[发明专利]测量旋转物体垂直移动距离的装置及方法

说明书

一种测量旋转物体垂直移动距离的装置及方法，通过在同一水平轴向上的激光发射器和透明刻度尺下部设置镜面反射板，激光发射器发出的光源倾斜照射到镜面反射板上，镜面反射板反射的光束与透明刻度尺的刻度对应，激光发射器和透明刻度尺与机头盖板连接，镜面反射板与阀盘连接，大轴旋转带动阀盘和镜面反射板同步旋转，镜面反射板反射的光束间歇扫过透明刻度尺，当光束在透明刻度尺上对应的初始位置发生变化时，即可测量出阀盘高度移动值。本发明克服了原水轮机补气阀盘随大轴旋转不能直接观察垂直移动变化的问题，具有结构简单，不仅能够直观观察阀盘高度的变化，还可精确测得高度变化值，掌握盘阀动作的幅度，操作简单方便的特点。

技术领域

本发明属于水轮机组运行监测技术领域，涉及一种测量旋转物体垂直移动距离的装置及方法。

背景技术

为了满足水轮机在部分负荷工况下稳定运行的要求，一般设置有通过发电机上端轴顶部向转轮下方补入自然空气的补气系统；该补气系统一般由进气管、补气阀、补气管、逆止阀、消音装置等组成。机组运行过程中补气阀随着大轴高速旋转而旋转，当转轮室的负压达到设定值时，补气阀阀盘打开，向转轮室补入自然空气，消除负压。

由于补气阀位于大轴中心，是转动部件，目前国内外尚无针对其运行工况很有效的监测手段，一般通过监测进气管风量来间接评估补气阀的动作情况，监测精度不高且不直观。由于这种盘阀动作调整非常频繁，其动作幅度为0~160mm，而且机组运行时盘阀一直是高速旋转的，且大轴上方安装有机头盖，人眼无法直接观察。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量旋转物体垂直移动距离的装置及方法，结构简单，采用在同一水平轴向上的激光发射器和透明刻度尺下部设置镜面反射板，激光发射器发出的光源倾斜照射到镜面反射板上，镜面反射板反射的光束与透明刻度尺的刻度对应，激光发射器和透明刻度尺与机头盖板连接，镜面反射板与阀盘连接，大轴旋转带动阀盘和镜面反射板同步旋转，镜面反射板反射的光束间歇扫过透明刻度尺，当光束在透明刻度尺上对应的初始位置发生变化时，即可测量出阀盘高度移动值，不仅能够直观观察阀盘高度的变化，还可精确测得高度变化值，掌握盘阀动作的幅度，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种测量旋转物体垂直移动距离的装置，它包括镜面反射板、激光发射器、透明刻度尺和机头盖板；所述镜面反射板位于激光发射器和透明刻度尺的下方，激光发射器和透明刻度尺位于同一轴线上与机头盖板连接，激光发射器发出的光源朝向镜面反射板，镜面反射板反射的光源与透明刻度尺的刻度对应。

所述机头盖板上设置贯穿的槽口，透明刻度尺与槽口配合。

所述激光发射器位于机头盖板的下侧面与其连接。

所述激光发射器发出的光源与镜面反射板成倾角状。

所述激光发射器发出的光束照射点位于镜面反射板的中心。

所述镜面反射板反射到透明刻度尺上的初始刻度为零刻度值。

所述镜面反射板旋转时，镜面反射板反射的光束间歇性反射到透明刻度尺上。

所述镜面反射板与激光发射器之间的垂直距离发生变化时，则镜面反射板反射的光点在透明刻度尺上会发生改变。

所述激光发射器与透明刻度尺的零刻度距离为L，激光发射器的光源照射角为θ，激光发射器与镜面反射板的垂直距离为H，则H=0.5L* cotθ。

如上所述的测量旋转物体垂直移动距离的装置的测量方法，它包括如下步骤：

S1，安装镜面反射板，将镜面反射板固定在阀盘上，与阀盘轴径向垂直，反射面朝上；

S2，安装激光发射器，将激光发射器安装于机头盖板下侧，位于镜面反射板的垂直方向上；激光发射器发射的激光束照射在镜面反射板的中心点上；记录镜面反射板到激光发射器之间的初始高度值；记录激光发射器的光源发射角度；