汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽輪機領域，具體是一種改進的汽輪機高中壓缸負荷分配專用測力傳感器。
【背景技術】
[0002]高中壓缸合缸結構的汽輪機中，其高中壓缸內(nèi)包括了高壓部分和中壓部分的內(nèi)缸、隔板套等各組件，上述組件的重量全部通過搭接在高中壓缸上的若干只錨爪支撐在汽輪機機架上。汽輪機組的高中壓缸在安裝時，各個支撐點的負荷有相應的設計要求，支撐點處不均勻的載荷作用會導致汽缸不均勻變形、造成汽輪機運行時振動。因此，在安裝階段，必須對這種錨爪結構的汽缸靜定結構進行負荷分配，確保汽缸的重力合理分配。
[0003]為測量各個支撐點的負荷、一般是在支撐點處設計安裝測力傳感器，將負荷壓力轉(zhuǎn)換成電信號，為負荷分配的顯示、存儲和記錄創(chuàng)造條件。具體的是在錨爪上設置螺紋孔、并在其中向下裝入測力傳感器，測力傳感器的測量端對應汽輪機機架表面；當測力傳感器受力時，根據(jù)其測得的負荷值，調(diào)整錨爪墊片的厚度，使得支撐點處的負荷符合設計要求。
[0004]如圖1所示是現(xiàn)有技術采用的測力傳感器，包括分為上下兩部分的外殼I。外殼I的上部是一個底部開口的殼體，內(nèi)部由上至下依次設置有電阻應變片2和彈性體3。外殼I的下部呈套筒狀、內(nèi)部設置有一根傳力桿4，傳力桿4的頂部接觸彈性體3、底部接觸汽輪機機架；外殼I的下部套筒外周上設置有外螺紋5、與錨爪上的螺紋孔嚙合連接。傳力桿4底部接觸汽輪機機架、受力使其向上運動，壓縮彈性體3使得電阻應變片2的電阻值改變、輸出的電信號。該結構的測力傳感器結構較為復雜、加工不便，重量大；輸出的測量數(shù)據(jù)是模擬信號一一電阻值，信號傳輸方式落后；特別是細長的傳力桿4，在使用過程中容易失穩(wěn)、嚴重影響了測量精度，不能滿足現(xiàn)在汽輪機領域的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于:提供一種能夠精確測量、方便讀取的汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器。
[0006]本實用新型的具體技術方案如下:
[0007]汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器，所述測力傳感器為圓柱體、中部設置有與高中壓缸支撐點處錨爪上的螺紋孔嚙合連接的外螺紋；測力傳感器螺紋段下方設置有一個具有底部開口的內(nèi)部空腔，空腔內(nèi)安裝能在受力后產(chǎn)生形變的柱狀彈性體，彈性體底部伸出測力傳感器底部開口、與汽輪機機架接觸，所述彈性體外周面上粘結組成電橋電路的電阻應變片、感應彈性體的形變量；電橋電路的輸出端電連接轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)換電路輸出測力傳感器測量值的電信號。
[0008]所述彈性體底部是球面。
[0009]所述轉(zhuǎn)換電路設置在測力傳感器螺紋段上方的內(nèi)部空腔中。
[0010]所述轉(zhuǎn)換電路包括依次連接的放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，編碼電路和通訊電路，將電阻值的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號、再通過傳輸協(xié)議發(fā)送至用戶端。
[0011]本實用新型的有益效果:
[0012]本實用新型的汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器較現(xiàn)有技術，最大限度地減少力傳遞次數(shù)、以提高負荷的測量精度，測得的負荷值真實可靠；結構簡單、重量輕；傳輸數(shù)字化、具有抗干擾等優(yōu)點。本實用新型在高中壓缸合缸結構的汽輪機的安裝過程中可以得到很好的應用，簡單的改進卻起到了突出的效果和作用，實用性強，利于大規(guī)模推廣和使用。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術測力傳感器的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型測力傳感器的結構示意圖
[0015]圖中標號所不:1_外殼、2-電阻應變片、3-彈性體、4-傳力桿、5-外螺紋、6-轉(zhuǎn)換電路、7-錨爪、8-防護套、9-彈性體、10-汽輪機機架。
【具體實施方式】
[0016]如圖2所示，本實用新型是一種汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器，該測力傳感器為圓柱體，具體的:
[0017]圓柱體測力傳感器中部設置有與高中壓缸支撐點處錨爪7上的螺紋孔嚙合連接的外螺紋5，使得錨爪7向下的支撐負荷加載于測力傳感器上。
[0018]測力傳感器螺紋段下方設置有一個具有底部開口的內(nèi)部空腔，空腔內(nèi)安裝能在受力后產(chǎn)生形變的柱狀彈性體9，彈性體9底部伸出測力傳感器底部開口、與汽輪機機架10接觸。本【具體實施方式】中，為更好與汽輪機機架10接觸，將彈性體9的底部設計為球面。彈性體9的外周面上粘結組成電橋電路的電阻應變片2、感應彈性體9的形變量；具體的:4個依次連接的電阻應變片2構成電橋電路的橋臂，電橋電路的一個對角接電源，另一個對角作為輸出端。在受到外力作用后，粘貼在彈性體9外周的電阻應變片2隨之產(chǎn)生形變引起電阻變化，電阻變化使組成的電橋電路失去平衡、輸出一個與外力成線性正比變化的電量電信號。電橋電路的輸出端電連接轉(zhuǎn)換電路6、轉(zhuǎn)換電路6輸出測力傳感器測量值的電信號。
