一种安全可靠的汽轮机轴振动测量装置的制作方法

本发明涉及一种安全可靠的汽轮机轴振动测量装置。

背景技术：

汽轮机在运行过程中，由于受到多方面的影响，比如转动部分平衡的偏差、进汽参数、输水、油温、油质等，经常会发生汽轮机轴振动现象，当轴振动较大时，将严重影响发电机组的正常运行，因此，对汽轮机轴振动的监测分析尤为重要。

在现阶段的轴振动测量技术中，通常采用的是利用振动传感器测量的方式，这种方式虽能测量一定的振动量，但是由于通常状态下轴振动的范围在微米级别内，因此对传感器的灵敏度要求较高，同时传感器在测量过程中易受到高温蒸汽的干扰影响，进一步影响了测量结果，降低了测量精度，当振动范围超差时，单一的测量装置也缺乏相应的报警功能，进一步降低了测量装置的实用性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中测量精度要求严格且测量条件困难易受干扰缺乏报警提示的不足，提供一种能够将测量信号放大处理、测量条件简易方便且具有报警提示功能的安全可靠的汽轮机轴振动测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种安全可靠的汽轮机轴振动测量装置，包括汽轮机本体，信号处理电路和测量结构，所述汽轮机本体包括转轴和气缸，所述转轴设置在气缸内且关于气缸的中心轴线对称，所述信号处理电路与转轴连接，所述信号处理电路与测量结构连接；

所述信号处理电路包括集成电路u1、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，所述集成电路u1的型号为1b31，所述集成电路u1的传感器电源端通过电桥电路接地，所述集成电路u1的输入端与电桥电路连接，所述集成电路u1的负电源端外接-15v直流电压电源，所述集成电路u1的负电源端分别通过第一电容c1和第二电容c2接地，所述集成电路u1的公共端接地，所述集成电路u1的电源端外接15v直流电压电源，所述集成电路u1的基准端通过第三电容c3接地，所述集成电路u1的阀值端通过第五电阻r5与集成电路u1的333.3倍阀值端连接，所述集成电路u1的桥激励输出调节端通过第六电阻r6和第七电阻r7组成的串联电路与集成电路u1的可调端连接；

该电路把传感器的测量信号变换为0—1ov电压输出。加上电源后，内部基准电压预置为1ov，桥激励输出调节端连接到集成电路u1的可调端时增大桥激励输出电压，若减小桥激励电压输出，则在集成电路u1的阀值端和333.3倍阀值端之间接入电阻。桥测量电桥输出信号通过集成电路u1的正输入端和负输入端送至集成电路u1内部的仪器放大器。放大器增益由集成电路u1的桥激励输出调节端和可调端之间的电阻决定，调节第七电阻r7，即调节放大器的增益。

所述测量结构包括两个测量单元，所述测量单元设置在转轴的两端且位于信号处理装置的两侧，所述测量单元包括延伸轴、圆珠、支撑杆和红外线发射器，所述延伸轴与转轴连接，所述支撑杆通过圆珠与延伸轴连接，所述红外线发射器固定在支撑杆上部。

作为优选，所述电桥电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，所述集成电路u1的传感器电源端分别通过第一电阻r1和第二电阻r2组成的串联电路、第三电阻r3和第四电阻r4组成的串联电路接地，所述集成电路u1的正输入端分别与第一电阻r1和第二电阻r2连接，所述集成电路u1的负输入端分别与第三电阻r3和第四电阻r4连接。

作为优选，为了减少摩擦，所述圆珠上涂有润滑油。

作为优选，为了方便光线的传播和接收，所述红外线发射器和感光元件的连接线位于第一平面镜和第二平面镜之间。

作为优选，为了提高信号处理功能，所述信号处理装置中设有中央处理器和信号处理模块，所述中央处理器均与感光元件和指示灯连接，所述信号处理模块包括信号处理电路，所述信号处理电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极与第二电阻连接，所述第二三极管的基极与第三电阻连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均通过第一电阻外接-15v直流电压电源，所述第一三极管的集电极通过第四电阻外接+15v直流电压电源，所述第二三极管的集电极通过第五电阻外接+15v直流电压电源，所述第二电阻的阻值与第三电阻的阻值相等，所述第四电阻的阻值与第五电阻的阻值相等。

作为优选，为了加强底座的稳固性，所述底座包括底板、固定圆筒、三个螺丝和三个加强筋，所述固定圆筒设置在底板中心，所述加强筋两两夹角为120度设置在底板上，所述加强筋的一侧与固定圆筒连接，所述螺丝沿圆筒的外周周向均匀设置在底板上。

本发明的有益效果是，该安全可靠的汽轮机轴振动测量装置结构简单，红外线发射器发出的光线不受高温蒸汽的干扰影响，通过在第一平面镜和第二平面镜之间的反射传播，实现振动信号的放大处理，保证了测量结果的精度，同时由信号处理装置对感光元件接收到的信号进行处理，当振动范围超差时，通过中央处理器控制指示灯闪烁提示，实现了报警功能，信号处理电路具有增益可调的作用，能够满足不同等级的输入信号的采集，提高了信号处理电路的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的安全可靠的汽轮机轴振动测量装置的结构示意图；

图2是本发明的安全可靠的汽轮机轴振动测量装置的信号处理电路的电路示意图；

图3是本发明的安全可靠的汽轮机轴振动测量装置的底座的结构示意图；

图中：1.转轴，2.指示灯，3.支架，4.信号处理装置，5.延伸轴，6.圆珠，7.支撑杆，8.红外线发射器，9.第一平面镜，10.第二平面镜，11.气缸，12.感光元件，13.底座，14.螺丝，15.固定圆筒，16.加强筋，17.底板，r1.第一电阻，r2.第二电阻，r3.第三电阻，r4.第四电阻，r5.第五电阻，t1.第一三极管,t2.第二三极管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图3所示，一种安全可靠的汽轮机轴振动测量装置，包括汽轮机本体，信号处理电路和测量结构，所述汽轮机本体包括转轴1和气缸11，所述转轴1设置在气缸11内且关于气缸11的中心轴线对称，所述信号处理电路与转轴1连接，所述信号处理电路与测量结构连接；

