【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及振動測量，具體為一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置及其使用方法。
技術介紹
1、水輪發電機是指以水輪機為原動機將水能轉化為電能的發電機，水流經過水輪機時，將水能轉換成機械能，水輪機的轉軸又帶動發電機的轉子，將機械能轉換成電能而輸出，是水電站生產電能的主要動力設備，水輪發電機在工作狀態下，由于水流不均勻、軸承故障等原因會導致水輪機軸發生低頻振動，這些問題不僅影響機組的穩定性和可靠性，還會增加維修成本，縮短設備壽命，甚至可能導致長期停機，因此，及時監測和處理低頻振動至關重要。
2、一般的傳感器由于內部的機械結構，其固有頻率較高，幅頻特性曲線在固有頻率以下衰減嚴重，且在有效的頻帶范圍內響應曲線存在過沖，不夠平坦，上述原因使得此類傳感器難以拾取低于固有頻率的信號。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置及其使用方法，解決了上述背景中提到的問題。
2、本專利技術提供如下技術方案：一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，包括：防護恒壓機構，所述防護恒壓機構的頂部設置有隔離恒壓機構，所述防護恒壓機構的內部分別安裝有共振器機構和準零剛度機構，且準零剛度機構位于共振器機構的下方，且共振器機構位于支撐防護機構與隔離恒壓機構之間。
3、優選的，所述防護恒壓機構包括主殼體、副殼體、支撐塊、第一密封圈、恒壓孔、安裝環槽和安裝頭，所述副殼體通過螺栓固定安裝在主殼體的底部，所述支撐塊固定連接在副殼體的內部，所述
4、優選的，所述隔離恒壓機構包括恒壓罩、彈性隔膜、第二密封圈和頂塊，所述恒壓罩通過螺栓固定安裝在主殼體的頂部，且恒壓罩與安裝頭之間設置有恒壓間隙，且恒壓間隙通過恒壓孔與主殼體相連通，所述彈性隔膜固定安裝在恒壓罩的頂部，所述第二密封圈固定連接在恒壓罩的底端，且第二密封圈位于恒壓罩與主殼體之間，所述頂塊固定連接在彈性隔膜頂部的內壁。
5、優選的，所述共振器機構包括上限位筒、下限位筒和限位環，所述上限位筒和所述下限位筒均固定連接在安裝頭的內部，且上限位筒與下限位筒相對分布，所述限位環滑動連接在上限位筒與下限位筒之間。
6、優選的，所述共振器機構還包括頂桿、質量塊和共振梁，所述頂桿固定插接在限位環的內部，且頂桿的表面分別與上限位筒頂端的內壁和下限位筒底端的內壁均滑動連接，所述質量塊的數量和所述共振梁的數量均為兩個，且兩個質量塊均滑動連接在頂桿的內部，所述共振梁分別固定插接在兩個質量塊的一端，且每一個質量塊和每一個共振梁為一組，且兩組質量塊和共振梁分別構成兩個共振結構。
7、優選的，所述共振器機構還包括防偏環、防偏架、導滑條和導槽，所述防偏環固定套接在頂桿底端的表面，所述防偏架固定連接在主殼體的內壁，所述導滑條一體式設置在防偏架的內壁，所述導槽開設在防偏環的內壁，且導槽的表面與導滑條的表面滑動連接。
8、優選的，所述共振器機構還包括連接環、彈簧片、連接架和套接環，所述連接環和所述連接架均固定套接在頂桿的表面，所述彈簧片固定連接在連接環與主殼體之間，所述套接環一體式設置在連接架的底部。
9、優選的，所述準零剛度機構包括感應線圈、磁鐵安裝座、連接條、上層電磁鐵、下層電磁鐵、導桿、中間永磁鐵、滑孔、上預壓彈簧和下預壓彈簧，所述感應線圈固定安裝在安裝環槽的內部，所述連接條固定插接在支撐塊的內壁，所述磁鐵安裝座分別一體式設置在連接條兩端的表面，所述上層電磁鐵和所述下層電磁鐵分別固定連接在兩個磁鐵安裝座的內部，所述導桿固定插接在兩個磁鐵安裝座之間，所述中間永磁鐵通過滑孔滑動連接在導桿的表面，且中間永磁鐵固定連接在套接環的內部，所述上預壓彈簧和所述下預壓彈簧分別位于中間永磁鐵的頂部和中間永磁鐵的底部，且上預壓彈簧和所述下預壓彈簧均活動套接在導桿的表面。
10、優選的，所述上層電磁鐵、所述下層電磁鐵和所述中間永磁鐵組成負剛度結構，所述中間永磁鐵、所述導桿、所述上預壓彈簧和所述下預壓彈簧組成正剛度結構。
11、一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置的使用方法，包括：
12、步驟s1：將裝置固定安裝在水輪發電機表面基座上，保障頂桿垂直放置在水輪機軸處；
13、步驟s2：在工作狀態下，頂桿會受到水輪機軸傳遞的振動激勵，共振器機構內部的質量塊和共振梁響應，使得兩個共振結構的頻率一致，進一步放大振動信號，以便于后續采集微弱的低頻信號；
14、步驟s3：調整上層電磁鐵和下層電磁鐵的電流的大小，使系統的剛度達到準零剛度，促使系統的有效檢測帶寬向低頻段拓展；
15、步驟s4：在準零剛度系統中，中間永磁鐵在磁力的作用上下移動，感應線圈切割磁力線產生感應電動勢，感應電動勢產生的電流波動信號就是檢測的低頻振動信號。
