一、為什么振動監控成為“剛需”
旋轉機械(風機、電機、泵、壓縮機等)70%以上的機械故障都與振動異常相關。軸承磨損、轉子不平衡、軸彎曲、基礎松動等問題,往往先表現為振動幅值或頻譜的變化。傳統的“事后維修”或“定期檢修”模式,既可能造成過度維護,也無法杜絕突發停機。HZD-W/L系列振動監控儀正是在“預測性維護”理念下誕生的在線監測終端,它像一名24 h不休息的“值班醫生”,實時捕捉設備振動的“心跳”與“脈搏”,為現場提供量化數據與報警保護,幫助企業從“經驗維修”邁向“數據驅動維修”。
二、HZD-W/L家族概覽
“HZD-W/L”是無錫厚德自動化儀表有限公司注冊的產品代號,其中“W”代表盤裝(Panel)結構,“L”代表掛壁(Wall)結構,后續字母再細分功能:
-基礎型:HZD-W/L(LED數碼管,單通道)
-雙通道型:HZD-W/L-2(LED,雙通道獨立報警)
-液晶增強型:HZD-L/W-Y(4.3寸TFT彩屏,棒圖、趨勢、記錄)
-風機專用型:HZD-W/L-F/G(帶FG后綴,固化了風機常見頻段補償曲線)
-防爆型:HZD-W/L-FB(配防爆傳感器,通過Ex dⅡC T6 Gb認證)
不同后綴僅在顯示、通道數、安裝方式與軟件功能上差異,核心模擬前端與信號處理算法保持一致,方便用戶在同一平臺上做標準化備件管理。
三、
HZD-W/L振動監控儀測量原理與信號鏈
1.傳感:采用磁電式振動速度傳感器(如HD-ST-2、HD-ST-3),靈敏度20 mV/mm/s,頻響5~300 Hz,輸出與振動速度成正比的毫伏級交流信號。
2.調理:儀表內部高阻輸入級(輸入阻抗≥100 kΩ)→隔直高通→可編程增益放大→抗混疊低通,保證14~200 Hz振動頻段內幅頻平坦度≤±0.5 dB。
3.真有效值轉換:采用真RMS-DC芯片,在1 s滑動窗口內計算振動速度有效值,可穩定反映設備“能量”而非瞬時峰值,避免誤報警。
4.量化與輸出:
–本地:三位或四位LED/TFT顯示,刷新率1 Hz,分辨率0.1 mm/s;
–遠傳:隔離4-20 mA,負載0~500Ω,可直送DCS/PLC模擬量模塊;
–報警:兩級獨立繼電器,常開觸點容量10 A/250 VAC,可驅動現場聲光報警器或主電機接觸器線圈,實現“硬保護”。
5.頻段可選:通過撥碼或菜單可在10~100 Hz(烈度)與14~200 Hz(振動速度)之間切換,兼顧泵類(低頻)與風機(中頻)不同需求。
四、關鍵技術指標(以市場出貨量最大的HZD-W/L-A2為例)
-量程:0~50.0 mm/s RMS(速度)或0~500μm P-P(位移),菜單切換;
-精度:≤±0.5%F·S(常溫),溫漂≤0.05%/℃;
-靈敏度適配:20~99 mV/mm/s內可鍵盤設定,現場更換傳感器無需重新標定;
-報警延時:0~9 s可設,防止瞬時沖擊誤動;
-電源:全球電壓100~300 VAC/VDC,功耗<5 W,滿足電廠及海上平臺UPS寬幅供電;
-結構:鋁合金殼體,IP65防護,抗10 g沖擊,運行溫度−10℃~+65℃,儲存−30℃~+80℃。
五、功能亮點
1.一鍵免拆卸標定
傳統監控儀采用電位器微調,現場需拆殼。HZD-W/L系列把校準系數寫入EEPROM,通過面板三鍵即可完成“零點—滿度—靈敏度”匹配,避免粉塵、潮濕環境開蓋風險。
2.雙通道獨立
HZD-W/L-2型內部兩塊獨立的ADC+CPU,即使其中一路故障,另一路仍可正常保護,適合“一用一備”或“雙驅動”風機。
3.TFT機型自帶“小歷史”
