CN114136224A - 一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，包括光纤探头、定位装置和推进装置，光纤探头与推进装置相连接，推进装置可拆卸安装在定位装置上，定位装置包括定位平台，定位平台上转动连接有三个定位杆，三个定位杆沿定位平台周向均匀分布，定位平台中心处开设有用于光纤探头前部通过的滑道，定位杆前端设有用于固定的吸附装置，本发明设置的定位装置利用三点定位原理，使光纤探头可垂直插入定位平台后可垂直插入发电机定子内，在检测时不会出现光纤探头歪斜的现象，且若光纤探头量程不足以测量过大的气隙时，推进装置可精准的将光纤探头推入发电机定子内，增加了光纤探头的检测范围。

Description

一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头

技术领域

本发明涉及光纤检测技术领域，尤其涉及一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头。

背景技术

光纤探头是光纤传感器中接收信号的最前端部分，光纤具有很多优异的性能，例如：耐水、耐高温、耐化学腐蚀；抗电磁干扰和核辐射、电绝缘；尺寸小、可弯曲、重量轻，能够应用于人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区）。基于光纤的传感器具有许多特点，如灵敏度高、传输速度快、信息容量大、适用性宽等。

而对于发电机来说，定子与转子之间的气隙是保障其正常运行最关键的因素之一。在制造、安装、运行等环节均可产生气隙分布不均，当气隙分布不均超过10%时，即认为发电机存在气隙偏心故障，偏心故障将会对转子产生不平衡的磁拉力，这将使发电机的轴承工作情况发生恶化，同时加剧机组定转子振动，造成定子铁心变形，绕组磨损和绝缘破坏等，因此检测气隙对发电机有着重要意义。传统的气隙动态测量方法是利用电容、电感、电涡流原理测量，但这些都不适用于在强电磁场环境精确测量。光纤传感器是利用被测表面与传感器表面距离变化引起接收光线强度变化的原理测量位移，因此具有抗电磁干扰的优点。

现有的光纤传感器探头在伸入到大型发电机定子内进行检测的过程中，由于发电机强磁场干扰的缘故，无法采用电控插入，只能通过人工将光纤传感器探头插入，而人工插入时无法把握插入的深度，有时间隙的长度超过了光纤传感器的量程，因此利用现有技术难以在大位移下准确实时测量，且人工插入光纤传感器探头时无法保证始终垂直于定子壳体，导致探头歪斜，从而影响了测量精度。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，以解决现有技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，包括光纤探头、定位装置和推进装置，所述光纤探头与推进装置相连接，所述推进装置可拆卸安装在定位装置上，所述定位装置包括定位平台，所述定位平台上转动连接有三个定位杆，三个所述定位杆沿定位平台周向均匀分布，所述定位平台中心处开设有用于光纤探头前部通过的滑道，所述定位杆前端设有用于固定的吸附装置。

优选的，所述定位平台上固定有套管，所述套管位于滑道上方，所述套管与滑道同圆心设置。

优选的，所述推进装置包括推进套筒，所述推进套筒套设在套管上，所述推进套筒后端套接在光纤探头上。

优选的，所述光纤探头包括光纤套筒，所述光纤套筒前部旋接在套管内，所述套管外设有刻度线。

优选的，所述光纤套筒外侧壁上设有外螺纹，所述套管内设有与外螺纹相匹配的内螺纹。

优选的，所述吸附装置为吸盘。

优选的，所述定位装置还包括限位板，所述限位板上开设有三个夹持槽，三个所述定位杆分别滑接在三个夹持槽内，所述限位板中心开设有通孔，所述通孔与滑道同圆心设置。

优选的，所述夹持槽内固定有限位块，所述定位杆侧面设有滑槽，所述限位块滑接在滑槽内。

优选的，所述滑道垂直于定位平台。

优选的，所述推进套筒外固定有旋钮，所述旋钮上设有防滑纹。

本发明的优点在于：

本发明设置的定位装置利用三点定位原理，将相邻的两个定位杆等距固定在发电机定子外壳上，从而使定位平台与发电机定子测量处相平行，光纤探头垂直插入定位平台后可垂直插入发电机定子内，在检测时不会出现光纤探头歪斜的现象，提高了检测精度，且若光纤探头量程不足以测量过大的气隙时，推进装置可精准的将光纤探头推入发电机定子内，通过观看套管外设置的刻度线可精确的计算出推进装置推进的距离，推进装置推进的距离加上光纤探头检测的距离即是气隙实际的距离，从而增加了光纤探头的检测范围，本发明设计合理，符合市场需求，适合推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明中定位平台结构示意图；

图3是本发明中定位杆结构示意图；

图4是本发明中推进装置安装示意图；

图5是本发明中推进装置剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。

实施例一：

如图1至图5所示，一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，包括光纤探头6、定位装置和推进装置，所述光纤探头6与推进装置相连接，所述推进装置可拆卸安装在定位装置上，所述定位装置包括定位平台1，所述定位平台1上转动连接有三个定位杆2，三个所述定位杆2沿定位平台1周向均匀分布，所述定位平台1中心处开设有用于光纤探头6前部通过的滑道8，所述定位杆2前端设有用于固定的吸附装置，通过吸附装置可将定位杆2固定在发电机定子外壳上，相邻两个定位杆2之间的夹角为120°，定位杆2转动连接在定位平台1上后可方便收纳，以及定位杆2可根据不同大小的发电机定子调整旋转角度，从而适应不同类型的发动机。

