基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，包括汽轮机转速检测电路模块、与汽轮机转速检测电路模块相接的微处理器模块和电源管理电路模块，汽轮机转速检测电路模块由依次相接的漫反射光纤传感器、前置放大电路模块和光电耦合电路模块构成，漫反射光纤传感器安装在汽轮机轴上，微处理器模块的输出端接有第一数码管显示电路模块、第二数码管显示电路模块和逻辑电平转换电路模块，逻辑电平转换电路模块的输出端依次接有D/A转换电路模块和用于将电压信号转换为电流信号传输给汽轮机DCS集散控制系统的V/I转换电路模块。本实用新型专利技术设计合理，安装使用方便，检测精度高，工作可靠性高，使用寿命长，可扩展性能好，便于推广使用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽轮机转速检测
，尤其是涉及一种基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统。
技术介绍
在火力发电厂中，汽轮机的转子转速是一个非常重要的运行参数，它的测量一直是工业领域和科学实验中面临的一个重要问题。汽轮机的转速在启动和停止过程中是不断变化的，必须对其进行连续的监视和控制。当汽轮机发生事故或甩去负荷时，转速就成为重要的监视参数。能够可靠连续的监测汽轮发电机组的转速，是保证汽轮发电机组安全、可靠、经济运行的关键条件之一。目前，公知的汽轮机测速装置构造由测速齿轮和内置型磁敏、涡流传感器组成，这种测速装置容易受到汽轮机轴向膨胀、振动位移而不能正常工作，同时由于测速传感器与测速齿轮较窄的间隙使得测速传感器易被磨损造成而影响装置的寿命，测速齿轮的存在也间接的增大了汽轮机的体积，当传感器和测速齿轮距离较远会产成因信号微弱而无法正常工作的情况，给工作人员的调试和安装带来了很多困难。传统的传感器不仅价格昂贵而且当传感器出现故障时不易检修和更换。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其设计新颖合理，安装使用方便，抗外界干扰能力强，检测精度高，工作可靠性高，使用寿命长，可扩展性能好，实现成本低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:包括用于对汽轮机转速进行实时检测的汽轮机转速检测电路模块和与汽轮机转速检测电路模块相接且用于对汽轮机转速检测电路模块检测到的信号进行分析处理得到汽轮机转速的微处理器模块，以及为装置中各用电模块供电的电源管理电路模块，所述汽轮机转速检测电路模块由依次相接的漫反射光纤传感器、前置放大电路模块和光电耦合电路模块构成，所述漫反射光纤传感器安装在汽轮机轴上且用于实时检测汽轮机和发电机连接处的螺丝的位移信号并将位移信号转换为电信号，所述微处理器模块的输出端接有用于显示汽轮机转速的第一数码管显示电路模块、用于显示汽轮机转速所对应电流大小的第二数码管显示电路模块和用于进行电平转换的逻辑电平转换电路模块，所述逻辑电平转换电路模块的输出端接有用于将微处理器模块输出的汽轮机转速所对应电流大小的数字信号转换成电压信号的D/A转换电路模块，所述D/A转换电路模块的输出端接有用于将电压信号转换为电流信号传输给汽轮机DCS集散控制系统的V/I转换电路模块。上述的基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:所述电源管理电路模块由依次相接的12V直流电源、用于将12V直流电源输出的12电压转换为5V的5V电源电路和用于将5V电压转换为3.3V的3.3V电源电路构成，所述漫反射光纤传感器、前置放大电路模块和光电耦合电路模块均与所述12V直流电源相接，所述第一数码管显示电路模块、第二数码管显示电路模块、逻辑电平转换电路模块、D/A转换电路模块和V/I转换电路模块均与所述5V电源电路相接，所述光电耦合电路模块、微处理器模块和逻辑电平转换电路模块均与所述3.3V电源电路相接；所述5V电源电路由用于连接12V直流电源的12V接线端子DUAN2，芯片7805，电阻R3、发光二极管D2，极性电容C8和ClO，以及非极性电容C9、C11、C12和C13构成；所述芯片7805的引脚I与12V接线端子DUAN2的电源端、极性电容C8的正极和非极性电容C9