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發(fā)電機(jī)擺度和振動(dòng)的檢測(cè)

電渦流傳感器用來檢測(cè)水輪發(fā)電機(jī)組上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)、大軸的擺度，它實(shí)際上是一種位移傳感器，依靠探頭線圈產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)在被測(cè)表面感應(yīng)出電渦 流和由此引起的線圈阻抗的變化來反映探頭與被測(cè)表面的距離。

檢測(cè)水輪發(fā)電機(jī)組的上機(jī)架、下機(jī)架、定子鐵芯、定子機(jī)座以及頂蓋和尾水管振動(dòng)的傳感器是一種速度傳感器。常用的速度傳感器為具有彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的 磁電式傳感器，它測(cè)量是被測(cè)物相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)。

振動(dòng)和擺度的測(cè)量在小浪底水電廠中得到充分的應(yīng)用，測(cè)量擺度有被測(cè)物X方向和Y方向，測(cè)量振動(dòng)有被測(cè)物軸向和徑向振動(dòng)。通過采集水輪發(fā)電機(jī)組擺度 和振動(dòng)的數(shù)據(jù)可以檢測(cè)頂蓋和尾水管中的壓力脈動(dòng)、機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的機(jī)械不平衡度以及轉(zhuǎn)子中心與機(jī)組中心是否偏移而引起電磁力不平衡等，從而機(jī)組在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中 的健康狀態(tài)通過振動(dòng)和擺度的測(cè)量得到充分的體現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在振動(dòng)、擺度的檢測(cè)是水電廠狀態(tài)檢修中重要組成部分。通過機(jī)組的狀態(tài)檢修大大提高 了機(jī)組的使用效率。

加速度傳感器原理概述
加速度傳感器是用來將加速度這一物理信號(hào)轉(zhuǎn)變成便于測(cè)量的電信號(hào)的測(cè)試儀器。差容式力平衡加速度傳感器則把被測(cè)的加速度轉(zhuǎn)換為電容器的電容量變化。實(shí)現(xiàn)這種功能的方法有變間隙，變面積，變介電常量三種，差容式力平衡加速度傳感器利用變間隙，且用差動(dòng)式的結(jié)構(gòu)，它優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，能實(shí)現(xiàn)無接觸式測(cè)量，靈敏度好，分辨率強(qiáng)，能測(cè)量0.01um甚至更微小的位移，但是由于本身的電容量一般很小，僅幾pF至幾百pF，其容抗可高達(dá)幾MΩ至幾百MΩ，所以對(duì)絕緣電阻的要求較高，并且寄生電容（引線電容及儀器中各元器件與極板間電容等）不可忽視。近年來由于廣泛應(yīng)用集成電路，使電子線路緊靠傳感器的極板，使寄生電容，非線性等缺點(diǎn)不斷得到克服。
差容式力平衡加速度傳感器的機(jī)械部分緊靠電路板，把加速度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙葜虚g極的位移變化，后續(xù)電路通過對(duì)位移的檢測(cè)，輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)的電壓值，由此即可以求得加速度值。為保證傳感器的正常工作.，加在電容兩個(gè)極板的偏置電壓必須由過零比較器的輸出方波電壓來提供。
變間隙電容的基本工作原理
如式2－1所示是以空氣為介質(zhì)，兩個(gè)平行金屬板組成的平行板電容器，當(dāng)不考慮邊緣電場(chǎng)影響時(shí)，它的電容量可用下式表示：
由式（2－1）可知，平板電容器的電容量是、A、的函數(shù)，如果將上極板固定，下極板與被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體相連，當(dāng)被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體作上、下位移（即變化）或左右位移（即A變化）時(shí)，將引起電容量的變化，通過測(cè)量電路將這種電容變化轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率等電信號(hào)輸出根據(jù)輸出信號(hào)的大小，即可測(cè)定物體位移的大小，若把這種變化應(yīng)用到電容式差容式力平衡傳感器中，當(dāng)有加速度信號(hào)時(shí)，就會(huì)引起電容變化C，然后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，根據(jù)此電壓信號(hào)即可計(jì)算出加速度的大校
由式（2－2）可知，極板間電容C與極板間距離是成反比的雙曲線關(guān)系。由于這種傳感器特性的非線性，所以工作時(shí)，一般動(dòng)極片不能在整個(gè)間隙，范圍內(nèi)變化，而是限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，以使與C的關(guān)系近似于線性。
它說明單位輸入位移能引起輸出電容相對(duì)變化的大小，所以要提高靈敏度S應(yīng)減少起始間隙,但這受電容器擊穿電壓的限制，而且增加裝配加工的困難。
由式（2－5）可以看出，非線性將隨相對(duì)位移增加面增加。因此，為了保證一定的線性，應(yīng)限制極板的相對(duì)位移量，若增大起始間隙，又影響傳感器的靈敏度，因此在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高靈敏度，減小非線性，大都采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，在差動(dòng)式電容傳感器中，其中一個(gè)電容器C1的電容隨位移增加時(shí)，另一個(gè)電容器C2的電容則減少，它們的特性方程分別為：
可見，電容式傳感器做成差動(dòng)式之后，非線性大大降低了，靈敏度提高一倍，與此同時(shí)，差動(dòng)電容傳感器還能減小靜電引力測(cè)量帶來的影響，并有效地改善由于溫度等環(huán)境影響所造成的誤差。

