概述

• 定義：振動變送器是一種能將機械振動的物理量轉換為標準電信號輸出的裝置，可用于測量和監(jiān)測各種設備的振動情況。

• 分類：從結構上可分為分體式和一體化兩種。分體式振動變送器由振動傳感器和變送電路兩部分組成，兩者之間通過電纜連接；一體化振動變送器則是將傳感器與變送器合二為一，結構緊湊，減少了信號傳輸過程中的干擾。

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工作原理

• 傳感器原理：振動測量傳感器按工作原理可分為壓電式、壓阻式、電容式、電感式以及光電式等。例如壓電式加速度傳感器，是利用壓電材料的壓電效應，當受到振動時，壓電材料會產(chǎn)生電荷，電荷的大小與振動加速度成正比，從而將振動加速度轉換為電信號。

  
  

  
  

  變送原理：傳感器輸出的電信號通常比較微弱，且可能是非標準信號，變送電路將傳感器輸出的信號進行放大、濾波、線性化等處理，將其轉換為標準的電信號，如 4-20mA 電流信號或 1-5V 電壓信號等，以便于遠距離傳輸和后續(xù)的顯示、控制、數(shù)據(jù)處理等

性能指標

• 測量范圍：包括振動速度有效值、振動位移峰峰值、振動加速度真峰值等的測量范圍，如振動速度有效值測量范圍 0-200mm/s，振動位移峰峰值 0-2000μm，振動加速度真峰值 0-200m/s2。

• 頻率響應：如 5-11000Hz，表示振動變送器能夠準確測量的振動頻率范圍。

• 輸出信號：常見的有三線制或兩線制的 4-20mA 電流信號，也有 1-5V 電壓信號等，還可輸出振動的動態(tài)波形。

• 工作溫度：一般為 - 30-80°C，不同型號有所差異。

• 測試精度：通常為 5% 左右，衡量測量結果與真實值的接近程度。

應用領域

• 工業(yè)設備健康監(jiān)測

• 旋轉機械：用于電機、泵、風機、壓縮機等的軸承磨損、不平衡或不對中檢測，如監(jiān)測電機軸承振動，可提前發(fā)現(xiàn)軸承故障隱患，避免設備損壞。

• 發(fā)電廠：對汽輪機、水輪機進行振動超限預警，防止因振動過大導致停機事故，保障發(fā)電設備的穩(wěn)定運行。

• 石油化工：監(jiān)測管道振動，預防管道泄漏風險；對反應釜進行狀態(tài)評估，確保生產(chǎn)安全。

• 關鍵基礎設施

• 軌道交通：對列車輪軸、齒輪箱進行實時振動分析，保障列車運行安全，例如通過監(jiān)測輪軸振動判斷輪對磨損情況。

• 航空航天：用于發(fā)動機試車臺振動監(jiān)測，優(yōu)化發(fā)動機性能與壽命，確保發(fā)動機在各種工況下的可靠性。

• 建筑橋梁：記錄結構振動響應，評估地震或風載對建筑橋梁的影響，為結構健康監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支持。

• 智能制造與預測性維護：集成到物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）系統(tǒng)中，通過振動數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)設備壽命預測，減少非計劃停機。如在風電行業(yè)，安裝在風機齒輪箱上的振動變送器可監(jiān)測振動趨勢，提前數(shù)月預警軸承故障；造紙廠中實時監(jiān)測烘缸振動，防止因不平衡導致紙張厚度不均。

選型要點

• 測量參數(shù)：根據(jù)實際需求確定測量振動的加速度、速度還是位移參數(shù)，如關注設備的沖擊振動，可選擇加速度型振動變送器；關注設備的運行平穩(wěn)性，速度型或位移型可能更合適。

• 測量范圍：確保所選振動變送器的測量范圍能夠覆蓋被測設備的振動幅值范圍，避免測量值超出量程導致測量不準確或設備損壞。

• 工作環(huán)境：考慮安裝環(huán)境的溫度、濕度、粉塵、腐蝕性等因素。如在戶外潮濕環(huán)境中，應選擇防水型振動變送器；在有腐蝕性氣體的環(huán)境中，需選擇具有防腐性能的變送器。

• 輸出信號：根據(jù)后續(xù)連接的設備和系統(tǒng)要求，選擇合適的輸出信號類型，如 4-20mA 電流信號適用于遠距離傳輸和大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)，而電壓信號則適用于一些對電流信號敏感的設備。

• 安裝方式：根據(jù)被測設備的結構和安裝位置，選擇合適安裝方式的振動變送器，如垂直安裝或水平安裝，常見的安裝方式有螺紋安裝、磁吸安裝等。