引言：机组监测的基础概念

1. 大、中型机组的监测对象

大型机组的监测对象主要是围绕机轴进行的，包括轴温、轴振动、轴位移、轴转速（另外附属的还有润滑油的温度和压力监控）。因此，我们把对机轴的各种参数进行监测的仪表称为机轴系统仪表，简称轴系仪表。

2. 为什么需要对轴系参数进行监测及控制？

• 机组价格昂贵；
• 机组都使用在生产装置的关键位置；
• 机组运行中的能量巨大，一旦失控将是毁灭性和灾难性的。

确保装置的安全高效运行，前提是机组必须安全高效运行。轴系仪表正是为确保压缩机组安全运行而设置的，主要用于保护机组和检测机组运行状态。当轴温、轴振动、轴位移达到联锁预设值时，系统会触发联锁条件让压缩机停运。

一、 探头应用及测量原理

1. 轴系仪表字母功能介绍

轴系仪表的命名通常由首字母和第二位字母组成：

| 首字母 | 功能说明 | 上位单位 |

| V | 轴振动 |  |

| Z | 轴位移 |  |

| S | 速度 |  |

| K | 键相（也称速度） |  |

| T | 温度 |  |

• 字母第二位：
• E: 检测元件
• T: 变送或转换
• I: 指示

2. 大型机组监测中的单位换算

在仪表监测中，常用的单位换算如下：

理想状态下的线性关系： 在探头的线性范围内，探头距监测点每变化 ，前置器输出对应的直流电压就变化 。（例如：如果测得交流电压为 ，则振动值为 。注意：不同厂家的探头其值可能各不相同）。

3. 各测量元件的组成结构及工作原理

振动、位移、转速探头均为非接触式电涡流传感器。

• 结构组成： 塑封锁紧镙帽、高频线圈、引出线、拧紧式插接件、同轴电缆、被测物体。

工作原理：

探头基于电磁感应原理工作。当探头的高频线圈通上高频电流后，探头周围产生高频磁场。该磁场作用于被测物体使其产生电涡流，电涡流本身又产生一个高频反向磁场，反作用于线圈。距离越近，反作用越强。系统通过从高频线圈取出一个受变化的电压来反映被测物体的位置变化。

4. 振动与位移

• 位移： 轴的运动方向与轴向方向一致的运动状态。
• 振动： 轴的运动方向与轴的径向方向一致的运动状态。

径向振动测量：

测量轴的径向振动时，每个测点应安装两个传感器探头，分别安装在轴承两边的同一平面上，相隔 。由于轴承盖一般是水平剖分的，通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧 ，定义为 X探头（水平方向）和 Y探头（垂直方向）。

(理论上，只要安装位置可行，保证其的间隔，都能够准确测量。)

通常将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（一般为  左右。中点间隙值和电压值可从校准数据单中查到）。

轴向位移测量：

测量面应与轴是一个整体，此测量面是以探头中心线为中心，宽度为  倍探头头部直径的圆环。

5. 键相（转速）

键相器测量是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸键（键相标记）。当标记转到探头位置时，相当于间距突变，传感器产生一个脉冲信号。轴每转一圈产生一个脉冲，通过对脉冲计数来测量轴转速（）。

6. 前置器 (Proximitor)

前置放大器实质上是一个电子信号处理器，具有两大功能：

1. 为探头线圈提供高频交流电源（通常为 ）。
2. 感受探头前方金属导体靠近引起的参数变化，经过处理后，产生与间隙呈线性变化的输出电压或电流信号。

电路组成： 高频振荡电路  取样电路  放大整形电路  输出电路。

二、 探头安装

1. 轴位移探头安装步骤

1. 探头安装前检查探头的丝口光滑平整，表面无油污或其它异物。旋转固定螺帽进退自如，无卡涩现象。
2. 用卡尺量准汽轮机转子与固定盘的间距，旋转探头上的固定螺帽，将螺帽与探头前端的距离调整至稍大于量准的间距位置。注意：探头旋进固定盘时用力不要太猛，感觉碰到异物要马上旋出检查，以免损坏探头。
3. 给本特利 3500 送电，在现场前置放大器的 VT 端和 COM 端接上万用表，检查  电源是否正常。
4. 将探头电缆接头与前置放大器的延伸电缆接头连接好。
5. 用万用表接好前置放大器的 OUT 端和 COM 端，旋转固定螺帽调整间隙。标准电压值为 。
6. 查上位机显示的相应轴位移示值是否正常。

