EPRO PR6425/010-100+CON011
一、产品概述
EPRO PR6425/010-100+CON011是一款高精度电涡流位移传感器套件，由PR6425/010-100电涡流传感器探头与CON011前置器组成，隶属于EPRO MMS 6000机械设备状态监测系统核心感知组件家族。其核心定位是通过电涡流效应实时采集旋转机械（如汽轮机、发电机、压缩机、风机等）的轴位移、轴振动、轴转速及键相信息，为设备状态监测、故障诊断与预测性维护提供高可靠性的原始数据，是保障旋转机械安全稳定运行的关键感知设备。
该传感器套件的应用场景深度覆盖电力能源（火电机组汽轮机轴系监测、水轮发电机振动监测、风电主轴位移监测）、石油化工（离心式压缩机轴振动与轴位移监测、催化裂化装置风机状态监测）、冶金钢铁（高炉鼓风机轴系监测、连铸机辊道振动监测）、轨道交通（机车牵引电机转速与振动监测）及船舶动力（船舶主机轴位移与振动监测）等对旋转机械运行精度与可靠性要求严苛的领域。尤其在大型关键旋转设备的预测性维护体系中，该套件凭借其高精度、高稳定性及长寿命特性，成为设备故障早期预警的核心感知单元。
在硬件架构与系统兼容性方面，PR6425/010-100探头采用工业级一体化封装设计，CON011前置器采用标准化模块化结构，两者通过专用高频同轴电缆连接，形成“探头-前置器-监测系统”的完整信号传输链路。该套件可无缝接入EPRO MMS 6000系列状态监测系统，同时兼容ABB System 800xA、第三方DCS系统及各类振动监测分析仪（如CSI 2140、SKF CMXA750）。前置器支持4~20mA模拟量输出、RS485数字通讯（支持Modbus RTU协议）及报警继电器输出，可灵活实现数据上传与本地报警功能，为用户构建多层次设备监测体系提供坚实基础。
二、技术参数
参数类别 | 参数名称 | 具体参数（PR6425/010-100探头+CON011前置器） | 单位 |
|---|
基本参数 | 型号 | PR6425/010-100（探头）+ CON011（前置器） | - |
产品类型 | 电涡流位移/振动/转速传感器套件 | - |
所属系统兼容性 | EPRO MMS 6000系列状态监测系统，兼容ABB System 800xA、第三方DCS及振动分析仪 | - |
探头外形尺寸（直径×长度） | 18mm×100mm（标准长度，可定制） | mm |
前置器外形尺寸（长×宽×高） | 150×80×40 | mm |
安装方式 | 探头：螺纹安装（M18×1.5）；前置器：DIN导轨安装或面板安装 | - |
测量性能参数 | 测量类型 | 轴位移、轴振动、转速、键相 | - |
位移测量范围 | 0~10mm（线性范围） | mm |
振动测量范围 | 0~2000μm（峰峰值） | μm |
转速测量范围 | 1~10000rpm | rpm |
测量精度 | 位移：±0.1% FS；振动：±0.2% FS；转速：±0.01% FS | - |
线性度 | ≤±0.5% FS（位移测量） | - |
信号输出参数 | 模拟量输出 | 2路独立4~20mA DC，对应测量范围可配置 | - |
数字通讯接口 | RS485，支持Modbus RTU协议，通讯速率9600~115200bps可配置 | - |
高频信号输出 | 0~10Vpp（振动原始信号，频率范围0.1~10kHz） | Vpp |
报警输出 | 2路干接点继电器输出（常开/常闭可配置），对应报警1、报警2阈值 | - |
响应时间 | ≤1ms（模拟量输出）；≤5ms（数字信号输出） | ms |
可靠性与电气参数 | 平均无故障运行时间（MTBF） | ≥200,000小时（探头）；≥300,000小时（前置器） | 小时 |
供电电压 | DC 24V±10%（前置器供电，探头由前置器供电） | V |
