本发明属于水利机械现场测试,涉及一种电涡流式位移测试装置及标定方法。
背景技术:
1、电涡流式位移传感器具有非接触式测量、快速响应、高精度、宽频带范围等优势,已经广泛应用于各种工业领域的测量和监测。在水利机械行业,电涡流式位移传感器可用于测试旋转轴系径向位移和轴向振动,可提供关键的数据支持,确保水利设施安全运行和有效管理。电涡流式位移传感器的标定精度直接影响到测试信号的准确性。上述传感器的标定过程通常在静标定台上进行。这种标定方式与工程实际测量存在差异:1. 静标定台的标定材质与被测机组的轴材质不同,因此标定时的传感器灵敏度系数与实际应用时有差异,需要进行修正。2. 静标定台的测试面为平面,实际待测轴表面为弧面,平面标定的系数应用于弧面也会产生一定误差。
2、专利cn111043944a,电涡流位移传感器原位标定装置采用在安装现场使用x/y轴高精度位移平台标定电涡流传感器,可实现在测试现场原位标定电涡流传感器。在完成传感器标定后,需要去除x/y轴位移平台,再重新将电涡流传感器进行安装,这个步骤引入了传感器两次安装角度不同带来的测试误差。
3、专利cn216044137u,一种水电机组摆度传感器原位标定装置采用将电涡流传感器集成在x/y轴高精度位移平台上的结构形式,实现原位标定电涡流传感器。这种传感器结构形式在长时间振动过程中存在位移平台锁紧机构松动的风险。螺旋微分头在振动环境中寿命也会下降,影响后续标定的准确性,螺旋微分头在现场环境中还存在受到剐蹭、碰撞的风险。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种电涡流式位移测试装置及标定方法,具有在安装现场原位标定的功能,具有在使用过程中稳定连接的特点。
2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种电涡流式位移测试装置,它包括电涡流传感器主体和安装台面组件;电涡流传感器主体和安装台面组件滑移限位配合;电涡流传感器主体包括下壳体、上盖、密封垫圈、电涡流探头、防水插头、导光柱和射频天线;电涡流探头、防水插头安装在下壳体上形成下端组件;导光柱、射频天线安装在上盖上面形成上端组件;下端组件和上端组件之间设置密封垫圈并连接形成电子仓组件;电子仓组件内有电涡流信号调理线路板和通讯功能线路板。
3、安装台面组件包括导轨台面结构件、限位结构件和减震弹簧;导轨台面结构件首尾两端有安装螺纹孔,限位结构件通过螺钉与导轨台面结构件进行固定;导轨台面结构件和限位结构件之间形成滑槽,电涡流传感器主体在滑槽内移动。
4、导轨台面结构件正面有螺栓孔,使用螺栓将导轨台面结构件固定在基座上定形成整体。
5、滑槽两侧有矩形凹槽与下壳体上的矩形凸齿形成配合,用于电涡流传感器主体导入滑槽,还用于限制电涡流传感器主体在竖直方向上的移动。
6、导轨台面结构件侧边开有限位螺纹孔,用螺栓将电涡流传感器主体从侧边进行锁紧;导轨台面结构件上还有2个v型槽,用自攻螺丝将电涡流传感器主体固定在导轨台面结构件上。
7、减震弹簧安装在导轨台面结构件和限位结构件之间;限位结构件上有减震弹簧安装孔,下壳体上有减震弹簧安装盲孔,限位结构件上还有调节螺纹孔,调节螺钉穿过调节螺纹孔微调电涡流传感器主体所处位置。
8、电涡流传感器主体与限位结构件之间存在间隙用于测试和精准定位。
9、通讯功能线路板与上位机进行有线通讯或无线通讯;进行无线通讯时,信号通过射频天线传输;射频天线为外置天线或内置天线。
10、当射频天线为内置天线时,电子仓上壳体材料为塑料;塑料材料为聚氯乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯。
11、如上的电涡流式位移测试装置的使用方法,包括如下步骤:
12、s1,将一个限位结构件安装在导轨台面结构件上,将导轨台面结构件通过螺栓孔安装在基座上,安装有限位结构件一端朝向待测轴面;
13、s2,将电涡流传感器主体导入滑槽,滑槽两侧的矩形凹槽与下壳体上的矩形凸齿形成配合,将另一个限位结构件安装在导轨台面结构件的另一端;
14、s3,将2个减震弹簧安装在导轨台面结构件和限位结构件之间,调整电涡流传感器主体位置,使其处于滑槽中部;
15、s4,使用调节螺钉穿过一个限位结构件上的调节螺纹孔,微调电涡流传感器主体位置,使其移动到滑槽正中间位置;
16、s5,使用限位螺钉通过侧边限位螺纹孔将电涡流传感器主体进行固定;测量并记录前端限位结构件与电涡流传感器主体端面间隙,记录电涡流传感器采集的电压;分别记录两侧的端面间距后再取平均值,减小由端面角度造成的测试误差;
