CN216044137U - 一种水电机组摆度传感器原位标定装置 - Google Patents

Abstract

一种水电机组摆度传感器原位标定装置，标定装置包括底座，在底座上设有高精度平移平台，竖向设置的立柱在底端与高精度平移平台的上端面连接，在立柱的上端且垂直于立柱设有电涡流传感器。本实用新型的目的是为了标定电涡流传感器测量不同材质大轴时的灵敏度，而提供的一种水电机组摆度传感器原位标定装置。

Description

一种水电机组摆度传感器原位标定装置

技术领域

本实用新型属于水轮发电机组设施设备技术领域，具体涉及一种水电机组摆度传感器原位标定装置。

背景技术

水电机组在测量主轴摆度时，通常采用电涡流传感器作为摆度传感器。电涡流传感器的灵敏度系数是影响测量精度的关键指标，为保证传感器测量精度，在使用前需对传感器的灵敏度系数进行标定。通常，标定工作都是在实验室的标定台上完成，具体来说，实验的被测部件采用标准钢材平板试件，通过调节传感器探头与试件之间的间隙，绘制传感器输出信号与间隙的关系曲线，求出曲线的线性段斜率即为灵敏度系数。

根据电涡流传感器的工作原理，传感器的灵敏度不仅与探头到被测金属表面之间的距离有关，而且与被测金属体的磁导率、电导率、表面曲率都有关系。

然而，实际测量环境与实验台有所区别，一是现场的机组主轴钢材与实验台标准试件钢材不同；二是现场的机组主轴被测面是圆柱面，并非平面。这两方面的差异都会导致实验台传感器的灵敏度系数标定结果与实际测量环境存在偏差。

发明内容

本实用新型的目的是为了消除机组不同主轴材料及表面曲率对传感器测量的影响，对电涡流传感器的灵敏度系数进行现场原位在线标定，而提供的一种水电机组摆度传感器原位标定装置。

一种水电机组摆度传感器原位标定装置，包括底座，在底座上设有高精度平移平台，竖向设置的立柱在底端与高精度平移平台的上端面连接，在立柱的上端且垂直于立柱设有电涡流传感器。

上述立柱平行于大轴，电涡流传感器为条形结构，电涡流传感器的检测端接近大轴。

在立柱上端贯穿设置有圆孔，电涡流传感器横向与圆孔配合连接并通过固定螺母固定设置于立柱的上端。

上述高精度平移平台可带动立柱在X向/Y向移动。

上述高精度平移平台包括X向调节模块、Y向调节模块以及调节旋钮，X向调节模块可通过X向粗调旋钮和X向微调旋钮产生X向精确位移，Y向调节模块可通过Y向粗调旋钮和Y向微调旋钮产生Y向精确位移。

上述电涡流传感器的信号端通过电缆与采集单元连接，采集单元通过有线/无线与数据处理单元连接。

上述底座为磁力座。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1）本实用新型专门用于标定电涡流传感器的灵敏度系数，更准确的讲是为了标定电涡流传感器测量不同材质大轴时的灵敏度；采用本实用新型能非常稳定、可靠的实现对电涡流传感器灵敏度系统的标定；

2）本实用新型能非常可靠的设置在机组大轴旁边以及摆度传感器等组件附近，这些组件均是对大轴进行检测、调整的组件，这样能通过无线或者有线的方式共享一套数据传输/数据处理系统；

3）本实用新型中电涡流传感器与大轴的间隙可以通过装置人为调整，且信号传感器的信号能简单、稳定的接入测量系统，便于人机协同配合以实现标定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种水电机组摆度传感器原位标定装置，包括底座1-1，在底座1-1上设有高精度平移平台1-2，竖向设置的立柱1-4在底端与高精度平移平台1-2的上端面连接，在立柱1-4的上端且垂直于立柱1-4设有电涡流传感器1-6。

底座1-1优选为磁力座。

立柱1-4平行于大轴2，电涡流传感器1-6为条形结构，电涡流传感器的检测端接近大轴2。

其中，传感器固定立柱用于被标定的电涡流传感器，对着机组大轴测量传感器与大轴之间的间隙位移；

在立柱1-4上端贯穿设置有圆孔，电涡流传感器横向与圆孔配合连接并通过固定螺母1-5固定设置于立柱1-4的上端。

关于高精度平移平台，高精度平移平台1-2可带动立柱1-4在X向/Y向移动。

高精度平移平台1-2包括X向调节模块、Y向调节模块以及调节旋钮1-3，X向调节模块可通过X向粗调旋钮和X向微调旋钮产生X向精确位移，Y向调节模块可通过Y向粗调旋钮和Y向微调旋钮产生Y向精确位移。

高精度水平平移平台水平位置调整装置，在水平两个方向上可实现小范围的手动调整装置，而且该装置上自带有高精度的测量标尺，可以读取调整的范围、距离等参数，精度可达到0.1um。高精度水平平移平台水平通过底座固定在支架或其他可静止部件上。

