如何选择传感器？一文带你看懂

选择传感器实际上是选择怎样的测量方法，即测量轴振，还是测量轴承座振动。

01 轴振和轴承座振动的比较

轴振的灵敏度是指轴振与轴承座振动大小的相对比例关系。 它取决于：①转子与轴承座的质量比和轴承座的支承方式；②故障源，即故障在转子上，还是在轴承座上。

轻型转子（即转子/轴承座质量比小的转子）对轴振较为灵敏；重型转子轴承座振动的灵敏度相对较高。落地式轴承由于直接固定在基础上，刚度大，轴承座振动不灵敏；排汽缸轴承和端盖轴承振动的灵敏度相对较高。

汽轮发电机组的轴系中，高压转子、中压转子、励磁机转子可以视作轻型转子，它们的支持轴承一般采用落地式轴承，因此轴振灵敏而座振不灵敏；低压转子和发电机转子可以视作重型转子，低压转子的轴承一般坐落在排汽缸上，发电机的轴承一般坐落在端盖上，这两类转子的座振相对较为灵敏。

如果故障在转子上，则轴振反应较为灵敏；如果故障在静止部件（轴承座、缸体、管道、基础等）上，则座振反应较为灵敏。 汽轮发电机组的振动故障多数发生在转子上，诸如不平衡、热弯曲、不对中、动静摩擦等，所以振动在转子上的反应比较灵敏。也有一些故障发生在轴承座上，例如由基础松动或膨胀不畅引起的刚度较低、轴承箱的共振等，这时轴承座将出现较大的振动，而转子振动的变化往往并不明显。

一般情况下，轴的相对振动是轴承座振动的2~6倍，但有些老式机组，轴承座是一个庞大的铸件，轴振与座振之比可以达到十几倍甚至几十倍。

一般来说，轴振比座振的灵敏度高，有利于发现振动异常的一些早期征兆。从轴振信号中还可以得到转子晃度、轴心位置等有价值的信息，这是测轴振的优势所在。

尽管如此，轴振并不能代替座振的测量。原因如下：

（1）静止部件的振动会引起结构的疲劳损坏。单纯测量轴振并不足以反映出这些部件的状况。

（2）从故障诊断的角度，轴振对于转子上的故障（不平衡、热弯曲、不对中、动静摩擦等）比较灵敏，对由静止部件（轴承座、缸体）的共振或刚度的降低而引起的故障并不灵敏。这类故障往往表现为轴承座出现较大的振动。

（3）轴振信号抗干扰能力差，易受机械和电磁的因素影响出现虚假的轴振信号。轴振的大小受测点的径向和轴向位置影响较大，如果测点靠近转子的振型节点，也容易使轴振不灵敏。另外轴振测量系统费用高、安装和维护的工作量大。

（4）速度传感器测量的是转子传递给轴承座的能量，它不如直接测量轴的振动灵敏，但是在多数情况下，也能够提供足够的转子振动的信息。而且如果振动故障出现在静止部件（轴承座、缸体）上，只有测量座振才能判断。速度传感器价格低、安装维修方便、信号可靠、抗干扰能力强，这些优点是涡流传感器不具备的。

（5）轴承座振动比较直观，稍有经验的人用手触摸就能够估计它的大小。电力部门长期以来是用座振评价机组振动的，这方面积累的经验也比较多；而且轴承座振动的标准也比较统一，便于执行。

（6）复合式传感器虽说测量的是轴振（相对振动）与座振的合成，但从故障诊断的角度，这种测量方法不一定优越。因为判断不同的故障，有时需要测量轴的相对振动，有时需要测量轴承座振动。

近年来轴振的测量得到推广，但并不能代替座振的测量。因此，在处理现场振动问题时，即便机组配备的是轴振测量系统，为了保证诊断的可靠性，仍需对座振进行测量。

02 振动测量装置的配备

振动测量系统有两种不同的类型，一种是用于机组长期振动监测的永久系统（在线监测），另一种是临时布置在机组上的系统（离线监测）。这两种系统传感器在配备时可以参考以下原则：

（1）在线监测

大型机组宜同时配备轴振和座振的测量系统。中小型机组只需配备座振的测量系统。

对于轴振测点，一般来说在每个轴承安装一个测点就可以了，最好安装在垂直方向或机组左侧（面对转动方向看）的45°方向。

目前国内机组轴振测点的安装存在着不规范的现象。例如，许多200MW机组只在每根转子的一个轴承安装测点，一些300MW机组的测点有的安装在机组左侧、有的安装在右侧。

在诊断故障时需要分析转子两端轴承的振动，如果只装一个测点，将给振动的诊断带来不便；动平衡时需要比较转子两端轴承的振动相位，如果测点不在一个方向，相位就不具备可比性。

轴承座振动的考核需要测量垂直、水平和轴向共三个方向的振动。 在线监测中可以只在垂直方向安装速度传感器，其他两个方向的振动可以由运行人员定期测量。积累一定数据后，由垂直振动也可以大体估计出其他两个方向的振动。

（2）离线监测

在线监测装置一般只能指示振幅的大小，不具备分析功能。当机组出现振动问题时，为查明故障原因，需要临时安装一套具有分析功能的装置。这种监测方式称为离线监测。

离线监测一般只布置座振测点，不专门安装测量轴振的涡流传感器。大型机组基本配备有轴振测点，需要时可以从这些测点引出信号，方法有两种：

（a）大多数在线监测装置（TSI）有输出端子，可以由此引出轴振信号。这样做安全可靠，不会对原始信号有任何影响。

（b）可以从前置器的输出端引出轴振信号，这样做也是可行的。缺点是接线或操作的不慎可能对原始信号有影响（多数表现为偶然出现脉冲式跳动）。为了防止由此引起的跳机，测量之前应通知电厂运行人员，在测量期间解除轴振保护。

对于没有配备轴振测点的机组，如果单纯测量座振难以判断故障原因时，必要时可以考虑安装临时性的轴振测点。

如何选择传感器？记住这六点帮你选到合适的传感器，看完收藏了

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

在实际的应用中，有压力传感器，压电传感器，超声波传感器，温度传感器等多种传感器类型，那么面对这么多种传感器，如何根据自己的需要选择合适的传感器呢？其实传感器的选用也有一定的原则，学会以下六点，轻松选到最合适的传感器。

测力对象和测量环境是选用传感器时要首先考虑的因素。

量程是传感器的一个重要因素，如果量程选的太小，很容易超载，传感器就会损坏；如果；量程选的太大，测量的精度又达不到要求。而对于不同种类的传感器，量程的范围也有所区别。如称重传感器：正常测力值应为满量程的60~70%；压力传感器：正常测力值应为满量程的50~60%。

在实际的应用中，传感器的选择可能要考虑更多条件，如使用的时长、制作工艺和作用形式等，传感器如果在较恶劣的环境中使用，可能会影响其性能，需要一段时间后重新进行评定。另外，也可以在使用中尽量排除环境因素的影响。

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