MT系列單點(diǎn)式傳感器

MT1022-3Kg，MT1022-5Kg，MT1022-7Kg，MT1022-10Kg，MT1022-15Kg，MT1022-20Kg，MT1022-30Kg

MT1041-10Kg，MT1041-15Kg，MT1041-20Kg，MT1041-30Kg，MT1041-50Kg，MT1041-75Kg，MT1041-100Kg

MT1241-30Kg，MT1241-50Kg，MT1241-100Kg，MT1241-150Kg，MT1241-200Kg，MT1241-250Kg

MT1260-50Kg，MT1260-75Kg，MT1260-100Kg，MT1260-150Kg，MT1260-200Kg，MT1260-250Kg，MT1260-300Kg，MT1260-500Kg，MT1260-635Kg，MT1260-750Kg 

MTB系列稱重傳感器 

MTB-5Kg，MTB-10Kg，MTB-20Kg，MTB-30Kg，MTB-50Kg，MTB-50Kg，MTB-75Kg，MTB-100Kg，MTB-200Kg，MTB-300Kg，MTB-500Kg

TSC/TSB拉式稱重傳感器 

TSC-50Kg，TSC-100Kg，TSC-200Kg，TSC-300Kg，TSC-500Kg，TSC-1000Kg， TSB-2000Kg，TSB-3000Kg， TSB-5000Kg 

一、靈敏度的選擇
    通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)值才比較大，有利于信號(hào)處理。但靈敏度高時(shí)，與被測(cè)量無關(guān)的外界噪聲也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少?gòu)耐饨缫氲母蓴_信號(hào)。

二、穩(wěn)定性的選擇
傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器*穩(wěn)定性的因素除其本身結(jié)構(gòu)外，主要是使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇適合的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。
環(huán)境對(duì)稱重傳感器會(huì)造成如下影響：
   1.高溫環(huán)境造成傳感器的涂覆材料融化、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。
   2.露天粉塵、潮濕對(duì)傳感器造成短路的影響。
   3.在腐蝕性較高的環(huán)境下，如潮濕、酸性對(duì)傳感器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響。
   4.電磁場(chǎng)對(duì)傳感器輸出紊亂信號(hào)的影響。
   5.易燃、易爆環(huán)境必須選用特制的防爆傳感器。
   傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能*使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。

三、精度的選擇
   精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。如果測(cè)量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測(cè)量值，就選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。