静磁栅行程检测装置在兴隆航电枢纽中的应用.pdf

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1、第45卷第12期人民长江Vo1．45，No．122014年6月YangtzeRiverJune，2014文章编号：1001—4179(2014)12—0097—03静磁栅行程检测装置在兴隆航电枢纽中的应用纪九军，王可，徐传仁(1．武汉科学技术情报中心，湖北武汉430023；2．长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430010；3．武汉静磁栅机电制造有限公司，湖北武汉430012)摘要：行程检测装置是被广泛应用于水利枢纽中的水工金属结构设备，是启闭机上一种相当重要的关键性检测装置，其测量精度、工作的稳定性和可靠性以及抗干扰能

2、力等，直接关系到闸门和启闭机的运行安全。为确保大型水利枢纽运行的安全性和可靠性，研制出了具有检测精度高、安全可靠以及抗恶劣工作环境能力强等许多良好特性的新型检测设备——静磁栅行程检测装置。介绍了静磁栅行程检测装置的各项参数指标、工作原理、结构布置与性能特点，以及其在兴隆水利枢纽实际工程中的运行状况和效果。关键词：静磁栅位移传感器；磁性条形码；静磁栅行程检测装置；闸门启闭机；兴隆航电枢纽中图法分类号：TK731文献标志码：A枢纽泄水闸和船闸闸门液压启闭机上得到了成功应1项目概述用，且取得了较好的使用效果引。兴隆水利枢纽位

3、于汉江下游湖北省潜江、天门市2装置的工作原理、结构及性能特点境内，上距丹江口枢纽378．3km，下距河口273．7km；是南水北调中线汉江中下游4项治理工程之一，同时2．1工作原理及结构也是汉江中下游水资源综合开发利用的一项重要工静磁栅位移传感器由条状且相互分离的两部分组程。成：兴隆水利枢纽正常蓄水位为36．20m，相应库容(1)含有精密位置信息的磁性条形码装置，称为为2．73亿m，规划灌溉面积为218400hm，规划航静磁栅源(或测量杆)。这部分的特征是无源，截面形道等级为Ⅲ级，电站装机容量为40MW。该枢纽为I态不

4、拘，可使用除碳素钢材之外的任何金属或非金属等工程，工程规模为大(一)型，主要建筑物有泄水闸、材料做磁性条形码的封装载体。电站厂房、船闸及鱼道等。泄水闸为56孑L开敞式平底(2)由霍尔线性阵列构成的计算机感测系统，称闸，其中54孔为泄水孔，另外2孔具备有泄水和排漂为静磁栅尺。这部分的特征是有源、低功耗。长条状双重功能，每孑L均布置有弧形工作闸门和双吊点液压电子采集仓截面可以非常微小，可使用除碳素钢之外启闭机。船闸级别为Ⅲ级，闸室段顺水流方向长度为的任何金属或非金属材料进行高度密封(实际产品密186m，有效通航宽度为23m

5、。船闸布置有上闸首和封壳体一般由铝合金或不锈钢制造)。下闸首人字门、输水阀门、上闸首活动桥及操作这些闸静磁栅源的磁性条形码排布轴线与静磁栅尺霍尔门、活动桥的液压启闭机。线性阵列排布轴线平行，静磁栅源和静磁栅尺在保持静磁栅位移传感器是近年来研究出来的一种新颖约定间隙的状态下相对运动，即可由静磁栅尺输出准的传感器，它应用磁性条形码原理来检测物体位移。确的位移信号。在静磁栅位移传感器基础上开发出来的用于行程检测静磁栅位移传感器的工作原理如图1所示。位移的专利产品——静磁栅行程检测装置，已在兴隆水利传感器专利要点：①结构A与结

6、构B按箭头所示方向收稿日期：2014—04—19作者简介：纪九军，女，高级工程师，硕士研究生，主要从事科技情报及信息研究管理工作。E—mail：jxtuyi@163．eom98人民长江相对运动；②图A是结构A的俯视示意图，图B是路板上的数据处理器，运用单片机的数据处理功能协结构B的俯视示意图；③结构A内置永久磁性体，形调计算，静磁栅尺即可通过接插端口发出位置信号。状不拘；④结构A依据内置磁性体的个数、极性(图中位置信号经外部信号转换器转换，可产生DC4～20s，N)、大小(图中D1～D5)、相邻磁性体间距(图中L1mA

7、、16位并行数字信号、数字化SSI位移信号或多种～L4)4因素中的任意2个及以上因素组成位置编码；工业级数字化通讯信号如MODBUS等，从而完成物体⑤结构A中5磁性体组成一编码区，在A有限任意长相对位移的检测。度内可以安排任意组不同编码区；⑥结构B内置磁场2．2性能特点强度感应带M，感应带M感应结构A编码磁性体的个静磁栅行程检测装置应用磁性条形码原理来检测数、极性、大小和间距，同时感应A编码区的位置，由物体位移，是静磁栅位移读码器与绝对编码器技术的此解析绝对位移电信号。结合。用于水利水电工程的静磁栅行程检测装置为外置刚

8、性结构绝对编码型式，不同于传统的由钢丝绳带动编码器旋转、由旋转运动转换为直线位移的方式，它直接测量启闭机的直线位移，无需进行换算，因而检测精度可达±1mm。此外，静磁栅行程检测装置还有以下特点：(1)静磁栅绝对编码器可使位移量以绝对型输出，具有断电记忆功能，失电后能长时间保存绝对位置数据。其“空间栅片”具有非常固定的编号，可真正做