一种核电站主泵主轴表面缺陷测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种核电站主泵主轴表面缺陷测量装置，属于汽轮机监视保护仪表(TSI)检测技术领域。

背景技术：

汽轮机监视保护仪表(TSI)通常都安装有振动监视保护仪表，以连续在线监视和保护核电站主泵主轴的振动。由于核电站主泵在安装过程中二个轴承之间的不对中、轴承座基础的刚性不好、轴承和主轴的磨损、在主泵运行过程中的动静相互碰撞、主泵叶片的表面侵蚀、主泵内部存在异物等诸多因素，在主泵运行过程中会造成主泵振动大，过大的振动轻者会产生噪音，影响环境，重者会影响主泵的寿命，甚至造成主泵的损坏，造成核电机组强迫停机，会造成不可估量的损失。因此，在核电站主泵运行过程中，必须安装振动监视保护仪表，以连续在线监视主泵振动参数。确保振动参数运行在安全范围内，是保证核电站主泵安全运行的重要参数之一。由于振动测量是一种精密测量，其测量数据是微米数量级，一般情况下，核电站主泵在运行过程中，其主轴的振动峰峰值不允许超过50umPK-PK，如果监视到的振动测量值超过此设定值，必须强迫停泵，进行检修，以便确认造成振动过大的原因。

国内某核电站1号发电机组的2号主泵(一台发电机组共有四台主泵)，在主泵运行过程中一直振动指示偏大，经过几次停机检修，没有查找到原因和解决方案，后来经过多方专家讨论和论证，形成共识。一致认为：有可能是由于在振动传感器的安装位置处，主轴的表面的凹陷或者裂缝造成的，因为主轴表面的微小凹陷和细微裂缝凭肉眼是看不出来的，但这种主轴表面的微小缺陷会直接影响主泵的振动测量值的准确性，干扰专家们对主泵运行状态的判断。所以迫切需要有一种能够对主轴表面进行缺陷测量和处理的测量装置。

核电站主泵主轴的表面缺陷主要包括主轴表面的凹陷、表面裂缝和表面不光滑，目前的市场上没有针对核电站主泵主轴表面进行缺陷测量和处理的测量装置。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够测量出核电站主泵主轴表面缺陷的装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种核电站主泵主轴表面缺陷测量装置，其特征在于：包括

设于主泵主轴上，用于建立主轴表面缺陷的起始位置，即键相位，的键相器标记；

用于检测主泵主轴的键相位，并以此位置为零位旋转，用弧度来描述主泵主轴表面缺陷的起始位置和结束位置的键相传感器；

用于测量主泵主轴本身的振动的振动传感器；

用于接受振动传感器和键相传感器的信号，并进行数据处理的信号接收和处理单元；

用于对信号接收和处理单元处理后的数据进行显示的显示终端。

优选地，所述键相器标记包括金属块，金属块中间设有槽，刺毛搭带从金属块中间的槽内穿过。

优选地，所述金属块由与主泵主轴材料相同的金属制成。

优选地，所述毛搭带的长度正好包围主泵主轴表面一周且搭牢。

优选地，所述键相传感器的探头正对着键相器标记的金属块，二者安装间隙为1.5±0.5mm。

优选地，所述键相传感器通过活动式吸盘支架设于主泵的轴承座上。

优选地，所述振动传感器通过振动支架刚性固定在主泵的轴承座上。

优选地，在主泵主轴上，固定键相器标记的位置与振动传感器的位置之间的距离大于80mm。

优选地，所述键相传感器为电涡流式位移传感器。

本实用新型提供的核电站主泵主轴表面缺陷测量装置，可以实现对主轴表面的凹陷、裂缝或者不光滑的检测，可以检测出主轴表面缺陷的大小、深度和相对位置。

本实用新型提供的测量装置所采用的传感器直接利用现场所使用的振动传感器，这样，所检测到的测量数据就是在主泵运行时振动测量所在的主轴测量位置，这样所检测到的主轴表面缺陷数据真实的反映了振动测量点处的主轴表面的情况。为了测量主轴表面缺陷的相对位置，必需在主泵主轴上加装一套键相传感器，键相传感器采用电涡流式位移传感器，当主泵转动时会产生一个键相脉冲，以便确定主轴表面缺陷与键相之间的相对位置。