[0019]本【具體實施方式】中:測力傳感器螺紋段下方內(nèi)部空腔的外殼作為電阻應變片2和彈性體9的防護套8，該防護套8是一個回轉(zhuǎn)體、截面呈“」”型，彈性體9從底部開口出伸出。
[0020]需要注意的是:測量時，為了不影響汽輪機機架10表面，往往會在傳感器下面加墊鐵，通過外螺紋5作為螺紋加載裝置，將錨爪7向下的支撐負荷加載于彈性體3上；最大限度地減少力的傳遞零件、即減少了力的傳遞次數(shù)，以提高壓力負荷的測量精度。
[0021]轉(zhuǎn)換電路6設置在測力傳感器螺紋段上方的內(nèi)部空腔中。轉(zhuǎn)換電路6包括依次連接的放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，編碼電路和通訊電路，將電阻值的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號、再通過傳輸協(xié)議發(fā)送至用戶端。其中:放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和編碼電路與外界信號屏蔽，通訊電路的輸出端與外界信號交換。
[0022]在此，對放大器的增益進行調(diào)整，使負荷力與放大器的輸出電壓之間形成一定的比例關系，即通過測量放大器的輸出電壓就能夠知道汽輪機支撐點處的負荷大小。由于放大器的輸出電壓為0-5V，極其容易受到周圍電磁環(huán)境的干擾、而不能正常工作或者影響測量精度。為此，我們在測力傳感器內(nèi)，將0-5V的電壓信號，使用A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再使用編碼電路對其進行編碼。上述的所有信號均處于完全屏蔽的狀態(tài)。最后，再使用通訊電路按傳輸協(xié)議將數(shù)字信號傳遞到用戶端。
[0023]用戶端可以根據(jù)需要隨意配備，一般需要能夠接收、運算和存儲高中壓缸支撐點處測得負荷值的主機；具有顯示功能的顯示器、具有輸入輸出功能的人機交互單位和打印功能。
[0024]本汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器的具體使用方法如下:
[0025]首先，通過外螺紋5將測力傳感器旋入錨爪7上的安裝位置，隨著外螺紋5的深入嚙合、錨爪7的支撐力就傳給測力傳感器。其次，測力傳感器底部的彈性體9受力后發(fā)生應變，應變電阻片2也發(fā)生相應的應變、使其電阻值改變。然后，應變電阻片2輸出的電信號至轉(zhuǎn)換電路6，轉(zhuǎn)換電路6將該電信號放大、模數(shù)變換和編碼后成為數(shù)字信號，再通過傳輸協(xié)議發(fā)送至用戶端。最后，在用戶端可以方便地對個支撐點處的負荷數(shù)據(jù)進行顯示、存儲、運算和打印。
【主權項】
1.汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器，其特征在于:所述測力傳感器為圓柱體、中部設置有與高中壓缸支撐點處錨爪上的螺紋孔嚙合連接的外螺紋；測力傳感器螺紋段下方設置有一個具有底部開口的內(nèi)部空腔，空腔內(nèi)安裝能在受力后產(chǎn)生形變的柱狀彈性體，彈性體底部伸出測力傳感器底部開口、與汽輪機機架接觸，所述彈性體外周面上粘結組成電橋電路的電阻應變片、感應彈性體的形變量；電橋電路的輸出端電連接轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)換電路輸出測力傳感器測量值的電信號。
2.根據(jù)權利要求1所述汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器，其特征在于:所述彈性體底部是球面。
3.根據(jù)權利要求1所述汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換電路設置在測力傳感器螺紋段上方的內(nèi)部空腔中。
4.根據(jù)權利要求1所述汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換電路包括依次連接的放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，編碼電路和通訊電路，將電阻值的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號、再通過傳輸協(xié)議發(fā)送至用戶端。
【專利摘要】本實用新型提供了一種汽輪機高中壓缸負荷分配測力傳感器，所述測力傳感器為圓柱體、中部設置有與高中壓缸支撐點處錨爪上的螺紋孔嚙合連接的外螺紋；測力傳感器螺紋段下方設置有一個具有底部開口的內(nèi)部空腔，空腔內(nèi)安裝柱狀彈性體，彈性體底部伸出測力傳感器底部開口、與汽輪機機架接觸，所述彈性體外周面上粘結組成電橋電路的電阻應變片；電橋電路的輸出端電連接轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)換電路輸出測力傳感器測量值的電信號。本實用新型測量精度高、真實可靠，結構簡單、重量輕，傳輸數(shù)字化、抗干擾能力強；本實用新型在高中壓缸合缸結構的汽輪機的安裝過程中可以得到很好的應用，簡單的改進卻起到了突出的效果和作用，實用性強，利于大規(guī)模推廣和使用。
【IPC分類】G01L1-22
【公開號】CN204330191
【申請?zhí)枴緾N201520023552
【發(fā)明人】虞濱, 胡明華, 管欣
【申請人】虞濱
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月14日