一种海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置及方法与流程

本发明涉及一种海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置及方法，属于海水淡化一体机试验技术领域。

背景技术：

海水淡化高压泵和透平一体机是海水淡化中一种应用十分广泛的装置，是非常重要的能量回收装置。其工作原理是液力透平驱动直接驱动工作机（高压泵）或辅助工作机(高压泵)工作，高压泵将海水的压力提高到一定程度从使海水通过淡化膜将海水淡化，部分高压水返回至透平驱动透平运转。可见海水淡化高压泵和透平一体机结构的合理性对一体机的运行性能和稳定性影响较大。一体机的主轴被包裹在高压泵、透平和泵壳内部，因而测量一体机的转速具有很大的困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于根据转子动力学的相关知识，基于现有的海水淡化高压泵和透平一体机的机构特点，提供一种海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置及方法。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置，包括主轴，所述主轴位于透明壳体内，所述主轴一端安装透平叶轮，所述主轴另外一端安装高压泵叶轮，所述主轴的中心位置沿周向加工有若干齿形凹槽，所述齿形凹槽正上方设有激光位移传感器，所述激光位移传感器与计算机电路连接。

上述方案中，每个所述齿形凹槽形状大小完全相同，并且均匀布置在所述主轴的表面。

上述方案中，所述主轴通过透明轴套安装在所述透明壳体内。

本发明还一种利用海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置进行测量的方法，包括如下步骤：s1：启动海水淡化高压泵和透平一体机，将红色可见光垂直照射到带有齿形凹槽（5）的主轴中心纵截面上；s2：启动激光位移传感器(6)，将齿形凹槽的凹凸面与激光位移传感器(6)之间的距离信息传递给计算机（7），由于凹凸面与传感器之间的距离来回波动，所以记录的位移值也是具有周期性的，通过计算机（7），将记录的位移值进行选取固定的时间段进行时域分析，并通过傅里叶变换，得到位移周期变化的频率信号，在获取的频谱图中，其主频即为主轴的旋转频率，进而便可得到主轴的转速。

上述方案中，在启动海水淡化高压泵和透平一体机时，使海水淡化高压泵和透平一体机运行一段时间，以保证其转速达到匀速。

本发明的有益效果：1.本发明通过对主轴的结构进行特殊改造，即在主轴中心截面位置加工一圈布置均匀的齿形凹槽，利用激光位移传感器测量在一定时间内主轴上齿形凹槽的凹凸面与激光位移传感器之间的距离，并取一段时间内数据稳定的值进行时域分析和频域分析，从而实现计算出主轴的转速的目的。2.本发明的技术方案并未影响主轴和一体机的平稳运行，同时整个测量过程和测量结束后，一体机可继续正常运行，不需要重新拆卸安装。

附图说明

图1是海水淡化高压泵和透平一体机结构示意图；

图2是轴系结构示意图。

图3是图2的a处截面图。

图4是激光位移传感器安装示意图。

图中：1.透平端，2.透明壳体，3.主轴，4.高压泵端，5.主轴齿形凹槽，6.激光位移传感器，7.计算机，8.透明轴套。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

请参见附图1、图2和图3，一种海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置，包括主轴3，所述主轴3通过透明轴套8安装在所述透明壳体2内，所述主轴3一端安装透平叶轮1，所述主轴3另外一端安装高压泵叶轮4，所述主轴3的中心位置沿周向加工有若干齿形凹槽5，每个所述齿形凹槽5形状大小完全相同，并且均匀布置在所述主轴3的表面，以防影响主轴3甚至整个海水淡化高压泵和透平一体机的稳定运行。如图4所示，所述齿形凹槽5正上方设有激光位移传感器6，所述激光位移传感器6与计算机7电路连接。

本实施例提供的一种利用海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置进行测量的方法，包括如下步骤：s1：启动海水淡化高压泵和透平一体机时，使海水淡化高压泵和透平一体机运行一段时间，以保证其转速达到匀速。将红色可见光垂直照射到带有齿形凹槽5的主轴中心纵截面上；s2：启动激光位移传感器6，将齿形凹槽的凹凸面与激光位移传感器6之间的距离信息传递给计算机7，由于凹凸面与传感器之间的距离来回波动，所以记录的位移值也是具有周期性的，通过计算机7，将记录的位移值进行选取固定的时间段进行时域分析，并通过傅里叶变换，得到位移周期变化的频率信号，在获取的频谱图中，其主频即为主轴的旋转频率，进而便可得到主轴的转速。

技术特征：

技术总结
本发明涉及了一种海水淡化高压泵和透平一体机的转速测量装置及方法，包括主轴，所述主轴位于透明壳体内，所述主轴一端安装透平叶轮，所述主轴另外一端安装高压泵叶轮，所述主轴的中心位置沿周向加工有若干齿形凹槽，所述齿形凹槽正上方设有激光位移传感器，所述激光位移传感器与计算机电路连接。本发明通过对主轴的结构进行特殊改造，即在主轴中心截面位置加工一圈布置均匀的齿形凹槽，利用激光位移传感器测量在一定时间内主轴上齿形凹槽的凹凸面与激光位移传感器之间的距离，并取一段时间内数据稳定的值进行时域分析和频域分析，从而实现计算出主轴的转速的目的。

技术研发人员：祁炳;张德胜;赵睿杰;黄俊;高雄发;金永鑫;沈熙
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2019.02.18
技术公布日：2019.05.21