一种可快速拆卸和安装的大直径旋转轴的电流测量装置的制作方法

本实用新型的涉及一种电流测量装置，更具体地涉及一种可以快速拆卸和安装的大直径旋转轴电流测量装置。

背景技术：

发电机的主轴一般会处于不对称的磁场中旋转，这种不对称的磁场通常是由于定子铁心组合缝、定子硅钢片接缝、定子与转子空气间隙不均匀，轴中心与磁场中心不一致、转子磁极线圈短路等因素造成的。发电机主轴在不对称的磁场中旋转，会在其两端产生交流电压，即为轴电压，如果主轴两端轴承没有绝缘垫或绝缘损坏，轴电压就会通过电机两端轴承形成回路，从而产生电流，即为轴电流。

发电机轴电流会使润滑油功效降低、轴瓦温度升高、轴承及镜板受损、严重影响发电机的安全运行或造成发电机事故。

为了防止轴电流对发电机的损害，其中一种较为可行的方法是通过测量装置测出轴电流的大小。在绝缘良好的情况下，电机轴电流是相当小的；当绝缘损坏或者绝缘较低时，电机轴电流会显著增大。测量装置实时测量电机轴电流的大小，当轴电流超过整定值是，及时发出报警信号或触发停机操作，以防止轴电流对轴承的破坏。

除了发电机主轴存在轴电流之外，船舶推进轴也存在轴电流。由于防腐需要，船舶一般都会外加电流阴极保护系统，该系统提供的电流会流经船壳、螺旋桨、海水、推进轴等形成回路，从而在船舶推进轴上产生电流。测量该电流的大小，可以有效地了解船舶的轴承的绝缘及防腐情况。

电机主轴或船舶推进轴都是旋转的大直径轴，通过串入采样部件获取轴电流信号的方法显然难以实现，而通过测量轴两端电压，再通过对轴电流回路进行电路建模，从而间接得到轴电流大小的方法会因为建模误差导致测量精度很低。对于旋转的大直径轴电流的测量，最有效和最有工程实现性的测量方案是采用非接触式测量。非接触式测量不影响被测轴的正常运行，也不会因为增加电刷等装置而导致维护保养难。此外，电机主轴或船舶推进轴的直径很大，并且局部结构形状复杂，如果采样常规的电流互感器进行测量，会出现安装和拆卸困难等问题。

因此，对于大直径旋转轴的电流的测量，不仅需要保证非接触式，还需要保证测量装置能快速安装和拆卸。此外，在非接触式测量方案中，必然是有可以拆卸的两部分或几部分组成，如何对可拆卸的部件进行精确安装和拆卸、如何有效地保证测量传感器的正确安装等问题在现有的测量方案中也没有提及。

技术实现要素：

鉴于目前对于电机主轴、船舶推进轴等大直径旋转轴电流测量存在的问题，本实用新型发明旨在提供一种可以测量大直径旋转轴电流的测量装置，并且能快速拆卸和安装。具体地，本实用新型涉及一种可快速拆卸和安装的大直径旋转轴的电流测量装置，其特征在于，

所述电流测量装置，包括左半边壳体、右半边壳体、左半边磁环、左半边磁环外壳、右半边磁环、左半边磁环外壳、下方传感器、下方安装盒、下方固定块、上方传感器、上方安装盒、上方固定块、控制箱、左半边基座面板、右半边基座面板、显示终端、电连接器；

所述左半边磁环、右半边磁环为两个完全相同的半圆形的磁环，分别安装于左半边磁环外壳和右半边磁环外壳中；所述左半边磁环外壳、右半边磁环外壳分别插入所述左半边壳体和右半边壳体的半圆形槽中进行固定；

所述左半边壳体和右半边壳体通过固定螺钉和定位孔进行拼接，构成所述轴电流测量装置的整个壳体，所述左半边壳体和右半边壳体在被测轴外周形成一个整圆形壳体，与被测轴之间留有预定的安全间距，

所述上方传感器用于测量被测轴的电流在上方气隙中产生的磁场大小，所述上方传感器安装于上方安装盒中，再通过螺钉固定于上方固定块上，再将所述上方固定块插入所述右半边壳体的半圆弧形槽的上部，