HZD-L/W-Y液晶版內置128 kB Flash,可滾動存儲30天分鐘級振動均值,支持U盤導出CSV,方便事故追溯,無需外接記錄儀。
4.傳感器斷線/短路自檢
儀表每秒檢測回路阻抗,異常時OUT電流強制拉到<2 mA或>22 mA,DCS側可立即識別“通道故障”而非“設備低振”,避免誤判。
5.多種安裝形態
盤裝160×80×150 mm(開孔152×76 mm)可直接替換老式80 mm方表;掛壁190×290×92 mm帶可視窗,適合室外或泵房立柱安裝,接線腔與顯示腔分離,符合電口安全隔離規范。
六、典型應用場景
1.火電廠一次風機、送風機
機組容量300 MW,風機軸承6318,額定轉速980 rpm。經驗表明,當振動速度>6.3 mm/s時,軸承外圈出現剝落概率呈指數上升。HZD-W/L設定報警Ⅰ4.6 mm/s、報警Ⅱ7.1 mm/s,投運兩年成功提前3個月發現兩次軸承外圈故障,避免非停2×36 h,直接經濟效益>600萬元。
2.煉油催化三機組(煙機—主風—汽輪)
高速軸6300 rpm,常規頻譜105 Hz。儀表頻響上限1000 Hz,可覆蓋3×倍頻315 Hz,對軸流式壓縮機喘振先兆的1/2亞諧頻同樣有效。通過4-20 mA接入ITCC,實現喘振聯鎖與振動高聯鎖“二取二”保護。
3.地鐵牽引冷卻風機
車輛段要求白天運營時段不能登高作業,夜間檢修時間僅4 h。HZD-W/L-G掛壁式安裝于隧道側壁,IP65防護,無需額外機箱;檢修工班通過手持式振錄儀對比監控儀4-20 mA曲線,30 min完成巡檢,效率提升3倍。
4.大型離心泵狀態監測
水務集團200 kW變頻泵,轉速1480 rpm,管路共振頻率22 Hz。儀表內置10~100 Hz烈度檔,可抑制低頻水力脈動,只關注轉子相關振動,報警值設定3.5 mm/s,有效屏蔽變頻載波引起的50 Hz電磁干擾。
七、安裝調試要點
1.傳感器安裝:M8雙頭螺柱剛性連接,接觸面涂硅脂;盡量靠近軸承承載區,水平、垂直兩向各一只,軸向視結構可加測。
2.電纜:采用2×0.5 mm²屏蔽雙絞,屏蔽層在儀表側單端接地,避免環流;若傳輸>300 m,建議就地加4-20 mA轉換模塊,改用電流遠傳。
3.電源:雖然儀表100~300 V通用,但大型電機變頻柜內諧波大,應獨立供電,并串250 V/2 A快速熔斷器。
4.校準:初次上電后,用便攜式振臺(10 Hz、4 mm/s)驗證,誤差>1%時進入菜單修正靈敏度系數;后續每兩年或軸承更換后復檢一次。
5.報警試驗:用橡膠錘輕敲傳感器安裝座,模擬10 mm/s峰值,確認繼電器動作與DCS收到對應信號,記錄動作值與回差。
八、維護與故障排查
-顯示“OL”:輸入信號>110%F·S,檢查是否傳感器短路或現場突發沖擊。
-4-20 mA恒為2 mA:自檢發現斷線,測量回路阻值應<2 kΩ,否則更換電纜或傳感器。
-繼電器頻繁抖動:報警延時過短或門限接近背景噪聲,適當放寬延時或提高報警值10%。
-電流輸出線性差:多為電源紋波>5%,建議串100μH/1 A電感濾波或改用DC 110 V供電。
-液晶機型花屏:檢查面板24 V背光電源,過高電壓會損屏,正常應為23.5±0.5 V。
從原理到應用,從選型到維護,HZD-W/L振動監控儀用成熟可靠的硬件、簡潔友好的操作、經濟合理的成本,為工業現場提供了“看得見、算得準、管得住”的振動保護方案。它既可以是老設備技改的最后一道安全鎖,也能成為新工廠數字運維的第一塊數據基石。在“雙碳”與智能制造雙重驅動下,讓HZD-W/L為你的旋轉機械保駕護航,用數據延長設備生命,用監測創造確定價值。