EPRO PR6423/000-031-CN

一、产品概述

二、功能特点

• 一体化集成设计与高精度测量：采用探头与前置器集成一体化结构，消除了分体式设计中电缆传输带来的信号衰减和干扰问题，测量稳定性提升30%以上。基于高频电涡流测量原理，振动测量精度达±0.1μm，位移测量精度达±0.05μm，可精准捕捉轴系微米级振动变化。测量量程支持灵活配置，振动量程范围0-200μm峰峰值，位移量程范围0-10mm，量程调节精度达0.01μm级，满足不同转速（50-30000r/min）旋转设备的监测需求。
• 宽频响范围与丰富监测能力：具备宽频响特性，频率响应范围0.1Hz-10kHz，可有效覆盖旋转机械常见的振动频率成分，包括转子不平衡、不对中、轴承故障等典型故障的特征频率。支持多参数监测，可同时实现轴径向振动、轴轴向位移及键相信号采集，键相脉冲输出精度达±1°，为振动信号的相位分析和转速计算提供精准基准。针对不同材质轴体（钢、铸铁、铝合金等），内置材质补偿算法，可通过软件校准适配，确保不同工况下的测量准确性。
• 超强抗干扰与环境适应能力：采用全金属屏蔽外壳设计，屏蔽效能达80dB（10kHz-1GHz），可有效抵御工业现场的电磁干扰、射频干扰及静电干扰。探头头部采用耐磨陶瓷材质，硬度达HRC 60以上，抗磨损性能优异，可在油雾、粉尘、潮湿等恶劣环境下长期工作。工作温度范围-40℃~120℃，存储温度范围-55℃~150℃，相对湿度5%~95%（无凝露），满足高温、高寒、高湿等极端工业场景需求，防护等级达IP67。
• 灵活的安装与系统适配性：支持多种安装方式，包括螺纹安装（M16×1.5、M20×1.5可选）、法兰安装及支架安装，适配不同设备的安装空间需求。输出信号类型丰富，包括4-20mA模拟信号、0-10V模拟信号及RS485数字信号（Modbus RTU协议），可直接与EPRO MMS系列监测系统、ABB AC800M DCS系统及西门子S7系列PLC无缝对接。内置标准化接口，支持在线热插拔，更换过程中不影响监测系统正常运行，降低维护停机时间。
• 长期稳定性与自诊断功能：采用工业级高精度元器件，经过高温老化、振动测试等严苛工艺筛选，平均无故障运行时间（MTBF）≥100000小时。具备完善的自诊断功能，可实时监测传感器供电状态、探头磨损程度及信号传输完整性，当检测到供电异常（偏离24V DC±10%）或探头性能衰减时，立即输出故障报警信号（干接点）。支持远程校准功能，通过监测系统软件可实现零点校准、量程校准及材质补偿参数调整，无需现场拆卸传感器。
• 本土化适配与安全设计：该型号为中国市场定制化版本，符合GB/T 13824-2009《旋转机械振动监测与诊断规范》及GB 50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》，可用于II类爆炸危险区域（Ex d IIB T4 Gb）。内置过流保护（≤50mA）、过压保护（≥30V DC）及短路保护功能，当发生线路短路或过压时，自动切断输出回路，防止损坏传感器及后端设备。线缆采用耐油、耐老化的屏蔽电缆，标配长度5m，可根据需求定制最长20m线缆，满足大型设备的长距离安装需求。

三、技术参数

四、工作原理

1. 电涡流效应产生：        传感器探头内部集成高频振荡电路（振荡频率1MHz），当探头靠近旋转轴体（导体）时，振荡电路产生的高频磁场会在轴体表面感应出闭合的电涡流。电涡流的大小与探头和轴体之间的间隙（距离）、轴体的电导率、磁导率及振荡频率相关，在传感器与轴体材质固定、振荡频率稳定的情况下，电涡流大小仅与探头-轴体间隙成单调函数关系，这是实现测量的核心原理。
2. 间隙变化转换为电信号：        当轴体发生振动或位移时，探头与轴体之间的间隙随之变化，导致电涡流的幅值发生相应变化。探头内部的检测线圈会感知电涡流产生的反向磁场，反向磁场的强弱与电涡流大小成正比，从而使检测线圈的阻抗发生变化。传感器内置的信号调理电路将线圈阻抗变化转换为电压信号，经过放大、滤波后得到与间隙变化成线性关系的模拟信号。
3. 信号处理与标准化输出：        模拟信号送入传感器内部的A/D转换器（采样率10kHz），转换为数字信号后，由微处理器（MCU）进行进一步处理。MCU通过内置的线性化算法对信号进行线性度校正，消除温度漂移（采用PT100温度补偿电阻）及材质差异带来的误差；对于键相监测场景，MCU通过检测轴体键槽或凸台引起的间隙突变，生成精准的键相脉冲信号。处理后的信号根据配置输出4-20mA/0-10V模拟信号或通过RS485接口输出数字信号，其中模拟信号的零点对应初始间隙，满量程对应最大测量范围。
4. 自诊断与故障反馈：        MCU实时监测传感器的供电电压、线圈阻抗、温度及信号传输状态：当供电电压低于21.6V或高于26.4V时，触发电源故障；当线圈阻抗偏离标准值±10%时，判定为探头故障；当信号波动超出正常范围时，触发信号异常报警。故障发生时，传感器立即将输出信号固定在故障状态（如4mA下限或20mA上限），同时通过干接点输出故障报警信号，提醒运维人员及时处理。
5. 系统协同与数据应用：        传感器输出的信号接入EPRO MMS6000监测系统或第三方DCS系统后，系统对振动信号进行FFT频谱分析、时域波形分析，提取峰峰值、有效值、峰值等特征参数，结合键相信号计算转速、相位等信息。当监测参数超出预设阈值时，系统触发报警并记录故障数据；同时，通过设备管理平台对历史数据进行趋势分析，实现设备故障的早期预警与诊断。