所述定位平台1上固定有套管3，所述套管3位于滑道8上方，所述套管3与滑道8同圆心设置，套管3与滑道8同圆心设置可保证光纤探头6垂直于定位装置。

所述推进装置包括推进套筒4，所述推进套筒4套设在套管3上，所述推进套筒4后端套接在光纤探头6上，推进套筒4套设在套管3上后可防止光纤探头6晃动。

所述光纤探头6包括光纤套筒，所述光纤套筒前部旋接在套管3内，所述套管3外设有刻度线，光纤探头6通过套管3能够精确旋入发电机定子内。

所述光纤套筒外侧壁上设有外螺纹，所述套管3内设有与外螺纹相匹配的内螺纹，内螺纹和外螺纹可提高推进精度。

所述吸附装置为吸盘11，吸盘11可将定位杆2可拆卸的固定在发电机定子外壳上。

所述滑道8垂直于定位平台1，从而保证了光纤探头6始终垂直于定位平台1。

所述推进套筒4外固定有旋钮5，所述旋钮5上设有防滑纹，通过设置旋钮5可方便工作人员进行手动调节。

实施时，光纤探头6包括由内而外依次设置的发射光纤和若干组接收光纤，光纤套筒包裹在若干组接收光纤外，光纤套筒为塑料材质，塑料材质的光纤套筒不受发动机磁场影响，与金属材质相比不会带动光纤探头6产生偏移，光纤探头6与推进套筒4相连后再插入套管3与滑道8内，光纤探头6前端可伸出滑道8并可插入发电机定子内，光纤探头6可初步与套管3旋接进行初步定位，可防止光纤探头6晃动，然后向外旋转三个定位杆2并调整定位平台1与发电机定子之间的距离，测量两相邻定位杆2之间的距离是否相同，以保证光纤探头6与发电机定子相垂直，调整完成后可通过吸盘11将定位杆2固定在发电机定子上，光纤探头6开始检测，发射光纤发射出光线后遇到电机转子外壁后反弹回来并被接收光纤收集，在此过程中若气隙较大，受量程所限，会出现光线无法正常反射回来或测量精度大幅下降的现象，因此需要将光纤探头6深入到气隙内部进行检测，此时只需旋转推进套筒4，推进套筒4带动光纤探头6旋转，使光纤探头6逐渐伸进发电机定子内，推进套筒4在套管3上移动的距离就是光纤探头6深入的距离，通过观察套管3上的刻度线可计算出推进套筒4在套管3上移动的距离，推进装置推进的距离加上光纤探头6检测的距离即是气隙实际的距离。

实施例二：

实施例二与实施例一的不同之处在于，所述定位装置还包括限位板7，所述限位板7上开设有三个夹持槽10，三个所述定位杆2分别滑接在三个夹持槽10内，所述限位板7中心开设有通孔，所述通孔与滑道8同圆心设置，通过设置限位板7可保证相邻的两个定位杆2之间距离相等，进一步提高了装置的精确度。

所述夹持槽10内固定有限位块，所述定位杆2侧面设有滑槽9，所述限位块滑接在滑槽9内，通过设置滑槽9及限位块，方便限位块滑动并调整定位杆2向外旋转的角度。

使用时，可通过上下移动限位板7同时调整三个定位杆2的开合角度，三个定位杆2分别滑接在三个夹持槽10内，从而保证了相邻的两个定位杆2之间距离相等，工作人员使用更加便利，更加精准，无需再去测量两个定位杆2之间距离，简化了检测步骤，调整好三个定位杆2的开合角度后可通过吸盘11将定位杆2固定在发电机定子上，此时光纤探头6开始检测。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，包括光纤探头（6）、定位装置和推进装置，所述光纤探头（6）与推进装置相连接，所述推进装置可拆卸安装在定位装置上，所述定位装置包括定位平台（1），所述定位平台（1）上转动连接有三个定位杆（2），三个所述定位杆（2）沿定位平台（1）周向均匀分布，所述定位平台（1）中心处开设有用于光纤探头（6）前部通过的滑道（8），所述定位杆（2）前端设有用于固定的吸附装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述定位平台（1）上固定有套管（3），所述套管（3）位于滑道（8）上方，所述套管（3）与滑道（8）同圆心设置。

3.根据权利要求2所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述推进装置包括推进套筒（4），所述推进套筒（4）套设在套管（3）上，所述推进套筒（4）后端套接在光纤探头（6）上。

4.根据权利要求3所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述光纤探头（6）包括光纤套筒，所述光纤套筒前部旋接在套管（3）内，所述套管（3）外设有刻度线。

5.根据权利要求4所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述光纤套筒外侧壁上设有外螺纹，所述套管（3）内设有与外螺纹相匹配的内螺纹。

6.根据权利要求1所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述吸附装置为吸盘（11）。

7.根据权利要求1或5所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述定位装置还包括限位板（7），所述限位板（7）上开设有三个夹持槽（10），三个所述定位杆（2）分别滑接在三个夹持槽（10）内，所述限位板（7）中心开设有通孔，所述通孔与滑道（8）同圆心设置。

8.根据权利要求7所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述夹持槽（10）内固定有限位块，所述定位杆（2）侧面设有滑槽（9），所述限位块滑接在滑槽（9）内。

9.根据权利要求1所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述滑道（8）垂直于定位平台（1）。

10.根据权利要求3所述的一种用于测量电机气隙的大量程光纤传感探头，其特征在于，所述推进套筒（4）外固定有旋钮（5），所述旋钮（5）上设有防滑纹。

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