HK-MR660多軸光纖加速度傳感器

-發(fā)電機(jī)和變壓器的振動(dòng)故障-

振動(dòng)故障是發(fā)電機(jī)或變壓器在運(yùn)行過程中的常見故障類型，如不及時(shí)進(jìn)行維修處理，會(huì)給機(jī)器造成嚴(yán)重的損害。如何在高電流和高電壓的環(huán)境下檢測振動(dòng)故障，本文給出了虹科的解決方案。

一、發(fā)電機(jī)和變壓器面臨的挑戰(zhàn)

圖1：固定片

導(dǎo)致發(fā)電機(jī)和變壓器產(chǎn)生振動(dòng)的原因有很多，例如軸承受損、負(fù)載有誤或者渦輪葉片的不規(guī)則磨損。為了能夠在維修時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，必須事先識(shí)別出這些振動(dòng)，并且進(jìn)行長期的監(jiān)測。

二、構(gòu)想

我們的構(gòu)想是開發(fā)一個(gè)測量系統(tǒng)，用于檢測振動(dòng)并記錄振動(dòng)過程。必須強(qiáng)調(diào)的是，由于存在著高電壓和高電流，所有的電子傳感器都無法提供可靠的數(shù)據(jù)，在這種情況下無法使用。

三、解決方案

圖2：MEMS傳感器頭

圖3：繞組上的傳感器

我們選擇了一個(gè)光纖測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)不受惡劣電氣環(huán)境的影響，能夠提供可靠的數(shù)據(jù)。傳感器頭（圖2）通過環(huán)氧基粘合劑固定在發(fā)電機(jī)的繞組上（圖3）。光纜連接著帶有激光源和評估電子裝置的控制器。控制器是控制系統(tǒng)的一部分，位于一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域?？刂破髋c傳感器之間的距離可以達(dá)到300米。

為了進(jìn)一步處理，控制器提供與100mV / g加速度成比例的模擬信號(hào)。該信號(hào)被傳遞到監(jiān)測系統(tǒng)，如果超過了之前設(shè)定的閾值，監(jiān)測系統(tǒng)就會(huì)觸發(fā)警報(bào)。可測量的最大加速度值為50g。該系統(tǒng)自2016年開始投入使用并且經(jīng)過了100多次的檢驗(yàn)。

四、工作原理

傳感器的主要部分是一個(gè)帶有反射面的MEMS。入射光束通過棱鏡被引導(dǎo)到反射鏡上，以便讓反射光束以盡可能高的強(qiáng)度耦合到返回光纖中。如果反射鏡的水平位置由于外部的加速度發(fā)生變化，反射光束的方向則會(huì)略微移動(dòng)，且反射信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)降低。反射信號(hào)強(qiáng)度的下降與外部的加速度成正比。

圖5：MEMS 傳感器截面

圖6: 反射光束的不同光強(qiáng)

五、關(guān)鍵參數(shù)

信號(hào)輸出成正比