一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置制造方法
【專利摘要】一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置，包括測圓架，測圓架端頭設有沿著轉(zhuǎn)子外壁旋轉(zhuǎn)的豎向測量臂，豎向測量臂上從上到下設有多個電渦流傳感器，在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸位置設有齒盤計數(shù)器，電渦流傳感器和齒盤計數(shù)器通過線纜與數(shù)據(jù)采集器連接。旋轉(zhuǎn)測圓架，對待測轉(zhuǎn)子圓度進行測量，每個磁極均應設置測點；每個測點需要記錄待測點高程、旋轉(zhuǎn)角度以及待測點半徑方向間隙值，并將其傳送儲存到數(shù)據(jù)采集器內(nèi)；將數(shù)據(jù)采集器內(nèi)的測量數(shù)據(jù)導入電腦內(nèi)進行處理，自動輸出分析結(jié)果，并對轉(zhuǎn)子進行調(diào)整。通過上述步驟實現(xiàn)非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度。本實用新型解決了轉(zhuǎn)子裝配過程中百分表測量圓度時精度不高，人工計算分析工作量大等問題。
【專利說明】一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及水力發(fā)電工程中的水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子的安裝領域，特別是一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大型水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子、定子等構(gòu)件直徑大，其圓度精度要求很高。轉(zhuǎn)子裝配過程中需對其圓度進行測量，目前常采用的測量方法是在轉(zhuǎn)子、定子中心安裝測圓架配位移百分表測量。如中國專利CN102829701A公開了一種大型水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子測圓架及其使用方法，本實用新型主要介紹了由主軸連接機構(gòu)、配重軸、配重、水平支撐架和測量臂構(gòu)成的可以任意旋轉(zhuǎn)的測圓架；在測圓架上安裝百分表對轉(zhuǎn)子圓度進行測量；該實用新型專利中位移百分表測量方法為接觸機械式測量方法，測針易磨損，影響測量精度；該方法由觀測者對被測參數(shù)直接讀數(shù)，測量數(shù)值不能自動記錄，測量精度差，誤差大，且測量數(shù)據(jù)采用人工計算分析，工作量大。在這種情況下，對水輪發(fā)電機組裝配時定子、轉(zhuǎn)子等大型圓形構(gòu)件圓度測量方法進行了研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置，可以解決大型水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配過程中采用測圓架配接觸式位移百分表測量構(gòu)件圓度時存在精度不高，誤差大的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置，包括測圓架，測圓架端頭設有沿著轉(zhuǎn)子外壁旋轉(zhuǎn)的豎向測量臂，豎向測量臂上從上到下設有多個電渦流傳感器，電渦流傳感器與轉(zhuǎn)子不接觸，在測圓架轉(zhuǎn)軸上設有齒盤計數(shù)器，電渦流傳感器和齒盤計數(shù)器通過線纜與數(shù)據(jù)采集器連接。
[0005]電渦流傳感器從上到下至少為三個。
[0006]一種采用上述的裝置自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的方法，包括以下步驟:
[0007]—、調(diào)平轉(zhuǎn)子，安裝測圓架，安裝電渦流傳感器、齒盤計數(shù)器和數(shù)據(jù)采集器；
[0008]二、旋轉(zhuǎn)測圓架，電渦流傳感器對待測轉(zhuǎn)子圓度進行測量，每個磁極均應設置測點；每個測點需要記錄待測點高程、旋轉(zhuǎn)角度以及待測點半徑方向間隙值，并將其傳送儲存到數(shù)據(jù)采集器內(nèi)；
[0009]三、將數(shù)據(jù)采集器內(nèi)的測量數(shù)據(jù)導入電腦內(nèi)進行處理，自動輸出分析結(jié)果，根據(jù)結(jié)果確定轉(zhuǎn)子的圓度，并對轉(zhuǎn)子進行調(diào)整；
[0010]通過上述步驟實現(xiàn)非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度。
