SDY3800XL11，

SDY-3800XL-08，SDY3800XL25振动电涡流位移传感器

广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业， 对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴 向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护，以及转子动 力学研究和零件尺寸检验等方面

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——金属导体系统的物理性质通常可由 金属导体的磁导率μ 、电导率σ 、尺寸因子r，线圈与 金属导体距离δ ，线圈激励电流强度I和频率ω 等参数 来描述。因此线圈的阻抗可用函数Z=F(μ ,σ ,r,I,ω )来 表示。 如果控制μ 、σ 、r、δ 、I、ω 恒定不变，那么阻抗Z就成为距离δ 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 并联谐振法，见图1-3，即在前置器中将一个固定电容C C C C 0 1 2 1 2 ? ? 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δ 改变。Ux经检波滤波，放大，非线性修正后输出电压Uo，Uo与δ 的关系曲线如图1-4所示，可以看出该曲线呈“ S" 形，即在线性区中点δ 0处(对应输出电压 U0)线性，其斜率(即灵敏度)较大，在线性区两端，斜率(灵敏度)逐渐下降，线性变差。(δ 1，U1) ——线性起点，(δ 2，U2) ——线性末点。

技术指标
1.线性量程、线性范围、线性中点、非线性误差、被测面

※非线性误差指实际输出值与理论值(按标准特性方程计算)误值。
2.平均灵敏度（线性范围内输出变化除线性范围）

平均灵敏度误差：≤±5％
3. 动态特性
频响：0～10kHz
幅频特性:0～1kHz衰减小于1%，10kHz衰减小于5%
相频特性:0～1kHz相位差小于－10°，10kHz相位差小于－100°
4.互换性误差≤5%
5. 工作温度
探头：工作温度-25℃～+150℃   温漂≤0.05%/°C
前置器：工作温度-25℃～+85℃  温漂≤0.05%/°C
6.工作介质：空气、油、水。
7.探头工作压力：12Mpa

● 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" )。 ● 将工程塑料底板扳开，可以对前置器进行校准(校准的详细介绍见第三章)，除非需要 进行传感器系统重新校准或前置器出现故障，一般不要打开底板

您可以根据出厂校验单上所标明的各型号和编号，对照产品上的标签，按出厂校准的情 况进行系统配套，这样在出厂后一年内使用此传感器系统时可以不再校准。但是，一般要求 在传感器使用前都应进行校准检查，尤其是当使用条件与出厂校准条件不同时，如被测体材 料与出厂校准单注明校准材料牌号不同。 标准配套附件 ● 每个标准安装探头配2个螺母(六角薄螺母GB6173-86，材料1Cr18Ni9Ti，螺纹规格与 探头螺纹规格一致)、2个垫片(GB97-76，规格与探头螺纹配套)、2个弹簧垫圈 (GB93-76，规格与探头螺纹配套)，每个反装探头配1个螺母、1个垫圈、1个弹簧垫圈， 无螺纹探头一般无配套零件。 ● 每个探头配热缩套管：规格φ 8，透明，长200mm(用于编号及保护转接头)。 ● 每个前置器配安装螺栓：4个M3×40 GB29-76螺栓。 ● 以上附件均可单独供货

在系统的工作原理部分，介绍了被测金属导体的磁导率μ 、电导率σ 、尺寸因子r对测量 也有影响，因此除了探头、延伸电缆、前置器决定传感器系统的性能外，严格地讲被测体也 是传感器系统的一部分，即被测体的性能参数也会影响整个传感器系统的性能。

所以，当被测面为平面时，以正对探头中心线的点为 中心，被测面直径应当大于探头头部直径1.5倍以上；当 被测体为圆轴而且探头中心线与轴心线正交时，一般要求 被测轴直径为探头头部直径的3倍以上，否则灵敏度就会 下降，一般当被测面大小与探头头部直径相同时，灵敏度 会下降至70%左右。 被测体的厚度也会影响测量结果。在被测体中电涡流 场作用的深度由频率、材料导电、导磁率决定，深度b可 按下式求得： f 1 ? ? ? ? ? ? ? b (单位：m) 其中δ —导电率、μ —导磁率、f—频率(通常为1MHz左右) 因此如果被测体太薄，将会造成电涡流作用不够，使传感器灵敏度下降，一般厚度大于 0.1mm以上的钢等导磁材料及厚度大于0.6mm以上的铜、铝等弱导磁材料，则灵敏度不会受 其厚度的影响。 被测体表面加工状况的影响 不规则的被测体表面，会给实际的测量值造成附加误差，特别是对于振动测量，这个附 加误差信号与实际的振动信号叠加一起，在电气上很难进行分离，因此被测表面应该光洁， 不应该存在刻痕、洞眼、凸台、凹槽等缺陷(对于特意为键相器、转速测量设置的凸台或凹槽 除外)。通常，对于振动测量被测面表面粗糙度Ra要求在0.4μ m～0.8μ m之间(API670标准 推荐值)，一般需要对被测面进行衍磨或抛光；对于位移测量，由于指示仪表的滤波效应或平 均效应，可稍放宽(一般表面粗糙度Ra不超过0.8μ m～1.6μ m)。

