转速测量传感器在工程实践中的应用
杨位存 (山东充矿国际焦化有限公司，山东充州272100)
摘要：转速是旋转设备重要监控指标之一，转速测量是旋转机械保护系统的一种重要方式，转速测量传感器相对常规榆测仪表故障率高，其损坏引起的危害程度高，一般仪表1对之较为陌生，奉文从T程应用的角度对两种测速传感器作剖析。以提高转速测量的可靠性及快速处理相关故障。
关键词：转速测量；工作原理；技术参数；安装；常见故障与处理
中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673—967l一(2011)l0l—0187—01
日前工程上常用的测速传感器有两种，分别是：电涡流式传感器和磁电式转速传感器，现就这两种传感器的特点、使用维护检修作一介绍。
1 磁电感应式转速传感器
1．1工作原理磁电式转速传感器是以磁电感应为基奉原理来实现转速测量的。它南铁芯、磁钢、感应线圈等部件组成，测量对象转动时，转速传感器的磁铁会产生磁力线，杖i轮转动会切割磁力线，磁路南于磁阻变化，在感应线圈内产生电动势。磁电式转速传感器的感应电势产生的电压大小，和被测对象转速有关，被测物体的转速越快输的电乐也就越大，也就是说输电压和转速成正比。但是在被测物体的转速超过磁电式转速传感器的测量范罔时，磁路损耗会过大．使得输出电势饱和甚至是锐减。
1．2技术参数
1)输出波形：近似于正弦波。
2)输出信号幅值：当传感器铁芯和被测齿轮齿顶问间隙&-0．51rmi，齿~z=6o，齿轮模数m=2及4o转／分时，输出电压V~>70rnV。3)测量范同：0-49999Hz。
4)使用时间：连续使用。
5)环境温度：一2I1℃～65℃。
6)相对湿度：≤65％。
7)输尺寸：二线制(双芯屏蔽线)。
1．3安装步骤
1)传感器安装问隙的确定。该传感器可采用塞尺测量安装问隙的方法进行安装。在探头端而和被测面之问塞入设定安装间隙厚度的塞尺，安装间隙约为0．5mm—lmm左有。当探头端面和被测面紧塞尺时，紧同探头并锁紧锁紧螺母。
2)安装地点尽量远离大功率电气设备，电缆屏蔽层接地以防磁场干扰．接地电阻符合相应规范要求。
3)在被测轴振动较大时，应适当放大被测轴与传感器的距离，以免损坏传感器。
1．4故障判断与处理
1)磁电感J、式转速传感器常见故障如下：
①信号输出电缆接地、短路、断路；
(2躲头损坏；
③探头与电缆接头处接触不良。
2)故障处理：
用500VM1表测试电缆芯线间绝缘电阻和对地绝缘电阻，该阻值应大于20M1"1；短接电缆两芯线，用万用表榆查电缆导通电阻，该阻值应小于ln，确认电缆损坏时，更换；
②用万用表榆查传感器直流电阻，该阻值应为20012左右，不同企业产略有差异，如直流电阻差异明显，应为探头损坏，更换；
③不同厂家的传感器探头}．j电缆的连接方式有差异，有些产品采用焊接连接的方式，有些产品采用捕头插座连接的式。不论哪种方式的连接，由于传感器r作环境均存在不同程度的振动，使得接头处易松动从而导致接触不良，可用万用表检查，确认故障后将其消除。
2 电涡流式转速传感器
2．1工作原理
当被测金属与探头之间的距离发生变化时，探头中线圈的Q值也发生变化，Q值的变化引起振荡电压幅度的变化，而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压(电流)变化，最终完成机械位移(间隙)转换成电压(电流)。南所述，电涡流传感器丁作系统中被测体可看作传感器系统的一半，即一个电涡流位移传感器的性能与被测体有关。
2．2技术参数
1)榆测距离：0．2ram一2．02ram。
2)测速范闱：50r／min一99999dmin。