[0011]在步驟一中，通過在轉(zhuǎn)子下方設置多個支墩，在支墩與轉(zhuǎn)子設置楔形板來調(diào)平。
[0012]在磁極下也設置支墩和楔形板。
[0013]測圓架旋轉(zhuǎn)前要確定起始角度和方向，測圓架旋轉(zhuǎn)過程中齒盤計數(shù)器記錄測圓架的旋轉(zhuǎn)角度。[0014]步驟三中的處理分析步驟如下:
[0015]一、首先對同一高程所有測點進行篩選，將每個測點角度值與計算的可測范圍的角度值進行比較，剔除不在可測范圍的測點；
[0016]二、計算同一高程可測范圍內(nèi)所有測量數(shù)值的平均值，將每個測值與平均值進行比較計算差值，確定同一高程的圓度；
[0017]三、計算確定每一個高程的圓度，并比較不同高程的圓度；
[0018]四、對所有可測范圍內(nèi)測點按照所在磁極范圍進行分類，并將每個測值與其相對應的圓度值進行比較，確定每個磁極的調(diào)整范圍；
[0019]五、最后輸出每個磁極的調(diào)整值，供待測轉(zhuǎn)子進行調(diào)整。
[0020]本實用新型提供的一種非接觸式自動測量記錄大型水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置及方法，解決了轉(zhuǎn)子裝配過程中采用接觸式位移百分表測量圓度時存在精度不高，人工計算分析工作量大等問題。本實用新型通過在原測圓架上加裝非接觸式電渦流傳感器、齒盤計數(shù)器實現(xiàn)了對待轉(zhuǎn)子圓度的自動測量；使用了采集器和電腦內(nèi)專用程序?qū)崿F(xiàn)了自動記錄、自動篩選處理數(shù)據(jù)。本實用新型通過在原測圓架上加裝非接觸式電渦流傳感器、齒盤計數(shù)器，采用了非接觸式電渦流傳感器探頭和齒盤計數(shù)實現(xiàn)測點圓度自動測量；輔以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算分析軟件，即使用了數(shù)據(jù)采集器和電腦內(nèi)專用程序?qū)崿F(xiàn)了自動記錄、自動篩選處理數(shù)據(jù)。實現(xiàn)了對大型圓形構(gòu)件的非接觸式測量及數(shù)據(jù)自動記錄分析處理。本實用新型避免了測試探頭的磨損，減少了對測量精度的影響；實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的自動記錄，智能化處理，提高了測量的精度，減少了人工工作量。本實用新型不僅可以對大型水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子圓度進行測量處理，還可以對其它圓形構(gòu)件圓度測量處理，應用廣泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0022]圖1本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:轉(zhuǎn)子1，測圓架2，電渦流傳感器3，數(shù)據(jù)采集器4，齒盤計數(shù)器5，線纜6，楔形板7，支墩8，配重9，豎向測量臂10，磁極11。
【具體實施方式】
[0024]實施例1:
[0025]如圖1中，一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置，包括測圓架2，測圓架2端頭設有沿著轉(zhuǎn)子I外壁旋轉(zhuǎn)的豎向測量臂10，豎向測量臂10上從上到下設有多個電渦流傳感器3，電渦流傳感器3與轉(zhuǎn)子I不接觸，在測圓架2轉(zhuǎn)軸上設有齒盤計數(shù)器5，電渦流傳感器3和齒盤計數(shù)器5通過線纜6與數(shù)據(jù)采集器4連接。本例中數(shù)據(jù)采集器4設置在測圓架2上，數(shù)據(jù)采集器4與電腦連接。電渦流傳感器能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面的距離。電渦流傳感器能準確測量被測體必須是金屬導體與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化，采用電渦流傳感器不易受到環(huán)境干擾，穩(wěn)定性高，便于基準點的選擇，方便使用，應用靈活。
[0026]。而且數(shù)據(jù)采集器4采集的數(shù)據(jù)儲存在其自帶的儲存卡內(nèi)，將儲存卡拔出插入到安裝有專用處理程序電腦中，對數(shù)據(jù)進行自動處理，確定待測轉(zhuǎn)子的圓度，并以此結(jié)果對轉(zhuǎn)子圓度進行調(diào)整?？蛇x的方案中，數(shù)據(jù)采集器4與電腦之間還可以選擇無線的方式傳輸數(shù)據(jù)。
[0027]優(yōu)選的，電渦流傳感器3從上到下至少為三個。