立柱固定在水平平移平台上。通过调整平台上的调节旋钮，进行调节力柱的位置，从而调节传感器和大轴之间的间隙。而调整间隙的大小，可以通过装置上自带有高精度的测量标尺进行读取。

为了便于本领技术人员能够更好更准确的理解，并便于实施，关于高精度平移平台，所提供的参数如下：

1）型号表示：XYW60H-13U；

2）台面尺寸60×60mm，行程13mm的二维超精密平移台

3）滑动结构采用交叉滚柱导轨结构，承载能力更大，移动的稳定性和平稳性更好。

4）精密两级分调，微分头调节，可以读数，最小分辨率：0.1um。

5）台底部有安装孔，可方便地安装到其他平台上，或另配安装底板，向下安装。

6）合金铝，表面黑色氧化，如有特殊需要也可做不锈钢材质的平移台。

进一步的，电涡流传感器1-6的信号端通过电缆1-7与采集单元3连接，采集单元3通过有线/无线与数据处理单元4连接。

被标定电涡流传感的输出信号被接入到采集装置进行连续采集，采集后可通过无线网络传送到数据处理单元。

为了便于本领技术人员能够更好更准确的理解，并便于实施，关于采集装置、数据处理单元所提供的参数如下：

可选用型号为DMS-16CLD的无线采集单元，其结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，节点每个通道内置有独立的高精度放大调理电路，兼容各种类型的传感器，比如位移，加速度，压力，温度等。节点同时支持2线、3线和4线制输入方式。采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的2G数据存储器，保证了采集数据的准确性。通讯方式采用WiFi协议，其优点是通讯带宽高，空中传输速率可以达到11MB/s，完全能满足多通道高速连续采集的数据通讯要求。在信号中继的条件下，有效传输记录可以达到500m以上。节点设计有专门的电源管理软硬件，在实时不间断传输情况下，使用外置的可充电电池。可以通过充电接口对节点充电。

其中，数据处理单元可采用数据处理计算机，比如笔记本电脑；

所采用的型号不局限于上述型号，本领域技术人员可以根据实际需求选择选用。

采用本实用新型对电涡流传感器的灵敏度系数进行标定时，采用以下步骤：

1）将原位标定装置3固定在传感器的测量部位附近；然后把电涡流传感器（无需拆除测量信号电缆、电源线等）固定在标定装置上，将被标定的电涡流感器的输出信号接入本层采集装置，并提供传感器电源。

2）在上述准备工作完成后，通过高精度平移平台调整电涡流传感器和主轴之间的距离，由信号处理计算机自动并记录被标定传感器输出的电压/电流信号。另外人工通过读取高精度标尺数据，计算电涡流和大轴之间的间隙调整值，并将该数据同步输入到计算机；

3）当通过上述方法测量获得多个位移点的信号和数据之后，由信号处理计算机采用最小二乘法计算获得被标定传感器的待校验灵敏度系数。

4）采用所获得的待校验灵敏度系数，调整大轴表面和传感器之间的距离，同时记录电涡流传感器测量的位移输出和人工测量的实际位移，并逐点对比二者之间的误差，形成误差分析报告，如果二者之间的误差在允许的范围之内，则在线标定完成，待校验灵敏度系数就是本系统测量用的电涡流传感器灵敏度系数。

Claims (7)

1.一种水电机组摆度传感器原位标定装置，其特征在于，包括底座（1-1），在底座（1-1）上设有高精度平移平台（1-2），竖向设置的立柱（1-4）在底端与高精度平移平台（1-2）的上端面连接，在立柱（1-4）的上端且垂直于立柱（1-4）设有电涡流传感器（1-6）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述立柱（1-4）平行于大轴（2），电涡流传感器（1-6）为条形结构，电涡流传感器的检测端接近大轴（2）。

3.根据权利要求1或2所述的水电机组摆度传感器原位标定装置，其特征在于：在立柱（1-4）上端贯穿设置有圆孔，电涡流传感器横向与圆孔配合连接并通过固定螺母（1-5）固定设置于立柱（1-4）的上端。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述高精度平移平台（1-2）可带动立柱（1-4）在X向/Y向移动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高精度平移平台（1-2）包括X向调节模块、Y向调节模块以及调节旋钮（1-3），X向调节模块可通过X向粗调旋钮和X向微调旋钮产生X向精确位移，Y向调节模块可通过Y向粗调旋钮和Y向微调旋钮产生Y向精确位移。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电涡流传感器（1-6）的信号端通过电缆（1-7）与采集单元（3）连接，采集单元（3）通过有线/无线与数据处理单元（4）连接。

7.根据权利要求1或2或5或6所述的装置，其特征在于，所述底座（1-1）为磁力座。

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