CN204330191U - 汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器，所述测力传感器为圆柱体、中部设置有与高中压缸支撑点处锚爪上的螺纹孔啮合连接的外螺纹；测力传感器螺纹段下方设置有一个具有底部开口的内部空腔，空腔内安装柱状弹性体，弹性体底部伸出测力传感器底部开口、与汽轮机机架接触，所述弹性体外周面上粘结组成电桥电路的电阻应变片；电桥电路的输出端电连接转换电路、转换电路输出测力传感器测量值的电信号。本实用新型测量精度高、真实可靠，结构简单、重量轻，传输数字化、抗干扰能力强；本实用新型在高中压缸合缸结构的汽轮机的安装过程中可以得到很好的应用，简单的改进却起到了突出的效果和作用，实用性强，利于大规模推广和使用。

Description

汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器

技术领域

本实用新型涉及汽轮机领域，具体是一种改进的汽轮机高中压缸负荷分配专用测力传感器。

背景技术

高中压缸合缸结构的汽轮机中，其高中压缸内包括了高压部分和中压部分的内缸、隔板套等各组件，上述组件的重量全部通过搭接在高中压缸上的若干只锚爪支撑在汽轮机机架上。汽轮机组的高中压缸在安装时，各个支撑点的负荷有相应的设计要求，支撑点处不均匀的载荷作用会导致汽缸不均匀变形、造成汽轮机运行时振动。因此，在安装阶段，必须对这种锚爪结构的汽缸静定结构进行负荷分配，确保汽缸的重力合理分配。

为测量各个支撑点的负荷、一般是在支撑点处设计安装测力传感器，将负荷压力转换成电信号，为负荷分配的显示、存储和记录创造条件。具体的是在锚爪上设置螺纹孔、并在其中向下装入测力传感器，测力传感器的测量端对应汽轮机机架表面；当测力传感器受力时，根据其测得的负荷值，调整锚爪垫片的厚度，使得支撑点处的负荷符合设计要求。

如图1所示是现有技术采用的测力传感器，包括分为上下两部分的外壳1。外壳1的上部是一个底部开口的壳体，内部由上至下依次设置有电阻应变片2和弹性体3。外壳1的下部呈套筒状、内部设置有一根传力杆4，传力杆4的顶部接触弹性体3、底部接触汽轮机机架；外壳1的下部套筒外周上设置有外螺纹5、与锚爪上的螺纹孔啮合连接。传力杆4底部接触汽轮机机架、受力使其向上运动，压缩弹性体3使得电阻应变片2的电阻值改变、输出的电信号。该结构的测力传感器结构较为复杂、加工不便，重量大；输出的测量数据是模拟信号——电阻值，信号传输方式落后；特别是细长的传力杆4，在使用过程中容易失稳、严重影响了测量精度，不能满足现在汽轮机领域的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种能够精确测量、方便读取的汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器。

本实用新型的具体技术方案如下：

汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器，所述测力传感器为圆柱体、中部设置有与高中压缸支撑点处锚爪上的螺纹孔啮合连接的外螺纹；测力传感器螺纹段下方设置有一个具有底部开口的内部空腔，空腔内安装能在受力后产生形变的柱状弹性体，弹性体底部伸出测力传感器底部开口、与汽轮机机架接触，所述弹性体外周面上粘结组成电桥电路的电阻应变片、感应弹性体的形变量；电桥电路的输出端电连接转换电路、转换电路输出测力传感器测量值的电信号。

所述弹性体底部是球面。

所述转换电路设置在测力传感器螺纹段上方的内部空腔中。

所述转换电路包括依次连接的放大器、模数转换电路，编码电路和通讯电路，将电阻值的电信号转换为数字信号、再通过传输协议发送至用户端。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器较现有技术，最大限度地减少力传递次数、以提高负荷的测量精度，测得的负荷值真实可靠；结构简单、重量轻；传输数字化、具有抗干扰等优点。本实用新型在高中压缸合缸结构的汽轮机的安装过程中可以得到很好的应用，简单的改进却起到了突出的效果和作用，实用性强，利于大规模推广和使用。

附图说明

图1是现有技术测力传感器的结构示意图；

图2是本实用新型测力传感器的结构示意图

图中标号所示：1-外壳、2-电阻应变片、3-弹性体、4-传力杆、5-外螺纹、6-转换电路、7-锚爪、8-防护套、9-弹性体、10-汽轮机机架。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型是一种汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器，该测力传感器为圆柱体，具体的：

