特制磁致伸缩式位移传感器在水利工程上的应用
作者：许兴武；李桂顺





1 工程概况

南京市三汊河河口闸工程采用 “双孔护镜门” 设计方案， 大闸门叠加溢流小门的结构形式为世界大阳城娱乐。 其主要功能是非汛期关闸蓄水， 抬高外秦淮河武定门至三汊河入长江口段水位， 改善城市河道景观， 并通过提高水环境容量， 改善外秦淮河水质， 汛期则闸门全开放水不影响河道行洪。 工程于 2004 年 8 月 5 日开工兴建， 2006年 5 月通过竣工验收。

2 位移传感器改造背景

三汊河河口闸工程非汛期由液压小闸门控制水位， 小闸门是门顶过流的运行工况， 其位移传感器的工作环境比较特殊， 原先选用的拉绳式传感器因经常受水面杂物缠绕及撞击， 损坏率较高， 在 05 年 10 月～06 年 5 月的工程试运行期间， 12 只传感器基本都损坏一遍， 不仅维修成本较高， 维修周期长， 而且影响了小闸门的自动化控制， 与这座新型水闸的大阳城娱乐化控制要求差距较大。 为此， 管理单位决定对小闸门位移传感器进行改造。

3 设备选用

三汊河河口闸工程原先使用的是外置拉线式位移传感器 ， 传感器测量钢丝固定在门顶， 并随门体一直延伸到水下， 钢丝一直承受水流冲击， 其上容易缠绕水草并受漂浮物冲击， 稍不注意钢丝就回收不了或直接被扯断， 日常维护工作量大且损坏率高。 针对这种情况， 管理单位协同工程原设计单位对市场上现有的位移传感器进行了比选， 发现市场现有产品仍不能完全达到理想的改造目的， 为此， 管理单位进一步与经销商 （或生产厂家） 联系， 邀请他们现场察看传感器的使用环境， 要求针对实际情况研制合适的产品， 最终确定了使用磁致伸缩式位移传感器。 该型号位移传感器比原先的外置拉线式位移传感器有如下几方面显著改进：

① 变原先的测量钢丝为测量杆。 测量杆直径为 10mm， 大大增加了抗杂物缠绕及受撞击损坏的能力；

②采用特制大磁环。 本方案采用的特制大磁环较好地解决了此种位移传感器适应小门门体变形及位移的能力 （常规直径 10mm 测量杆的配套磁环内径只有 13mm， 很容易因为振动和水流冲击而产生摩擦碰撞， 进而影响传感器使用寿命，而本次选用的配套磁环内径为 38mm， 保证测量杆四周和磁环的间隙至少可达到 14mm，这样就有效防止了因受门体振动或位移而产生的传感器测量杆和磁环之间的接触摩擦， 真正实现了非接触式测量，极大地提高了传感器的的使用寿命）；

③提高了设备防水等级。 厂家采用了一种全注模式电缆密封方式 （保密技术）。 确保传感器在水下 150 米能够长期稳定工作而不会进水及受潮， 设备防护等级达到最高标准的 IP69K， 且可在水下永久工作。

④保证了设备使用寿命。 供应商以书面形式保证传感器可在室外大落差水流冲击的环境下长期使用。

4、磁致伸缩位移传感器介绍

该系列传感器作为外置式位移传感器在三汊河河口闸工程上的使用还是第一次， 其安装方式主要是油缸内置式， 采用 M18*1.5 螺纹安装。 多应用于军工 （潜艇）、 航空航天、 钢铁、 盾构机等非常恶劣的环境中， 在国内水利行业作为内置开度传感器也成功地应用到了数个项目中， 主要用在水电站的水下液压抓梁、 船闸人字门启闭机、 上翻板门的水下锁定油缸等的行程控制。

5 、应用效果

三汊河河口闸工程位移传感器于 2008 年 3月改造完毕， 历经三个多月时间运行， 目前使用情况良好， 未发现任何质量问题， 有效地保证了水闸的自动化控制运行， 达到了理想的改造目的。 






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