本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，可以实现对核电站主泵主轴表面的凹陷、裂缝或者不光滑的检测，可以检测出主轴表面缺陷的大小、深度和相对位置，检测结果准确，方便检修人员对主泵及时进行检修，消除主泵运行的安全隐患。

附图说明

图1为本实施例提供的核电站主泵主轴表面缺陷测量装置结构示意图；

图2为刺毛搭带组件组成的键相器标记结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

图1为本实施例提供的核电站主泵主轴表面缺陷测量装置结构示意图，所述的核电站主泵主轴表面缺陷测量装置包括：

键相器标记1：为了确定主泵主轴A表面缺陷的位置，需要在主泵主轴A上建立一个主轴表面缺陷的起始位置，即“零位”标记，在工程应用上称之为键相位。由于核电站主泵主轴A上原先不具有这个键相位，主泵是一个高速旋转机械，在主轴表面上不能加工一个“键相槽”，否则会影响主泵的动平衡，所以需要临时加装一个键相器标记1。

本实施例中使用刺毛搭带组件组成的键相器标记，实现主泵主轴表面缺陷测量装置的要求。结合图2，刺毛搭带组件组成的键相器标记1包括金属块11，金属块11使用与主泵主轴A材料相同的金属制成；金属块11中间开槽，刺毛搭带12从金属块11中间的槽内穿过。根据主泵主轴A的周圆大小，选择合适的刺毛搭带12长度，使刺毛搭带12的长度以正好包围主泵主轴A表面，正好搭牢，可靠固定为宜。

键相传感器2：用于检测主泵主轴A的键相位，作为确立主泵主轴A表面缺陷的相对位置的起始位置，以此位置为零位，按逆时针方向360°为一周，用弧度来描述主泵主轴A表面缺陷的起始位置和结束位置。键相传感器2的探头正对着键相器标记1的金属块11，二者安装间隙为1.5±0.5mm。

活动式吸盘支架3：用于固定安装键相传感器2，活动支架底部通过磁性吸盘固定在主泵的轴承座B上，可以活动调节键相传感器2的位置。

振动传感器4；这是主泵主轴A本身所安装的振动传感器，它通过振动支架5刚性固定在主泵的轴承座B上。考虑到振动传感器4和键相传感器2之间的相互干扰，在主泵主轴A上固定键相器标记1的位置距振动传感器4的位置应该大于80mm。

信号接收和处理单元6：用于接受振动传感器4和键相传感器2的信号，进行过滤及模数转换处理，生成图表；

显示终端7：对信号接收和处理单元6处理后的数据进行图形显示，记录和储存，亦可连接打印机，打印需要的经过处理的数据、表格和图形。

使用时，信号接收和处理单元6自动采集和记录来自接受振动传感器4和键相传感器2所传输的信号波形，根据信号的大小会自动调节波形的Y轴方向的大小，一个完整波形为旋转一周，即360°，根据现场的需要，可以设置选择采样旋转1周、2周、3周、4周、5周的波形，并可自动存储、打印。波形图是一个二维坐标系，横轴为旋转的弧度，每周为一个波形，每个波形进行72等分，每等分代表旋转5°，纵轴代表信号传感器采样到的信号峰峰值，以um为单位，会自动根据采样信号的大小自动调节纵轴量程大小。

完成一次测量后，用户可以根据所存储的波形，可以非常直观的分析出，主泵主轴表面凹陷的大小、起始位置、结束位置，对于主泵主轴表面的细微裂缝、表面的不光滑，也可以在所显示的波形上一目了然。试验表明，本实施例提供的核电站主泵主轴表面缺陷测量装置测量结果准确。

如果每次检修后都做了试验并进行存档，这样就有了主泵检修的历史数据，可以对每次检修后的试验数据进行比较，从而可以了解主轴在经过几年运行后，其表面的疲劳损伤的程度。