位移傳感器在軸承監(jiān)控和狀態(tài)監(jiān)測(cè)中起到非常關(guān)鍵的作用。

早期故障檢測(cè)

軸承在運(yùn)行過(guò)程中，其部件會(huì)逐漸磨損。例如，滾動(dòng)體與滾道之間的磨損會(huì)導(dǎo)致間隙的變化。位移傳感器能夠精確地測(cè)量軸承內(nèi)、外圈之間的相對(duì)位移。當(dāng)軸承剛開(kāi)始出現(xiàn)磨損，間隙還在微小變化階段時(shí)，位移傳感器就可以檢測(cè)到這種位移的改變。這就如同一個(gè)敏銳的觀察者，能夠在故障還處于萌芽狀態(tài)時(shí)就發(fā)出信號(hào)，幫助維修人員提前采取措施，避免故障進(jìn)一步惡化。

比如在一個(gè)大型的工業(yè)電機(jī)中，其軸承如果因?yàn)殚L(zhǎng)期負(fù)載而出現(xiàn)滾道表面剝落的早期跡象，位移傳感器可以檢測(cè)到由于剝落引起的軸承內(nèi)部微小的位移波動(dòng)，使得技術(shù)人員可以在電機(jī)性能尚未受到嚴(yán)重影響之前就安排維修。

監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)

位移傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸承在不同工況下的位移情況。在軸承正常運(yùn)行時(shí)，其位移處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍。通過(guò)位移傳感器，可以了解軸承在不同轉(zhuǎn)速、負(fù)載等條件下的位移變化。例如，在高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)床主軸軸承中，位移傳感器可以精確地測(cè)量軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的位移，確保其在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。如果位移超出正常范圍，就可能意味著軸承受到了異常的力或者自身出現(xiàn)了問(wèn)題，如安裝不當(dāng)導(dǎo)致的偏心等情況。

對(duì)于一些在復(fù)雜工況下工作的軸承，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸承，它需要承受不同風(fēng)速下變化的負(fù)載。位移傳感器能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)軸承在不同風(fēng)速時(shí)的位移情況，為評(píng)估軸承的工作狀態(tài)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

評(píng)估裝配質(zhì)量

在軸承安裝過(guò)程中，位移傳感器可以用來(lái)檢查軸承的安裝精度。例如，通過(guò)測(cè)量軸承內(nèi)圈和軸、外圈和軸承座之間的配合間隙是否符合要求。如果間隙過(guò)大或過(guò)小，都可能影響軸承的正常運(yùn)行。合適的安裝間隙對(duì)于軸承的使用壽命和性能至關(guān)重要，位移傳感器就像一把精密的尺子，幫助技術(shù)人員精確控制安裝過(guò)程，確保軸承安裝到位。

在汽車(chē)輪轂軸承的裝配線(xiàn)上，位移傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸承安裝到輪轂中的深度和與軸的配合情況，保證每個(gè)輪轂軸承的裝配質(zhì)量，提高汽車(chē)行駛的安全性和可靠性。

預(yù)測(cè)使用壽命

基于位移傳感器長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)到的軸承位移數(shù)據(jù)，結(jié)合軸承的工作條件（如負(fù)載、轉(zhuǎn)速、溫度等），可以建立數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)軸承的剩余使用壽命。例如，隨著軸承磨損的加劇，其位移變化的速率會(huì)逐漸增大。通過(guò)對(duì)位移變化速率的分析，以及考慮其他影響因素，可以估算出軸承還能正常工作多長(zhǎng)時(shí)間。

在一些重要的工業(yè)設(shè)備中，如礦山機(jī)械的大型軸承，通過(guò)位移傳感器的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其使用壽命，可以合理安排設(shè)備的維護(hù)和更換軸承的計(jì)劃，減少突發(fā)故障帶來(lái)的停機(jī)損失。

一、LVDT 直線(xiàn)位移傳感器用于軸監(jiān)測(cè)