所述下方传感器用于测量被测轴电流在下方中产生的磁场大小，所述下方传感器安装于下方安装盒中，再通过螺钉固定于下方固定块上，再将所述下方固定块插入所述右半边壳体的半圆弧形槽的下部，

所述控制箱通过螺钉固定于所述右半边壳体的下方基座中，其作用主要是用于装入轴电流测量所需的信号调理及运算电路板，

所述左半边基座面板通过螺钉固定于所述左半边壳体下边的基座表面上，作为所述左半边壳体下边基座的正门板，

所述右半边基座面板通过螺钉固定于所述右半边壳体下边的基座表面上，作为所述右半边壳体下边基座的正门板，

所述显示终端固定在所述右半边基座面板上，主要用于显示所述轴电流测量装置测得的轴电流的大小和实时波形，

所述电连接器安装在所述右半边壳体下边基座的侧面，主要用于所述轴电流测量装置的输入及输出电缆的连接。

进一步地，所述左半边壳体和右半边壳体的上半边的半圆弧形壳体与其下半边的基座是通过浇铸而形成一个整体的。

进一步地，所述上方固定块和下方固定块分别插入所述右半边壳体的半圆弧形槽的上部和下部，在所述左半边壳体和右半边壳体结合成一个整个壳体后，刚好在所述左半边磁环和右半边磁环之间形成一个固定的气隙。

更进一步地，所述右半边壳体的下边基座的内侧具有定位孔，所述左半边壳体下边基座的内侧具有定位销，所述左半边壳体和所述右半边壳体通过所述定位销和定位孔实现精确对接和安装。

更进一步地，所述下方传感器和上方传感器的输入、输出电缆通过所述右半边壳体内部的电缆通道连接到所述控制箱上，所述控制箱的输入、输出电缆一方面连接至所述显示终端上，另一方面连接至所述电连接器。

更进一步地，其特征在于，所述测量装置的所有壳体、安装盒、固定块、定位销、固定螺钉等全部采用低磁或无磁材质。

本发明的优点有：

1)本发明所述测量装置由左右两部分构成，能实现快速安装和拆卸，属于便携式测量装置，特别适合于空间狭小或者被测轴尺寸较大的场合；

2)本发明所述测量装置与被测轴之间没有接触，特别适合大直径旋转轴的电流测量，如电机转子轴、船舶推进轴等；

3)本发明所述测量装置，由左右两部分壳体组成，通过在左边壳体设计定位销，右边壳体设计定位孔来保证两部分精确对接和安装；

4)本发明所述测量装置的所有壳体、固定螺钉、定位销、电连接器等主体和所有结构件全部采用低磁或无磁材质，确保不影响轴电流的测量。

附图说明

图1本发明所述轴电流测量装置的分解图；

图2本发明所述轴电流测量装置的侧面整体视图；

图3本发明所述轴电流测量装置的正面整体视图；

图4本发明所述轴电流测量装置的右半边基座内部示意图；

图5本发明所述轴电流测量装置的右半边剖面视图。

图中：壳体1、右半边壳体2、左半边磁环3、左半边磁环外壳4、右半边磁环5、左半边磁环外壳6、下方传感器7、下方安装盒8、下方固定块9、上方传感器10、上方安装盒11、上方固定块12、控制箱13、左半边基座面板14、右半边基座面板15、显示终端16、电连接器17、电缆通道18、定位孔19、被测轴20。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种可快速拆卸和安装的大直径旋转轴电流测量装置，包括左半边壳体1、右半边壳体2、左半边磁环3、左半边磁环外壳4、右半边磁环5、左半边磁环外壳6、下方传感器7、下方安装盒8、下方固定块9、上方传感器10、上方安装盒11、上方固定块12、控制箱13、左半边基座面板14、右半边基座面板15、显示终端16、电连接器17；

所述左半边磁环3、右半边磁环5为两个完全相同的半圆形的磁环，采用高磁导率材质制作，如坡莫合金，分别安装于左半边磁环外壳4和右半边磁环外壳6中；所述磁环外壳采用低磁或者无磁材质制作；所述磁环在加工完成后，进行浸漆，再通过磁环外壳进行包装后，分别插入所述左半边壳体1和右半边壳体2的半圆形槽中进行固定；

