露高度c,一般没有特别规定,但现场使用证明,c太小也会降低传感器灵敏度,正确的c≥2d。
4金属材料的影响
在使用中,除了要注意间隙问题外,还须考虑被测物体是何种金属材料,因为同一传感器测量不同材质的物体时,其输出灵敏度也不相同,因此,制造厂用某种标定材料给出的标准曲线,在实际使用时如果不是标定材料,较好用实际使用中的材料重新标定。
5温度影响
一般涡流传感器较高容许温度≤180℃,目前国产涡流传感器较高容许温度大部分在120℃以下,实际上工作温度**过70℃,不仅其灵敏度会显着降低,还会造成传感器的损坏,因此测量汽轮机高、中、低**轴振动时,传感器必须安装在轴瓦内,而且在安装前,还必须进行校验,有条件的话较好给出温度影响修正曲线。
6避免支架振动
涡流传感器有时是固定在支架上,有时是套装在支承杆上,然后再固定到轴承座上。传感器安装时应该尽可能避免因支架的振动和松动而产生误差。支架和套筒固有频率必须避开工作转速,否则会产生共振,导致振动读数误差很大。
二、传感器输出信号的真伪判别
1根据间隙电压判断
涡流传感器输出电压信号同时包含直流量和交流量。直流量对应着传感器和探头之间的平均距离,又称为间隙电压。交流量对应着振动信号。如果间隙电压正常,那么交流量一般也是正常的。
2振动值与间隙电压的变化
振动值与间隙电压的变化关系是否符合探头特性(7.87V/mm),**过±0.5V,那么测振仪表很可能已失灵。例如,某振动探头运转正常时的振动值/间隙电压为20μm /9.62 V,现在为70μm /8.62 V,其振动值增大了50μm,间隙电压应该降低约0.4 V,正常情况下不应该**9.22 V,至少不应该**8.72 V,因此测振仪表本身有问题。
3根据轴振和瓦振的变化趋势来判断
虽然轴振和瓦振的比例关系有大有小,但是正常情况下,轴振和瓦振应该同步变化。
4根据轴振输出波形判断
如电磁干扰,输出波形有大的毛刺出现、频谱中除了工频分量外,还有大量的2x、4x、6x、8x等倍频。
5根据升降速判别
根据升、降速过程中轴振幅值和相位的变化是否符合机械振动规律和转子动力特性来判断。
6支架是否共振的判别
支架共振现象具有以下几点共同特征:振动峰值很尖,发生共振的转速范围很窄(100~200rpm);该转速附近轴承座振动较小、变化平稳而且没有峰值;还可以通过现场敲击试验来判定。
三、传感器的应用范围
1测量转轴的振动
括转轴的相对振动和**振动。如果涡流传感器是固定在轴承座上的,亦即以轴承座为参考坐标系,由于轴承座本身也在振动,因此,所测得的轴振动是相对于轴承座而言的相对振动;如果涡流传感器安装在“不动“的参考点上,即基础上的,这样测得的就是轴的**振动。
2测量轴在轴承中的位置
利用涡流传感器的间隙电压可以准确地测量转轴在轴承中的位置,这个参数对诊断转子稳定性故障很有用处。测量转轴在轴承中的位置需要安装两个互相垂直的涡流传感器。测量轴的偏心度偏心的测量,对于评价旋转机械全面的机械状态,经常是非常重要的。它使你能够看到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。探测偏心的探头,装在机器上的什么地方,这一点应该考虑。一般情况下,偏心探头的较好安装位置是沿轴向,在两个轴承跨度中间,即远离轴承。监测器上所指示的数值大小,取决于探头的安装位置,越接近轴承,其指示偏心的读数越小。但实际上,装在两个轴承之间,往往很困难,因此经常是把涡流式传器装在轴承的外侧。
3测量转子轴向位置
轴在运行中,由于各种因素,诸如载荷、温度等的变化会使轴在轴向有所移动,如轴移动距离过大就会碰到轴承,二者发生摩擦,则其后果将不堪设想。所以就需要用电涡流探头探测这一间隙的变化,由于这一参量十分重要,因而API670(美国石油协会)标准要求用两个探头同时探测一个对象,以免发生误报警。通过监测传感器输出信号的直流间隙电压,就可确定推力盘在推力轴承中的相对位置;可以监测汽轮机通流部分轴向较小间隙的变化;并可监测推力轴承与乌金面的磨损情况,轴承在瓦枕中的移动量也能反映出来。有时通流部分故障会在轴向推力上反映出来,因而转子轴向位置也可作为分析通流部分状况的参量之一。
4胀差测量
即机组动静部分相对于各自死点膨胀量的差值。对于现代汽轮机来说,一般分析测量高、中、低压胀差。制造厂依据计算出的由静止到满负荷时汽缸和转子的膨胀曲线,限定测点处的胀差值允许范围。在此范围内,汽轮机通流部分一般不致发生动静部分摩擦,因而是机组启停和正常运行时必须监测的重要参量。
5相位测量
涡流传感器还有一个重要用途是测取键相信号。键相信号是振动相位的基准,通过键相信号可以计算机组的转速。
上海豫淞电子科技有限公司,简称豫淞科技(YUSONG TEST)。豫淞科技有限公司是一家致力于工业物联网系统解决方案的供应商,产品涉及工业测量,工业安全防护,自动化检测,物流系统解决方案四块领域。 公司是以技术研发为基础,服务客户为**,以完善自身汇报社会为目的科技型企业,致力于成为行业内无线智能企业,为客户提供智能传感器, 无线加速度传感器,无线振动传感器,无线倾角传感器,无线温度传感器,无线压力传感器,无线力传感器,无线数据采集端,综合性智能传输基站,无线传感解决方案。 围绕客户需求,以智能化,微型化,网络化为方向的技术创新,提供高品质化系统,为客户创造大**。 运用数字信息技术,打造工业物联网系统,让物质文明充斥每个角落。 豫淞科技坚持以客户至上的原则,致力成为是成为设备状态检测、故障诊断系统解决方案企业