[发明专利]一种基于旋转式光栅编码器的断路器行程在线监测装置

说明书

本发明公开了一种基于旋转式光栅编码器的断路器行程在线监测装置，包括安装底座、光栅编码器、印制电路板、加固片、安装板，光栅编码器包括光栅码盘和光栅解码器，加固片包括第一加固片和第二加固片；安装底座可拆卸安装至断路器旋转主轴；第一加固片和第二加固片分别粘接在光栅码盘的两侧面，形成光栅码盘组件；光栅码盘组件可拆卸安装在安装底座上；安装板可拆卸安装在断路器本体上，印制电路板可拆卸安装在安装板上，光栅解码器焊接安装在印制电路板上；光栅码盘的边缘位于光栅解码器的测试凹槽的中心，并与测试凹槽的底部保持一定的距离。本发明提高了整体的抗冲击能力，使码盘的质心更靠近旋转轴的轴心线，降低了旋转产生的冲击力。

技术领域

本发明涉及断路器行程在线监测技术领域，尤其涉及一种基于旋转式光栅编码器的断路器行程在线监测装置。

背景技术

断路器分合闸过程的关键参数，如开距、超程、速度等，能直观反应断路器的设备状态，是断路器在线监测的核心。获取上述参数，首先需要获取断路器分合闸的行程信息。

监测断路器分合闸的行程，可以通过监测分合闸过程的传动部件实现，如监测断路器的连杆、旋转轴，滑块等，均可以实现对断路器分合闸行程的监测。

断路器分合闸过程中，传动部件的运动不是单纯的直线运动或圆周运动，旋转主轴存在抖动、偏心等情况，常规接触式的位移传感器或角度传感器很容易被损坏，因此常规的断路器在线监测设备不具备监测断路器分合闸行程的功能。

光栅码盘分成菲林片、不锈钢、浮法玻璃、钢化玻璃四种。

菲林片材质的光栅码盘热稳定性差，不耐高温，抗冲击力差，分辨率低，精度低，使用寿命低；不锈钢材质的光栅码盘分辨率低，精度低，薄片时易变形，热稳定性比玻璃的差一个数量级；浮法玻璃材质的光栅码盘抗震能力差，易碎裂，镀层易磨损，易生霉斑。这三种都不适合断路器分合闸的监测。

钢化玻璃材质的光栅码盘光均匀性好，分辨率高，抗冲击强度明显提高，不易碎裂。但断路器分合闸动作时，旋转主轴的旋转角度一般在30°，旋转时间约10ms，旋转时的冲击很大，且要求可承受的冲击次数是20000次，常规钢化玻璃光栅码盘只有1mm厚(光栅解码器的感光缺口最大只有3mm，由于分合闸过程中旋转主轴的偏心，光栅码盘只能用1mm厚度，否则分合闸过程中光栅码盘会触碰到光栅解码器)，难以承受这种冲击。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于旋转式光栅编码器的断路器行程在线监测装置，能很好地解决相关问题，以克服现有技术存在的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：1)常规接触式的位移传感器或角度传感器很容易被损坏，因此常规的断路器在线监测设备不具备监测断路器分合闸行程的功能；2)常规光栅码盘难以承受断路器分合闸动作时，旋转主轴旋转时的冲击。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于旋转式光栅编码器的断路器行程在线监测装置，包括安装底座、光栅编码器、印制电路板、加固片、安装板，所述光栅编码器包括光栅码盘和光栅解码器，所述加固片包括第一加固片和第二加固片；所述安装底座可拆卸安装至断路器旋转主轴；所述第一加固片和第二加固片分别粘接在所述光栅码盘的两侧面，形成光栅码盘组件；所述光栅码盘组件可拆卸安装在所述安装底座上；所述安装板可拆卸安装在断路器本体上，所述印制电路板可拆卸安装在所述安装板上，所述光栅解码器焊接安装在所述印制电路板上；所述光栅码盘的边缘位于所述光栅解码器的测试凹槽的中心，并与所述测试凹槽的底部保持一定的距离。

进一步地，所述光栅码盘由钢化玻璃制成。

进一步地，所述光栅码盘上开设有多个固定孔，所述多个固定孔均匀分布在以所述光栅码盘的圆心为圆心、直径比所述光栅码盘的非刻度区的直径小的圆周上。

进一步地，所述加固片由钢化玻璃制成。

进一步地，所述加固片的直径小于所述光栅码盘的非刻度区的直径。