CN202599408U - 一种活塞倾斜度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞倾斜度测量装置，其包括磁性表架、安装箱、非接触式电感位移传感器、变位计和高精度电压表，所述变位计和高精度电压表设置于安装箱内，并且相互连接，所述非接触式电感位移传感器安装在磁性表架上并且与该变位计相连接。本实用新型具有体积小、成本低、安装便捷、使用方便、测量精度保证和能够避免传感器碰损现象的优点，用于大功率船用低速柴油机装配过程中活塞倾斜度的测量，尤其适用于小型柴油机的活塞倾斜度测量，同时也可广泛应用于运动件、非运动件较高精度的位移测量领域。

Description

一种活塞倾斜度测量装置

技术领域：

本实用新型涉及一种测量装置，特别涉及一种用于大功率船用低速柴油机装配的活塞倾斜度测量装置，属于测量技术领域。

背景技术：

活塞找中是大功率船用低速柴油机装配过程的一个重要步骤，而活塞倾斜度的测量则是活塞找中过程中一个最为重要的测量数据。

如图1所示，活塞在气缸套5内从下死点A运行至上死点B（即活塞头自位置一C上升至位置二D）势必会产生倾斜度，现有技术中活塞倾斜度的测量方法是在靠近活塞头下方的活塞杆1上通过磁性表架2安装接触式电感传感器3，接触式电感传感器3连接到测量箱7，接触式电感传感器3通过与测量工件的机械接触，将位移量的变化转换成电感量的变化，接触式电感传感器3中固定在测头本体上的互感线圈随中间磁芯的位置变化而感应一交流输出电压，当在对称位置即零位时，电压输出为零。被测量的位置变化通过测杆传递给磁芯，从而使电感量产生变化，对该变化信号进行放大、整形后，可通过A/D转换直接进行数字显示。接触式电感传感器3的测头与气缸套5的内壁面接触，在位置一C时通过吸铁表架2的调节将接触式电感传感器3调至零位，然后盘车使活塞上行至位置二D，此时记录显示值。根据上、下两个位置的显示数值以及活塞从位置一C到位置二D上行的行程长度即可计算出活塞的倾斜度。

采用现有测量设备进行活塞倾斜度的测量过程中，由于接触式电感传感器3的测头与气缸套5内壁面进行机械接触，所以在位置一C安装时即要首先判断好测头的安装位置，以避免位置选取不当在活塞上行时测头进入扫气口4区域时，导致测头被敲落；其次，活塞从位置一C运行到位置二D的过程中，与气缸套5机械接触的接触式电感传感器3探头必须经过气缸套5内壁的气缸注油槽6区域，测头在经过注油槽6后再次滑至气缸套5的内壁面时，势必由于台阶的突越而出现机械磨损以及对测头的碰损，所以这种接触式电感传感器3经常会出现损坏而需要进行更换，此外每次碰损都会影响测量精度。

综上所述，现有技术中的测量装置存在如下问题：

1、在接触式电感传感器3初始安装时需考虑避开扫气口4，稍有不慎就会导致测头被敲落；

2、由于接触式电感传感器3与气缸套5为机械接触，所以每一次测量都会由于经过气缸注油槽6而产生对测头的机械冲击并由此带来测头的损坏和测量精度的下降；

3、现有的接触式电感传感器3尺寸较大，因此在较小机型的柴油机上安装会产生困难；

4、现有的接触式电感传感器3一般均为厂家单一匹配显示模块，因而导致设备配件单一性以及所带来的高昂价格。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服上述现有测量装置的不足，提供一种更快捷、测量精度更可靠、更经济的活塞倾斜度测量装置，该测量装置采用非机械接触式电感位移传感器来对活塞倾斜度进行测量，通过变位计对信号的采集和放大，直接输入高精度电压表进行显示，从而避免接触式测量带来的损坏和测量精度的下降。

