导叶开度测量装置的制作方法

1.本实用新型属于水轮机导叶测量技术领域，涉及一种导叶开度测量装置。


背景技术：

2.目前几乎所有的水力发电厂通过测量接力器行程来代表导叶开度，在接力器上面安装位移传感器，通过位移传感器将信号传输给水电站监控系统以显示导叶关闭情况，在水力发电厂，导叶数量多达几十个，仅通过两侧接力器来代替所有导叶关闭情况，不能反应每一个导叶关闭情况；除此之外，接力器通过油压装置控制接力器行程从而推动控制环转动，进而带动双连板转动，双连板与副拐臂连接，副拐臂通过剪断销与主拐臂锁定，一起转动，主拐臂连接导叶，最终才实现导叶的关闭与开启，中间过程和油的压缩性将会出现导叶关闭与接力器行程滞后与超前，所以对接力器行程进行测量来反映导叶开度情况存在较大的误差。
3.在水电站运行过程中，当出现来水中存在大型异物，卡住导叶进水口，阻碍导叶关闭的情况，且所有导叶是同关同闭的，如果一个导叶被阻碍，将导致导叶不能正常关闭，导致机组出现事故时不能立即停机，对电站的安全运行造成巨大隐患，所以在主拐臂与副拐臂之间设置剪断销，当导叶被卡住时，对应的剪断销在力的作用下将被剪断，从而解决上述问题。同时每个剪断销通过硬接线与机组控制柜相连，当剪断销被剪断时在机组控制柜中将会出现报警信号，但是不能实时显示剪断销剪断瞬间导叶所处位置，且硬接线连接，布线存在一定困难。
4.声发射传感器技术的成熟，不仅能灵敏检测到人不能听到的超声波信号，还能检测到正常人所闻的声信号。剪断销剪断时会发出有有异以其他声波的信号，声发射传感器将能精确检测。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种导叶开度测量装置，结构简单，利用圆弧弧度变化时，对应弧度的弧长发生相对应变化的规律，采用弹簧压缩活塞复归与弹簧挤压水腔里面的水指示刻度实现精确测量导叶开度的目的；同时利用在受压时电压随压力大小呈现曲线变化规律的特性，从而将导叶开度转化为压电信号，进行输出与显示，可供监控系统使用；同时该装置能够测量对剪断销被剪断所对应的单个导叶的导叶开度进行测量，同时发出报警信号；利用声发射传感器采集剪断销剪断信号，从而输出脉冲信号，该信号可输入信号接收处理及显示器，同时输入监控系统，另外，该信号输入报警器，引发报警器报警。
6.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种导叶开度测量装置，其压力传感器与小弹簧相连，小弹簧与挡水板相连，挡水板位于水箱的一侧壁，水箱与透明水管相连，透明水管内设置活塞，活塞与大弹簧相连，活塞接细钢绳，压力传感器、小弹簧、挡水板、水箱、透明水管、活塞和大弹簧位于右基座内；刻度表位于右基座的侧面，轴承与右
基座和左基座连接。
7.弯管连接右基座和左基座，剪断销上装设声发射传感器，声发射传感器产生的信号与压力传感器产生的信号传入信号接收处理及显示器中。
8.其优点在于：
9.结构简单、制造成本低：测量装置的组成元件逻辑简单，结构简单，加工及组装容易。
10.操作简洁、可靠性高，误差小：将右基座和左基座座固定在主拐臂与顶盖上即可实现，转动角度小，设备损伤程度低，主拐臂与顶盖的相对转动角度小，减小了中间过程摩擦损失，油压压缩性等造成的误差；
11.通用性高：测量装置的研制成果依据技术进行灵活设计、制造、组装，通用性高。
附图说明
12.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
13.图1为本实用新型的结构示意图。
14.图中：压力传感器1，小弹簧2，挡水板3，水箱4，透明水管5，活塞6，大弹簧7，右基座8，刻度表9，细钢绳10，轴承11，左基座12，弯管13，剪断销14，声发射传感器15，信号接收处理及显示器16，报警器17。
具体实施方式
15.如图1中，一种导叶开度测量装置，该锁定装置结构简单，可靠性高。首先，压力传感器1与小弹簧2相连，小弹簧2与挡水板3相连，挡水板3为水箱4的一侧壁，水箱4与透明水管5相连，透明水管5里有活塞6，活塞6与大弹簧7相连，活塞6接细钢绳10；
