[实用新型]一种应变片式振动传感器

说明书

所属技术领域：

本实用新型涉及一种振动传感器，特别是一种测试风力发电机组传动链振动频率的振动传感器。 

背景技术：

风力发电机组在安装和使用过程中，都要对机组的运行情况进行监控，其中振动测量是一项很重要的工作。 

目前对于振动的测量一般采用速度、加速度传感器，这几种传感器在工作时很容易受到电磁干扰，风力发电机组传动链的测量需要在其处于发电工况下。因此在风力发电机组内部测试时，较大的电磁干扰会严重影响测试工作的正常进行，同时由于风力发电机组一般一阶振动频率都很低，相应的加速度传感器价格昂贵，在测试过程中需要小心的使用和移动，在运输和安装方面也很不方便，整个测试过程费时、费力，这对于仅仅需要少量数据的验证性测试来说很不经济。 

因此，如何能提供一种抗电磁干扰效果好、能够很好测量低频振动、结构简单、安装使用方便的传感器，是目前需要解决的问题。 

实用新型内容：

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种抗电磁干扰效果的应变片式振动传感器。 

本实用新型的又一目的在于提供一种能够很好测量低频振动信号的应变片式振动传感器。 

本实用新型的另一目的在于提供一种安装、使用方便的应变片式振动传感器。 

为实现上述目的，本实用新型提供的一种应变片式振动传感器由一个∩型刚性薄片和固定在该薄片上的应变片组成，该∩型刚性薄片包括两个向外延伸的结合部，该两个结合部可以处于同一平面，也可以处于不同平面。 

该∩型刚性薄片可由金属或非金属材料制成，应变片是固定在∩型刚性薄片顶部的。 

使用时利用强磁铁将该振动传感器的结合部固定在所测部件上，如吸合在齿轮箱支撑位 置和主机架上，齿轮箱与主机架之间的相对振动位移会引起∩型刚性薄片的形变，这样齿轮箱与机舱底座的相对振动变化波形就能一目了然，并且在应变片电桥的应用上，只是两个桥臂的差，其他共性的变化会直接抵消掉，这样得到是数据仅仅是扭转方向的振动，而齿轮箱的其他方向整体的振动会被完全的抵消，直接得出清晰的扭转振动波形。 

综上所述，本实用新型的应变片式振动传感器采用应变片元件，有效避免电磁干扰对测量数据的影响，能够很好测量低频振动信号、且安装、使用方便，解决了现有技术中传感器价格高、抗电磁干扰差等缺点，具有较高的产业利用价值。 

附图说明：

图1是本实用新型传感器的主视图。 

图2是本实用新型传感器的俯视图。 

图3是本实用新型中应变片的电路原理图。 

图4是应变片的粘贴示意图。 

具体实施方式：

实施例： 

如图3所示，所有应变片均采用同一种栅格方向的，为了粘贴的一致性和方便，采用2个应变片一组的应变花，其中R1和R3为一组，R2和R4为另一组。参照图1，V+和V-为电桥供电电源(LINE1和LINE2)即UE，一般选择为5V的恒压电源，S+和S-为测量信号输出即U，U＝R3*UE/(R3+R4)-R2*UE/(R1+R2)。其电压等级为毫伏级。两组粘贴了2个应变片的U型铁片应分别安装于齿轮箱与主机架结合部的两侧。 

工作原理为，当齿轮箱发生扭动时，假设R1、R3这组所在齿轮箱位置位移方向向上，那么R2、R4那组就会有相对轴心的向下的相对位移。在此情况下：R1和R3阻值会变大，R2和R4阻值会变小。由于R1变大，R2变小，S-端的电势就会降低。而R3变大，R4变小，那么S+的电势就会升高。U会由原来的0(假设4路应变电阻初始值相同，即电桥为平衡状态)而变高。我们会得到一条上升曲线，并随着扭转的加大而加大。同理如果反向扭动时候，我们会得到下降的曲线，这样齿轮箱的扭动状态就会同样反映在我们所测得的电压信号上，所以该数据可以准确的反应其振动频率，但因为齿轮箱支撑位置一般夹层为橡胶结构，我们得到的曲线和扭转的振幅之间为非线性关系。 

如果齿轮箱振动方向为上下或左右的时候，两组U型铁片会产生同样的变化，也就是两个电桥的臂都会同方向同数量的变化，这样其S+和S-这两点的电势不会发生变化，也就是对 于该电桥而言，外部的整体振动不会影响其测量的结果。相对于加速度传感器，结果更直接清晰。 

下表为某项目实际测试得到的传动链的振动频谱分析结果： 

项目 理论计算数值 实际测量数值 偏差 频率 2.440 2.441 0.05(2％)