最大功耗 | ≤5W（整套套件满负荷运行） | W |
隔离性能 | 输入与输出隔离：500Vrms；电源与信号隔离：500Vrms | Vrms |
故障诊断功能 | 支持探头开路、短路、电缆故障、前置器硬件故障诊断，诊断覆盖率≥98% | - |
环境参数 | 探头工作温度范围 | -40℃~180℃（标准范围）；-50℃~200℃（高温定制版） | ℃ |
前置器工作温度范围 | -20℃~70℃ | ℃ |
相对湿度 | 0%~100%（探头，支持水下工作）；5%~95%（前置器，无凝露） | % |
抗电磁干扰性能 | 符合IEC 61000-4系列标准，ESD ±15kV（空气放电）/±8kV（接触放电），浪涌抗扰度±2kV，射频抗扰度80MHz~1GHz，20V/m | - |
三、功能特点
1. 多参数集成测量，适配全面监测需求
EPRO PR6425/010-100+CON011套件具备多参数集成测量能力，通过单套传感器即可实现对旋转机械轴位移（如汽轮机轴向窜动）、轴振动（如转子不平衡振动）、转速（如电机转速）及键相（如转子相位标记）四大核心参数的同步采集，无需为不同参数单独配置传感器，大幅简化监测系统架构，降低设备采购与安装成本。位移测量范围达0~10mm，振动测量覆盖0~2000μm峰峰值，转速测量支持1~10000rpm宽范围，可适配从低速风机到高速汽轮机的各类旋转设备监测需求。±0.1%的位移测量精度与±0.2%的振动测量精度，确保采集数据能够精准反映设备运行状态，为故障早期诊断提供可靠依据。
2. 电涡流技术优势，恶劣环境适应性强
套件采用成熟的高频反射式电涡流测量技术，探头与被测金属轴表面无机械接触，避免了传统接触式传感器因摩擦导致的磨损问题，延长传感器使用寿命的同时，不会对被测设备造成额外损伤。探头采用耐高温、耐腐蚀的工业级陶瓷外壳与一体化封装设计，可在-40℃~180℃宽温域范围内稳定工作，高温定制版可耐受200℃极端温度，适配汽轮机、锅炉风机等高温工况；同时具备IP68防护等级，支持水下工作，可用于水电站水轮机等潮湿或多水环境监测。前置器采用金属屏蔽外壳与EMC滤波电路，具备优异的抗电磁干扰性能，在高压电机、变频器等强干扰环境中仍能保持信号稳定。
3. 灵活信号输出，系统集成便捷高效
CON011前置器提供多样化的信号输出方式，满足不同监测系统的集成需求：2路独立4~20mA模拟量输出可直接接入DCS系统或PLC，实现测量数据的实时显示与闭环控制；0~10Vpp高频原始信号输出可连接专业振动分析仪，用于设备故障的深度诊断与频谱分析；RS485数字通讯接口支持Modbus RTU协议，可与EPRO MMS 6000等状态监测系统实现数据双向交互，上传测量数据的同时接收系统下发的参数配置指令。此外，前置器配备2路干接点报警输出，可根据预设的报警阈值（如振动超限、位移超标）触发本地声光报警或设备停机指令，实现故障快速响应。多样化的输出方式使套件可灵活融入不同层级的监测体系，集成调试周期较传统传感器缩短30%以上。
4. 全方位故障诊断，运维管理精准高效
套件具备98%以上的故障诊断覆盖率，前置器内置专用诊断电路，可实时监测探头、连接电缆及自身硬件的运行状态：通过监测探头线圈阻抗变化判断探头是否开路或短路；通过检测电缆传输损耗识别电缆老化或接触不良故障；通过监测前置器内部电源、放大电路及通讯模块状态诊断硬件故障。故障发生时，前置器立即通过数字通讯接口将故障代码（如探头开路代码F01、电缆故障代码F02、前置器电源故障代码F05）上传至监测系统，同时点亮本地故障指示灯，明确提示故障位置与类型。支持在线故障诊断与远程参数配置，运维人员通过监测系统即可读取故障日志、调整测量量程及报警阈值，无需现场拆解传感器，大幅提升运维效率。
5. 高可靠性设计，运行稳定持久
