不同设备的传感器安装方式
设备状态监测的测点通常选在设备轴承或靠近轴承的位置， 通过在轴向、垂直方 向、水平方向部署振动传感器来实现设备振动信号的采集。但在实际工作中， 考虑
安装空间和硬件成本，部署过程通常被两个问题困扰：
（ 1） 如何高效利用状态监测传感器， 即传感器安装在什么位置， 既可以减少传感 器的使用数量，还可以尽可能的保证设备状态监测的效果；
（ 2 ）对于可以同时测量多方向振动的传感器 ，如果不同方向的性能指标存在差 异，应当优先测量哪个方向更为合理。
参考振动状态监测的相关标准， 并结合设备故障诊断的实际经验， 我们总结出选取
状态监测传感器安装部署位置和方向时，应当遵循如下原则：
（ 1 ）安装位置应尽量选择设备结构刚度较高的部位， 例 如 设备 的 轴 承 座 、 端 盖 等，减少振动信息在传递路径中的损失；
（ 2） 安装方向应优先选择振动强度大的方向， 例如与安装管道垂直的方向、设备 的受力方向、齿轮的啮合方向等，提高振动信号的幅值。
下面我们针对现场常见的几类工业设备， 具体说明进行设备状态监测时， 振动传感
器推荐的安装位置及安装方向。
1. 电机
（ 1 ）卧式电机
可靠安装在刚性支撑上的卧式电机 ，其驱动端带动负载设备 ，振动强度大于非驱动
端 ，设备约束方向为垂直方向 ，因此大多数情况下水平方向的振动大于垂直方向。
进一步考虑到传输距离越长 ，振动信号衰减越大的情况 ，卧式电机若选取单轴振动 传感器 ，安装位置和方向的优先级由高到低依次为 ：驱动端水平→ 驱动端垂直→ 驱
动端轴向→ 非驱动端水平→ 非驱动端垂直。
若使用3轴传感器 ，则应优先测量水平方向的振动 ，安装位置和方向优先级由高到
低为 ：驱动端水平→ 非驱动端水平。
（ 2 ）立式电机
通常情况下 ，立式电机的驱动端与安装面距离近 、 约束较好 ，非驱动端距离安装面
较远 ，振动强度大。
因此 ，立式电机部署单轴或3轴传感器时 ，均应优先安装在远离安装平面的非驱动
端 ，条件不允许时可安装在驱动端。
2. 传动部件
（ 1 ）直齿减速机
齿轮箱按传动级数可分为单级齿轮箱和多级齿轮箱 。 监测齿轮箱的运行状态需至少 在输入轴和输出轴上各安装一台振动传感器 。 对于内部为直齿轮的直齿减速机 ，其
受力方向主要沿径向。
因此 ，若选取单轴振动传感器 ，安装位置和方向的优先级由高到低依次为 ：输入/输 出端垂直→ 输入/输出端水平→ 输入/输出端轴向。
若选取3轴传感器 ，则应优先测量垂直方向的振动 ，在输入和输出轴的垂直方向安
装传感器即可。
（ 2 ）斜齿、伞齿减速机
对于斜齿或伞齿减速机 ，其受力方向主要沿轴向 ，应重点监测主轴方向的振动信
号。
若采用单轴振动传感器 ，安装位置和方向的优先级由高到低依次为 ：输入/输出端轴 向 → 输入/输出端水平→ 输入/输出端垂直。
若采用3轴传感器进行状态监测 ，应优先测量轴向的振动 ，选择在输入和输出轴的
轴向安装传感器即可。
3. 泵/风机
（ 1 ）悬臂式离心机/风机
悬臂式离心机/风机的轴承在叶轮一侧 ，测点通常选取在靠近驱动端轴承的位置 。 需 要注意的是 ，泵机/风机的进口和出口管道同样对设备起到约束作用 ，一定程度上抑 制了设备在管道方向上的振动 ，在条件允许的情况下 ，振动测量方向应当与进口管 道和出口管道垂直 。 但是相比泵机底部螺栓的固定 ，管道的约束效果有限 ，当管道
方向为水平方向时 ，仍优先在水平方向安装振动传感器。
使用单轴传感器进行悬臂式离心机/风机的状态监测时 ，安装位置和方向的优先级由 高到低依次为 ：驱动端水平→驱动端垂直→驱动端轴向。
使用3轴传感器进行状态监测 ，则优先选择测量水平方向振动。
（ 2 ）双支撑式离心机/风机
相比单支撑离心机/风机 ，双支撑离心机/风机在叶轮两侧均有轴承 ，因此在监测时 需要在驱动端和非驱动端均布置测点。
采用单轴传感器时 ，安装的优先级由高到低依次为 ：驱动端水平→ 驱动端垂直→ 驱
动端轴向→ 非驱动端水平→ 非驱动端垂直→ 非驱动端轴向。
若采用3轴传感器 ，则应优先测量水平方向的振动 ，驱动端的安装优先级高于非驱
动端。