传感器特性与被测体的导电率和导磁率有关， 当被测体为导磁材料(如普通钢、结构钢等)时，由 于磁效应和涡流效应同时存在，而且磁效应与涡流 效应相反，要抵消部分涡流效应，使得传感器感应 灵敏度低；而当被测体为非导磁或弱导磁材料(如 铜、铝、合金钢等)时，由于磁效应弱，相对来说 涡流效应要强，因此传感器感应灵敏度要高。图1-9 列出了同一套传感器测量几种典型材料时的输出 特性曲线，图中各曲线所对应的灵敏度为： 铜：14.9 V/mm 铝：14.0 V/mm 不锈钢(1Cr18Ni9Ti)：10.4V/mm 45号钢：8.2 V/mm 40CrMo钢：8.0 V/mm（出厂校准材料） 除非在订货时进行特别说明，通常，在出厂前传感器系统用40CrMo材料试件进行校准， 只有和它同系列的被测体材料，产生的特性方程才能和40CrMo的相近；当被测体的材料与 40CrMo成分相差很大时，则须按第三章节所述步骤进行重新校准，否则可能造成很大的 测量误差。 因为大多数的汽轮机、鼓风机等设备的转轴是用40CrMo材料或者与之相近的材料制造， 因此传感器系统用40CrMo材料作出厂校准，能适合大多数的测量对象。

小心地将系统各组成部分从包装盒取出。检查是否存在运输造成的损坏。如果有，就应与承运单位交涉提出索赔，同时将情况反 映给本公司。对照订货清单和装箱单检查货物是否齐全，产品型号规格是否正确。 如果是成套订货，则按照第三章所述校准方法，将系统联接起来，通电检查系统静态特 性是否符合出厂校验单注明的指标，通常这些指标应该是符合附录所规定的技术规范或 者商定的技术协议。 ? 如果产品完好，而且又不立即安装使用，将各部分小心地放回原包装盒内，封好保 存，以备以后使用。

探头中心线应与轴心线正交，探头监测的表面(正 对探头中心线的两边1.5倍探头直径宽度的轴的整个圆 周面，见图2-3)应无刻划痕迹或其它任何不连续的表面 (如油孔或键槽等)，且在这个范围内不能有喷镀金属或 电镀，表面粗糙度应在0.4μ m～0.8μ m之间。 除非特别说明，通常将轴的径向振动测量探头安 装在传感器的线性范围中点，对应的前置器输出电压 为中点电压(线性范围中点间隙值和中点电压值可以从 校准数据单或校准曲线中查到，一般电压输出传感器线性中点电压为-10V左右，电流输出传 感器线性中点电流为12mA)。特别是对于大轴承机器，其轴承间隙接近传感器线性工作 范围时(建议选用线性工作范围更宽的传感器)。但是对于卧式机器，在机器启动时，轴会抬 高0.25mm左右，因而在停机时安装垂直方向探头，应将安装间隙(冷态间隙)调整到传感器的 线性范围中点偏大0.25mm左右，对应的前置器输出电压可从校准数据单或校准曲线中查到。 各探头头部间的安装距离应不小于安装距离。为防止两探头间的相邻干扰，对于不 同规格的探头和不同的安装方法要求其间的距离也有所不同

鉴相器测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸键，称着鉴相标记。当这个凹槽或凸 键转到探头安装位置时，相当于探头与被测面间距突变，传感器会产生一个脉冲信号，轴每 转一圈，就会产生一个脉冲信号，产生的时刻表明了轴在每转周期中的位置。同时通过对脉 冲计数，可以测量轴的转速；通过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定振动的相位角，用 于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面。 凹槽或凸键要足够大，以使得产生的脉冲峰峰值不小于5V(API670标准要求不小于7V)。 一般若采用φ 8探头，则这一凹槽或凸键宽度应大于7.6mm、深度或高度应大于1.5mm(推荐 采用2.5mm以上)、长度应大于10mm。凹槽或凸键应平行于轴中心线，其长度尽量长，以防 止当轴产生轴向窜动时，探头还能对着凹槽或凸键

为了避免由于轴向位移引起探头与被测面之间的 间隙变化过大，应将鉴相器探头安装在轴的径向，而不 是轴向位置。应尽可能地将键相器探头安装在机组的驱 动部分上，这样即使机组的驱动部分与载荷脱离，传感 器仍会有键相信号输出。当机组具有不同的转速时，通 常需要有多套鉴相器对其进行监测，从而可以为机组的 各部分提供有效的鉴相信号。 鉴相标记可以是凹槽，也可以是凸键，如图2-5所 示，API670标准要求用凹槽的型式。当标记是凹槽时，安装探头要对着轴的完整部分调整初 始安装间隙，而不能对着凹槽来调整初始安装间隙。而当标记是凸键时，探头一定要对着凸 起顶部表面调整初始安装间隙，不能对着轴的其它完整表面进行调整。否则当轴转动时，可 能会造成凸键与探头碰撞，剪断探头。 为了便于快速判断鉴相信号的位置，应该对鉴相器探头安装位置在机器外壳上做上标志， 对于鉴相标记的角度位置应该在轴的露出部分做上标志

安装探头时，您应注意以下几个问题： 各探头间的距离 探头与安装面的距离 安装支架的选择 探头安装间隙 探头所带电缆的安装 电缆转接头的密封与绝缘 探头的抗腐蚀性 探头的高压环境 各探头间的距离 当探头头部线圈中通过电流时，在头部周围会产生交变电磁场，因此在安装时要注意两 个探头的安装距离不能太近，否则两探头之间会通过电磁场互相干扰(如图2-6所示)，在输出 信号上迭加两探头的差频信号，造成测量结果的失真，这种情况称之为相邻干扰。排除相邻 干扰有关的因素：被测体的形状，探头的头部直径以及安装方式。