一种适用于位移调节控制系统的测量装置及方法与流程

1.本发明属于lvdt测量装置的技改领域，具体涉及一种适用于位移调节控制系统的测量装置及方法；尤其适用于汽轮机调门开度测量。


背景技术：

2.lvdt位移传感器广泛应用于调节(控制)系统，测量设备的位移状态，传统应用于调节(控制)系统的lvdt位移传感器的工作原理跟滑动变阻器一样，作为分压器使用，以相对电压的输出来呈现被测量设备的实际的位置。
3.现有lvdt位移传感器差动变压器结构设计决定了其存在以下问题：
4.1、电子尺老化或密封老化后，容易进入杂质，造成铁芯卡涩。
5.2、气水混合物或油污会沿密封部位进入lvdt内部，严重影响电刷的接触电阻，使显示的数字不停地跳动甚至是失灵。
6.3、调频干扰和静电干扰有可能让直线位移传感器的通讯显示数字跳动。
7.4、lvdt位移传感器抗高温效果差，温度变化带来的影响会导致铁芯卡涩失灵或损坏。
8.5、lvdt位移传感器量程越大，线性度相对越低。当传感器精度降低到一定水平，测量便失去了意义。因此lvdt位移传感器适用于微位移精密测量场合，很少用于大量程位移测量。
9.6、lvdt位移传感器因为铁芯惯性大、频响低、损耗大，快速动态信号测量响应度差。