工作原理與適用性

LVDT（線(xiàn)性可變差動(dòng)變壓器）直線(xiàn)位移傳感器主要基于電磁感應(yīng)原理工作。它由一個(gè)初級(jí)線(xiàn)圈和兩個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈以及一個(gè)可移動(dòng)的鐵芯構(gòu)成。當(dāng)給初級(jí)線(xiàn)圈施加交流激勵(lì)電壓時(shí)，在鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，隨著鐵芯（與被測(cè)物體相連）的移動(dòng)，兩個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生變化，其差值與鐵芯的位移呈線(xiàn)性關(guān)系。這種傳感器對(duì)于軸監(jiān)測(cè)有一定的適用性。

在軸的軸向位移監(jiān)測(cè)方面表現(xiàn)出色。例如，在大型汽輪發(fā)電機(jī)組中，軸在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)槭軣崤蛎浀纫蛩禺a(chǎn)生軸向位移。LVDT 傳感器可以精確地測(cè)量這種位移變化，通過(guò)將傳感器安裝在合適的位置，其可動(dòng)鐵芯與軸的軸向位移部件相連，就能實(shí)時(shí)獲取軸的軸向位移數(shù)據(jù)，并且其輸出信號(hào)是線(xiàn)性的，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。

優(yōu)點(diǎn)

高精度是 LVDT 傳感器的顯著優(yōu)勢(shì)之一。它能夠提供精確的位移測(cè)量，對(duì)于微小的軸位移變化也能敏銳地檢測(cè)到。例如，在一些精密機(jī)械加工設(shè)備的軸系中，對(duì)于軸的位移精度要求，LVDT 傳感器可以達(dá)到微米級(jí)別的測(cè)量精度，從而保證設(shè)備的加工精度。

它的線(xiàn)性度好，輸出信號(hào)與位移之間的線(xiàn)性關(guān)系使得校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)解讀較為簡(jiǎn)單。而且它的可靠性高，因?yàn)闆](méi)有電氣接觸部件在移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生磨損，使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，這對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行的軸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是很重要的。

局限性

LVDT 傳感器對(duì)環(huán)境的敏感度相對(duì)較高。例如，周?chē)拇艌?chǎng)干擾可能會(huì)影響其測(cè)量精度。在一些有強(qiáng)磁場(chǎng)源的工業(yè)環(huán)境中，如大型電機(jī)附近或者帶有電磁設(shè)備的車(chē)間，可能需要采取額外的磁場(chǎng)屏蔽措施來(lái)確保傳感器的正常工作。

它的響應(yīng)速度可能不如一些其他類(lèi)型的傳感器。對(duì)于軸的快速動(dòng)態(tài)位移測(cè)量，如在一些高速旋轉(zhuǎn)的軸系中，當(dāng)軸出現(xiàn)高頻小幅度的振動(dòng)位移時(shí)，LVDT 傳感器可能無(wú)法快速、準(zhǔn)確地捕捉到這些變化。

L3001-0.64LVDT位移傳感器 森瑟科技

L3001-0.64LVDT位移傳感器可以在安裝空間非常有限的應(yīng)用中 提供高精度的位置測(cè)量。該型號(hào)產(chǎn)品外徑9.5毫米，內(nèi)徑3.3 毫米，并提供輕量級(jí)的鐵芯，L3001-0.64LVDT位移傳感器可以有效避免鐵芯 重量引起的測(cè)量誤差：在位移量較大的情況下，質(zhì)量慣性越 小，越容易獲得準(zhǔn)確的位移信號(hào)。微型鐵芯也能減少機(jī)械應(yīng) 力和有利于保持鐵芯的安裝結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?；诰€(xiàn)圈和鐵芯之 間的閉環(huán)耦合，通過(guò)外圍的信號(hào)調(diào)理器或調(diào)理電路，傳感器 可以產(chǎn)生高靈敏度/高分辨率的輸出信號(hào)。磁性不銹鋼外殼 為傳感器提供了電磁和靜電屏蔽。特殊場(chǎng)合應(yīng)用，我們可以 定制高溫（200°C）工作的產(chǎn)品，或者在高壓力環(huán)境測(cè)試的 定制產(chǎn)品。L3001-0.64可以匹配森瑟公司的LVDT信號(hào)調(diào)理 器輕松實(shí)現(xiàn)直流輸出。和我們的大多數(shù)LVDT產(chǎn)品一樣，L3001-0.64LVDT位移傳感器采用真空的浸漬工藝，特殊配方的絕緣和安裝環(huán)氧樹(shù) 脂保證了線(xiàn)圈組件在傳感器內(nèi)部的長(zhǎng)期可靠性，該產(chǎn)品適 用于嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境：如高濕度環(huán)境，長(zhǎng)期振動(dòng)和偶發(fā)沖擊 的設(shè)備上使用。

