CN106123966A - 一种核级主泵转速传感器 - Google Patents
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Abstract
核级主泵转速传感器，主泵的主轴上平行嵌入均匀分布且平行于主轴轴向的4‑8根高导磁率不锈钢条，主轴上高导磁率不锈钢条位置的旁侧设有传感器，传感器装在传感器壳内，传感器壳为柱状，平行于高导磁率不锈钢条，柱状外壳内上下端安装有永久磁铁，上下端安装有永久磁铁之间为导磁衔铁，设有绕制在衔铁上的线圈，线圈输出主泵旋转感应出交流脉冲感应电压，脉冲信号的频率与主泵转速成比例，因此传感器检测核级主泵的转速和相位。
Description
技术领域
本发明涉及一种核电领域的传感器装置；尤其是核级主泵转速传感器。
背景技术
AP1000核级主泵转速测量和常规设备测量方法不同于通常采用的霍尔式结构，因为霍尔式传感器的有源器件；AP1000核级主泵属于核电领域最先进技术，是今后核电的发展方向，相关的核级转速传感器也被国外垄断，因此开发具有核级要求的主泵转速传感器具有实际意义。总体而言，要求达到霍尔精度，主泵转速发迅装置必须产生足够的信号。并且传感器的输出及工作的性要求极高，因此开发具有核级要求的转速传感器具有实际意义。
发明内容
本发明的目的是，提出一种检测核级主泵转速装置，即核级主泵转速相位传感器，通过传感器侧面感应不但能够检测转速，还能够检测核级主泵(主轴)的相位。
本发明的技术解决方案是：核级主泵转速传感器，主泵的主轴上平行嵌入均匀分布且平行于主轴轴向的4-8根高导磁率不锈钢条，主轴上高导磁率不锈钢条位置的旁侧设有传感器，传感器装在传感器壳内，传感器壳为柱状，平行于高导磁率不锈钢条，柱内上下端安装有永久磁铁，上下端安装有永久磁铁之间为导磁衔铁，设有绕制在衔铁上的信号线圈，信号线圈输出主泵旋转感应出交流脉冲感应电压，脉冲信号的频率与主泵转速成比例，因此传感器可以检测核级主泵的转速和相位。信号线圈采用0.05mm耐辐射高温漆包线紧密排绕2500～3200圈。
线圈表面绕制一层屏蔽线圈，采用0.05mm耐辐射高温漆包线紧密排绕350～550圈，完全包覆在整个传感器外部，滤出外部电磁干扰，传感器壳尾部固定在带弹性的金属软管的一端，金属软管内导引信号线。
金属软管10外部套有弹簧11，金属软管的另一端通过一密封圈连接并固定在轴承盖9，在轴承盖外部，密封圈8上通过密封管接头连接不锈钢管6、信号线亦延伸至不锈钢管7内引出。
软管外部装有弹簧，传感器壳安装在一定柔性的连接器上，信号线由一高密封性连接器传输，传感器配备有组合的安装支架与套管连接，与套管组装后传感器整体密封，可靠的性能满足核电环境要求。
核级转速传感方法，主泵的主轴上平行嵌入均匀分布且平行于主轴轴向的4-8根高导磁率不锈钢条，主轴上高导磁率不锈钢条位置的旁侧设有传感器，传感器装在传感器壳内，传感器壳为柱状，平行于高导磁率不锈钢条，柱内上下端安装有永久磁铁，上下端安装有永久磁铁之间为导磁衔铁，把磁场引导在传感器侧面，主泵旋转时嵌入在轴上发讯器改变磁场，线圈检测到磁场变化，磁场变化改变传感器衔铁磁阻，绕制在衔铁上的线圈输出交流脉冲感应电压，此电压响应时间与触发器通过传感器侧面时同步，脉冲信号的频率与主泵转速成比例，因此传感器可以检测核级主泵的转速和相位。
进一步，核级主泵转速传感方法，传感器采用侧面感应的方式测量转速。
进一步，采用5根高导磁率不锈钢条，直径为9mm。
传感器配备有组合的安装支架与套管连接，与套管组装后传感器整体密封，可靠的性能满足核电环境要求。
本发明的有益效果：本发明提出的核级主泵转速传感器，即主泵转速传感器，不但能够与轴平行方向检测转速，还能够检测主泵的相位。其结构满足核电特殊环境，现场安装维护容易，使用方便。尤其是本发明是非带电的信号输出，可靠性高，符合核电设备的需求。
附图说明
图1是本发明传感器安装示意图；
图2是本发明传感器示意图。
具体实施方式
如图所示，信号线引出端1、密封连接器2、支撑架3、信号线4、不锈钢管6、不锈钢管接头5、7、密封圈8、轴承盖9、金属软管10、弹簧11、隔离套管12、传感器13、不锈钢条14、旋转轴15、安装螺钉16，外壳21、磁钢22、衔铁23、线圈架24、感应线圈25、屏蔽线圈26、磁纲27。