所述信号处理电路包括集成电路u1、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，所述集成电路u1的型号为1b31，所述集成电路u1的传感器电源端通过电桥电路接地，所述集成电路u1的输入端与电桥电路连接，所述集成电路u1的负电源端外接-15v直流电压电源，所述集成电路u1的负电源端分别通过第一电容c1和第二电容c2接地，所述集成电路u1的公共端接地，所述集成电路u1的电源端外接15v直流电压电源，所述集成电路u1的基准端通过第三电容c3接地，所述集成电路u1的阀值端通过第五电阻r5与集成电路u1的333.3倍阀值端连接，所述集成电路u1的桥激励输出调节端通过第六电阻r6和第七电阻r7组成的串联电路与集成电路u1的可调端连接；

该电路把传感器的测量信号变换为0—1ov电压输出。加上电源后，内部基准电压预置为1ov，桥激励输出调节端连接到集成电路u1的可调端时增大桥激励输出电压，若减小桥激励电压输出，则在集成电路u1的阀值端和333.3倍阀值端之间接入电阻。桥测量电桥输出信号通过集成电路u1的正输入端和负输入端送至集成电路u1内部的仪器放大器。放大器增益由集成电路u1的桥激励输出调节端和可调端之间的电阻决定，调节第七电阻r7，即调节放大器的增益。

所述测量结构包括两个测量单元，所述测量单元设置在转轴1的两端且位于信号处理装置4的两侧，所述测量单元包括延伸轴5、圆珠6、支撑杆7和红外线发射器8，所述延伸轴5与转轴1连接，所述支撑杆7通过圆珠6与延伸轴5连接，所述红外线发射器8固定在支撑杆7上部。

作为优选，所述电桥电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，所述集成电路u1的传感器电源端分别通过第一电阻r1和第二电阻r2组成的串联电路、第三电阻r3和第四电阻r4组成的串联电路接地，所述集成电路u1的正输入端分别与第一电阻r1和第二电阻r2连接，所述集成电路u1的负输入端分别与第三电阻r3和第四电阻r4连接。

作为优选，为了减少摩擦，所述圆珠6上涂有润滑油。

作为优选，为了方便光线的传播和接收，所述红外线发射器8和感光元件12的连接线位于第一平面镜9和第二平面镜10之间。

作为优选，为了提高信号处理功能，所述信号处理装置4中设有中央处理器和信号处理模块，所述中央处理器均与感光元件12和指示灯2连接，所述信号处理模块包括信号处理电路，所述信号处理电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一三极管t1和第二三极管t2，所述第一三极管t1的基极与第二电阻r2连接，所述第二三极管t2的基极与第三电阻r3连接，所述第一三极管t1的发射极和第二三极管t2的发射极均通过第一电阻r1外接-15v直流电压电源，所述第一三极管t1的集电极通过第四电阻r4外接+15v直流电压电源，所述第二三极管t2的集电极通过第五电阻r5外接+15v直流电压电源，所述第二电阻r2的阻值与第三电阻r3的阻值相等，所述第四电阻r4的阻值与第五电阻r5的阻值相等。

作为优选，为了加强底座的稳固性，所述底座13包括底板17、固定圆筒15、三个螺丝14和三个加强筋16，所述固定圆筒15设置在底板17中心，所述加强筋16两两夹角为120度设置在底板17上，所述加强筋16的一侧与固定圆筒15连接，所述螺丝14沿圆筒15的外周周向均匀设置在底板17上。

汽轮机在运行时，转轴1发生振动，由于延伸轴5与转轴1固定连接，延伸轴5也发生振动同时将振动信号初次放大，通过圆珠6与延伸轴5滑动连接的支撑杆7高度位置发生改变，红外线发射器8的高度位置也随之变化，红外线发射器8发出的光线在第一平面镜9和第二平面镜10间实现不断的反射，并通过各级反射将红外线发射器8高度位置的变化信号不断放大，同时由于底座13上的固定圆筒15通过加强筋16和螺丝14的固定作用，使得支架12上的感光元件12的位置固定不变，最终经过光线调节机构的光线照射在感光元件12上的位置也发生偏移，在合理的偏移范围内，感光元件12能接收到红外线信号，当偏移位置超出合理范围后，感光元件12接收不到信号，信号处理电路开始工作，根据第一三极管t1的发射极和第二三极管t2的发射极均通过第一电阻r1外接-15v直流电压电源，经过第一三极管t1基极和第二三极管t2基极的电流可确定，根据三极管电流放大特性可确定经过第一三极管t1集电极电流和第二三极管t2集电极电流，在第一三极管t1集电极和第二三极管t2集电极形成压差，将压差信号传递给中央处理器，中央处理器控制指示灯2发出闪烁报警信号，提醒相关工作人员轴振动信号处于不合理范围。

与现有技术相比，该安全可靠的汽轮机轴振动测量装置结构简单，红外线发射器8发出的光线不受高温蒸汽的干扰影响，通过在第一平面镜9和第二平面镜10之间的反射传播，实现振动信号的放大处理，保证了测量结果的精度，同时由信号处理装置4对感光元件12接收到的信号进行处理，当振动范围超差时，通过中央处理器控制指示灯2闪烁提示，实现了报警功能，信号处理电路具有增益可调的作用，能够满足不同等级的输入信号的采集，提高了信号处理电路的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。