[發明專利]測量旋轉物體垂直移動距離的裝置及方法

在審

• 申請號: 202110052049.1
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112762800A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 趙遠;謝輝平;賴見令;謝明;余凱鵬
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司
• 主分類號: G01B5/14
• 分類號: G01B5/14;G01B11/14;F03B11/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種測量旋轉物體垂直移動距離的裝置及方法，通過在同一水平軸向上的激光發射器和透明刻度尺下部設置鏡面反射板，激光發射器發出的光源傾斜照射到鏡面反射板上，鏡面反射板反射的光束與透明刻度尺的刻度對應，激光發射器和透明刻度尺與機頭蓋板連接，鏡面反射板與閥盤連接，大軸旋轉帶動閥盤和鏡面反射板同步旋轉，鏡面反射板反射的光束間歇掃過透明刻度尺，當光束在透明刻度尺上對應的初始位置發生變化時，即可測量出閥盤高度移動值。本發明克服了原水輪機補氣閥盤隨大軸旋轉不能直接觀察垂直移動變化的問題，具有結構簡單，不僅能夠直觀觀察閥盤高度的變化，還可精確測得高度變化值，掌握盤閥動作的幅度，操作簡單方便的特點。

技術領域

本發明屬于水輪機組運行監測技術領域，涉及一種測量旋轉物體垂直移動距離的裝置及方法。

背景技術

為了滿足水輪機在部分負荷工況下穩定運行的要求，一般設置有通過發電機上端軸頂部向轉輪下方補入自然空氣的補氣系統；該補氣系統一般由進氣管、補氣閥、補氣管、逆止閥、消音裝置等組成。機組運行過程中補氣閥隨著大軸高速旋轉而旋轉，當轉輪室的負壓達到設定值時，補氣閥閥盤打開，向轉輪室補入自然空氣，消除負壓。

由于補氣閥位于大軸中心，是轉動部件，目前國內外尚無針對其運行工況很有效的監測手段，一般通過監測進氣管風量來間接評估補氣閥的動作情況，監測精度不高且不直觀。由于這種盤閥動作調整非常頻繁，其動作幅度為0~160mm，而且機組運行時盤閥一直是高速旋轉的，且大軸上方安裝有機頭蓋，人眼無法直接觀察。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種測量旋轉物體垂直移動距離的裝置及方法，結構簡單，采用在同一水平軸向上的激光發射器和透明刻度尺下部設置鏡面反射板，激光發射器發出的光源傾斜照射到鏡面反射板上，鏡面反射板反射的光束與透明刻度尺的刻度對應，激光發射器和透明刻度尺與機頭蓋板連接，鏡面反射板與閥盤連接，大軸旋轉帶動閥盤和鏡面反射板同步旋轉，鏡面反射板反射的光束間歇掃過透明刻度尺，當光束在透明刻度尺上對應的初始位置發生變化時，即可測量出閥盤高度移動值，不僅能夠直觀觀察閥盤高度的變化，還可精確測得高度變化值，掌握盤閥動作的幅度，操作簡單方便。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種測量旋轉物體垂直移動距離的裝置，它包括鏡面反射板、激光發射器、透明刻度尺和機頭蓋板；所述鏡面反射板位于激光發射器和透明刻度尺的下方，激光發射器和透明刻度尺位于同一軸線上與機頭蓋板連接，激光發射器發出的光源朝向鏡面反射板，鏡面反射板反射的光源與透明刻度尺的刻度對應。

所述機頭蓋板上設置貫穿的槽口，透明刻度尺與槽口配合。

所述激光發射器位于機頭蓋板的下側面與其連接。

所述激光發射器發出的光源與鏡面反射板成傾角狀。

所述激光發射器發出的光束照射點位于鏡面反射板的中心。

所述鏡面反射板反射到透明刻度尺上的初始刻度為零刻度值。

所述鏡面反射板旋轉時，鏡面反射板反射的光束間歇性反射到透明刻度尺上。

所述鏡面反射板與激光發射器之間的垂直距離發生變化時，則鏡面反射板反射的光點在透明刻度尺上會發生改變。

所述激光發射器與透明刻度尺的零刻度距離為L，激光發射器的光源照射角為θ，激光發射器與鏡面反射板的垂直距離為H，則H=0.5L* cotθ。

如上所述的測量旋轉物體垂直移動距離的裝置的測量方法，它包括如下步驟：

S1，安裝鏡面反射板，將鏡面反射板固定在閥盤上，與閥盤軸徑向垂直，反射面朝上；

S2，安裝激光發射器，將激光發射器安裝于機頭蓋板下側，位于鏡面反射板的垂直方向上；激光發射器發射的激光束照射在鏡面反射板的中心點上；記錄鏡面反射板到激光發射器之間的初始高度值；記錄激光發射器的光源發射角度；