本发明的具体实施方式如下：核级主泵转速传感器发讯装置，在主泵的主轴15上平行嵌入均匀分布且平行于主轴轴向的5根不锈钢条14，用于产生发讯信号，每根不锈钢条的横截面积是0.5-1.4cm2，长度为8cm。尤其是不锈钢条直径为0.9cm，传感器13装在传感器壳内，传感器壳为柱状，平行于高导磁率不锈钢条。
传感器采用侧面感应的方式测量转速，传感器头部封装有线圈，绕制在装有衔铁的骨架上，衔铁采用永磁体把磁场引导在传感器侧面，线圈表面绕制一层屏蔽线圈，滤出外部电磁干扰，传感器尾部装有带弹性的金属软管，软管外部装有弹簧，信号由一高密封性连接器传输，传感器配备有组合的安装支架与套管连接，与套管组装后传感器整体密封，可靠的性能满足核电环境要求。具体结构是：金属软管10外部套有弹簧11，金属软管的另一端通过一密封圈连接并固定在轴承盖9，在轴承盖外部，密封圈8上通过密封管接头连接不锈钢管6、信号线亦延伸至不锈钢管7内引出。信号线引出端1从管状的密封连接器2中引出，支撑架3用于固定密封连接器2，不锈钢管接头5、7和不锈钢管6引出并保护信号线，密封圈8也是固定传感器并引出信号线。设在轴的轴承盖9上(职可以在轴承盖附近)，金属软管10、与传感器壳间可以装一隔离套管12；不锈钢条14、旋转轴即主轴15是发讯的源泉，安装螺钉16固定支撑架3。
传感器采用侧面感应的方式测量转速，传感器头部封装有线圈，绕制在装有衔铁的骨架上，衔铁采用特殊的结构把磁场引导在传感器侧面，线圈表面绕制一层屏蔽线圈，滤出外部电磁干扰，传感器尾部装有带弹性的金属软管，软管外部装有弹簧，信号由一高密封性连接器传输，传感器配备有组合的安装支架与套管连接，与套管组装后传感器整体密封，可靠的性能满足核电环境要求。
传感器工作方式，是图2在一个密封的不锈钢壳内装有一磁钢，通过一个衔铁把磁场引导在传感器径向，在衔铁上紧密绕制一个线圈，当外部导磁触发器靠近和远离传感器时，衔铁的磁通量产生变化，因此在线圈内产生感应电压，此电压的响应时间与触发器的运动一致，因此通过电压变化可以检测到主泵运转速度和相位。
本发明的核级主泵转速传感器采用巧妙合理的设计，可以检测与传感器平行方向的主泵转速。磁钢为永久磁铁，采用钐钴磁钢，每颗的体积起码在0.3cm3。
Claims (8)
1.核级主泵转速传感器，其特征是主泵的主轴上平行嵌入均匀分布且平行于主轴轴向的4-8根高导磁率不锈钢条，主轴上高导磁率不锈钢条位置的旁侧设有传感器，传感器装在传感器壳内，传感器壳为柱状，平行于高导磁率不锈钢条，柱状外壳内上下端安装有永久磁铁，上下端安装有永久磁铁之间为导磁衔铁，设有绕制在衔铁上的线圈，线圈输出主泵旋转感应出交流脉冲感应电压，脉冲信号的频率与主泵转速成比例，因此传感器检测核级主泵的转速和相位。
2.根据权利要求1所述的核级主泵转速传感器，其特征是线圈表面绕制一层屏蔽线圈，屏蔽线圈采用0.05mm耐辐射高温漆包线紧密排绕350～550圈，完全包覆在整个传感器外部，滤出外部电磁干扰，传感器壳尾部装有带弹性的金属软管，软管内导引金属导线。
3.根据权利要求1所述的核级主泵转速传感器，其特征是信号线圈采用0.05mm耐辐射高温漆包线紧密排绕2500～3200圈。
4.根据权利要求1所述的核级主泵转速传感器，其特征是采用5根圆柱形高导磁率不锈钢条，直径为9mm。
5.根据权利要求1所述的核级主泵转速传感器，其特征是磁钢采用钐钴磁钢，每颗的体积起码在0.3cm3。
6.根据权利要求2所述的核级主泵转速传感器，其特征是软管外部装有弹簧，信号由一高密封性连接器传输，传感器配备有组合的安装支架与套管连接，与套管组装后传感器整体密封，可靠的性能满足核电环境要求。
7.核级转速传感方法，其特征是主泵的主轴上平行嵌入均匀分布且平行于主轴轴向的4-8根高导磁率不锈钢条，主轴上高导磁率不锈钢条位置的旁侧设有传感器，传感器装在传感器壳内，传感器壳为柱状，平行于高导磁率不锈钢条，柱内上下端安装有永久磁铁，上下端安装有永久磁铁之间为导磁衔铁，把磁场引导在传感器侧面，主泵旋转时嵌入在轴上发讯器改变磁场，线圈检测到磁场变化，磁场变化改变传感器衔铁磁阻，绕制在衔铁上的线圈输出交流脉冲感应电压，此电压响应时间与触发器通过传感器侧面时同步，脉冲信号的频率与主泵转速成比例，因此传感器检测核级主泵的转速和相位。
8.根据权利要求7核级主泵转速传感方法，其特征是传感器采用侧面感应的方式测量转速。
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