[发明专利]汽轮机隔板汽道喉部宽度测量方法及工具

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机隔板汽道喉部宽度测量方法及工具，属于测量技术领域。

背景技术

随着汽轮机机组设计技术参数的提高，汽轮机隔板的出汽口面积等设计技术指标要求也不断提高。由于隔板的出汽口面积的计算是建立在汽道喉宽测量值的基础上的，因此，汽道喉宽的测量精度将直接影响出汽口面积的计算准确度。

以往，汽道喉宽测量均通过专用喉宽塞尺测量完成。但该测量方法存在弊端在于：一、塞尺的最小测量精度仅为0.1mm；二、塞尺存在刻线误差；三、使用塞尺测量汽道喉宽时，需人工记录数值，再导入数据表，并进一步计算出出汽口面积。在这个过程中，数据采集效率低，且数据记录环节多，数据出错概率较大。

为解决上述问题，申请人设计出“直推式”数显汽道塞尺。该塞尺的特点是：将常规塞尺与光栅采集技术融合，完成汽道塞尺的自动采集。使用该塞尺测量汽道喉宽时，通过向前推动该塞尺的触推板即可实现喉宽尺寸的定位和数据采集。数显尺的显示数值是光栅尺相对零位移动的相对距离值，经过公式转化得到最终的汽道喉宽测量值。

其优点是：

-能够实现汽道喉宽数据的快速准确采集。当前，使用常规汽道塞尺测量喉宽时需人工读数、记录。

-能够提高塞尺测量精度。当前，常规汽道塞尺的最小测量精度仅为0.1mm。

其唯一的缺点是，因光栅尺结构所定，该塞尺的楔形尺头为“斜面向下”型式，与常规塞尺“斜面向上”型式不一致。经分析，这两种型式存在一定的系统误差，测量结果需进行数据补偿。

但是，通过后期的试验试用，发现该塞尺在使用过程中还存在一些的缺点，具体如下：

-由于该塞尺推进过程中，并未从结构上完全实现自动定位，也就是说，楔形尺头、触推板的动态相对位置精度不高，楔形尺头的推进角度易偏摆，触推板滑动终了位置定位不准确，影响测量精度；通过对多名测量人员的测量值的统计分析得到，测量值波动较大，其波动值以0.15mm～0.30mm居多。

-测量过程包含测量定位与数据采集两个操作工位，一名测量人员使用该塞尺独立完成汽道喉宽测量存在操作困难。同时，由于塞尺分量较重，在连续测量多个汽道后，测量人员疲劳感强烈。

发明内容

本发明对“直推式”数显汽道塞尺做了进一步改进，提出如下技术方案：

一种汽轮机隔板汽道喉部宽度测量工具，该测量工具是数显楔形塞尺，由楔形塞尺和数据处理终端组合而成，所述楔形塞尺包括楔形尺头、光栅板、触推板、数据采集及显示器，所述楔形尺头、光栅板水平布置，其顶面齐平，通过连接件固定为一体；所述触推板、数据采集及显示器水平布置，通过连接件固定为一体；所述数据采集及显示器为空腹结构，其中心是一条与光栅板适配的通滑槽，所述光栅板位于该滑槽内，可在滑槽内滑动；光栅板的顶面与触推板的底面接触；测量时，触推板连同数据采集及显示器与光栅板发生相对位移，可改变光栅的长度，采集该光栅变化的长度数据，即得到汽轮机隔板汽道喉部宽度测量数据，该数据经数据处理终端处理，再由显示器将处理结果显示出来；所述楔形塞尺上还设有一条螺旋弹簧，该弹簧的一端固定在光栅板上，另一端固定在数据采集及显示器上。

所述楔形尺头上刻有汽道喉宽尺寸刻度线及喉宽尺寸值，所述喉宽尺寸刻度线是一组，其分度为喉宽基准尺寸的十分之一。

所述楔形尺头为一组，其几何尺寸不同，分别对应不同规格的汽轮机汽道喉宽；所述几何尺寸是指楔形尺头的高度、长度、斜棱边的厚度及倾角，其中，高度、长度、斜棱边的倾角是变量，斜棱边的厚度常量。

所述楔形塞尺的尾端有操作手柄，该手柄用轻质材料制成。

上述的测量工具按如下步骤测量汽轮机隔板汽道喉部宽度：

（1）将楔形尺头和触推板的前端面置于块规上调平，实现量具调“0”；

（2）将楔形尺头沿着隔板汽道节圆线滑入汽道，楔形尺头的斜棱边与导叶片背弧相切，触推板的前端直角与相邻导叶片的出汽边相接触，沿汽道角度向前推动塞尺，直至推不动为止；

（3）按数据采集按钮，采集测量数据，送入数据处理终端；

（4）数据处理终端按下式处理测量数据：

输出值=（喉宽所对应的楔形塞尺基准值＋0.1×塞尺测量值）×修正系数

式中：修正系数为1/cosα=1.005；

α为楔形尺头斜棱边倾角；

    （5）将输出值反馈至显示器显示出来。

本发明的有益效果：