一种水轮发电机机组转速的监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种水轮发电机机组转速的监测装置。旋转体转速测量时需在在旋转体外安装测量分度盘进行，对分度盘尺寸精度要求极高。本实用新型在旋转体外周设置链条，链条上安装可拆卸的齿块，在垂直于齿块的位置设置测速探头，测速探头信号输入PLC系统；测速探头为电涡流传感器，齿块离开测速探头时，测速探头输出一脉冲信号；PLC系统上设置有稳态型的开关电源、仪表按键和显示器，及开关量输出端口、模拟量输出端口和通讯输出端口。本实用新型的测量盘不再是有均匀分度的齿盘，各齿位置可任意分布，从加工、制造、安装的上看，采用“齿”和盘可拆卸的连接比较方便，只要保证“齿”能满足传感器的感应要求即可。
【专利说明】—种水轮发电机机组转速的监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种转速的监测装置，具体涉及一种水轮发电机机组转速的监测
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]旋转体机械转速的测量，通常在旋转体外安装一测量分度盘，当测量传感器与测量分度盘刻度对齐时发出位置指示信号，测量仪表通过测量分度盘相对大轴转过角度所花费的时间，来计算出旋转体的旋转速度。
[0003]传统的水轮机机械转速测量方法是在大轴上装一齿盘，在齿盘上均匀切割出各分度齿，该均匀齿盘就是分度盘，如图1所示,将一个22齿的齿盘环抱在转轴上,每转动一个齿间距，大轴旋转1/22转。传感器在每个齿(即分度盘上的每个刻度)到来时，发出电平信号。这样当齿盘随大轴转动时，传感器产生方波序列。如从La转到Lb时转过两个齿间距。总齿数为22，即齿盘转过的角度为2/22转。只要在仪表中精确测量出时间Τ，即可得到转速Ν=(2/22)/Τ。但上述方法存在技术缺陷:
[0004]1、测量误差:测量盘的分度误差在测量误差中所占比重大，这就要求齿盘的加工精度高，两瓣齿盘结合处的安装精度高。又因为齿盘测量通常采用的电涡流传感器，传感器探头对目标靶的解近、离开曲线与目标位置的距离有关。所以大轴的摆度也会给探头的响应带来的误差。
[0005]2、加工、制造安装·难度随旋转轴径增大而加大:以一个直径2200_的齿盘为例，经锻、车、线切割、铣、园校正，表面处理后成品重达近300公斤。在前述精度要求下，每个工序的难度着实不小。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种测量精度更高的水轮发电机机组转速的监测装置。
[0007]本实用新型所采用的技术方案是:
[0008]一种水轮发电机机组转速的监测装置，其特征在于:
[0009]在旋转体外周设置链条，链条上安装可拆卸的齿块，在垂直于齿块的位置设置测速探头，测速探头信号输入PLC系统。
[0010]所述的测速探头为电涡流传感器，齿块离开测速探头时，测速探头输出一脉冲信号。
[0011]所述的PLC系统采用西门子S7-200型号。
[0012]所述的PLC系统上设置有稳态型的开关电源、仪表按键和显示器。
[0013]所述的PLC系统设置有开关量输出端口、模拟量输出端口和通讯输出端口。
[0014]本实用新型具有以下优点:
[0015]本实用新型的测量盘不再是有均匀分度的齿盘，各齿位置可任意分布，测量盘外形就可有多种样式。从加工、制造、安装的上看，采用“齿”和盘可拆卸的连接比较方便，只要保证“齿”能满足传感器的感应要求即可。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为传统的水轮机机械转速测量方法的原理图。
[0017]图2为本实用新型装置组成图。
[0018]图中，1-链条，2-齿块，3-测速探头，4-开关电源，5-PLC系统，6_显示器，7_开关量输出端口，8-模拟量输出端口，9-通讯输出端口，10-仪表按键。
【具体实施方式】