17、s6,卸下侧边限位螺钉,使用调整调节螺钉调整电涡流传感器主体位置,使其距离被测轴的距离增加或减小直至达到导轨台面行程满量程处,期间记录每次间距和采集电压;完成所有标定测试后,分析数据得到灵敏度系数;
18、s7,标定结束后,重复步骤4将电涡流传感器主体移动到滑槽中间位置附近;使用侧边限位螺钉将电涡流传感器主体进行固定,再使用自攻螺丝将电涡流传感器主体固定在导轨台面结构件上;自攻螺丝穿过电子仓组件的螺纹孔与导轨台面结构件上的v型槽进行接触;记录此时的间距与电涡流传感器输出电压,作为测试系统参考零点。
19、本发明的主要有益效果在于:
20、实现电涡流式位移测试系统原位标定。
21、在使用过程中无可动部件,与安装面连接可靠、紧固。
22、具有在安装现场原位标定的功能,具有在使用过程中稳定连接的特点。
23、电涡流传感器主体与限位结构件之间设置的间隙,可使用游标卡尺测试间隙距离,用于传感器主体组件的精准定位。
24、记录间隙之间的间距与电涡流传感器输出电压,可作为测试系统参考零点。
1.一种电涡流式位移测试装置,其特征是:它包括电涡流传感器主体和安装台面组件;所述电涡流传感器主体和安装台面组件滑移限位配合;电涡流传感器主体包括下壳体(4)、上盖(2)、密封垫圈(9)、电涡流探头(6)、防水插头(10)、导光柱(3)和射频天线(1);电涡流探头(6)、防水插头(10)安装在下壳体(4)上形成下端组件;导光柱(3)、射频天线(1)安装在上盖(2)上面形成上端组件;下端组件和上端组件之间设置密封垫圈(9)并连接形成电子仓组件;电子仓组件内有电涡流信号调理线路板(11)和通讯功能线路板(12)。
2.根据权利要求1所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:所述安装台面组件包括导轨台面结构件(8)、限位结构件(5)和减震弹簧(7);导轨台面结构件(8)首尾两端有安装螺纹孔(304),限位结构件(5)通过螺钉与导轨台面结构件(8)进行固定;导轨台面结构件(8)和限位结构件(5)之间形成滑槽,电涡流传感器主体在滑槽内移动。
3.根据权利要求2所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:所述导轨台面结构件(8)正面有螺栓孔(302),使用螺栓将导轨台面结构件固定在基座上定形成整体。
4.根据权利要求2所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:所述滑槽两侧有矩形凹槽(305)与下壳体上的矩形凸齿(401)形成配合,用于电涡流传感器主体导入滑槽,还用于限制电涡流传感器主体在竖直方向上的移动。
5.根据权利要求2所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:所述导轨台面结构件(8)侧边开有限位螺纹孔(301),用螺栓将电涡流传感器主体从侧边进行锁紧;导轨台面结构件(8)上还有2个v型槽(303),用自攻螺丝将电涡流传感器主体固定在导轨台面结构件(8)上。
6.根据权利要求2所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:所述减震弹簧(7)安装在导轨台面结构件(8)和限位结构件(5)之间;限位结构件(5)上有减震弹簧安装孔(502),下壳体上有减震弹簧安装盲孔(402),限位结构件(5)上还有调节螺纹孔(501),调节螺钉穿过调节螺纹孔(501)微调电涡流传感器主体所处位置。
7.根据权利要求1所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:所述电涡流传感器主体与限位结构件之间存在间隙(601)用于测试和精准定位。
8.根据权利要求1所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:所述通讯功能线路板(12)与上位机进行有线通讯或无线通讯;进行无线通讯时,信号通过射频天线(1)传输;射频天线(1)为外置天线或内置天线。
9.根据权利要求8所述的电涡流式位移测试装置,其特征是:当射频天线为内置天线时,电子仓上壳体材料为塑料;塑料材料为聚氯乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯。
10.根据权利要求1~9任一项所述的电涡流式位移测试装置的使用方法,其特征是,包括如下步骤:
