常用的水利水电闸门开度仪.doc

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1、常用的水利水电闸门开度仪在现代水利工程中，人们需要随时知道闸门的位置状态，于是通过在闸门或油缸上安装传感器来检测闸门的开度，这种传感器又叫做闸门开度仪。近几年来，各种检测闸门开度的位移传感器层出不穷，其中较为常见的传感器按测量原理分主要有以下四种：钢丝绳旋转编码器、陶瓷活塞杆位移传感器、磁致伸缩位移传感器和静磁栅位移传感器。以下详细阐述这四类传感器的工作原理以及各自的优缺点。钢丝绳旋转编码器是水利工程上最早成熟的产品，它的主要部件有：旋转编码器、钢丝绳、自动收缆装置。其测量原理是：当油缸活塞杆运动时，钢丝绳被拉动并

2、带动旋转编码器旋转，从中便得知活塞杆运动的距离，从而得出闸门的开度。钢丝绳旋转编码器在油缸上的安装分为内置式与外置式。内置式精度高，抗干扰性强，受环境影响小，不用考虑冬季防冰冻问题，其缺点是安装要求较高，现场保养维护困难，一旦钢丝绳拉断，则有可能损伤油缸内孔加工面，这不仅是传感器的更换，更涉及到油缸本身的损伤与拆卸，工程量巨大。外置式钢丝绳可作为独立部件安装在油缸表面或闸墙上，虽然有效避开内置式的缺点，但这种安装方式受环境因素影响较大，尤其是当钢丝绳浸入水中时，水流冲击、水面结冰、水中漂浮物等因素都会使读数失准。此

3、外，钢丝绳还存在打滑和零点漂移等问题，影响读数稳定性。陶瓷活塞杆传感器也是水利工程上较为常用的产品之一，主要部件有：陶瓷活塞杆、CIMS行程检测装置。活塞杆在喷涂陶瓷之前做了刻槽预处理，CIMS行程检测装置安装在油缸与活塞杆的结合处，并通过采集活塞杆上的小齿槽来确定活塞杆的位移。这类传感器优点是耐腐蚀、耐磨损、精度高、寿命长，其缺点是结构复杂，制造难度大，更重要的是无法实现绝对编码，断电后须从零位开始检测，这在工业应用环境中是个重要缺陷。此外，黑色陶瓷喷涂层局部容易脱落，维护困难。磁致伸缩类位移传感器大多采用内置式

4、，其核心包括一条铁磁材料的测量感应元件，一般被称为“波导管”，一个可以移动的永久性的磁铁，磁铁与波导管会产生一个纵向的磁场。每当电流脉冲由传感器电子头送出并通过波导管时，第二个磁场便由波导管的径向方面制造出来。当这两个磁场在波导管相交的瞬间，波导管产生“磁致伸缩”现像，一个应变脉冲即时产生。这个被称为返回信号的脉冲以超声的速度从产生点（即位置测量点）运行回传感器电子头并被检测器检测出来。这类传感器虽然能够获得较高的精度，且抗干扰能力很强，但是，其检测长度越长，误差则越大，目前其量程大多在5米内，行程过长对油缸工作状

5、态也有限制，油缸水平状态时会导致波导管因挠度而磨损，导致传感器的使用寿命缩短，后期维护也不方便。静磁栅位移传感器在水利水电闸门开度仪行业也占有一席之地。它的短量程产品由“静磁栅源”和“静磁栅尺”两部分组成，长量程产品由“静磁栅尺”“测量杆”和“套管”组成。其原理都是通过静磁栅源（或测量杆）沿着静磁栅尺轴线作无接触相对运动来获取位移变化。该技术利用磁敏线性阵列纵向编码方式获得毫米级的绝对位置检测精度，测量距离最长可达数千米，并且该检测方式基本不受外界温度、湿度等因素影响。与传统产品相比，它的所有元件都完全加固密封，具

6、有极高的环境适应性；采用绝对编码，杜绝打滑与数据漂移；静磁栅源与尺悬浮方式工作，无机械磨损，寿命更长；量程大，分辨率适中，适用于更多的闸门类型。其缺点是容易受周围强磁场干扰而影响读数。以上是编者总结的目前闸门上较为常用的四类开度仪产品，他们各有各的优缺点，在选型的过程中，还是应该针对具体的闸门门型和使用环境要求来选择合适的闸门开度仪。