CN103858012A - 加速计 - Google Patents
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Abstract
加速计(14)包括金属壳体(16)以及壳体内的集成压电传感器和集成电子压电(IEPE)放大传感器中的至少一者。金属罩(36)从壳体延伸且多条传感器线从传感器延伸到罩中。加速计还包括连接到罩上的金属缆护套(38)，其具有被由护套所包含的金属氧化物粉末绝缘的多条缆线。多条传感器线中的至少一者连接到罩内的多条缆线中的至少一者上。壳体、罩和金属缆护套对至少一个传感器、多条传感器线以及多条缆线提供密封的封壳。
Description
技术领域
本文公开的主题的实施例大体上涉及变换器，且更具体而言，涉及能够在恶劣的环境中使用的加速计。
背景技术
在过去几年期间，随着化石燃料的价格上涨，增加了对与加工化石燃料相关的许多方面的兴趣。在化石燃料的加工期间，流体从岸上或离岸位置运输到加工厂以用于后续使用。在其它应用中，可更加局部地运输流体，例如，在烃加工厂的子系统之间运输，以便于分配到最终用户。
至少一些流体运输站使用旋转机械，如，由燃气涡轮驱动的压缩机、风扇和/或泵。这些涡轮中的一些经由变速箱而驱动相关联的流体运输设备，该变速箱增大或减小燃气涡轮输出传动轴速度到预定的设备传动轴速度。在其它旋转机械中，使用电力驱动的马达或电驱动件来代替(或结合)机械驱动件(即，燃气涡轮)，以操作旋转机械。
通常用于工业中的一种涡轮机包括由电动马达驱动的压缩机。例如，可采用此类涡轮机来用于回收甲烷、天然气和/或液化天然气(LNG)。此类气体的回收可减少排放物且减少在LNG装载到船上期间的燃烧操作。这种涡轮机的其它用途在本领域中为已知的且这里未论述。
图7中示出了此类旋转机械的示例。旋转机械502包括连接到压缩机506上的电动马达504。两个机械轴之间的连接可由机械接头508实现。马达的外壳510可(例如，通过螺栓514)附接到压缩机的外壳512上。压缩机506可包括附接到压缩机轴518上的一个或多个叶轮516。压缩机轴518构造成围绕纵轴线X旋转。压缩机轴518的旋转通过在压缩机轴518的两端处使用主动磁轴承520和522来增强。
不管具体的设定，即，岸上、离岸、海底等且不管旋转机械是涡轮驱动的还是马达驱动的，总是存在对提高效率、减小成本和减少化石燃料加工的、且具体而言涉及此类加工的旋转机械的环境影响的需要。
由于总是存在的该需要，故旋转机械的性能继续改善。现今的旋转机械不仅更有效且环保，而且它们能够加工比以前处于更高的温度和更高的压力下的更大腐蚀性的物质。
虽然这些改善是受欢迎的，但控制这些处理的现有解决方案常常不足以满足在由此类改善引起的恶劣环境中工作的需求。
特别关心的一个领域为变换器。变换器在提供不仅关于由旋转机械执行的处理、而且关于旋转机械自身的信息方面起着重要作用。一些变换器如加速计不仅可用于获得关于由旋转机械执行的处理的效率、而且关于旋转机械自身的构件(如，轴承或轴)的健康的洞悉。
加速计相对于产生处理信息和/或机械信息的位置的放置对加速计能够测量此类信息很重要。这常常需要接近于产生此类信息的点来定位加速计，例如，定位在旋转机械内。
此类位置可处于特别恶劣的环境中，例如，处于或接近于高压、高温、和/或腐蚀性处理流体。至于图7中的上述旋转机械502，注意到的是，磁轴承520和522暴露于由压缩机处理的流体。该流体(例如，甲烷)可为腐蚀性的且可能具有高压(例如，2000psi)和高温(例如，160摄氏度)。此外，特别强的电磁场可由主动磁轴承520和522呈现。所期望的是，接近于轴承520和/或轴承522将一个或多个加速计、和/或其它变换器定位在旋转机械502内。因此，存在对变换器的需要，且特别是可在此类环境内成功地操作的加速计。
发明内容
根据示例性实施例，一种加速计(或加速度变换器)包括金属壳体以及壳体内的集成压电加速度传感器和集成电子压电(IEPE)放大加速度传感器中的至少一者。金属罩从壳体延伸且多条传感器线从传感器延伸到罩中。加速计还包括连接到罩上的金属缆护套，其具有被由护套所包含的金属氧化物粉末绝缘的多条缆线。多条传感器线中的至少一者连接到罩内的多条缆线中的至少一者上。壳体、罩以及金属缆护套对至少一个传感器、多条传感器线以及多条缆线提供密封的封壳。
