MTS傳感器在船舶可調槳系統中的應用

MTS傳感器在船舶可調槳系統中的應用

自從本世紀三十年代臺調距槳Controllable Pitch Propeller(CPP)問(wèn)世以來(lái)，它就一直以其*的優(yōu)異性能吸引著(zhù)世界各國的目光。第二次大戰以后，可調槳系統以其所具備的特殊性能受到各國的高度重視，近年來(lái)我國艦船行業(yè)有了很大發(fā)展，調距槳作為船舶推進(jìn)的一種主要型式被廣泛應用于各種拖船、漁船、工程船（布纜船、挖泥船等），調查船、科學(xué)考察船、油船、渡船、滾裝船、破冰船等。由于以調距槳作為動(dòng)力推進(jìn)的艦船在操縱性、機動(dòng)性、動(dòng)力性、可靠性、經(jīng)濟性、機槳匹配特性等方面有明顯優(yōu)勢，所以對調距槳控制系統的需求越來(lái)越大，性能要求也越來(lái)越高，對傳感器的性能要求也同步提高。

1．調距槳裝置的機械結構

調距槳裝置由槳葉、槳轂機構、軸系、配油器、液壓及電控系統等五大系統組成。

2．調距槳裝置基本原理

可調螺距螺旋槳的槳轂起到支持、連接槳葉與軸系、傳遞功率的作用。槳轂內轉葉機構一般是單曲柄--滑塊機構，主要零件有活塞、槳殼體、導架、槳葉盤(pán)根、滑塊、防轉條、螺栓等。當圖中的液壓傳動(dòng)機構被伺服管道中的高壓油驅動(dòng)是，，傳動(dòng)機構會(huì )帶動(dòng)動(dòng)槳葉旋轉。

簡(jiǎn)單液壓系統構造如下圖：

依靠液壓系統中的執行元件變距油缸（Oil Distribution Box），高壓油通過(guò)中間空心油管（hydraulic pipe）驅動(dòng)固定在槳轂里面的液壓傳動(dòng)機構，進(jìn)而實(shí)現槳葉螺距變化的目的。

液壓控制系統原理示意圖 

 從上面的圖紙上可以看出，我們可以通過(guò)檢測推拉桿的位置來(lái)計算槳葉的轉角，所以這也是MTS位移傳感器的應用所在，隨著(zhù)設備要求的越來(lái)越高，對控制精度的要求也原來(lái)原告，現在基本所有的調距槳控制系統都是是閉環(huán)控制系統，根據手柄指令信號和推拉桿的位置信號經(jīng)過(guò)PID參數運算輸出模擬電壓信號控制液壓系統的比例閥，液壓油經(jīng)比例閥通過(guò)配油機構，將方向和油流量都受控制的高壓油傳動(dòng)到位于螺旋槳槳轂中的液壓傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置再帶動(dòng)槳葉法蘭進(jìn)行旋轉這樣推拉桿在液壓油的作用一下向前或向后移動(dòng)，并通過(guò)轉葉機構驅動(dòng)槳葉，實(shí)現無(wú)級調節螺距角。同時(shí)油缸的活塞運動(dòng)帶動(dòng)配油器旁的螺距反饋機構使螺距反饋信號發(fā)生改變，當螺距發(fā)訊器輸出的反饋信號與指令信號大小相等時(shí)，誤差信號為零，輸出控制比例閥的電壓信號為零，液壓系統的比例閥閥芯處于中間位置，液壓系統的高壓油路被切斷，調距油缸的活塞停止移動(dòng)，調距機構停止轉動(dòng)，此時(shí)的槳葉角就是指令信號所要求達到的螺距角。

MTS傳感器實(shí)際安裝圖片：

該應用對傳感器的特殊要求：

1.  穩定性要求，可調槳系統是和螺旋槳傳動(dòng)系統集成在一起，結構復雜，維修不便

2.  安全性要求，螺旋槳是船的動(dòng)力設備，有冗余要求

3.  高精度要求，因為槳葉的角度是經(jīng)過(guò)傳感器換算得到的，高精度的傳感器才能保證高精度的控制

4.  材質(zhì)要求，工作環(huán)境要求傳感器必須使用316L不銹鋼材質(zhì)

 推薦傳感器型號：

特別推薦：GT2/GT3

其它可選：E系列經(jīng)濟型

1.  分辨率-G5μm,可滿(mǎn)足一般控制要求

2.  長(cháng)壽命-非接觸測量

3.  全部316L材質(zhì)-耐腐蝕

4.  穩定可靠-EMC檢測和CE認證

5.  絕D值輸出-無(wú)需校準

其它可選：R系列高性能型

1.  分辨率-G0.5μm

2.  指示燈-直觀(guān)顯示傳感器狀態(tài)

3.  信號全-模擬量、數字量、總線(xiàn)、以太網(wǎng)

4.  穩定可靠-EMC檢測和CE認證

5.  絕D值輸出-無(wú)需校準