本实用新型采用下述技术方案以达到上述目的：

一种活塞倾斜度测量装置，其包括磁性表架、安装箱、非接触式电感位移传感器和高精度电压表，所述高精度电压表设置于安装箱内，所述非接触式电感位移传感器安装在磁性表架上并且与高精度电压表相连接。

所述测量装置还包括变位计，该变位计设置于安装箱内并与高精度电压表相连接，所述非接触式电感位移传感器只与该变位计连接。

所述变位计的测量精度为0.001V。

所述非接触式电感位移传感器测量范围为0～3mm，测量精度为0.001mm。

该装置

本实用新型采用非机械接触式电感位移传感器来对活塞倾斜度进行测量，通过变位计对信号的采集和放大，直接输入高精度电压表进行显示，所显示的电压值即为所测量的距离。所述活塞倾斜度测量装置解决了以往柴油机活塞倾斜度测量装置安装复杂、传感器易损、测量精度受影响不高、价格昂贵等问题，具有以下优点：

1、选配了在数值上所测量位移量与输出电压量完全相等的电位计，不再需要增配电位计进行电压—位移转换，直接通过高精度直流电压表上显示数据读取测量距离；

2、选用非接触式电感位移传感器来测量传感器探头测量面与气缸套内壁面间距离，很好地避免了以往机械接触式传感器安装前需注意避开气缸套扫气口、传感器必须滑过缸套注油槽所带来的机械碰损和测量精度影响；并且非接触式电感位移传感器较以往机械接触式电感传感器尺寸更小，所以安装更便捷以及更能适应小型柴油机的活塞倾斜度测量；

3、整套测量设备较以往测量设备体积更小、测量及安装更便捷、初始调节及数字读取更简单方便；而且整套设备费用更低、传感器碰损现象也大大减小。

附图说明：

图1是现有活塞倾斜度测量装置的测量过程示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的电路简图。

图4是本实用新型的测量过程示意图。

图中：

1—活塞杆，2—磁性表架，3—接触式电感传感器，4—扫气口，

5—气缸套，6—注油槽，7—测量箱，8—非接触式电感位移传感器，

9—变位计，10—高精度电压表，11—安装箱；

A—下死点，B—上死点，C—位置一，D—位置二。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述。

实施例一

一种活塞倾斜度测量装置，如图2和图3所示，其包括磁性表架2、安装箱11、非接触式电感位移传感器8、变位计9和高精度电压表10。所述变位计9和高精度电压表10设置于安装箱11内，并且两者互相连接。所述非接触式电感位移传感器8安装在磁性表架2上，并且通过信号电缆只与变位计9相连接，可调的磁性表架2吸合在活塞头下方的活塞杆1上（见图4）。该非接触式电感位移传感器8的测量范围确定在0～3mm，测量精度为0.001mm；其传感器探头大小为Φ8，长度20mm，该传感器探头内置特殊线圈，形成高频振荡电路，当探头磁场范围内出现金属介质时，就会因电磁感应而在金属介质内产生感应电流（涡电流），并由此引起线圈的电感不足（电流损耗），根据该损耗量，变位计9的电压值将跟随发生变化，并输出相应电压值。所述变位计9的测量精度为0.001V，该变位计9的电压输出端子连接高精度电压表10，选用直流数字电压表为4¹/₂位CMOS大规模集成电路的小型普及型仪表，其测量结果用五位LED显示，实现读数方便，该表具有体积小、功耗低、灵敏度高、可靠性好、性能优良、适应性强、价格低廉以及使用方便等优点，其供电电源为220±22VAC，与变位计9的电源相同（故整套测量装置只需要一种电源供给）。

实施例二

本实施例所述活塞倾斜度测量装置包括磁性表架2、安装箱11、非接触式电感位移传感器8和高精度电压表10。所述高精度电压表10设置于安装箱11内，所述非接触式电感位移传感器8安装在磁性表架2上并且与高精度电压表10相连接。所述非接触式电感位移传感器8的测量范围确定在0～3mm，测量精度为0.001mm，所述高精度电压表10的精度同样满足0.001mm，测量范围满足0～3mm，因而0～3mm范围内非接触式电感位移传感器8位移量的变化正比于高精度电压表10的0～3V电压信号，从而在数值上达到所输出的电压值与所实测的位移值相等，因此实现所述非接触式电感位移传感器8探头测量面与气缸套5内壁面间的距离间隙直接通过高精度电压表10的显示值直观反映，不需要再配置电位计9进行电压-位移转换。