套件采用工业级高可靠性元器件与强化设计，探头选用耐高温陶瓷外壳与高稳定性线圈材料，经过1000小时高温老化测试，确保在恶劣环境下的长期稳定性；前置器采用无风扇自然散热设计与阻燃外壳，符合UL 94 V-0阻燃标准，避免了风扇故障导致的设备损坏风险。探头平均无故障运行时间（MTBF）≥200,000小时，前置器MTBF≥300,000小时，满足大型关键设备长期连续运行的需求。此外，套件支持参数掉电保存功能，前置器配置的测量量程、报警阈值、通讯参数等信息在断电后可长期保存，重新上电后自动恢复运行，无需重新配置，提升系统可用性。
6. 标准化安装调试，部署便捷灵活
探头采用M18×1.5标准化螺纹安装设计，配备专用安装扳手与定位工装，可快速完成探头与被测轴的同轴度调整，确保测量精度；前置器支持DIN导轨安装与面板安装两种方式，适配不同的机柜布局需求。调试过程中，可通过前置器自带的电位器或通过数字通讯远程调整测量量程、零点偏移及报警阈值，无需专用调试软件，简化调试流程。套件提供多种长度的专用高频同轴电缆（1m、3m、5m、10m可选），电缆采用屏蔽层与绝缘层双重强化设计，有效降低信号传输过程中的干扰与损耗，适配不同安装距离需求。标准化的安装与调试设计使套件可快速部署于各类旋转设备，降低现场施工难度。
四、工作原理
EPRO PR6425/010-100+CON011套件基于电涡流效应实现旋转机械参数的测量，核心工作流程为“高频激励-涡流产生-信号调制-数据处理-输出反馈”，通过探头与前置器的协同工作，将机械参数转换为电信号并输出，具体工作机制如下：
1. 高频激励与涡流产生
CON011前置器内部的高频振荡器产生频率约1MHz的正弦激励信号，通过专用同轴电缆传输至PR6425/010-100探头的线圈。探头线圈在激励信号作用下产生高频交变磁场，当探头靠近被测金属轴表面时，交变磁场穿过轴表面并感应产生电涡流（根据法拉第电磁感应定律）。电涡流的大小与分布受探头与轴表面的距离（气隙）、轴的振动状态、转速及材质等因素影响：气隙变化（轴位移）会导致涡流强度变化；轴振动会使气隙周期性波动，进而使涡流强度周期性变化；轴旋转时，键相槽或凸台会导致涡流产生突变，形成转速与键相信号。
2. 信号调制与放大
探头线圈与被测轴表面的电涡流形成互感耦合关系，涡流产生的反向磁场会削弱探头线圈的磁场，导致线圈等效阻抗发生变化。这种阻抗变化与测量参数（位移、振动、转速）呈线性关系，探头将机械参数的变化转换为线圈阻抗的变化。探头线圈与前置器内部的谐振电路组成LC振荡回路，线圈阻抗变化会导致振荡回路的幅值与相位发生调制，形成调幅或调相信号。调制后的信号经过前置器内部的高频放大器进行信号放大，提升信号幅值至适配后续处理的范围，同时通过滤波电路滤除高频干扰信号，提升信号纯度。
3. 信号解调与数据处理
放大后的调制信号进入前置器的解调电路，通过同步解调技术提取出与测量参数对应的低频信号：对于位移与振动信号，解调后得到与气隙变化成正比的直流或交流电压信号；对于转速与键相信号，解调后得到脉冲信号（键相槽经过探头时产生一个脉冲）。解调后的信号进入数据处理单元，经过A/D转换、线性化校正、温度补偿等处理：线性化校正用于修正传感器的非线性误差，确保测量精度；温度补偿通过内置温度传感器采集环境温度，对探头线圈阻抗随温度的变化进行修正，提升高温环境下的测量稳定性。数据处理单元同时对测量数据与预设阈值进行对比，判断是否触发报警。
4. 信号输出与故障诊断
处理后的测量数据通过多种方式输出：经D/A转换后生成4~20mA模拟量输出或0~10Vpp高频信号输出；经数字编码后通过RS485接口以Modbus RTU协议上传至监测系统；当测量数据超出预设报警阈值时，触发干接点报警输出。同时，故障诊断单元实时监测探头线圈阻抗、电缆传输特性及前置器内部电路状态，若检测到异常（如线圈阻抗超出正常范围），立即生成故障代码并通过通讯接口上传，同时触发本地故障报警。此外，前置器通过通讯接口接收监测系统下发的配置指令，调整高频激励频率、测量量程、报警阈值等参数，实现系统的灵活配置。