的一端相接，所述芯片7805的引脚3与极性电容ClO的正极、非极性电容Cll的一端、非极性电容C12的一端、非极性电容C13的一端、电阻R3的一端相接且为所述5V电源电路的输出端5V，所述电阻R3的另一端与发光二极管D2的正极相接，所述芯片7805的引脚2、12V接线端子DUAN2的接地端、极性电容C8的负极、非极性电容C9的另一端、极性电容ClO的负极、非极性电容Cll的另一端、非极性电容C12的另一端、非极性电容C13的另一端和发光二极管D2的负极均接地；所述3.3V电源电路由用于连接5V电源电路的5V接线端子DUANl，芯片ASMl117，发光二级管Dl，稳压二极管D3，电阻R4，非极性电容C5和C7，以及极性电容C4和C6构成，所述芯片ASMl117的引脚I接地，所述芯片ASMl117的引脚3与稳压二极管D3的负极、极性电容C4的正极和非极性电容C5的一端相接，所述稳压二极管D3的正极与所述5V接线端子DUANl的电源端相接，所述芯片ASM1117的引脚2与极性电容C6的正极、非极性电容C7的一端和电阻R4的一端相接且为3.3V电源电路的输出端3.3V，所述电阻R4的另一端与发光二级管Dl的正极相接，所述5V接线端子DUANl的接地端、极性电容C4的负极、非极性电容C5的另一端、极性电容C6的负极、非极性电容C7的另一端和发光二级管Dl的负极均接地。上述的基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:所述微处理器模块由单片机MSP430F149、电阻R5、晶振电路、复位电路和JTAG接口电路构成，所述单片机MSP430F149的引脚I和引脚64均与所述3.3V电源电路的输出端3.3V相接，所述单片机MSP430F149的引脚62通过电阻R5接地；所述晶振电路由晶振Yl和Y2，以及非极性电容Cl和C2构成，所述晶振Yl的一端与所述单片机MSP430F149的引脚8相接，所述晶振Yl的另一端与所述单片机MSP430F149的引脚9相接，所述晶振Y2的一端与所述单片机MSP430F149的引脚53和非极性电容Cl的一端相接，所述晶振Y2的另一端与所述单片机MSP430F149的引脚52和非极性电容C2的一端相接，所述非极性电容Cl的另一端和非极性电容C2的另一端均接地；所述复位电路由按键S1、非极性电容C3以及电阻Rl和R2构成，所述按键SI的一端与所述单片机MSP430F149的引脚58、电阻Rl的一端和非极性电容C3的一端相接，所述电阻Rl的另一端与所述3.3V电源电路的输出端3.3V相接，所述按键SI的另一端与所述电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端和所述非极性电容C3的另一端均接地；所述JTAG接口电路由JTAG接口构成，所述JTAG接口的引脚7与所述3.3V电源电路的输出端3.3V相接，所述JTAG接口的引脚9与所述单片机MSP430F149的引脚58相接，所述JTAG接口的引脚10与所述单片机MSP430F149的引脚63相接，所述JTAG接口的引脚11与所述单片机MSP430F149的引脚57相接，所述JTAG接口的引脚12与所述单片机MSP430F149的引脚56相接，所述JTAG接口的引脚13与所述单片机MSP430F149的引脚55相接，所述JTAG接口的引脚14与所述单片机MSP430F149的引脚54相接。上述的基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:所述光电耦合电路模块由芯片P521，用于连接前置放大电路模块的三脚接插件F1，以及电阻R12和R13构成；所述三脚接插件Fl的引脚2与前置放大电路的信号输出端相接，所述芯片P521的引脚I与三脚接插件Fl的引脚2和电阻R12的一端相接，所述电阻R12的另一端和三脚接插件Fl的引脚I均与12V直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于：包括用于对汽轮机转速进行实时检测的汽轮机转速检测电路模块和与汽轮机转速检测电路模块相接且用于对汽轮机转速检测电路模块检测到的信号进行分析处理得到汽轮机转速的微处理器模块（4），以及为装置中各用电模块供电的电源管理电路模块（5），所述汽轮机转速检测电路模块