（ 3 ）罗茨风机/双螺杆压缩机
罗茨风机/双螺杆压缩机中扇叶的啮合方向为垂直方向 ，因此垂直方向的振动相对较 大 。 对于主动轴和从动轴轴心距离小于800mm的罗茨风机或双螺杆压缩机 ，每端 （驱动端/非驱动端） 可以使用一台传感器 ，在两轴中间进行垂直方向的振动测量 。 如果主动轴和从动轴轴心距离超过800mm ，主动轴和从动轴垂直方向的振动需要
分别安装2台传感器进行采集。
若采用单轴传感器 ，由于主动轴和从动轴转速一致 、 轴承型号一致 ，考虑到传感器
的成本 ，出现问题可不定位故障轴承 ，状态监测可针对一根轴来进行。
（ 1 ）若选择主动轴监测 ，传感器安装位置的优先级由高到低依次为 ：驱动端主动 轴垂直→ 驱动端主动轴轴向→ 非驱动端主动轴垂直→ 非驱动端主动轴水平 → 驱动端
主动轴水平→ 非驱动端主动轴轴向。
（ 2 ）若选择从动轴 ，安装位置的优先级变为 ：驱动端从动轴垂直 → 驱动端从动轴 轴向→ 非驱动端从动轴垂直→ 非驱动端从动轴水平→ 驱动端从动轴水平→ 非驱动端
从动轴轴向。
若采用3轴传感器 ，则需优先测量垂直方向的振动 ，传感器安装位置和方向的优先 级由高到低依次为 ：驱动端主动轴垂直→ 非驱动端主动轴垂直→ 驱动端从动轴垂直
→ 非驱动端从动轴垂直。
4. 安装固定方式
振动传感器有多种安装方式：手持探针、蜂蜡、双面胶、磁座、胶粘和螺栓等方式。不同的安装 方式对应不同的安装刚度， 因而整个传感器系统的自振频率会不同。安装刚度越大，传感器系统 的自振频率越高， 能用于测量的频带也就越高。因此， 关心的频带越高，传感器的安装刚度应越 大。在这几种安装方式中， 螺栓连接安装刚度最大。但是这时的安装是一种有损安装，因需要在
结构表面开螺纹孔。
(1)振动传感器安装位置
振动传感器安装要与被测设备良好固定，保证紧密接触，连接牢固，振动过程中不能有松动。因
此，要求安装表面平整，不能有油污、尘土、碎屑等杂物。当安装平面不平整时，应加工使之平
整。当结构表面有油漆，也应该去除表面油漆之后再安装传感器。当用磁座安装时，磁座应当安全 牢靠地吸附在测量位置表面上，如下图所示：
(2)振动传感器安装方向
振动传感器的测振方向应该与待测方向一致，否则，会造成测量幅值误差。不同的测试要求 不同的传感器安装方向。测量位置产生的振动依赖于传感器的安装方向，不同的方向振动幅 值是不相同
的。应根据测试要求将传感器安装在待测方向上。如果传感器方向偏离测试方向，那么此时 横向运动可能远大于轴向运动，此类误差将会特别明显。
(3)振动传感器安装技巧
当用胶粘时， 应沿垂直胶粘平面方向用力按压传感器，使传感器底部的胶形成较薄的一层 ,避免胶层太厚，导致将高频阻隔掉。 2
当使用磁座安装时，由于磁座有吸力，因此安装传感器时应十分小心。若通过磁力垂直吸附 在结构表面， 由于瞬时的磁力，会导致传感器受到撞击，影响精度。正确的做法时使磁座倾 斜一定角度靠近安装表面完成安装。
传感器安装后，信号传输导线应固定，同时传感器与导线的接头应紧固连接，测试过程中 不能出现松动。固定导线时，接头处的导线应处于舒展状态，不应拉紧受力。导线固定有 三个方面的好处，第一，当传感器松动，与被测结构松开时，不会直接摔到地上，损坏传 感器，因为有导线拉着。第二，不固定的传输导线在测量过程中发生晃动，会拍打被测结 构，导致出现新的振源， 这一点特别是模态测试时，需要特别注意。第三，传输导线出现 弯曲，拉伸等可能会引起导体与屏蔽层之间局部电容或电荷的变化，引入噪声。 2
其他方面主要是考虑高温、防潮和绝缘等问题。户外高温天气进行测量时，应考虑高温对传 感器的影响。对于室外需要隔夜测量时，应考虑传感器的防潮问题。
(4)总结
振动传感器安装的总原则：
传感器的安装位置应能体现结构的振动特性，应该仔细地检查安装表面是否有污染和表面 平滑，如有需要应加工使之平整。使传感器的测振方向和测量方向的偏差减到最小，否则 将导致相当于横向灵敏度所引起的误差。安装时，注意安装技巧，尽量减少安装工件带来 的影响。安装时安装刚度应尽量大，这样可用的频带会越宽。信号电缆应固定于结构表面 。安装表面的状态和安装方法应在实验记录中进行记录。