以实施例一为例简述本实用新型的原理如下：

请参阅图4，活塞在上行的过程中，由于倾斜度的存在，非接触式电感位移传感器8探头测量面与气缸套5内壁面的距离发生变化，位移量的变化引起非接触式电感位移传感器8电感量及损耗量的跟随变化，从而变位计9电压值的输出跟随变化；电感位移传感器8在测量过程中与气缸套5内壁面始终处于非接触状态，因而扫气口4和注油槽6都不会对测量产生影响；变位计9对非接触式电感位移传感器8电感量进行采集分析并反映为电压值，此电压值在数值上与非接触式电感位移传感器8探头测量面与气缸套5内壁面间的距离呈线性关系，从而在高精度电压表10上即可实时、方便地记录并显示出所测量的距离。

本实用新型所述活塞倾斜度测量装置的操作过程如下，如图4所示：

1）测量装置设备接入220VAC电源，高精度电压表10通电显示数据。

2）活塞处于位置一C时在靠近活塞头下方将磁性表架2吸合在活塞杆1上，根据高精度电压表10所显示的数值调节磁性表架2的长度，考虑所有机型活塞的倾斜度以及倾斜度左右方向的不确定，将非接触式电感位移传感器8探头测量面与气缸套5内壁面的距离调节在1.0～1.5mm内任意位置（所选用的0～3mm量程传感器即能完全满足目前所有机型的测量），在调节过程中，可很方便地直接从高精度电压表10上显示的数据值读出非接触式电感位移传感器8探头测量面与气缸套5内壁面间的距离；随后将非接触式电感位移传感器8拧紧固定在磁性表架2上，记录此时高精度电压表10的显示数据即为初始安装位置距离。

3）盘车使活塞上行至位置二D，整个行程内非接触式电感位移传感器8探头测量面始终与气缸套5内壁不接触，因此能够顺利地通过扫气口4和油槽6区域，记录活塞位于位置二D时的高精度电压表10显示数据，即为位置二D时非接触式电感位移传感器8探头测量面与气缸套5内壁面间的距离。

4）根据位置一C和位置二D时记录的高精度电压表10的显示数据，以及从位置一C到位置二D活塞的行程，即能计算出活塞的倾斜度和倾斜方向。

以测量装置试验机型6S70MCC实测数据为例，非接触式电感位移传感器8安装于前端，初始调节距离即位置一C为1.15mm，活塞上行至位置二D时距离为1.26mm，位置一C到位置二D活塞行程长度2100mm；首先可判断此倾斜度倾斜方向朝向后端，倾斜度为（1.26-1.15）/2100=0.052mm/M。

本实用新型适用于各种类型船用低速柴油机活塞找中过程中活塞倾斜度的测量，同时也可广泛应用于运动件、非运动件较高精度位移测量领域。

Claims (4)

1.一种活塞倾斜度测量装置，其特征在于，所述测量装置包括磁性表架、安装箱、非接触式电感位移传感器和高精度电压表，所述高精度电压表设置于安装箱内，所述非接触式电感位移传感器安装在磁性表架上并且与高精度电压表相连接。

2.根据权利要求1所述的活塞倾斜度测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括变位计，该变位计设置于安装箱内并与高精度电压表相连接，所述非接触式电感位移传感器只与该变位计连接。

3.根据权利要求2所述的活塞倾斜度测量装置，其特征在于，所述变位计的测量精度为0.001V。

4.根据权利要求1、2或3所述的活塞倾斜度测量装置，其特征在于，所述非接触式电感位移传感器测量范围为0～3mm，测量精度为0.001mm。

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