[發明專利]發電機組的擺度傳感器全量程溫度補償方法及系統

有效

• 申請號: 201310299591.2
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103363886A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 羅孝兵;鄭水華;藍彥;劉果;叢山樺;盧欣春;李桂平;葉宗順;華濤;劉冠軍;劉艷平;景波云;熊光亞;安寶慶;潘偉峰;張紅芳;李杰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網電力科學研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及發電機組監測技術領域，具體涉及一種發電機組的擺度傳感器全量程溫度補償方法。

背景技術

發電機組是電廠的關鍵設備，機組運行狀態的好壞直接影響電廠的安全運行，發電機組轉軸擺動過大是發電機組最為常見的故障之一，較大的擺動直接影響機組的安全運行，它是評價機組運行質量、檢修質量的重要指標。采用在線式擺度監測，可以即時、準確評估機組的運行狀態，根據機組狀態作出檢修決策，確定檢測的時間、內容和方法，并且預測機組的剩余服務時間，以確保設備安全經濟運行。

目前，市場上實現發電機組擺度監測主要采用電渦流位移傳感器，這種傳感器的優點是可以實現非接觸式測量、靈敏度高、響應快；但是其缺點是容易受到溫度的影響，而且隨著位移量的增加，溫度漂移呈非線性增大。為進一步提高電渦流傳感器全量程范圍內的測量精度，需要進行全量程溫度補償。電渦流傳感器工作原理如下：根據欏次定律，當一高頻信號激勵探頭中的線圈時，便產生高頻電磁場。當這個磁場作用于被測金屬導體時，則在被測體表面形成一個感應電流，此感應電流亦產生一個與原磁場方向相反的交變磁場。因此，這兩個磁場相互疊加就改變了探頭線圈的阻抗。線圈受到導體影響之后的等效阻抗Z為：

式中：R1?—線圈阻抗的實部，它包括線圈的電阻，線圈連同骨架中電解質的磁損；L1?—線圈自身的電感；R2—被測金屬導體的等效電阻，它取決于電渦流路徑的幾何尺寸和電阻率；L2—被測金屬導體的等效電感；M—線圈與被測導體之間的互感系數，隨傳感器線圈與被測體之間距離縮短而增大；?ω—角頻率。

可見，電渦流傳感器是載流線圈與被測金屬體的統一體，其溫度穩定性主要取決于以下幾個因素：?1)?傳感器探頭電學特性的溫度漂移，它主要反映在探頭電阻與電感這兩個參數上；2)?被測體的電阻、電感損耗溫度特性；3)?檢測電路的溫度穩定性；4)?探頭與被測體之間耦合強度的溫漂。

由此可知，電渦流位移傳感器受溫度影響的因素幾乎包括傳感器系統的所有部件和材料，采用傳統的單一參數溫度補償，只能滿足一般的要求，若要精確測量，很難達到理想的效果。

現有技術中為進一步提高電渦流傳感器全量程范圍內的測量精度，一般需要進行全量程溫度補償；針對這類傳感器，傳統的溫度補償方法主要有兩類：探頭線圈補償法（如特殊材質法、差動線圈法）和前置檢測器補償法（如熱敏器件法），下面分別介紹下：

1）探頭線圈補償法，如采用特殊材質制造探頭線圈、采用補償線圈（包括無感補償線圈）的差動測量溫度補償方法等，其目的都是盡可能降低探頭線圈電阻溫度漂移這一個因素對傳感器溫度漂移的影響，而其余因數的溫漂未能考慮，不能降低這類傳感器使用中被測金屬體的電、磁特性參數、檢測電路以及與位移有關的電渦流耦合強度等因素所產生的各種溫度漂移，因而不能實現全量程溫度補償；

2）前置檢測器補償法，如輸出級熱敏元件補償法，其僅對傳感器的輸出進行一個隨溫度變化的靜態補償值，未考慮到這類傳感器使用中被測金屬體電渦流效應溫度漂移影響度是隨位移變化而變化的，補償量與位移無關，故不能實現全量程溫度補償。

這些傳統的溫度補償方法主要著重某一個溫度漂移因素的補償，未綜合考慮引起溫漂的其他因素，不能實現全量程溫度補償，導致發電機組擺度傳感器的監測效果不佳。

發明內容

為了克服傳統的溫度補償方法主要著重某一個溫度漂移因素的補償，未綜合考慮引起溫漂的其他因素，導致發電機組擺度傳感器的監測效果不佳的問題。本發明的發電機組的擺度傳感器全量程溫度補償方法，在傳感器的線性校正網絡中增加一個全量程溫度補償網絡，綜合補償傳感器的各種溫度漂移因素，實現溫度補償量隨位移變化而相應變化，解決了發電機組擺度傳感器的全量程溫度補償技術問題，且適用于各類電渦流傳感器的全量程溫度補償，具備廣泛的實用性。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種發電機組的擺度傳感器全量程溫度補償方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟（1）建立擺度傳感器的全量程溫度補償網絡；

步驟（2）將步驟（1）的全量程溫度補償網絡安裝在發電機組擺度傳感器的前置檢測器中，與前置檢測器內的線性校正網絡串聯在一起，構成新型線性校正網絡；

步驟（3）根據擺度傳感器所處安裝環境溫度變化，全量程溫度補償網絡自動調節網絡的電阻值，步驟（2）中所建立的新型線性校正網絡利用非線性調節特性，動態地改變擺度傳感器的相應位移點的溫度補償量；