多級泵軸向力測址也采用電阻應變原理，在空心軸抗拉截面模IA最小截面處粘貼應變片，采用4 個帶溢度補償箔式應變片，每2個互成900為一組，對稱粘貼。應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)生附加應變，使測量數(shù)值和精度受到較大的影響。因為當空心軸未發(fā)生彎曲變形時，扭矩、拉力是完全獨立的，當發(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 的準確性。
轉速測量
轉速的測量方法有電磁式、機械式、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，給轉矩的測量帶來較大的系統(tǒng)誤差。機械式結構簡單但精度較低。光電式傳感器利用光電原理檢測轉速，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，當碼盤隨軸旋轉時，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)，對光脈沖信號進行轉換計數(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，感應到空心軸旋轉部分的電磁線圈副邊上，經(jīng)整流穩(wěn)壓成為轉軸電路的電源。
轉矩軸向力脈沖電路及非接觸式信號傳輸
當空心軸受力時，扭轉和軸向力測試電路，分別有電壓輸出，經(jīng)放大及壓頻轉換再形成脈沖信號，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，實現(xiàn)與計算機通信。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)測轉矩、轉速、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行診斷。
在華北油田、遼河油川、渤海油田等應用多套表明，該傳感器及采集診斷系統(tǒng)不但能準確地測出多級泵的轉矩、軸向力、轉速和功率，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支持;具有壽命長、抗干擾能力強、線性范圍寬、精度高等優(yōu)點。其結構變型也可應用于內(nèi)燃機、壓縮機、泵、功率機、機械變速齒輪裝置、離合器等的監(jiān)測。
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