多級泵軸向力測址也采用電阻應(yīng)變原理，在空心軸抗拉截面模IA最小截面處粘貼應(yīng)變片，采用4 個帶溢度補(bǔ)償箔式應(yīng)變片，每2個互成900為一組，對稱粘貼。應(yīng)變片這樣粘貼主要是為了消除由于抽油桿彎曲和振動失穩(wěn)等原因，會通過光桿引起空心軸局部發(fā)生彎曲變形而產(chǎn)生附加應(yīng)變，使測量數(shù)值和精度受到較大的影響。因為當(dāng)空心軸未發(fā)生彎曲變形時，扭矩、拉力是完全獨立的，當(dāng)發(fā)生彎曲變形時扭矩、拉力會藕合，其輸出的獨立電壓信號相互干涉，將影響測lit 的準(zhǔn)確性。
轉(zhuǎn)速測量
轉(zhuǎn)速的測量方法有電磁式、機(jī)械式、光電式等兒種。電磁式測量精度較高但會產(chǎn)生電磁阻力矩，給轉(zhuǎn)矩的測量帶來較大的系統(tǒng)誤差。機(jī)械式結(jié)構(gòu)簡單但精度較低。光電式傳感器利用光電原理檢測轉(zhuǎn)速，具有線性好、分辨率高，測速范圍大等優(yōu)點。
在傳感器空心軸上安裝一片有均勻柵格的碼盤，當(dāng)碼盤隨軸旋轉(zhuǎn)時，固定在碼盤外邊緣柵格的光敏霍爾傳感器發(fā)出光脈沖.計數(shù)器在采樣時間內(nèi)，對光脈沖信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換計數(shù)。
非接觸直流供電
傳感器電源包括殼體靜止電路直流電源和空心軸轉(zhuǎn)動部分電路直流電源。殼體靜止電路直流電源直接通過外接線纜供電，空心軸轉(zhuǎn)動部分電路直流電源通過位于殼體靜止電磁線圈原邊的高頻電壓，感應(yīng)到空心軸旋轉(zhuǎn)部分的電磁線圈副邊上，經(jīng)整流穩(wěn)壓成為轉(zhuǎn)軸電路的電源。
轉(zhuǎn)矩軸向力脈沖電路及非接觸式信號傳輸
當(dāng)空心軸受力時，扭轉(zhuǎn)和軸向力測試電路，分別有電壓輸出，經(jīng)放大及壓頻轉(zhuǎn)換再形成脈沖信號，采用電容引電器原理通過集流環(huán)1、 2把脈沖信號傳到殼體靜止部分，消除了采用滑環(huán)和電刷接觸電阻產(chǎn)生的測量誤差和較短壽命等問題。
轉(zhuǎn)速測量信號傳輸
將光敏霍爾傳感器發(fā)出的光脈沖信號，經(jīng)放大整形后直接傳輸給計數(shù)器。
配套采集診斷系統(tǒng)
該配套采集診斷系統(tǒng)，采用含有ADAM-4080和ADAM-4521的控制器及通信模塊信號采集儀，通過RS-232串口數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實現(xiàn)與計算機(jī)通信。其間用航空插頭連接，簡單、方便，現(xiàn)場用信號采集儀采用可充電供電方式供電或在井場外接電源，筆記本電腦采用組態(tài)軟件，實現(xiàn)井場實時數(shù)據(jù)采集和診斷，具有體積小、重址輕、攜帶方便等優(yōu)點。采集軟件實時監(jiān)測轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、軸向力并給出實時曲線，數(shù)據(jù)自動存儲、回放。診斷軟件分別采用扭矩法、電位法、憋壓法等對多級泵進(jìn)行診斷。
在華北油田、遼河油川、渤海油田等應(yīng)用多套表明，該傳感器及采集診斷系統(tǒng)不但能準(zhǔn)確地測出多級泵的轉(zhuǎn)矩、軸向力、轉(zhuǎn)速和功率，還為多級泵工況確定、故障診斷、稠油降a加藥周期、變頻調(diào)速自動控制等措施提供了技術(shù)支持;具有壽命長、抗干擾能力強(qiáng)、線性范圍寬、精度高等優(yōu)點。其結(jié)構(gòu)變型也可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、泵、功率機(jī)、機(jī)械變速齒輪裝置、離合器等的監(jiān)測。
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