一种水轮机测温装置的制作方法

本发明涉及传感器领域，尤其是涉及一种水轮机测温装置。

背景技术：

1、水轮机(hydroturbine)是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械，现代水轮机则大多数安装在水电站内，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。

2、在现有科技和制造水平制约下，水轮机转动做功时通常伴随着机体发热，出于安全考虑，需要对水轮机重点部件进行温度检测，现有测温装置通常是有线方案，线路布置复杂，高速转动下线路和传感器容易撕裂，信号传输时容易受到水轮机自身磁场干扰，温度传感器安装时需要对水轮机进行改造，如安装座体等，所以有必要发明一种水轮机测温装置来克服上述缺点。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种水轮机测温装置，其结构合理，具有使用方便、传感器无需供电、不易撕裂、无需对水轮机进行打孔开槽等破坏性改造安装等优点，有效解决现有水轮机测温装置施工难、成本高等问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水轮机测温装置，包括传感器、射频天线以及温度数据采集器，所述的传感器安装于水轮机转子的测温点上；所述的传感器包括传感器基材以及包裹在传感器基材内的pcb板；所述的pcb板上固定设置有射频及测温集成电路和天线电路，射频及测温集成电路、天线电路彼此焊接；所述的射频天线安装于水轮机的上机架与挡风板之间，射频天线上下对准水轮机转子上传感器的转动路径；所述的射频天线参考水轮机转子弧度设计为扇环形结构，可多个射频天线并联或串联，并沿传感器运动路径紧密排列布置，构成更长的连续扇环或构成圆环，使得传感器与射频天线有更多的通信时间，从而增加信号传输的稳定性。

3、所述的温度数据采集器安装于水轮机的上机架，温度数据采集器内设有射频模块；所述射频模块通过射频同轴电缆连接单个或多个射频天线，射频模块通过射频天线与传感器相互传递射频信号，射频模块通过485、rj45接口将采集到的温度数据上传至上位机。

4、进一步的，所述的传感器上设有螺栓固定孔，用于水轮机转子上的螺栓穿过将传感器固定在测温点上，螺栓固定孔贯穿传感器基材以及pcb板。

5、进一步的，所述的螺栓固定孔是长圆孔或者均匀布置的多个圆孔。

6、进一步的，所述的测温天线是在pcb板上覆铜制成。

7、进一步的，所述的射频模块与传感器通过超高频波段通信传递测温点温度信息，防止水轮机转子自身磁场对通信造成干扰。

8、进一步的，所述的传感器基材是fr-4、树脂、玻璃纤维布、铝基板中的一种或者几种的组合。

9、进一步的，所述的传感器上的射频及测温集成电路自带rfid，用于标注所在测温点信息，方便确定温度对应的测温点，防止串读。

10、进一步的，所述水轮机转子包括转轴，转轴上固定有转子支架，转子支架上设有磁轭，磁轭上设有磁极，转子支架、磁轭、磁极随转轴转动。

11、本发明的有益效果是：一种水轮机测温装置，包括传感器、射频天线、温度数据采集器，传感器通过水轮机转子上的螺栓直接固定安装，无需安装座等装置辅助安装，传感器与温度数据采集器通过超高频无源射频通信，能排除水轮机转子自身磁场对信号传输的干扰，与温度数据采集器相连的射频天线设计为扇环形结构，可由多个射频天线并联或串联，并沿传感器运动路径紧密排列布置构成更长的连续扇环，使得传感器与射频天线有更多的通信时间，增加信号传输的稳定性；传感器上的射频及测温集成电路自带rfid，用于标注所在测温点信息，方便确定温度对应的测温点，防止串读；其结构合理，具有使用方便、传感器无需供电、不易撕裂、无需对水轮机进行打孔开槽等破坏性改造安装等优点，有效解决现有水轮机测温装置施工难、成本高等问题。

技术特征：

1.一种水轮机测温装置，包括传感器(5)、射频天线(7)以及温度数据采集器(8)，其特征是：所述的传感器(5)安装于水轮机转子的测温点上；所述的传感器(5)包括传感器基材(51)以及包裹在传感器基材(51)内的pcb板(53)；所述的pcb板(53)上固定设置有射频及测温集成电路(54)和天线电路(55)，射频及测温集成电路(54)、天线电路(55)彼此焊接；

2.根据权利要求1所述的一种水轮机测温装置，其特征是：所述的传感器(5)上设有螺栓固定孔(52)，用于水轮机转子上的螺栓穿过将传感器(5)固定在测温点上，螺栓固定孔(52)贯穿传感器基材(51)以及pcb板(53)。

3.根据权利要求2所述的一种水轮机测温装置，其特征是：所述的螺栓固定孔(52)是长圆孔或者均匀布置的多个圆孔。

4.根据权利要求1所述的一种水轮机测温装置，其特征是：所述的测温天线(55)是在pcb板(53)上覆铜制成。

5.根据权利要求1所述的一种水轮机测温装置，其特征是：所述的射频模块与传感器(5)通过超高频波段通信传递测温点温度信息，防止水轮机转子自身磁场对通信造成干扰。

6.根据权利要求1所述的一种水轮机测温装置，其特征是：所述的传感器基材(51)是fr-4、树脂、玻璃纤维布、铝基板中的一种或者几种的组合。

7.根据权利要求1所述的一种水轮机测温装置，其特征是：所述的传感器(5)上的射频及测温集成电路(54)自带rfid，用于标注所在测温点信息，方便确定温度对应的测温点，防止串读。

8.根据权利要求1所述的一种水轮机测温装置，其特征是：所述水轮机转子包括转轴(1)，转轴(1)上固定有转子支架(2)，转子支架(2)上设有磁轭(3)，磁轭(3)上设有磁极(4)，转子支架(2)、磁轭(3)、磁极(4)随转轴(1)转动。

技术总结
本发明公开了一种水轮机测温装置，包括传感器、射频天线、温度数据采集器，传感器通过水轮机转子上的螺栓直接固定安装，传感器与采集装置通过超高频无源射频通信，能排除水轮机转子自身磁场对信号传输的干扰，射频天线为扇环形结构，可沿传感器运动路径紧密排列布置，可多个后并联或串联，构成更长的连续扇环，使传感器与射频天线有更多的通信时间，增加信号传输的稳定性，传感器自带RFID，用于标注所在测温点信息，防止串读。本发明所述的一种水轮机测温装置，其结构合理，具有使用方便、传感器无需供电、不易撕裂、无需对水轮机进行打孔开槽等破坏性改造等优点，有效解决现有水轮机测温装置施工难、成本高等问题。

技术研发人员：曹腾,李楠,张鹏,叶东
受保护的技术使用者：绵阳市锐钛智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13