位移傳感器通常用于檢測振動、徑向和軸向竄動等動態(tài)機(jī)械特性。在空間狹窄、高頻動作的場景，常使用無接觸式的位移傳感器，其種類較多且具有較大優(yōu)勢，如電渦流式(即電感式)、激光式、電容式、光纖式等傳感器。其中，電渦流位移傳感器由于具有極高頻響、無接觸、受環(huán)境干擾影響較小等優(yōu)勢，在位移檢測中廣泛應(yīng)用，尤其在壓縮機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，需要對壓縮機(jī)內(nèi)部的機(jī)械運(yùn)動特性進(jìn)行試驗(yàn)和具體評估。由于壓縮機(jī)內(nèi)部是高溫、高壓和帶潤滑油的環(huán)境，使得除電渦流位移傳感器外，其他無接觸式的傳感器應(yīng)用難度極大。文獻(xiàn)中采用電渦流傳感器檢測渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的軸心軌跡。文獻(xiàn)中講述了電渦流傳感器可在壓縮機(jī)中應(yīng)用，但沒有進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)。文獻(xiàn)中利用電渦流傳感器實(shí)測了滾子式壓縮機(jī)在不同時刻的軸心軌跡(或撓度值)，并進(jìn)行了對比分析。檢測軸心軌跡的另一種途徑是利用電容位移傳感器進(jìn)行檢測，比如文獻(xiàn)中提到首爾大學(xué)聯(lián)合某公司采用自制圓柱電容傳感器實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)曲軸在法蘭軸頸處軸心軌跡的試驗(yàn)，具有較高的參考價值。
電渦流位移傳感器主要包括探頭、線纜和前置器，其原理是電渦流效應(yīng):當(dāng)接通電源時，在前置器內(nèi)部會產(chǎn)生一個高頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場H1。如果在磁場H1的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射到這一范圍內(nèi)的能量都會全部釋放;反之，如果有金屬導(dǎo)體材料接近探頭頭部，則交變磁場H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場，該電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用，就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改變線圈的有效阻抗，從而改變傳感器的信號輸出。這種變化與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、尺寸、金屬導(dǎo)體與探頭間距離、線圈激勵電流強(qiáng)度和頻率有關(guān)。在設(shè)計(jì)上，使上述除距離外的其他參數(shù)不變，可以使傳感器輸出信號與距離在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。
本文具體分析了電渦流位移傳感器在壓縮機(jī)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)角度、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸向振動以及閥片升程等試驗(yàn)中的效果，結(jié)果表明它適用于壓縮機(jī)內(nèi)部機(jī)械運(yùn)動特性的評估測試。同時，電渦流傳感器也可用于曲軸軸心軌跡試驗(yàn)，目前尚未見到它應(yīng)用于泵體和電機(jī)之間位置的案例。電渦流位移傳感器在壓縮機(jī)試驗(yàn)中具有較為成功的應(yīng)用案例和廣闊的應(yīng)用前景。