[0019]下面结合【具体实施方式】对本实用新型进行详细的说明。
[0020]本实用新型所涉及一种水轮发电机机组转速的监测装置，测量齿盘不再采用以前均匀分度的形式，而是采用不规则的齿盘，其简洁形式是在链条上安装可拆卸的齿块。
[0021]在旋转体外周设置链条1，链条I上安装可拆卸的齿块2，在垂直于齿块2的位置设置测速探头3，测速探头3信号输入PLC系统5。测速探头3为电涡流传感器，齿块2离开测速探头3时，测速探头3输出一脉冲信号。PLC系统5采用西门子S7-200型号，PLC系统5上设置有稳态型的开关电源4、仪表按键10和显示器6，并设置有开关量输出端口 7、模拟量输出端口 8和通讯输出端口 9。
[0022]其中，开关电源4可将交流电变换成直流电，令装置在交、直流条件下均可稳定工作；仪表按键10用于指令、设定等输入；显示器6用于显示输入数据、测量结果及报警信号等；开关量输出端口 7用于报警节点输出；模拟量输出端口 8用于实时转速值外送；通讯输出端口 9用于将装置状态和报警节点及测量值上传至上位机。
`[0023]其中的测速方法具体由以下步骤实现:
[0024]步骤一:在旋转体外安装齿带，该齿带为具有N个可拆卸齿块的链条；
[0025]步骤二:仪表程序运行时，初始化一个有N个元素的静态数组--ΜΕ[η]，当齿带随旋转体旋转时，将脉冲P1与P2的间隔时间存入ΤΙΜΕ[0]，将脉冲P2与P3的间隔时间存入--ΜΕ[1]，以此类推，将？1与卩1+1的间隔时间存入TME[1-l]；
[0026]脉冲Pn对应齿带第η个齿块的位置；
[0027]步骤三:当？?与？11+1的间隔时间存入--ΜΕ[η_1]，这时静态数组中的所有元素都有了真值，旋转体从P1起至Ρη+1转过完整一周，耗时SUM(T)为数组元素的累加和，机组的转速=1 转/SUM(T)。·
[0028]步骤四:将Ρη+1与Ρη+2的间隔时间再存入TIME [O]，以此类推存入时间值，每次存入的新时间值所覆盖的是物理上相同的两齿的上一圈转动间隔时间，也就是每经过一个齿块都计算出一个转速，这个转速就是这个齿块上次对齐传感器到当前对齐传感器之间的平均转速。
[0029]可将上述描述抽象为在转轴上安装有N个只有一个齿的齿盘，各齿盘上的齿的位置与最初齿链上各齿块的初始位置对齐。这样测速装置检测在每个齿盘上齿块信号到来时都能计算出该齿盘转过一圈的平均速度。既然每个齿盘上只有一个齿，就与齿形误差，分度误差，安装误差，圆度误差都无关了。
[0030]本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种水轮发电机机组转速的监测装置，其特征在于: 在旋转体外周设置链条(1)，链条(I)上安装可拆卸的齿块(2)，在垂直于齿块(2)的位置设置测速探头(3)，测速探头(3)信号输入PLC系统(5)。
2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机机组转速的监测装置，其特征在于: 所述的测速探头(3)为电涡流传感器，齿块(2)离开测速探头(3)时，测速探头(3)输出一脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的一种水轮发电机机组转速的监测装置，其特征在于: 所述的PLC系统(5)采用西门子S7-200型号。
4.根据权利要求3所述的一种水轮发电机机组转速的监测装置，其特征在于: 所述的PLC系统(5)上设置有稳态型的开关电源(4)、仪表按键(10)和显示器(6)。
5.根据权利要求3所述的一种水轮发电机机组转速的监测装置，其特征在于: 所述的PLC系统(5)设置有开关量输出端口(7)、模拟量输出端口(8)和通讯输出端口(9)。
【文档编号】G01P3/481GK203414479SQ201320503929
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】伊震, 苏光明, 孙学军 申请人:西安江河电站技术开发有限责任公司