16、與現有技術對比，本專利技術具備以下有益效果：
17、該用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置及其使用方法，通過設置的防護恒壓機構、隔離恒壓機構、共振器機構和準零剛度機構，能夠通過通過控制上層電磁鐵和下層電磁鐵的電流的大小，可以實現系統的剛度變為準零剛度，促使系統的有效檢測帶寬向低頻段拓展，進而達到采集低頻信號的目的。
18、該用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置及其使用方法，通過設置的主殼體、副殼體、支撐塊、第一密封圈、恒壓孔、安裝環槽和安裝頭，以便于主殼體和副殼體拆裝維修和裝置的生產安裝，方便對裝置內部器件更換。
19、該用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置及其使用方法，通過設置的恒壓罩、彈性隔膜、第二密封圈和頂塊，也能夠在頂桿檢測振動不斷伸縮時保障限位環兩側的氣壓平衡，同時能夠通過彈性隔膜的漲縮補償頂桿伸縮時對裝置內部氣壓的改變，保障裝置內外氣壓趨近平衡。
20、該用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置及其使用方法，通過設置的頂桿、質量塊和共振梁，當共振結構受到振動激勵后，兩個共振梁會同時響應激勵源的振動，并且可以實現共振疊加，進一步放大振動信號。
21、該用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置及其使用方法，通過設置的感應線圈、磁鐵安裝座、連接條、上層電磁鐵、下層電磁鐵、導桿、中間永磁鐵、滑孔、上預壓彈簧和下預壓彈簧，能夠通過電流控制上層電磁鐵和下層電磁鐵的磁力大小和方向，通過上層電磁鐵和下層電磁鐵的磁力大小和方向控制，能夠控制中間永磁鐵運動時的阻力大小，從而控制負剛度大小，進而實現對準零剛度的總剛度調節。
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1.一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，包括：防護恒壓機構，所述防護恒壓機構的頂部設置有隔離恒壓機構，所述防護恒壓機構的內部分別安裝有共振器機構和準零剛度機構，且準零剛度機構位于共振器機構的下方，且共振器機構位于支撐防護機構與隔離恒壓機構之間。
2.根據權利要求1所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述防護恒壓機構包括主殼體（101）、副殼體（102）、支撐塊（103）、第一密封圈（104）、恒壓孔（105）、安裝環槽（106）和安裝頭（107），所述副殼體（102）通過螺栓固定安裝在主殼體（101）的底部，所述支撐塊（103）固定連接在副殼體（102）的內部，所述第一密封圈（104）固定連接在副殼體（102）的表面，且第一密封圈（104）位于主殼體（101）與副殼體（102）之間，所述恒壓孔（105）貫穿開設在主殼體（101）的上表面，所述安裝環槽（106）設置在主殼體（101）的內壁，所述安裝頭（107）一體式設置在主殼體（101）的頂部。
3.根據權利要求2所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述
4.根據權利要求3所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述共振器機構包括上限位筒（301）、下限位筒（302）和限位環（303），所述上限位筒（301）和所述下限位筒（302）均固定連接在安裝頭（107）的內部，且上限位筒（301）與下限位筒（302）相對分布，所述限位環（303）滑動連接在上限位筒（301）與下限位筒（302）之間。
5.根據權利要求4所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述共振器機構還包括頂桿（304）、質量塊（305）和共振梁（306），所述頂桿（304）固定插接在限位環（303）的內部，且頂桿（304）的表面分別與上限位筒（301）頂端的內壁和下限位筒（302）底端的內壁均滑動連接，所述質量塊（305）的數量和所述共振梁（306）的數量均為兩個，且兩個質量塊（305）均滑動連接在頂桿（304）的內部，所述共振梁（306）分別固定插接在兩個質量塊（305）的一端，且每一個質量塊（305）和每一個共振梁（306）為一組，且兩組質量塊（305）和共振梁（306）分別構成兩個共振結構。
6.根據權利要求5所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述共振器機構還包括防偏環（307）、防偏架（308）、導滑條（309）和導槽（310），所述防偏環（307）固定套接在頂桿（304）底端的表面，所述防偏架（308）固定連接在主殼體（101）的內壁，所述導滑條（309）一體式設置在防偏架（308）的內壁，所述導槽（310）開設在防偏環（307）的內壁，且導槽（310）的表面與導滑條（309）的表面滑動連接。