五、安装与调试流程

5.1 安装前准备

• 环境与资质核查：确认安装现场环境满足工作温度-40℃~120℃、相对湿度5%~95%（无凝露），防爆区域需符合Ex d IIB T4 Gb等级要求，无强电磁干扰源（如中频炉、高压变频器）。安装、调试人员需具备旋转机械监测系统操作资质，熟悉电涡流传感器工作原理，防爆区域作业需遵守“动火作业许可”制度，确保作业安全。
• 工具与材料准备：准备扭矩扳手（5-20N·m）、千分表（精度0.001mm）、万用表（精度≥0.01V）、信号发生器（4-20mA）、绝缘电阻测试仪（精度≥100MΩ）、螺纹密封胶（耐油型）、安装支架、固定螺母、垫片、剥线钳、压线钳、防静电手环、无尘布等。核对传感器型号、出厂编号与设计一致，外观无破损、探头无划痕，线缆无老化开裂，附带的安装附件及出厂校准证书齐全。
• 设备与系统检测：检查旋转设备轴体表面粗糙度≤Ra 1.6μm，无划伤、锈迹或油污，键槽或凸台（键相监测用）尺寸符合设计要求；检测监测系统输入接口与传感器输出信号匹配，4-20mA信号接收精度≤0.01mA；用绝缘电阻测试仪检测传感器线缆绝缘性，绝缘电阻≥500MΩ。

5.2 安装步骤

1. 安装支架固定：根据设备结构及监测点位置，将传感器安装支架固定在设备壳体上，支架需具备足够刚性（固有频率≥10kHz），避免共振影响测量。用扭矩扳手拧紧支架固定螺丝，扭矩值15N·m，固定后用百分表检测支架的垂直度，垂直度误差≤0.1mm/m。在防爆区域安装时，支架需采用不锈钢材质，与设备壳体可靠接地（接地电阻≤4Ω）。
2. 传感器安装与间隙调整：将传感器螺纹端涂抹少量耐油螺纹密封胶，缓慢旋入安装支架的螺纹孔中，旋入过程中避免探头碰撞轴体。用千分表顶住传感器尾部，缓慢调整传感器位置，使探头与轴体表面的初始间隙达到2mm±0.1mm，间隙调整完成后，拧紧传感器锁紧螺母，扭矩值8N·m。安装后再次用千分表确认间隙，确保无松动，间隙偏差≤0.05mm。
3. 线缆敷设与连接：传感器线缆沿设备壳体固定敷设，采用尼龙扎带捆扎，捆扎间距≤30cm，避免线缆悬空晃动。线缆穿过防爆格兰头进入控制柜，格兰头需拧紧密封，确保防爆等级达标。将线缆的信号线（红/黑）、电源线（棕/蓝）及接地线（黄绿）分别接入监测系统对应的端子，接线端子拧紧扭矩值1.5N·m，屏蔽层单端接地（控制柜接地铜排）。

5.3 调试流程

1. 通电检查与初始化：开启监测系统电源，为传感器提供DC 24V供电，用万用表测量传感器供电电压，确保为24V±0.5V。传感器通电后初始化时间约10秒，初始化完成后，监测系统显示的初始间隙对应的输出信号应为4mA（或0V），无故障报警提示。若出现故障报警，检查供电电压、线缆连接及接地情况，排除故障后重新通电。
2. 线性度校准：将EPRO CalTest 6400校准仪接入传感器，模拟不同间隙值（0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm），记录监测系统对应的输出信号值。绘制间隙-信号曲线，计算线性度误差，若误差＞0.1%满量程，通过监测系统软件进行线性度校准，调整校准参数使线性度误差≤0.1%。校准完成后，保存校准参数，生成校准报告。
3. 动态性能测试：启动旋转设备，从低速逐渐升至额定转速，实时观察监测系统显示的振动信号。在设备额定转速下，记录振动峰峰值、频率等参数，确保信号稳定，频率响应准确（可识别设备旋转频率）。用木锤轻敲设备壳体，模拟冲击振动，观察信号是否能快速响应，无信号延迟或失真。测试键相信号时，检查转速计算值与实际转速偏差≤0.1r/min，相位信号稳定。
4. 报警阈值设置与故障测试：根据设备运行标准，通过监测系统软件设置振动报警阈值（如报警值80μm峰峰值、危险值120μm峰峰值）及位移报警阈值。模拟故障场景测试：①间隙异常：人为调整传感器间隙至3mm，系统应输出故障报警；②线缆故障：断开信号线，系统应立即显示信号丢失报警。测试完成后，恢复正常间隙及线缆连接，确认报警解除，故障日志记录完整。
5. 长期稳定性测试：设备在额定工况下连续运行24小时，每小时记录一次振动信号值、输出信号及环境温度。分析记录数据，振动信号波动≤0.5μm，输出信号波动≤0.01mA，温度变化对测量值的影响≤0.1μm/℃，无故障报警。稳定性测试合格后，在传感器上粘贴校准合格标识，标注校准日期及有效期。

六、常见故障处理