SHINKAWA MP-2P1 是新川电机(Shinkawa)生产的一款标准型、非接触式电涡流位移传感器(探头)。作为电涡流测量系统中最前端的感知元件,它负责将探头端面与被测金属导体表面(通常是旋转机械的轴)之间的间隙变化,转换为与之成比例的电信号。该型号以其可靠的性能、广泛的兼容性和经济性,成为监测旋转机械轴径向振动、轴向位移、偏心以及提供键相位信号的常用选择,广泛应用于各类泵、风机、电机、齿轮箱等工业设备的预测性维护和在线状态监测系统中。
应用场景:
在一座大型市政污水处理厂的鼓风机房内,多台为生物池曝气提供空气的高速离心鼓风机是节能降耗的关键设备。为了实时掌握这些风机的运行状态,预防因轴承磨损或叶轮积垢引起的振动超标,设备部门为每台风机的驱动端和非驱动端轴承安装了 SHINKAWA MP-2P1 电涡流探头,用于监测轴的径向振动。探头信号通过前置器接入在线振动监测系统。系统运行数月后,其中一台风机的振动值呈现缓慢上升趋势,频谱分析显示振动能量集中在转频(1X)及其谐波上。结合 MP-2P1 提供的稳定、高信噪比信号,系统准确诊断出叶轮存在轻微的不平衡。维修团队利用计划停车机会对叶轮进行了清洗和动平衡,振动值恢复至优良水平,避免了因振动过大导致的轴承损坏和非计划停机,保障了污水处理过程的连续稳定运行。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明(基于MP-2P1典型规格) |
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产品型号 | MP-2P1 |
制造商 | SHINKAWA(新川电机) |
产品类别 | 电涡流位移传感器 / 探头 |
探头直径 | 8 mm(标准工业尺寸) |
线性测量范围 | 典型 2.0 mm(±1.0 mm, 即从探头端面算起约1.0 mm至3.0 mm) |
灵敏度 | 典型 8.0 mV/μm(每微米间隙变化产生约8毫伏输出电压变化) |
线性误差 | ≤ ±1.5% 满量程(在指定线性范围内) |
频率响应 | DC 至 10 kHz(-3dB),可准确测量从静态位移到高频振动 |
输出特性 | 负极性直流电压,间隙减小(靠近)时电压向更负方向变化 |
标准电缆长度 | 通常为 5.0 米(整体铠装,不可更换) |
探头端部材质 | PPS(聚苯硫醚)或类似高温工程塑料,带不锈钢壳体 |
工作温度范围 | 探头:-30°C 至 +120°C(标准型) 电缆:-30°C 至 +105°C |
螺纹规格 | 通常为 M10 x 1.0 或类似,用于安装在探头支架上 |
配套前置器要求 | 需匹配灵敏度为 8.0 mV/μm, 供电为 -24V DC 的标准电涡流前置器 |
技术原理与创新价值:
创新点1:标准化的可靠传感核心:MP-2P1 的核心在于其内部精密绕制的线圈和优化的磁路设计。当连接至配套的前置器并通电后,探头线圈产生高频电磁场。该场在靠近的导电靶面(轴表面)感应出涡流,涡流产生的反磁场会改变探头线圈的阻抗。这一阻抗变化与探头-靶面之间的间隙成高度线性关系。其标准化的8mm直径、2mm线性范围和8.0 mV/μm灵敏度,使其能够与市面上绝大多数符合API 670等标准的前置器和监测系统直接兼容,提供了即插即用的便利性。
创新点2:坚固的一体化结构与宽温适应性:探头采用全铠装一体化设计,传感头部与电缆之间无接点,避免了现场常见的接头处损坏和信号干扰问题。不锈钢壳体和高性能PPS头部材料提供了良好的机械强度、耐腐蚀性和一定的耐油耐化学性。其标准型工作温度上限可达120°C,能够适应大多数工业旋转设备轴承箱附近的温度环境,确保了长期稳定性和可靠性。
创新点3:优异的动态性能与抗干扰能力:高达10 kHz的频率响应使其能够精确捕捉高速旋转设备(如高速压缩机、涡轮机械)的振动细节,包括由轴承缺陷、齿轮啮合等引起的高频冲击成分。同时,其电涡流测量原理对非导电介质(如油、水、蒸汽)不敏感,抗干扰能力强,能在润滑剂存在或轻微污染的环境下稳定工作,非常适合实际的工业现场工况。
应用案例与行业价值:
在西南某大型水力发电站,水轮发电机组的主轴摆度(即轴的径向相对振动)是评估机组运行稳定性的核心指标。过大的摆度可能导致密封磨损、部件疲劳甚至扫膛事故。
应用流程:在每台水轮机导轴承和发电机导轴承处,X和Y方向成90度夹角各安装一支 SHINKAWA MP-2P1 探头,监测主轴摆度。探头信号接入振动监测系统,实时显示摆度值和相位。
带来的改进:在一次机组大修后启动过程中,监测系统显示上导轴承Y方向摆度值异常偏高。通过分析 MP-2P1 提供的实时波形和频谱,并结合相位信息,技术人员判断出转子存在微量热不平衡。通过在线调整配重,成功将摆度值降低到优秀范围内,避免了因振动过大而需要再次停机调整的麻烦。电站维护工程师表示:“MP-2P1 探头为我们提供了稳定、可信的摆度数据。它的长期零漂非常小,让我们能够精确地监测机组状态的变化趋势,是实现水电机组状态检修不可或缺的‘眼睛’。”


相关产品组合方案:
一个完整的电涡流测量点,需要 SHINKAWA MP-2P1 探头与以下组件协同工作:
前置器:如 新川配套的前置器 或兼容的 本特利内华达 3300 XL 8mm 前置器、艾默森 CSI 4200 系列前置器等。它将探头的阻抗变化转换为标准的-2V至-18V DC电压信号。
探头延伸电缆(可选):如果标准5米电缆长度不足,需要使用 专用延伸电缆 进行延长,但需注意总长度对系统灵敏度的影响。
探头安装支架:用于将探头牢固、精确地固定在设备壳体(如轴承座)上,通常带有锁定和微调机构,便于设定初始间隙。
状态监测系统:如 本特利内华达 3500、艾默森 CSI 6500、施耐德电气 PacSystem 等,接收前置器信号,进行显示、记录、报警和诊断分析。
监测器/卡件:集成在上述系统中的专用I/O模块,用于处理振动/位移信号。
校验仪器:如 千分尺 或 千分表,用于在安装时精确设定探头的初始间隙(通常在1.0mm或线性范围中点)。
校验仪/示波器:用于系统调试和故障诊断,测量探头间隙电压和动态信号。
同系列其他型号:如不同电缆长度(MP-2P5代表5米, MP-2P9代表9米),或更高温度等级的型号。
安装维护与全周期支持:
SHINKAWA MP-2P1 探头的正确安装至关重要。务必在设备完全停机且安全隔离的情况下进行。关键步骤包括:选择合适的安装位置,确保靶面(轴表面)平整、光滑、材质均一(通常为钢);使用专用支架固定探头,并利用千分尺等工具精确调整探头端面与靶面的间隙至推荐值(如1.0mm);锁紧所有紧固件,防止运行中松动;合理布置电缆,避免与动力线平行,屏蔽层单端接地。
日常维护主要是目视检查探头和电缆有无机械损伤、松动或被油污严重覆盖。定期检查监测系统显示的间隙电压是否在正常范围内,以判断探头是否松动或靶面状态变化。探头本身无需定期校准,但整个测量系统(探头+前置器+监测器)应定期进行功能校验。