圆柱体测力传感器中部设置有与高中压缸支撑点处锚爪7上的螺纹孔啮合连接的外螺纹5，使得锚爪7向下的支撑负荷加载于测力传感器上。

测力传感器螺纹段下方设置有一个具有底部开口的内部空腔，空腔内安装能在受力后产生形变的柱状弹性体9，弹性体9底部伸出测力传感器底部开口、与汽轮机机架10接触。本具体实施方式中，为更好与汽轮机机架10接触，将弹性体9的底部设计为球面。弹性体9的外周面上粘结组成电桥电路的电阻应变片2、感应弹性体9的形变量；具体的：4个依次连接的电阻应变片2构成电桥电路的桥臂，电桥电路的一个对角接电源，另一个对角作为输出端。在受到外力作用后，粘贴在弹性体9外周的电阻应变片2随之产生形变引起电阻变化，电阻变化使组成的电桥电路失去平衡、输出一个与外力成线性正比变化的电量电信号。电桥电路的输出端电连接转换电路6、转换电路6输出测力传感器测量值的电信号。

本具体实施方式中：测力传感器螺纹段下方内部空腔的外壳作为电阻应变片2和弹性体9的防护套8，该防护套8是一个回转体、截面呈“」”型，弹性体9从底部开口出伸出。

需要注意的是：测量时，为了不影响汽轮机机架10表面，往往会在传感器下面加垫铁，通过外螺纹5作为螺纹加载装置，将锚爪7向下的支撑负荷加载于弹性体3上；最大限度地减少力的传递零件、即减少了力的传递次数，以提高压力负荷的测量精度。

转换电路6设置在测力传感器螺纹段上方的内部空腔中。转换电路6包括依次连接的放大器、模数转换电路，编码电路和通讯电路，将电阻值的电信号转换为数字信号、再通过传输协议发送至用户端。其中：放大器、模数转换电路和编码电路与外界信号屏蔽，通讯电路的输出端与外界信号交换。

在此，对放大器的增益进行调整，使负荷力与放大器的输出电压之间形成一定的比例关系，即通过测量放大器的输出电压就能够知道汽轮机支撑点处的负荷大小。由于放大器的输出电压为0-5V，极其容易受到周围电磁环境的干扰、而不能正常工作或者影响测量精度。为此，我们在测力传感器内，将0-5V的电压信号，使用A/D转换器进行模数转换、将模拟信号转换成数字信号，再使用编码电路对其进行编码。上述的所有信号均处于完全屏蔽的状态。最后，再使用通讯电路按传输协议将数字信号传递到用户端。

用户端可以根据需要随意配备，一般需要能够接收、运算和存储高中压缸支撑点处测得负荷值的主机；具有显示功能的显示器、具有输入输出功能的人机交互单位和打印功能。

本汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器的具体使用方法如下：

首先，通过外螺纹5将测力传感器旋入锚爪7上的安装位置，随着外螺纹5的深入啮合、锚爪7的支撑力就传给测力传感器。其次，测力传感器底部的弹性体9受力后发生应变，应变电阻片2也发生相应的应变、使其电阻值改变。然后，应变电阻片2输出的电信号至转换电路6，转换电路6将该电信号放大、模数变换和编码后成为数字信号，再通过传输协议发送至用户端。最后，在用户端可以方便地对个支撑点处的负荷数据进行显示、存储、运算和打印。

Claims (4)

1. 汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器，其特征在于：所述测力传感器为圆柱体、中部设置有与高中压缸支撑点处锚爪上的螺纹孔啮合连接的外螺纹；测力传感器螺纹段下方设置有一个具有底部开口的内部空腔，空腔内安装能在受力后产生形变的柱状弹性体，弹性体底部伸出测力传感器底部开口、与汽轮机机架接触，所述弹性体外周面上粘结组成电桥电路的电阻应变片、感应弹性体的形变量；电桥电路的输出端电连接转换电路、转换电路输出测力传感器测量值的电信号。

2.根据权利要求1所述汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器，其特征在于：所述弹性体底部是球面。

3.根据权利要求1所述汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器，其特征在于：所述转换电路设置在测力传感器螺纹段上方的内部空腔中。

4.根据权利要求1所述汽轮机高中压缸负荷分配测力传感器，其特征在于：所述转换电路包括依次连接的放大器、模数转换电路，编码电路和通讯电路，将电阻值的电信号转换为数字信号、再通过传输协议发送至用户端。