由依次相接的漫反射光纤传感器（1）、前置放大电路模块（2）和光电耦合电路模块（3）构成，所述漫反射光纤传感器（1）安装在汽轮机轴上且用于实时检测汽轮机和发电机连接处的螺丝的位移信号并将位移信号转换为电信号，所述微处理器模块（4）的输出端接有用于显示汽轮机转速的第一数码管显示电路模块（10）、用于显示汽轮机转速所对应电流大小的第二数码管显示电路模块（11）和用于进行电平转换的逻辑电平转换电路模块（6），所述逻辑电平转换电路模块（6）的输出端接有用于将微处理器模块（4）输出的汽轮机转速所对应电流大小的数字信号转换成电压信号的D/A转换电路模块（7），所述D/A转换电路模块（7）的输出端接有用于将电压信号转换为电流信号传输给汽轮机DCS集散控制系统（9）的V/I转换电路模块（8）。

【技术特征摘要】
1.一种基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:包括用于对汽轮机转速进行实时检测的汽轮机转速检测电路模块和与汽轮机转速检测电路模块相接且用于对汽轮机转速检测电路模块检测到的信号进行分析处理得到汽轮机转速的微处理器模块(4)，以及为装置中各用电模块供电的电源管理电路模块(5)，所述汽轮机转速检测电路模块由依次相接的漫反射光纤传感器(1)、前置放大电路模块(2 )和光电耦合电路模块(3 )构成，所述漫反射光纤传感器(1)安装在汽轮机轴上且用于实时检测汽轮机和发电机连接处的螺丝的位移信号并将位移信号转换为电信号，所述微处理器模块(4)的输出端接有用于显示汽轮机转速的第一数码管显示电路模块(10 )、用于显示汽轮机转速所对应电流大小的第二数码管显示电路模块(11)和用于进行电平转换的逻辑电平转换电路模块(6)，所述逻辑电平转换电路模块(6)的输出端接有用于将微处理器模块(4)输出的汽轮机转速所对应电流大小的数字信号转换成电压信号的D/A转换电路模块(7)，所述D/A转换电路模块(7)的输出端接有用于将电压信号转换为电流信号传输给汽轮机DCS集散控制系统(9)的V/I转换电路模块(8)。2.按照权利要求1所述的基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:所述电源管理电路模块(5)由依次相接的12V直流电源(5-1)、用于将12V直流电源(5-1)输出的12电压转换为5V的5V电源电路(5-2)和用于将5V电压转换为3.3V的3.3V电源电路(5-3 )构成，所述漫反射光纤传感器(I )、前置放大电路模块(2 )和光电耦合电路模块(3 )均与所述12V直流电源(5-1)相接，所述第一数码管显示电路模块(10)、第二数码管显示电路模块(11)、逻辑电平转换电路模块(6 )、D/A转换电路模块(7 )和V/I转换电路模块(8 )均与所述5V电源电路(5-2 )相接，所述光电耦合电路模块(3 )、微处理器模块(4 )和逻辑电平转换电路模块(6)均与所述3.3V电源电路(5-3)相接；所述5V电源电路(5_2)由用于连接12V直流电源(5-1)的12V接线端子DUAN2，芯片7805，电阻R3、发光二极管D2，极性电容C8和C10，以及非极性电容C9、C11、C12和C13构成；所述芯片7805的引脚I与12V接线端子DUAN2的电源端、极性电容C8的正极和非极性电容C9的一端相接，所述芯片7805的引脚3与极性电容ClO的正极、非极性电容Cll的一端、非极性电容C12的一端、非极性电容C13的一端、电阻R3的一端相接且为所述5V电源电路(5-2)的输出端5V，所述电阻R3的另一端与发光二极管D2的正极相接，所述芯片7805的引脚2、12V接线端子DUAN2的接地端、极性电容C8的负极、非极性电容C9的另一端、极性电容ClO的负极、非极性电容Cll的另一端、非极性电容C12的另一端、非极性电容C13的另一端和发光二极管D2的负极均接地；所述3.3V电源电路(5-3)由用于连接5V电源电路(5-2)的5V接线端子DUANl，芯片ASMl 117，发光二级管Dl，稳压二极管D3，电阻R4，非极性电容C5和C7，以及极性电容C4和C6构成，所述芯片ASMl117的引脚I接地，所述芯片ASMl117的引脚3与稳压二极管D3的负极、极性电容C4的正极和非极性电容C5的一端相接，所述稳压二极管D3的正极与所述5V接线端子DUANl的电源端相接，所述芯片ASM1117的引脚2与极性电容C6的正极、非极性电容C7的一端和电阻R4的一端相接且为3.3V电源电路(5-3)的输出端3.3V，所述电阻R4的另一端与发光二级管Dl的正极相接，所述5V接线端子DUANl的接地端、极性电容C4的负极、非极性电容C5的另一端、极性电容C6的负极、非极性电容C7的另一端和发光二级管Dl的负极均接地。