7.根據權利要求6所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述共振器機構還包括連接環（311）、彈簧片（312）、連接架（313）和套接環（314），所述連接環（311）和所述連接架（313）均固定套接在頂桿（304）的表面，所述彈簧片（312）固定連接在連接環（311）與主殼體（101）之間，所述套接環（314）一體式設置在連接架（313）的底部。
8.根據權利要求7所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述準零剛度機構包括感應線圈（401）、磁鐵安裝座（402）、連接條（403）、上層電磁鐵（404）、下層電磁鐵（405）、導桿（406）、中間永磁鐵（407）、滑孔（408）、上預壓彈簧（409）和下預壓彈簧（410），所述感應線圈（401）固定安裝在安裝環槽（106）的內部，所述連接條（403）固定插接在支撐塊（103）的內壁，所述磁鐵安裝座（402）分別一體式設置在連接條（403）兩端的表面，所述上層電磁鐵（404）和所述下層電磁鐵（405）分別固定連接在兩個磁鐵安裝座（402）的內部，所述導桿（406）固定插接在兩個磁鐵安裝座（402）之間，所述中間永磁鐵（407）通過滑孔（408）...
【技術特征摘要】
1.一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，包括：防護恒壓機構，所述防護恒壓機構的頂部設置有隔離恒壓機構，所述防護恒壓機構的內部分別安裝有共振器機構和準零剛度機構，且準零剛度機構位于共振器機構的下方，且共振器機構位于支撐防護機構與隔離恒壓機構之間。
2.根據權利要求1所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述防護恒壓機構包括主殼體（101）、副殼體（102）、支撐塊（103）、第一密封圈（104）、恒壓孔（105）、安裝環槽（106）和安裝頭（107），所述副殼體（102）通過螺栓固定安裝在主殼體（101）的底部，所述支撐塊（103）固定連接在副殼體（102）的內部，所述第一密封圈（104）固定連接在副殼體（102）的表面，且第一密封圈（104）位于主殼體（101）與副殼體（102）之間，所述恒壓孔（105）貫穿開設在主殼體（101）的上表面，所述安裝環槽（106）設置在主殼體（101）的內壁，所述安裝頭（107）一體式設置在主殼體（101）的頂部。
3.根據權利要求2所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述隔離恒壓機構包括恒壓罩（201）、彈性隔膜（202）、第二密封圈（203）和頂塊（204），所述恒壓罩（201）通過螺栓固定安裝在主殼體（101）的頂部，且恒壓罩（201）與安裝頭（107）之間設置有恒壓間隙，且恒壓間隙通過恒壓孔（105）與主殼體（101）相連通，所述彈性隔膜（202）固定安裝在恒壓罩（201）的頂部，所述第二密封圈（203）固定連接在恒壓罩（201）的底端，且第二密封圈（203）位于恒壓罩（201）與主殼體（101）之間，所述頂塊（204）固定連接在彈性隔膜（202）頂部的內壁。
4.根據權利要求3所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述共振器機構包括上限位筒（301）、下限位筒（302）和限位環（303），所述上限位筒（301）和所述下限位筒（302）均固定連接在安裝頭（107）的內部，且上限位筒（301）與下限位筒（302）相對分布，所述限位環（303）滑動連接在上限位筒（301）與下限位筒（302）之間。
5.根據權利要求4所述的一種用于水輪發電機的磁電位移檢測裝置，其特征在于，所述共振器機構還包括頂桿（304）、質量塊（305）和共振梁（306），所述頂桿（304）固定插接在限位環（303）的內部，且頂桿（304）的表面分別與上限位筒（301）頂端的內壁和下限位筒（302）底端的內壁均滑動連接，所述質量塊（305）的數量和所述共振梁（306）的數量均為兩個，且兩個質量塊（305）均滑動連接在頂桿（304）的內部，所述共振梁（306）分別固定插接在兩個質量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王勇飛，梁鵬翔，鄒磊，高勇，韓濤，李昂，黃曉波，伍糠，王熙，
申請(專利權)人：國能大渡河檢修安裝有限公司，
類型：發明
國別省市：
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