根据另一个实施例，旋转机械的变换器组件包括接近旋转机械内的轴承定位的壳体和连接到壳体上的金属护套，以形成密封的封壳。变换器在壳体内且从金属护套延伸的至少一条线电性地连接到变换器上。由护套所包含的金属氧化物粉末使至少一条线绝缘。
根据另一个实施例，一种对加速度变换器(或加速计)提供密封的封壳的方法包括：提供具有金属罩延伸部的金属壳体；将集成压电加速度传感器和集成电子压电(IEPE)放大加速度传感器中的至少一者定位在壳体内，使得从至少一个传感器延伸的多条线延伸出金属罩延伸部；定位具有被金属氧化物粉末绝缘的多条线的金属护套，使得线从护套的端部延伸到从传感器延伸的线；将从至少一个传感器延伸的多条线电性地连接到从罩延伸的多条线上且将电性地连接的线定位在金属罩延伸部内；以及将金属护套连接到罩上，从而对至少一个传感器、多条传感器线和多条缆线提供密封的封壳。
附图说明
并入说明书中且组成说明书的一部分的所附附图示出了一个或多个实施例，且与描述一起阐释了这些实施例。在附图中：
图1为示例性实施例的透视图。
图2为图1中示出的示例性实施例的侧视图。
图3为根据示例性实施例的金属缆护套的横截视图。
图4为图3中示出的示例性实施例的端部视图。
图5为根据另一个示例性实施例的罩的横截视图。
图6为根据示例性实施例的方法的流程图。
图7描绘了旋转机械。
具体实施方式
示例性实施例的以下描述参考所附附图。不同附图中的相同参考数字标识相同或类似的元件。以下详细描述不限制本发明。作为替代，本发明的范围由所附权利要求限定。为了简单起见，参考具有壳体和传感器的变换器的用语和结构论述了以下实施例。然而，接下来论述的实施例不限于这些示例性的系统，而是可应用于其它系统。
在说明书各处，涉及的"一个实施例"或"实施例"意指与包括在所公开的主题的至少一个实施例中的实施例结合来描述的具体特性、结构或特征。因此，在整个说明书各处的不同地方中的短语"在一个实施例中"或"在实施例中"的出现不必涉及相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适合的方式组合具体特性、结构或特征。
图1和图2示出了根据本发明的加速计14的示例性实施例。加速计14包括限定五边形形状的具有第一侧部18(图1)和第二侧部22(图2)的金属壳体16。五边形形状的壳体16关于由侧部28和32的交点与侧部24的中心限定的平面对称。
壳体16还包括在第一侧部18与第二侧部22的边缘之间延伸的侧部24,26,28,32以及34。如图1和图2中所示，侧部24,26,28,32以及34具有相等的宽度。
能够沿至少一个轴线感测加速度且生成对应于所感测到的加速度的信号的传感器(未示出)设在壳体16内。在图1和图2中示出的实施例中，变换器为三轴加速计变换器。示例性的三轴加速计传感器包括集成压电传感器和集成电子压电(IEPE)放大传感器。
加速计14还包括从壳体16的侧部24延伸的金属罩36。如图1、图2和图5中所示，金属罩36为通过焊接点38连接到壳体16的侧部24上的圆筒形管。然而，该连接可由其它化学手段如粘合密封剂和/或机械手段如螺纹连接形成。作为备选，壳体16和罩36可整体结合地形成。
还如图1、图2以及图5中所示，金属缆护套38连接到罩36上。金属护套38以环氧密封剂40连接到罩36上。然而，该连接可由其它化学手段如焊接和/或机械手段如螺纹连接形成。作为备选，金属护套38和罩36可整体结合地形成。
金属缆护套38设有四条线42,44,46以及48。线42,44以及46分别对应于加速度的轴线，且线48为公共线。线42,44,46以及48被金属氧化物粉末52例如由金属护套38所包含的氧化镁粉末和/或二氧化硅粉末绝缘。
如图5中所示，四条变换器线54,56,58和62从壳体16内的加速计变换器延伸到罩36中。线54,56和58分别对应于加速度的轴线，且线62为公共线。
线42和54、线44和56、线46和58、以及线48和62在接头64,66,68和72处电性地连接，例如，通过激光焊合。非传导性密封剂74可被提供在线与罩36内的焊合接头之间。