技术实现要素：

10.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种适用于调节(控制)系统的新型lvdt测量装置，解决因现有lvdt测量装置面对高温和卡涩以及显示误差等问题，有效解决故障率高，提高装置可靠性，延长lvdt测量装置的使用时间，从而改善lvdt测量装置频繁更换的缺点。
11.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适用于位移调节控制系统的测量装置，包括高精度数字激光测距仪、支撑筒、测量杆，高精度数字激光测距仪设置在支撑筒的一端，测量杆可滑动地设置在支撑筒中，测量杆与高精度数字激光测距仪以及支撑筒同轴设置，测量杆一端位于支撑筒内，另一端与待测部件的滑动端相接；高精度数字激光测距仪连接有电源和信号采集盒。
12.测量杆位于支撑筒内的一端设置激光反射板，激光反射板的边缘设置导向轮，导向轮与支撑筒内壁滚动接触；支撑筒的端面设置螺纹封盖，螺纹封盖的中心开设通孔，所述通孔处设置滑动铜套，测量杆穿过滑动铜套。
13.滑动铜套与测量杆之间或螺纹封盖与滑动铜套之间设有间隙。
14.两个支撑筒侧面通过气管连通，所述气管连接微正压空气气源。
15.高精度数字激光测距仪还连接有ups电源，所述ups电源连接厂用电源。
16.支撑筒靠近高精度数字激光测距仪的一端内壁设置限位块。
17.平行设置有两组，两个测量杆与联动测量杆底板连接，联动测量杆底板与待测部件的滑动端相接。
18.支撑筒设置在设备基础或与设备基础连接的结构部件上。
19.基于本发明所述装置的测量方法，工作时，向高精度数字激光测距仪通电，待测部件的滑动端带动测量杆在支撑筒内滑动，测量杆带动激光测量面与高精度数字激光测距仪之间的距离发生改变，由高精度数字激光测距仪测得所述距离，并将信号反馈至信号采集盒。
20.用于测量汽轮机调门开度，联动测量杆端面连接阀门的行程机构。
21.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明测量装置的可靠性高，使用寿命长，各部位可单独拆卸、清理、维修和更换；采用高精度数字激光测量稳定性高、线性度高、测量范围广、可准确检测和标定微小范围运动，而且功耗低，快速动态信号测量响应度较好。具有良好的抗高温、抗电磁干扰、抗振动效果，且具有自密封特性。
22.进一步的，同时加装ups电源，设备连续工作稳定性高，可满足设备断电后，连续电源供应。联动双保险设置，可有效保证设备输出数据(测量值)稳定性。
附图说明
23.图1是一种适用调节(控制)系统的新型lvdt测量装置示意图。
24.图中：1、高精度数字激光测距仪；2、lvdt安装板；3、螺纹封盖；4、联动测量杆底板；5、限位块；6、ups电源；7、激光测量面；8、滑动铜套；9、信号采集盒；10、220v转24v电压转换器；11、微正压空气注入口；12、支撑筒。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明的技术方案。
27.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本发明的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本发明的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
28.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。
此外，同样的附图标记表示同样的部件。
29.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
30.本发明提供一种适用于调节(控制)系统的测量装置，代替原有的lvdt测量装置；采用的具体方案为：包括高精度数字激光测距仪1、支撑筒、测量杆，高精度数字激光测距仪1设置在支撑筒的一端，测量杆可滑动地设置在支撑筒中，测量杆与高精度数字激光测距仪1以及支撑筒同轴设置，测量杆一端位于支撑筒内，另一端与待测部件的滑动端相接；高精度数字激光测距仪1连接有电源和信号采集盒9；测量杆位于支撑筒内的一端设置激光反射板，激光反射板的边缘设置导向轮，导向轮与支撑筒内壁滚动接触；支撑筒的端面设置螺纹封盖3，螺纹封盖3的中心开设通孔，所述通孔处设置滑动铜套8，测量杆穿过滑动铜套8。
31.支撑筒12靠近高精度数字激光测距仪1的一端内壁设置限位块5，所述限位块5可以沿着支撑筒12内壁一周布置多个。
32.本发明上述装置平行设置有两组，两个测量杆与联动测量杆底板4连接，联动测量杆底板4与待测部件的滑动端相接；联动测量杆底板4为刚性板，当然，在适用的情况下，联动测量杆底板4也可以用一刚性杆件代替。
33.两个支撑筒的筒壁开设气孔，通过气管连通所述气孔，所述气管连接微正压空气气源，压缩空气从微正压空气注入口11进支撑筒12内，并从测量杆与滑动铜套8的间隙流出，形成一个相对密封空间，能对装置进行冷却还能保护内部环境，避免遭微尘污染。
34.支撑筒设置与设备基础或与设备基础连接的结构部件上，对于测量汽轮机调门开度，本发明优选将支撑筒12设置在安装lvdt安装板2上，还不用将原有的lvdt安装板2拆除。
35.基于本发明所述装置的测量方法，工作时，向高精度数字激光测距仪1通电，待测部件的滑动端带动测量杆在支撑筒内滑动，测量杆带动激光测量面与高精度数字激光测距仪1之间的距离发生改变，由高精度数字激光测距仪1测得所述距离，并将信号反馈至信号采集盒9。
36.优选的，将本发明所述装置及方法用于测量汽轮机调门开度，联动测量杆端面连接阀门的行程机构；能够实现及时准确测量汽轮机调门开度，联动双保险设置，可有效保证设备输出数据(测量值)稳定性。
37.利用高精度数字激光测距技术，采用导向(滑)轮替代技术结构；改进现有lvdt缺点。本发明旨在解决因现有lvdt测量装置面对高温和卡涩以及显示误差等问题，有效解决故障率高，提高装置可靠性，延长lvdt测量装置的使用时间，从而改善lvdt测量装置频繁更换的缺点；可靠性高、使用寿命长，各部位可单独拆卸、清理、维修、更换；高精度数字激光测量稳定性高、线性度高、测量范围广、可准确检测和标定微小范围运动，快速动态信号测量响应度较好；具有良好的抗高温、抗电磁干扰、抗振动效果，且具有自密封特性；高精度数字激光测量装置功耗低。同时加装6小时用电ups电源，设备连续工作稳定性高，可满足设备断电后，连续电源供应。
38.测量杆位于支撑筒12内的一端设置激光反射板，测量杆连接激光反射板的中心
处，激光反射板的边缘设置导向轮，导向轮与支撑筒内壁滚动接触；支撑筒的端面设置螺纹封盖3，螺纹封盖3的中心开设通孔，所述通孔处设置滑动铜套8，测量杆穿过滑动铜套8。
39.激光反射板的一周设置多个导向轮，导向轮采用轴承，激光反射板边缘沿周向设多个开口，所述开口处用于设置导向轮。
40.作为一个可选实施例，上述导向轮和激光反射板沿着测量杆轴向设置有两组，使得测量杆能更好地保持轴向移动。
41.可选的，激光反射板的具有一定个的厚度，激光反射板的一周设置多个球窝结构，所述球窝结构中设置滚珠，所述滚珠与支撑筒内壁滚动接触。
42.如图1所示，本发明所述的一种适用于调节(控制)系统的新型测量装置：将lvdt安装板2安装在固定位置，联动测量杆底板4安装于阀门的行程机构；工作时，通入220v电源，通过220v转24v电压转换器10，经6小时ups电源，进入高精度数字激光测距仪1；通过激光测量面 导向轮7或滑轮的上止点限位块5和下止点滑动铜套8来确定测量的0％-100％行程；上止点和下止点分别为限位块5和滑动铜套8处，反馈信号进入信号采集盒9与远端传输相结合；通过微正压空气注入口11注入微正压压缩空气，起到密封和冷却的作用，保证高温下测量装置的正常使用。