2. 轴振探头安装步骤

1. 探头安装前检查丝口光滑平整，表面无异物。旋转固定螺帽无卡涩。
2. 用卡尺量准汽轮机转子与上缸开口丝孔的间距，调整螺帽距离。旋进时避免用力过猛。
3. 本特利 3500 送电，万用表检查 VT 和 COM 端的  电源。
4. 探头电缆与延伸电缆连接好。
5. 万用表接好 OUT 和 COM 端，调整间隙。标准电压值为 。
6. 查上位机显示的相应轴振示值是否正常（在停机盘车状态下  以下为正常）。

⚠️ 探头安装注意事项

• 轴位移探头安装前，要及时与风机工艺检修人员联系，一定要在顶轴后再开始安装。
• 延伸电缆的连接接头应用专用的接头保护器或热缩管、绝缘胶带包好。严禁将接头裸露，严禁接头与任何金属接触。
• 安装前需仔细检查探头前端有无磨损、擦伤。

三、 探头校验

1. 校验工具介绍

TK3-2 校准仪

可以模拟机械振动，用以校准轴向位置和径向振动监测仪。

• 静态校验： 使用棒状千分尺检查传感器系统，把探头固定在套筒内，通过递增/递减距离，用电压表测量前置器输出。
• 动态校验： 包含一个由电机驱动的倾斜圆盘和摆动摇臂。通过调整探头对准斜盘的位置来模拟机械振动大小，并配有千分表测量振动幅值。

千分尺

• 千分尺每一小格是 （）。
• 使用方法： 将千分尺安装在盘架上，检测头抵住被测盘，小指针归中。锁紧旋钮后，拨动被测盘转动一周记录数据。如果检测点不合适，松开位置固定旋钮，调整摇臂重新寻找。

2. TK3-2 转速校验

假设仪器要求转速为 ，测速齿轮为  齿：

• 频率脉冲由频率发生器产生，脉冲幅值一般应在  以上（部分低幅值启动的仪表  以下即可）。
• 原理举例： 如果是 4 齿轮，每秒转 5 周，探头一秒钟内输出 20 个脉冲。显示仪表将 20 除以 4，显示转速为 5。

模拟现场转速试验：

注意： 当转速达到一定值时显示器才有指示；若电压低于某值时不显示，是因为门电路未打开，可通过调节门电位器实现。

3. 静态校验图解与步骤（振动、位移、转速）

1. 让探头靠近套筒千分尺，记下此时的间隙和输出电压（应在  以下）。
2. 使间隙每次增加 （），分别记下输出电压。
3. 安装值选取： 振动和转速探头取线性段的中点作为安装值。例如：探头线性范围在 ，中点为 。则安装电压可选取在 。

4. 动态校验步骤（振动、位移）

1. 用千分尺测出被测盘的振动幅值并记录。
2. 把探头安装在 TK3-2 的安装架上，用万用表直流电压档测量探头安装电压是否在允许范围内，调整至合格。
3. 接通电源，启动驱动电机，将转速调至全速的  左右。对比显示仪表的值与千分尺测出的值是否一致。
4. 分别做三个测试点：
• 第一点：一级报警值的 
• 第二点：一级报警值
• 第三点：二级报警值

⚠️ 校验时要注意的问题

1. 探头、延伸线、前置器的型号必须配套。
2. 探头与延伸线的总长度要与前置器要求的一致。
3. 探头安装在安装架上必须紧固好，以免设备本身振动影响校验结果。
4. 作静态校验时，间隙每变化 ，前置器输出变化在  内可认为符合线性要求。

谢谢！