3.按照权利要求2所述的基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:所述微处理器模块(4)由单片机MSP430F149、电阻R5、晶振电路、复位电路和JTAG接口电路构成，所述单片机MSP430F149的引脚I和引脚64均与所述3.3V电源电路(5_3)的输出端.3.3V相接，所述单片机MSP430F149的引脚62通过电阻R5接地；所述晶振电路由晶振Yl和Y2，以及非极性电容Cl和C2构成，所述晶振Yl的一端与所述单片机MSP430F149的引脚8相接，所述晶振Yl的另一端与所述单片机MSP430F149的引脚9相接，所述晶振Y2的一端与所述单片机MSP430F149的引脚53和非极性电容Cl的一端相接，所述晶振Y2的另一端与所述单片机MSP430F149的引脚52和非极性电容C2的一端相接，所述非极性电容Cl的另一端和非极性电容C2的另一端均接地；所述复位电路由按键S1、非极性电容C3以及电阻Rl和R2构成，所述按键SI的一端与所述单片机MSP430F149的引脚58、电阻Rl的一端和非极性电容C3的一端相接，所述电阻Rl的另一端与所述3.3V电源电路(5-3)的输出端.3.3V相接，所述按键SI的另一端与所述电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端和所述非极性电容C3的另一端均接地；所述JTAG接口电路由JTAG接口构成，所述JTAG接口的引脚7与所述3.3V电源电路(5-3)的输出端3.3V相接，所述JTAG接口的引脚9与所述单片机MSP430F149的引脚58相接，所述JTAG接口的引脚10与所述单片机MSP430F149的引脚63相接，所述JTAG接口的引脚11与所述单片机MSP430F149的引脚57相接，所述JTAG接口的引脚12与所述单片机MSP430F149的引脚56相接，所述JTAG接口的引脚13与所述单片机MSP430F149的引脚55相接，所述JTAG接口的引脚14与所述单片机MSP430F149的引脚54相接。4.按照权利要求3所述的基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:所述光电耦合电路模块(3)由芯片P521，用于连接前置放大电路模块(2)的三脚接插件Fl，以及电阻R12和R13构成；所述三脚接插件Fl的引脚2与前置放大电路的信号输出端相接，所述芯片P521的引脚I与三脚接插件Fl的引脚2和电阻R12的一端相接，所述电阻R12的另一端和三脚接插件Fl的引脚I均与12V直流电源(5-1)相接，所述芯片P521的引脚2和引脚3以及三脚接插件Fl的引脚3均接地，所述芯片P521的引脚4与电阻R13的一端和所述单片机MSP430F149的引脚12相接，所述电阻R13的另一端与所述3.3V电源电路(5-3)的输出端3.3V相接。5.按照权利要求3所述的基于漫反射光纤传感器的汽轮机测速系统，其特征在于:所述微处理器模块(4)的输入端接有用于输入控制参数的按键电路模块(12)，所述按键电路模块(12)由按键S2、S3、S4和S5，以及电阻R22、R23、R24和R25构成；所述按键S2的一端与所述单片机MSP430F149的引脚20和电阻R22的一端相接，所述按键S3的一端与所述单片机MSP430F149的引脚21和电阻R23的一端相接，所述按键S4的一端与所述单片机MSP430F149的引脚22和电阻R24的一端相接，所述按键S5的一端与所述单片机MSP430...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜京义，杨勇，侯媛彬，王生成，林科，寇水潮，唐小华，李娜，刘宇程，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：实用新型
国别省市：