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【虹科新品】HK-MR660多轴光纤加速度传感器:检测发电机与变压器的振动故障

2022-09-15
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摘要 振动故障是发电机和变压器的常见故障类型。为保障机器的正常运行,需要及时检测到振动并进行维修。HK-MR660多轴光纤加速度传感器的工作原理基于光学理论,不受 EMI(电磁干扰)、RFI(射频干扰)、高压和磁场的影响。相比起电子传感器,能够在高电压和高电流的环境下及时、准确地检测到发电机或变压器的振动故障。

-发电机和变压器的振动故障-

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,本文给出了虹科的解决方案。



一、发电机和变压器面临的挑战


                                          图1:固定片

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。


二、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。


三、解决方案


              图2:MEMS传感器头


               图3:绕组上的传感器

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。

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。

四、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 传感器截面


       图6: 反射光束的不同光强

五、关键参数

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)
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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