原创 光纤加速度传感器如何检测发电机和变压器的振动故障

2022-7-12 11:48 389 0 分类: 测试测量 文集: 光纤传感器
振动故障是发电机或变压器在运行过程中的常见故障类型,如不及时进行维修处理,会给机器造成严重的损害。如何在高电流和高电压的环境下检测振动故障,本文给出了有效的解决方案。
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                                                                   ( 图1:HK-MR660多轴光纤加速度传感器

1、发电机和变压器面临的挑战
导致发电机和变压器产生振动的原因有很多,例如轴承受损、负载有误或者涡轮叶片的不规则磨损。为了能够在维修时采取适当的措施,必须事先识别出这些振动,并且进行长期的监测。
( 图2:固定片)

2、构想
我们的构想是开发一个测量系统,用于检测振动并记录振动过程。必须强调的是,由于存在着高电压和高电流,所有的电子传感器都无法提供可靠的数据,在这种情况下无法使用。

3、解决方案
我们选择了一个光纤测量系统,该系统不受恶劣电气环境的影响,能够提供可靠的数据。传感器头(图2)通过环氧基粘合剂固定在发电机的绕组上(图3)。光缆连接着带有激光源和评估电子装置的控制器。控制器是控制系统的一部分,位于一个单独的区域。控制器与传感器之间的距离可以达到300米。
                                                              
(图3:MEMS传感器头)
  
(图4:绕组上的传感器)

为了进一步处理,控制器提供与100mV / g加速度成比例的模拟信号。该信号被传递到监测系统,如果超过了之前设定的阈值,监测系统就会触发警报。可测量的最大加速度值为50g。该系统自2016年开始投入使用并且经过了100多次的检验。

4、工作原理
传感器的主要部分是一个带有反射面的MEMS。入射光束通过棱镜被引导到反射镜上,以便让反射光束以尽可能高的强度耦合到返回光纤中。如果反射镜的水平位置由于外部的加速度发生变化,反射光束的方向则会略微移动,且反射信号的强度会降低。反射信号强度的下降与外部的加速度成正比。


(图5:MEMS传感器的截面)

(图6:反射光束的不同光强)

5、关键参数
信号输出成正比

加速度                                     100mV/g pk-pk(峰峰值)
温度范围                                     -40°C 至 200°C
防护等级                                     IP67
传感器电缆                             PEEK/PTFE
光纤连接器                             E-2000 PC双工
传感器电缆长度                      6m(标准电缆,户外需定制)
玻璃纤维                                     100/125/250 µm
隔离传感器 - 电子设备             65kV RMS(有效值)
磁抗扰度                                     100%

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虹科致力于更加精确简单的测量方案,与全球领先得到高精度、高可靠性的传感器厂家进行技术合作,为客户提供全球先进的测量方案,包括激光测距、粘密度测量、光纤传感器、机电传感器等。通过提供各种不同的技术进行关键测量,消除了在恶劣严苛环境中对传感的限制,使客户能够得到最理想的效果。

作者: 虹科传感器技术, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3988264.html

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