3)输出信号幅值：500nwpp(测试条件：5Or~rain，齿轮齿数为6f)，材料为电1钢，模数为2，传感器距离齿顶lmm)。
4)输m阻抗；2001—2000n。
5)供电电源：一24Vdc。
6)负载：10k1。
7)试件材料：45#钢。
8)系统组件：8ram探头、延伸电缆、5m前置器。
9)环境温度：250C。
10)灵敏度：室温状态下1．7mm线性区域内为7．87V／mm±5％
2．3安装步骤
1)确定延长电缆的长度。对于探头和延长电缆的长度，可有不同的选择，要决定需要多长的延长电缆，首先要确定系统的总长是5m还是9m的前置器，其次要确定探头上带的电缆长度，最后传感器系统的总长减去探头上带的电缆长度就是延长电缆所需要的长度。任意的加长或缩短延长电缆的长度均会导致测量误差。
2)机械间隙安装法：可用非金属测隙规测定探头的间隙，机械安装间隙约为l_3rain．。
3)间隙电压安装方法：将探头、延伸电缆、前置器连接起来，并给传感器系统接上电源，用精度较高的万用表监测前置器的输出电压，同时调整探头与被测面的间隙，当前置器的输电为一i0VDC~；t．拧紧探头的紧同螺母同定探头即可。
4)电缆转接头的密封与绝缘：先用酒精清理接头表面污物，待酒精挥发完毕后，用塑料带缠绕专用电缆接头，并用热缩管包裹好。
5)前置放大器接线端子连接和紧同：连接传感器、延长电缆和前置放大器和显示仪表。
2．4故障判断与处理
1)常见故障。
①电涡流探头损坏，电涡流探头线圈阻值约为101；
②探头导线与延仲电缆的连接头松动；
③延伸电缆前置器的连接处松动；
④前置器、延伸电缆故障；
⑤延伸电缆接地；
⑥探头导线q-延伸电缆的连接头绝缘不好而接地。
2)处婵方法。
①更换电涡流探头；
②紧同探头导线延伸电缆的连接头；③紧忙d延伸电缆前置器的连接螺丝；
④更换前置器、延伸电缆；
⑤更换延伸电缆或将其破损接地部分用绝缘带包好；
⑥将探头导线延伸电缆的连接头用热缩管包裹好。
3 两种测速传感器的比较
由于涡流式测量方法具有很宽的动态响应范围和较强的测量信号，因此涡流式转速传感器相对于磁电式转速传感器具有以下优良特性：
1)可以测量0-600000RPM转速范围；而磁电式转速传感器在低转速时信号弱，而无法测量，通常在机器盘车时，磁电式转速传感器不能测出机器转速。
2)涡流式转速传感器内部没有磁性元件，因此其不易受外界电磁场干扰，通常磁电式转速传感器在机器停止时，仍然受到I作环境50Hzr：频脉冲干扰，而有信号输。
3)涡流式转速传感器安装间隙范较宽，安装调整_f更，而磁电式转速传感器安装间隙范用较小，安装调整难，月．于其安装距离小，易被测量面磨损。
4)涡流式转速传感器内部已经设计了可靠的脉冲转换电路，脉冲形状规范，幅度大而日恒定，可以直接和通用的频率汁或转速测仪表连接，而磁电式转速传感器输脉冲须绛放大整形才能测。
5)有些涡流式转速传感器内部设计有接线错误及短路保_}，l电路，仟意接线错误不会损坏传感器。
6)传感器采用M16×1不锈铡螺纹钢管封装、机械安装尺寸Lj磁电式转速传感器一致，信号电缆采用不锈铡软管保护，结构坚、防潮、防尘、耐腐蚀，可在恶劣环境下长期连续工作。
基于以上优良特性，涡流式转速传感器已广泛应用于电力、化工、冶金、机械、纺织行业，取代磁电式转速传感器，实现对机器的转速测量、控制保护。被测面是单个的键相槽或凸台时，可以为机械的振动分析提供键相脉冲。此外，该传感器可用于对经过和接近它的金属零件发报警和开关量信号，或对其计数等。
参考文献
[1]乐嘉谦-仪表工手册．
作者简介
杨位存(1968一)，男，大专，助理工程师．从事仪控设备的维护和检修工作。