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轉速傳感器的工作原理
發布時間:2014-09-17   點擊次數:1988次

(一)光電式轉速傳感器

光電式轉速傳感器原理如圖 8-14所示,它主要由光源、聚光鏡、反射透光玻璃、光敏管等組成。光源產生的光束經反射透光玻璃射 到光碼盤上,光碼盤安裝在被測轉速的轉軸上。光碼盤的表面有一些 呈輻射狀并且間隔布置的反光面以及不反光面條紋。所以當轉軸轉動時,光碼盤將間隔的有反射光射到光敏二極管上,使光敏二極管電阻值產生交替的變化,其變化頻率為

 

式中 
n — 轉軸轉速,r/min;

z — 光碼盤反射條紋數。

光敏二極管的電阻變化信號經轉換電路轉變為電壓信號,并送至顯示儀表進行顯示。

(二) V測速發電機轉速傳感器

 

測速發電機為永磁式交流三相同步發電機,其轉子為一*磁鋼,如圖8-15所示。測 速發電機的轉子通過彈簧聯軸節與汽輪機轉子前端相連接。定子有3個繞組,各繞組的直流 電阻為27.5f2。當轉速為3000r/min時,其輸出電勢為44V。

測速發電機輸出電勢與轉速的關系為

 

式中 
C — 常數,取決于發電機繞組結構與磁極對數;

 

∅ — 磁通量,取決于磁鋼的磁感應強度;

n — 轉速。

 

可見在測速發電機結構一定的條件下,其輸出電勢£與被測轉速n成正比。

(三) 磁電式轉速傳感器

磁電式轉速傳感器主要由*磁鋼、鐵芯、線圈等組成,其結構如圖8-16所示。

它是根據磁路中磁阻變化引起磁通變化,從而在線圈中產生感應電勢的原理工作的。當 被測軸帶動齒輪轉動時,鐵芯和齒輪的齒之間的間隙發生周期性變化,使得磁路中磁阻也產生相應變化,從而引起通過線圈的磁通發生變化,感應線圈中就產生交變感應電勢。設齒輪 的齒數為z,被測軸的轉速為?則線圈中產生的感應電勢的頻率為

 

當傳感器測速齒輪的齒數為60時,f=n,這說明傳感器輸出脈沖電壓的頻率在數值上與所測轉速相等。

因感應電勢的大小4磁通的變化率成正比,即(w為感應線圈的匝數),因此磁電式傳感器不能測量低轉速。國產SZMB系列磁電式轉速傳感器每轉對應的輸出脈沖 數為60,測量范圍為50?5000r/min。

(四)電滿流式轉速傳感器

電渦流式傳感器的安裝位置和磁電式轉速傳感器相仿,傳感器的端部對著齒輪的齒,齒頂、齒根輪流通過傳感器的端部附近。由于渦流效應,電渦流傳感器的前置放大器輸出一個個脈沖,測量單位時間內通過的脈沖數就可知道旋轉機械的轉速。它的測量 范圍很寬,從1?105r/min都可測量。磁電式傳感器和電渦流式傳感器都采用數字式轉速 表來顯示轉速。

 

目前,火力發電廠中常用電渦流傳感器(又稱探頭)測量轉動機械的轉速,下面簡單 介紹電渦流轉速探頭的安裝。轉速探頭應徑向安裝,在被測軸上須做標記,軸標記可以 是凹槽(鉆孔或開槽),也可以是凸起(貼一金屬片),如圖8-17所示為電渦流轉速探頭 的安裝示意圖。當軸標記為凹槽時,探頭與被測軸之間的間隙應按探頭到軸的平滑面 (不在凹槽處)確定;當軸標記為凸起時,間隙應按探頭到凸起面來確定。zui好不要在軸 旋轉時調整探頭與凸面之間的間隙,以免碰壞探頭。無論是凹槽還是凸起都要足夠大, 以HZ-85700-01型轉速裝置為例,要能產生3V (峰值)以上的脈沖信號,就要求標記的 寬度(沿軸的徑向/大于7mm,長度(沿軸向)大于10mm,高度(深度)大于1mm。 若軸標記面積大一些,則高度可相應小一些;反之可相應大一些,但凸起高度不能大 于 1. 5mm。

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