泵轴振动检测输出4―20mA信号时的仪表选择方案

摘要：本文根据作者多年的工作经验总结出振动检测的两种设计方案，主要分析了输出4-20mA的振动检测信号时的振动检测方案的配置，并对两种配置的功能和特点进行了介绍。文中指出的两种方案都经过了生产实践的验证，得到了用户的满意和好评。

关键词：振动 仪表 本特利 1900/65A

中图分类号：V432 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0082-01

随着旋转机械在工业生产上的广泛使用与发展，旋转机械状态监测技术越来越受到广大厂家的重视。在所有与机械状态有关的故障征兆中，机械的振动测量是最具权威性的，这是因为它同时含有幅值、相位和频率的信息。因此对振动检测的研究一直是一个重要的课题。

旋转机械的振动通常都是轴振动引起轴承体振动，因此大型高压的工业用泵一般多采取轴振动检测。目前轴振动信号的采集多选用电涡流传感器。目前，最被用户和设计院认可的电涡流传感器依旧是美国本特利的产品。振动监测装置输出的信号是电流信号和电压信号，因为电流信号不容易受干扰，电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中精度不受影响，电流信号传输距离远，所以工业上广泛采用4-20mA电流信号。如果没有电流信号输出的要求，那么轴振动测量通常选择电涡流传感器、延长电缆和前置器。如果输出4-20mA信号，就需要外接仪表。本特利比较经济且能输出4-20mA信号的振动检测方案是用3300NSV探头，连接990/991系列振动变送器（见图1），直接输出标准的4-20mA电流信号，接入DCS或其它相关系统。这种配置方案，取消了传统的外部前置器，减少了前置器的接线环节，减少了故障率，它将传统的外部前置器和仪表部分的滤波、信号检测、逻辑信号、信号输出等功能模块化，增强了系统的集成度，提高了系统的可靠性，并且该变送器体积小，安装方便。这种方案的配置最突出的优势为：技术风险低。但是3300NSV探头直径为5mm，测量范围窄（量程为0-125um）。

盘锦某化工厂联合装置高压水泵的振动检测我们采用了这种配置方案，有效地达到了用户要求的能够输出4-20mA信号以供DCS接收的要求。

另一种方案：采用本特利的3300XL的8mm探头，为了输出4-20mA信号，需要在前置器输出后，接入振动监测仪表1900/65A。1900/65A是四通道仪表（见图2），一台仪表可以实现四点振动的测量。1900/65A是本特利公司在3500基础上开发的，可以独立的对机组进行连续检测。仪表有232或485通讯接口，能够实现经济的在线安装。仪表具有跳闸倍增功能和滤波特性，并且拥有灵活的动态通道，可根据要求任意组态。该监测器具有四路振动传感器输入信号，每路通道可设置四个处理后的变量，每个变量可以独立积分和滤波控制，具有独立的报警和危险设定点，可以输出四路4-20mA信号。

采用这种测量方案的优点是可以输出4-20mA信号，并可以直接在仪表上作出现场显示。可以实现对传感器信号的缓冲输出，支持RS-232或RS-485的串行MODBUS通讯，可以任意组态。1900/65可以独立或联网运行。具有独立的报警和危险设定点。跳闸倍增功能可以设置监测器探测到触点闭合时禁止报警或跳闸倍增，这一功能对于机械启动初期振动超标，而机械运行后振动合格的情况至关重要，既有效地防止了机械启动时发生跳闸的现象发生，又通过振动值的倍增设定，减少了事故的发生。因此现场配置1900/65A相当于现场有一个小型的监测系统。这种配置方案可以实现的功能是方案一无法比拟的，但是这种方案的价格也要比方案一昂贵。

武汉80万吨/年乙烯热电联产装置高压锅炉给水泵的振动检测我们采用的是3300XL8mm探头配合延长电缆、前置器接入1900/65A的配置，实现了4-20mA信号的输出及其输出信号在现场的显示，由于振动仪表在现场的使用效果非常好，得到了用户的满意和认可。

通常根据传感器的选择、输出信号的要求及其安装条件来考虑测量仪表的种类。国内大多数厂商生产的传感器和其所带的变送器出厂校验时是整体的，不具有互相替代性。所以最初选择了哪种测振装置，一旦有其中的一部分需要更换，则整套装置都需替换。目前国内有些厂家已经生产出了可以互相替代的产品，这也是一种发展趋势，而进口的本特利产品一直具有可替代性。我相信，随着国内电子科技技术的不断提高，国内一定能研制出具有高价值的、使用方便，具有可替代性的振动监测仪表。

参考文献

[1]BENTLY Nevada.3300 Manual[EB].2006.

[2]BENTLY Nevada.1900/65A General Purpose Equipment Monitor Product Manual[EB].2006.

[3]两线制4/20mA变送器的电路设计.电路设计，中国服务器网.

[4]传感器为什么采用4～20mA输出-嵌入式Linux ARM ADS ADHOC C C++PLC单片机-博客频道.