二、電渦流位移傳感器用于軸監(jiān)測(cè)

1、工作原理與適用性

電渦流位移傳感器是基于電渦流效應(yīng)工作的。當(dāng)一個(gè)通有交變電流的傳感器線(xiàn)圈靠近金屬導(dǎo)體（如軸）時(shí)，會(huì)在金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流，這個(gè)電渦流又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反磁場(chǎng)，使傳感器線(xiàn)圈的電感、阻抗等發(fā)生變化。這種變化與傳感器和被測(cè)物體（軸）之間的距離（位移）有關(guān)，通過(guò)檢測(cè)這些變化就可以測(cè)量軸的位移。它非常適用于軸的監(jiān)測(cè)。

在軸的徑向位移和振動(dòng)監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用廣泛。例如，在高速旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)軸監(jiān)測(cè)中，電渦流位移傳感器可以安裝在軸的徑向方向，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸的徑向跳動(dòng)情況。由于其非接觸式測(cè)量的特點(diǎn)，不會(huì)對(duì)軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生任何機(jī)械阻力，也不會(huì)因?yàn)榻佑|磨損而影響測(cè)量精度，能夠很好地適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)軸的監(jiān)測(cè)需求。

優(yōu)點(diǎn)

電渦流位移傳感器的優(yōu)點(diǎn)就是非接觸式測(cè)量。這不僅避免了與軸的物理接觸可能帶來(lái)的磨損和對(duì)軸的干擾，還使得它能夠在軸的高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行精確測(cè)量。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸監(jiān)測(cè)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速，采用電渦流位移傳感器可以在不影響軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，準(zhǔn)確地獲取軸的徑向位移和振動(dòng)信息。

它的響應(yīng)速度快，能夠快速地捕捉軸的動(dòng)態(tài)位移變化。對(duì)于一些對(duì)軸的振動(dòng)頻率和位移變化敏感的設(shè)備，如精密的機(jī)床主軸，電渦流位移傳感器可以及時(shí)檢測(cè)到軸的微小振動(dòng)，為設(shè)備的故障診斷和狀態(tài)評(píng)估提供及時(shí)的數(shù)據(jù)。

局限性

電渦流位移傳感器主要適用于金屬軸的監(jiān)測(cè)，對(duì)于非金屬軸則無(wú)法發(fā)揮其電渦流效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。例如，在一些采用特殊復(fù)合材料制作的軸的監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中，電渦流位移傳感器就不能直接使用。

其測(cè)量精度可能會(huì)受到被測(cè)物體（軸）的材料特性、表面粗糙度等因素的影響。如果軸的表面不平整或者材料的導(dǎo)電性等參數(shù)發(fā)生變化，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

微型電渦流位移傳感器D8011

D8011（含信號(hào)調(diào)節(jié)器）位移測(cè)量系統(tǒng)可直接輸出與探頭至導(dǎo)電被測(cè)物表面之間距離成正比的電壓信號(hào)。該傳感方案可以同時(shí)測(cè)量靜態(tài)（位置）和動(dòng)態(tài)（振動(dòng)）位移值。該裝置的特別適合應(yīng)用于微型結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和位置測(cè)量，以及相位參考和速度測(cè)量。該電渦流位移傳感器系統(tǒng)提供了的性能，包 括出色的線(xiàn)性范圍、精度和溫度穩(wěn)定性。所有的D8011傳感器參數(shù)一致性好，探頭與前置器可靈活裝配/拆卸，探頭為扁平式結(jié)構(gòu)，帶安裝螺孔，不需要 專(zhuān)用工具即可完成安裝。D8011位移傳感器長(zhǎng)期工作可靠性好、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、非接觸測(cè)量、響應(yīng)速度快、不受油水等介質(zhì)的影響，常被用 于對(duì)微型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸位移、軸振動(dòng)、軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而分析出設(shè)備的工作狀況和故障原因，有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)及進(jìn)行預(yù)測(cè)性維修。