16.压力传感器1、小弹簧2、挡水板3、水箱4、透明水管5、活塞6和大弹簧7位于右基座8内；
17.右基座8的侧面为透明结构，且装设刻度表9，可对透明软管里面的水位进行读数，该读数代表导叶开度值；
18.左基座12通过轴承11与右基座8相连，可收缩的弯管13连接右基座8和左基座12，剪断销14上装设声发射传感器15，声发射传感器15产生的信号与压力传感器1产生的信号传入信号接收处理及显示器16中。
19.工作原理：
20.将右基座8和左基座12分别固定在水轮发电机水车室的主拐臂与顶盖上面，当导叶开或关时，接力器推动控制环带动双连板和拐臂动作，从而使拐臂转过一定的夹角，右基座8和左基座12之间的距离将发生变化，拉动细钢绳10一起运动，则活塞6在软管中的位置将发生变化，软管中右侧将出现空腔，小弹簧2推动挡水板3将水腔里面的水挤压到软管中，软管则充满水，在左基座12的侧面可读取软管中水的位置，即可获取导叶开度；
21.同时，小弹簧2产生的压力将发生变化，压力传感器1所受压力也将发生变化，不同的压力使得压力传感器1产生不同的信号，将信号传输到信号接收处理及显示器16，对导叶开度进行显示；
22.当出现特殊情况剪断销14剪断时，主拐臂与导叶还是同步变化，测量主拐臂与顶
盖基点（右基座8）之间的角度，可测量剪断销14剪断后导叶的所处的位置，声发射传感器15能准确检测剪断销14剪断的情况，当剪断销14剪断时声发射传感器15将发出脉冲信号，该信号可输入信号接收处理及显示器16，同时输入监控系统，另外，该信号输入报警器17，引发报警器17报警。
23.实现功能：
24.通过测量拐臂与双连板之间的位移转化为左基座12里面大弹簧7的压缩量以增大软管里面的水柱长度来表示导叶开度；
25.左基座12刻度尺测量软管里面水柱长度表示导叶开度大小；小弹簧所接的压力传感器1输出信号显示导叶开度大小；
26.通过声发射传感器15检测剪断销14剪断信号；
27.剪断销14剪断信号可输入信号接收处理及显示器16，同时输入监控系统，另外，该信号输入报警器17，引发报警器17报警。
28.测量的导叶开度是单个导叶的开度，剪断销14剪断信号也是单个剪断销14剪断的信号。
29.上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种导叶开度测量装置，其特征是：压力传感器（1）与小弹簧（2）相连，小弹簧（2）与挡水板（3）相连，挡水板（3）位于水箱（4）的一侧壁，水箱（4）与透明水管（5）相连，透明水管（5）内设置活塞（6），活塞（6）与大弹簧（7）相连，活塞（6）接细钢绳（10），压力传感器（1）、小弹簧（2）、挡水板（3）、水箱（4）、透明水管（5）、活塞（6）和大弹簧（7）位于右基座（8）内；刻度表（9）位于右基座（8）的侧面，轴承（11）与右基座（8）和左基座（12）连接。2.根据权利要求1所述的导叶开度测量装置，其特征是：弯管（13）连接右基座（8）和左基座（12），剪断销（14）上装设声发射传感器（15），声发射传感器（15）产生的信号与压力传感器（1）产生的信号传入信号接收处理及显示器（16）中。

技术总结
一种导叶开度测量装置，它包括压力传感器、小弹簧、挡水板、水箱、透明水管、活塞、大弹簧、右基座、刻度表、细钢绳、轴承、左基座、弯管、剪断销和声发射传感器，利用圆弧弧度变化时，对应弧度的弧长发生相对应变化的规律，采用弹簧压缩活塞复归与弹簧挤压水腔里面的水指示刻度实现精确测量导叶开度的目的；同时利用压力传感器在受压时电压随压力大小呈现曲线变化规律的特性，从而将导叶开度转化为压电信号，进行输出与显示，可供监控系统使用；利用声发射传感器采集剪断销剪断信号，从而输出脉冲信号，该信号可输入信号接收处理及显示器，同时输入监控系统，另外，该信号输入报警器，引发报警器报警。报警器报警。报警器报警。


技术研发人员：蒋树 罗泽文 赵碧诚 陈才龙 任晓亮 姜俊 肖智远 李奎 吴爱萍
受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2022/1/21