如可从图1至图5中理解到的，金属壳体16、金属罩36以及金属缆护套38对变换器、线以及焊合接头提供密封的封壳。此外，缆护套38内的金属氧化物绝缘材料也由金属制成。因此，加速计16能够比常规加速计更经得起腐蚀、更高的压力、更高的温度、以及更强的电磁场。
根据如图6中的流程图中所示的实施例，对加速计提供密封的封壳的方法(1000)可包括：提供(1002)具有金属罩延伸部的金属壳体；将集成压电加速度传感器和集成电子压电(IEPE)放大加速度传感器中的至少一者定位(1004)在壳体内，使得从至少一个传感器延伸的多条线延伸出金属罩延伸部；定位(1006)具有被金属氧化物粉末绝缘的多条线的金属护套，使得线从护套的端部延伸到从传感器延伸的线；将从至少一个传感器延伸的多条线电性地连接(1008)到从罩延伸的多条线上；将电性地连接的线定位(1010)在金属罩延伸部内；以及将金属护套连接(1012)到罩上，从而对至少一个传感器、多条传感器线和多条缆线提供密封的封壳。
上述实施例在所有方面都旨在为示例性的，而不是限制本发明。所有的此类变化和变型都被认为是在如由所附权利要求限定的本发明的范围和精神内。本申请的描述中使用的元件、行动或指令不应被理解为对本发明关键或必不可少，除非明确地像这样描述。此外，如本文中使用的，冠词"一"旨在包括一个或多个项目。
Claims (10)
1. 一种加速计，包括：
金属壳体；
所述壳体内的集成压电加速计传感器和集成电子压电(IEPE)放大加速计传感器中的至少一者；
从所述壳体延伸的金属罩；
从所述传感器延伸到所述罩中的多条传感器线；
金属缆护套，其连接到所述罩上且具有被由所述护套所包含的金属氧化物粉末绝缘的多条缆线；
所述多条传感器线中的至少一者连接到所述罩内的所述多条缆线中的至少一者上；以及
所述壳体、所述罩以及所述金属缆护套对所述至少一个传感器、所述多条传感器线和所述多条缆线提供密封的金属封壳。
2. 根据权利要求1所述的加速计，其特征在于，所述多条缆线包括四条线。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的加速计，其特征在于，所述多条传感器线包括四条线，第一线传送对应于第一轴线的信号，第二线传送对应于第二轴线的信号，第三线传送对应于第三轴线的信号，以及第四线对应于公共线。
4. 根据任何前述权利要求所述的加速计，其特征在于，所述第一缆线焊合到所述第一传感器线上，所述第二缆线焊合到所述第二传感器线上，所述第三缆线焊合到所述第三传感器线上，且所述第四缆线焊合到所述第四传感器线上。
5. 根据任何前述权利要求所述的加速计，其特征在于，所述金属护套焊接到所述罩上。
6. 根据任何前述权利要求所述的加速计，其特征在于，所述焊接为钨极惰性气体焊接。
7. 根据任何前述权利要求所述的加速计，其特征在于，所述焊接为激光焊接。
8. 根据任何前述权利要求所述的加速计，其特征在于，所述金属护套以粘合密封剂连接到所述罩上。
9. 一种用于旋转机械的变换器组件，包括：
接近所述旋转机械内的轴承定位的壳体；
连接到所述壳体上以形成密封的封壳的金属护套；
所述壳体内的变换器；
从所述金属护套延伸且电性地连接到所述变换器上的至少一条线；以及
所述护套包含使所述至少一条线绝缘的金属氧化物粉末。
10. 一种对加速计提供密封的封壳的方法，包括：
提供具有金属罩延伸部的金属壳体；
将集成压电加速度传感器和集成电子压电(IEPE)放大加速度传感器中的至少一者定位在所述壳体内，使得从所述至少一个传感器延伸的多条线延伸出所述金属罩延伸部；
定位具有被金属氧化物粉末绝缘的多条线的金属护套，使得所述线从所述护套的端部延伸到从所述传感器延伸的所述多条线；
将从所述至少一个传感器延伸的所述多条线电性地连接到从所述罩延伸的所述多条线上；
将所述电性地连接的线定位在所述金属罩延伸部内；以及
将所述金属护套连接到所述罩上，从而对所述至少一个传感器、所述多条传感器线以及所述多条缆线提供密封的封壳。
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