所述左半边壳体1的下边基座内侧具有定位销，所述右半边壳体2的下边基座内侧具有定位孔19，通过所述定位孔19和定位销，可以保证所述左半边壳体1和右半边壳体2进行精确的对接和安装。

参见图3，所述左半边壳体1和右半边壳体2在被测轴20外周形成一个整圆形壳体，与被测轴之间留有预定的安全间距，一般与被测轴之间的间距不小于10mm。由此，可以保证所述测量装置与被测轴之间为非接触式，特别适合于大直径旋转轴电流的测量。

所述上方传感器10用于测量被测轴的电流在上方气隙中产生的磁场大小，所述上方传感器10安装于上方安装盒11中，再通过螺钉固定于上方固定块12上，再将所述上方固定块12插入所述右半边壳体2的半圆弧形槽的上部进行固定；

所述下方传感器7用于测量被测轴的电流在下方气隙中产生的磁场大小，所述下方传感器7安装于下方安装盒8中，再通过螺钉固定于下方固定块9上，再将所述下方固定块9插入所述右半边壳体2的半圆弧形槽的下部进行固定；

所述控制箱13通过螺钉固定于所述右半边壳体2的下边基座中，其作用主要是用于装入所述测量装置所需的供电电源板以及轴电流测量所需的信号调理及运算电路板；

所述左半边基座面板14实际上是所述左半边壳体1的基座的正门板，通过螺钉固定于所述左半边壳体1的基座表面上；

所述右半边基座面板15实际上是所述右半边壳体2的基座的正门板，通过螺钉固定于所述右半边壳体2的基座表面上。

所述显示终端16固定在所述右半边基座面板15上，主要用于显示所述轴电流测量装置测得的轴电流的大小和实时波形；所述显示终端16的外壳及连接端子全部采用低磁或者无磁材质，避免所述显示终端16呈现出的磁性对测量的影响。

所述电连接器17安装在所述右半边壳体2下边基座的侧面，主要用于所述轴电流测量装置的输入及输出电缆的连接。所述电连接器主要包括输入电连接器，其作用时连接所述测量装置所需的外部供电电源，如DC24V电源；输出电连接器，其作用是将测得的轴电流信号通过网络或者模拟信号的形式对外发送，如发送给上位机进行显示，或者发送至所需该电流的其它装置进行相应的控制或保护。

图2给出本发明所述轴电流测量装置的侧面整体视图，图3给出本发明所述轴电流测量装置的正面整体视图，可以看出，所述左半边壳体1和右半边壳体2的上半边的半圆弧形壳体与其下半边的基座是通过浇铸而形成一个整体的。

图4给出本发明所述轴电流测量装置的右半边基座内部示意图，可以看出所述右半边壳体2的内部有专门的电缆通道18，所述下方传感器7和上方传感器10的输入、输出电缆通过所述电缆通道18连接到所述控制箱13上，所述控制箱13的输入、输出电缆一方面连接至所述显示终端16上，另一方面连接至所述电连接器17。

图5给出本发明所述轴电流测量装置的右半边剖面视图，可以看出，所述上方传感器10、下方传感器7在分别装入所述上方安装盒11和下方安装盒8中之后，再分别固定在所述上方固定块12和下方固定块9上，再分别插入所述右半边壳体2的半圆弧形槽的上下两端进行固定；当所述左半边壳体1和右半边壳体2拼接成一个整体后，所述固定块刚好卡在两个壳体之间，从而在所述左半边磁环3和右半边磁环5之间形成一个固定的气隙。

所述轴电流测量装置的所有壳体、安装盒、固定块、定位销、固定螺钉等全部采用低磁或无磁材质，如铜材质，可以保证整个测量装置本身为低磁或无磁状态，从而不影响轴电流的测量。

所述轴电流测量装置可以快速地拆卸成两部分，有利于携带，也可以快速安装，特别适合于空间狭小或者被测轴尺寸大，形状复杂的场合。

尽管结合了具体实施例对本实用新型进行了详细地描述，但是本领域技术人员应知晓的是，在不背离本发明精神和实质的情况下对本实用新型做出的各种修改和变形，都落入本实用新型的保护范围之中。