[0028]測量時，旋轉(zhuǎn)測圓架任意角度，用齒盤計數(shù)器測量記錄其旋轉(zhuǎn)角度，并將齒盤計數(shù)器采集的數(shù)據(jù)傳輸給采集器；然后用電渦流傳感器探頭測量待測點的半徑方向間隙值，并將測量結(jié)果傳輸給數(shù)據(jù)采集器4，采集器將測量數(shù)據(jù)依次記錄儲存；然后通過電腦對數(shù)據(jù)采集器儲存卡內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分類篩選處理，合理確定待測轉(zhuǎn)子的圓度。
[0029]實施例2:
[0030]在實施例1的基礎上，一種采用上述的裝置自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的方法，包括以下步驟:
[0031]一、調(diào)平轉(zhuǎn)子1，安裝測圓架2，安裝電渦流傳感器3、齒盤計數(shù)器5和數(shù)據(jù)采集器4 ;將測圓架2安裝在待測轉(zhuǎn)子I中心位置，確保測圓架的安裝精度。
[0032]根據(jù)待測轉(zhuǎn)子I的數(shù)學模型，確定測量參數(shù)待測點高程、角度，半徑方向間隙值，編寫處理數(shù)據(jù)專用程序。
[0033]二、旋轉(zhuǎn)測圓架，電渦流傳感器3對待測轉(zhuǎn)子I圓度進行測量，每個磁極均應設置測點；每個測點需要記錄待測點高程、旋轉(zhuǎn)角度以及待測點半徑方向間隙值，并將其傳送儲存到數(shù)據(jù)采集器4內(nèi)；
[0034]優(yōu)選的，測圓架2旋轉(zhuǎn)前要確定起始角度和方向，測圓架2旋轉(zhuǎn)過程中齒盤計數(shù)器記錄測圓架的旋轉(zhuǎn)角度。
[0035]三、將數(shù)據(jù)采集器4內(nèi)的測量數(shù)據(jù)導入電腦內(nèi)進行處理，自動輸出分析結(jié)果，根據(jù)結(jié)果確定轉(zhuǎn)子I的圓度，并對轉(zhuǎn)子I進行調(diào)整
[0036]通過上述步驟實現(xiàn)非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度。
[0037]在步驟一中，通過在轉(zhuǎn)子I下方設置多個支墩8，在支墩8與轉(zhuǎn)子I設置楔形板7來調(diào)平。由此結(jié)構(gòu)，提高了后期的測量精度。優(yōu)選的，在磁極11下也設置支墩8和楔形板7。由此結(jié)構(gòu)，避免磁極11的因支承結(jié)構(gòu)而造成的變形，從而進一步提高測量精度。
[0038]優(yōu)選的，步驟三中的處理分析步驟如下:
[0039]對于大型水輪機組轉(zhuǎn)子組裝圓度來說，因其較高，沿其高度方向要至少上、中、下三個測量點或三個以上測點；沿其圓周方向每個磁極上都應有測點，且測點在其測量范圍同時要計算出每個磁極可測范圍的角度以及偏差位置。編寫數(shù)據(jù)專用處理程序流程如下:
[0040]一、首先對同一高程所有測點進行篩選，將每個測點角度值與計算的可測范圍的角度值進行比較，剔除不在可測范圍的測點；
[0041]二、計算同一高程可測范圍內(nèi)所有測量數(shù)值的平均值，將每個測值與平均值進行比較計算差值，確定同一高程的圓度；
[0042]三、計算確定每一個高程的圓度，并比較不同高程的圓度；
[0043]四、對所有可測范圍內(nèi)測點按照所在磁極范圍進行分類，并將每個測值與其相對應的圓度值進行比較，確定每個磁極的調(diào)整范圍；
[0044]五、最后輸出每個磁極的調(diào)整值，供待測轉(zhuǎn)子I進行調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置，包括測圓架(2)，測圓架(2)端頭設有沿著轉(zhuǎn)子(I)外壁旋轉(zhuǎn)的豎向測量臂(10)，其特征是:豎向測量臂(10)上從上到下設有多個電渦流傳感器(3)，電渦流傳感器(3)與轉(zhuǎn)子(I)不接觸，在測圓架(2)轉(zhuǎn)軸上設有齒盤計數(shù)器(5 )，電渦流傳感器(3 )和齒盤計數(shù)器(5 )通過線纜(6 )與數(shù)據(jù)采集器(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式自動測量水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子圓度的裝置，其特征是:電渦流傳感器(3)從上到下至少為三個。
【文檔編號】G01B7/28GK203824517SQ201420261271
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】江小兵, 江晨, 程志華 申請人:中國葛洲壩集團股份有限公司