[發明專利]一種耐高溫非接觸式葉片測振傳感器

在審

• 申請號: 201410164745.1
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103954350A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張建華;朱正楊
• 申請（專利權）人: 久盛電氣股份有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 趙衛康

技術領域

本發明涉及一種測振傳感器，尤其涉及一種耐高溫非接觸式葉片測振傳感器。

背景技術

測振技術是在二十世紀七、八十年代發展起來的一門新型邊緣學科，近年來對此技術的發展日趨于成熟。在旋轉機械設備檢測中，振動測試與分析是應用最廣泛的，也是應用頻率最高的基本方法。通過對正在運行過程中的機械設備產生的振動現象進行監測，用振動信號傳遞的特性來分析設備的特征參數以及判斷設備的故障存在與否。

在測量監測的實踐過程中，接觸式測量最主要的缺點是在同一時間內只能測量有限個葉片。由于集流器的通道數目有限，加上試驗設備工作的復雜性，電阻應變片法同時觀察同一級上的所有葉片是不可能的，另外由于受客觀因素的影響，如貼片、導線粘貼牢固程度的影響，難以做到長期監測；接觸式也會對流體的流動、葉片的質量、剛性、阻尼等都有影響。因此接觸測量法存在難以克服的缺點，例如專利201120408300.5公開的一種便攜式測振裝置，包括設置在被測振動部件附近的傳感器，用于采集振動信號。而非接觸測量法由于其結構簡單、安裝便捷、監測范圍廣，同時不影響氣流流動和葉片頻率及阻尼等優點，日益成為我國葉片振動監測技術的發展方向，在高速旋轉振動測量中展現出廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐高溫非接觸式葉片測振傳感器，其整體性、連接的可靠性、器件的牢固性好，并且耐高溫、抗氧化，能達到監測要求，監測范圍廣、安裝方便。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種耐高溫非接觸式葉片測振傳感器，包括監測探頭和與之連接的信號傳輸導線，監測探頭由鉑銠合金芯極和95%氧化鋁陶瓷材料制成（Al₂O₃的含量為95%）；其中，95%氧化鋁陶瓷材料經過燒結成型作為中間絕緣層，95%氧化鋁陶瓷表面進行金屬化，與外層的鉑銠合金件進行焊接密封，形成一個密封體。

作為進一步的優選，所述信號傳輸導線以鎳鈷合金4J34合金絲作為信號傳輸芯線，選擇粒度不大于5um的高純度MgO微粉作為絕緣體填充層，825合金材料作為護套，通過組裝、退火、拉拔縮徑而成的一種新型三同軸電纜，對外來信號具有很好的屏蔽和抗干擾能力。

作為進一步的優選，所述監測探頭包括芯極，芯極外部是傳感器中間的絕緣層，包括燒結陶瓷和陶瓷墊環，絕緣層外部設有密封件，密封件包括焊接環、金屬墊環、外套和壓蓋。

作為進一步的優選，所述芯極、焊接環、金屬墊環、外套和壓蓋由鉑銠合金制成。

作為進一步的優選，所述燒結陶瓷、陶瓷墊環為95%氧化鋁陶瓷。

作為進一步的優選，所述信號傳輸導線的信號傳輸芯線與監測探頭的芯極連接。

作為進一步的優選，以重量百分比計，所述鉑銠合金為70%的鉑和30%的銠。

作為進一步的優選，選定脈沖儲能點焊來進行焊接連接。這種工藝不僅可以有效地保證焊接處的冶金結合，防止在高溫下可能發生不良冶金反應．而且能方便地調節工藝參數，在低倍放大鏡監視下于很小的空間操作以控制焊點接頭尺寸。通過對材料和焊點進行電熱處理，可進一步提高焊點質量。測試結果表明，焊點不增加額外的電阻值。經過1000-?????250℃，1000次溫度交變和900℃，200h持續高溫考驗后，所有焊點部位情況仍牢固完好。

本發明的有益效果如下：本發明非接觸式測振傳感器的整體性、連接的可靠性、器件的牢固性好，選擇的鉑銠合金和95%氧化鋁陶瓷熱膨脹系數相近，因此在高溫下它們之間可以緊密結合，耐高溫、抗氧化，確保能達到監測要求。使發熱元件的單位面積功率控制在合理范圍內，性能穩定，大大延長發熱元件的使用壽命。而且三同軸電纜的機械強度高、使用壽命長、耐高溫、耐輻照及屏蔽信號能力。

本發明將被測非電量變換成電量輸出，將描述機械振動量的物理量轉換成電量（電流、電壓、電荷）或電參數（電阻、電容、電感）的變化，然后輸至“二次”儀表進行放大及記錄、顯示或分析。

本發明可靠性高。經過天津大學測控權威研究機構研究，認為采用耐高溫非接觸式葉片測振傳感器可以對航空發動機、電站渦輪機及各種軸流式壓氣機等設備旋轉葉片振動的安全監測與診斷，及早發現問題解決問題。

本發明安裝方便。高溫葉片非接觸式測振傳感器的體積小,采用嵌入式安裝方式,安裝和更換時也很方便。

本發明價格便宜，經濟性高?，F代化發展的一個重要先進指標就是造價低廉,相對于其他高溫測振技術所用到的設備，?耐高溫葉片非接觸式測振傳感器的造價很低，單價僅為萬元左右。

附圖說明