O amplificador de proximidade Bently Nevada é a unidade central de processamento de sinal do sistema de sensor de correntes parasitas. Ele fornece energia para a sonda, converte pequenas variações de reatância indutiva em sinais de tensão padrão e permite a saída simultânea de sinais de deslocamento estático (CC) e vibração dinâmica (CA).
1. Composição do sistema (três componentes principais)
- Sonda de corrente parasita: Um sensor equipado com uma bobina, instalado próximo ao eixo metálico medido.
- Cabo de extensão: Conecta a ponta de prova ao amplificador de proximidade e corresponde à impedância do sistema.
- Amplificador de proximidade: Realiza alimentação, oscilação, demodulação, amplificação e saída de sinal.
2. Princípio Básico de Funcionamento
2.1 Excitação de alta frequência (fonte de alimentação para sonda)
O circuito de oscilação de alta frequência integrado dentro do amplificador gera corrente alternada de alta frequência de 1 ~ 2 MHz, que é transmitida à bobina da sonda através do cabo de extensão para formar um campo magnético alternado de alta frequência na face final da sonda.
2.2 Efeito de corrente parasita (mudanças de folga em variação de reatância indutiva)
Quando o eixo de metal se aproxima da sonda, correntes parasitas são induzidas na superfície do eixo, gerando um campo magnético reverso que neutraliza o campo magnético original, reduzindo assim a indutância equivalente e a reatância indutiva da bobina da sonda.
- Folga menor → corrente parasita mais forte → menor reatância indutiva
- Maior folga → corrente parasita mais fraca → maior reatância indutiva
2.3 Demodulação de Sinal (Converter Reatância Indutiva em Tensão)
O circuito de detecção e demodulação dentro do amplificador extrai dados de variação de folga de sinais de oscilação de alta frequência e os converte em componentes de tensão CC (indicando folga estática) e componentes de tensão CA (indicando vibração dinâmica).
2.4 Amplificação e Linearização (Converter Sinais Fracos em Sinais Padrão)
Os sinais fracos demodulados são amplificados por circuitos amplificadores de precisão e processados com compensação linear, garantindo uma relação linear estrita entre a tensão de saída e a folga da ponta de prova ao eixo.
- Sensibilidade típica: 7,87 V/mm (200 mV/mil)
- Faixa de saída: -2 V ~ -18 V (polarização DC sobreposta ao sinal AC)
2.5 Saída de Sinal (Transmissão para Sistema de Monitoramento)
O amplificador emite sinais de tensão composta:
- Componente DC: Corresponde à posição estática e folga do eixo, como deslocamento axial e excentricidade radial.
- Componente AC: Representa a amplitude e frequência de vibração dinâmica do eixo.
Os sinais podem ser transmitidos diretamente para o Bently Nevada 3500 e outros sistemas de monitoramento TSI para análise posterior.
3. Principais recursos e funções
- Saída de sinal duplo: Mede o deslocamento estático e a vibração dinâmica simultaneamente para aplicações de dupla finalidade.
- Alta Linearidade: Correlação linear estrita entre tensão e folga dentro da faixa de medição especificada (por exemplo, 0,25~2,5 mm para sonda de 8 mm).
- Forte desempenho anti-interferência: Adota portadora de alta frequência e design de filtragem para suprimir interferência eletromagnética no local.
- Correspondência de Impedância: Forma um sistema ressonante junto com sondas e cabos de extensão para garantir a precisão da medição.
- Especificação da fonte de alimentação: -17,5V ~ -26V DC (típico -24V), corrente de trabalho ≤12mA.
4. Conclusão
Ao acionar a sonda para gerar campos magnéticos alternados por meio de excitação de alta frequência, o amplificador de proximidade Bently Nevada converte mudanças na folga do eixo em variações de reatância indutiva da bobina com base no efeito de corrente parasita. Através do processamento subsequente de demodulação, amplificação e linearização, ele emite sinais combinados de tensão CC e CA para realizar medições sem contato do deslocamento e vibração do eixo.
Como um componente essencial de processamento de sinais de sistemas de monitoramento de condições de máquinas rotativas, ele forma um circuito de medição completo junto com sondas de correntes parasitas e cabos de extensão, amplamente aplicado no monitoramento de vibração e deslocamento de unidades de grande escala, como turbinas a vapor, compressores e geradores.
Seu circuito de oscilação interno produz sinais de excitação de 1 a 2 MHz para alimentar as bobinas da sonda. Qualquer alteração na folga entre o eixo metálico medido e a sonda levará à variação da indutância equivalente da bobina. O amplificador converte mudanças sutis de reatância indutiva em sinais elétricos por meio de circuitos de detecção e demodulação e emite sinais de tensão compostos contendo componentes CC e CA após amplificação de precisão e ajuste linear.
O componente DC reflete a folga estática do rotor e a posição axial, enquanto o componente AC caracteriza a amplitude e frequência de vibração dinâmica, suportando monitoramento em tempo real e proteção do equipamento após acessar os sistemas TSI. Apresentando alta linearidade, resposta rápida e excelente capacidade anti-interferência, ele opera de forma estável mesmo em ambientes industriais agressivos com alta temperatura e interferência eletromagnética intensa. Ele fornece dados brutos precisos e confiáveis para operação segura da unidade, aviso prévio de falhas e diagnóstico de condições, servindo como uma peça-chave indispensável para o monitoramento on-line de máquinas rotativas.
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