愛華網(wǎng)???? 1.概述： 伺服式浮子水位計用于驗證上閘首工作大門淹沒水深,測定上游相對水位,經(jīng)測量輪和各旋轉(zhuǎn)交換機構(gòu),將水位移轉(zhuǎn)換成角位移(數(shù)字量)并通過遠傳變送器將水位信號送至計算中心相應(yīng)的計算機接口；同時帶動浮動標志鏡控制（光電開關(guān)反射板）船廂準確地停位。 通過浮子式水位計的電動浮子伺服隨動系統(tǒng)，實現(xiàn)了光電開關(guān)、反射板和水位的同步變化，能使船廂保證±1cm的停位精度 2.伺服式浮子水位計 2.1 基本原理 浮子水位計是根據(jù)力的平衡原理,利用浮子與伺服電機之間的平衡作用,通過測量鋼絲繩和各種旋轉(zhuǎn)變換機構(gòu),將水位的變化變成角位移來測量。 如圖一示，設(shè)浮子的重量為W,浮子浸在水中所受的浮力為Fp，鋼絲繩拽浮子的拉力為T,整個系統(tǒng)的摩摩擦力(主要來向幾個換向?qū)л?為f，當浮子浸在水中某一位置時，這些力處于乎衡狀態(tài)，即為W-F-T-f=0 在這種動態(tài)平衡中，鋼絲繩對浮子的拉力幾乎不變，可以認為浮子與水位嚴格同步運動，浮子的吃水線也就真實地反映了水位的高低。 2.2系統(tǒng)組成 2.2.1 浮子 浮子是水位計中關(guān)鍵部件之一，浮子具有較大的橫截面積和有一定的園柱高度,重量為3.5Kg。 2.2.2 不銹鋼多股絞繩 鋼絲絞繩用于邊結(jié)浮子與伺服電機起位移傳送之功效，選用1.5mm的多股1Gr18Ni9Ti鋼絲絞繩，其搞拉強度為97.13Kg。 2.2.3 換向滑輪 系統(tǒng)中配用的五個滑輪做為測量繩的換向之用，為了減少滑輪的磨擦力（影響測量精度的因素之一），選用帶滾動軸承的滑輪。 2.2.4水位計 水位計由測量輪、卷繩輪、絕對式光電編碼器、換向滑輪、伺服電機、電氣部分組成，量程4米精度為2mm 水位計帶有電氣接口，將水位變化轉(zhuǎn)化為數(shù)字量遠距離傳輸。 2.3系統(tǒng)誤差分析 2.3.1 同步誤差 在本系統(tǒng)中，浮子與標志板是以一根繩帶所聯(lián)，所以，理論上同步誤差應(yīng)等于零。 2.3.2 鋼絲繩自身重量變化引起的測量誤差 聯(lián)結(jié)浮子的鋼絲繩在全量程中，自身重量變化而引起浮子吃水量的變化可由下式算得： Δ 式中 Δε-浮子吃水的增（減）量 W---綱絲繩的重量 ρ—水的比重 A—浮子的橫截面積 已知 W=3.14×0.152×400×8/4=56.62g A=3.14×402/4=1256cm2 Δε=56.62/1256=0.45mm 也就是說，因鋼絲繩隨浮子在全量和（0—4M）上下運動中由自身重量的變化而引起浮子吃水量的變化測量誤差為：σ1=±0.45mm 2.3.3 溫度變化引起鋼絲繩 熱漲冷縮所的測量誤差 測量繩、帶隨溫度變化而熱漲冷縮所改變的長度，由于測量繩 、帶長度的變化卻造成了浮子吃水線---實際水位與標志板等效水位線之間的錯位誤差。其關(guān)系可用下式求得： Δ=δ×ΔT×L 式中 Δ——鋼帶受變化的伸縮量 δ——鋼帶的熱膨脹系數(shù) ΔT ——測量現(xiàn)場溫度變化 L——鋼絲繩的長度 ΔT =20℃，量程4米所需鋼絲繩長度L=22m，，鋼絲繩鋼帶用材為1Gr18Ni9Ti其δ=16×10-6 Δ=1.6×20×22=7.04mm 2.3.4 換向輪的磨擦力所造成的測量誤差 為了最大限度的減少換向輪的磨擦，采用滾動軸承滑輪。軸承中的磨擦是以磨擦力矩的大小來度量，可以近似計算式得： Mf=υ×F×d/2 式中 Mf——摩擦力矩 υ——摩擦系數(shù) d——軸承內(nèi)徑 F——外部載荷 設(shè) 以徑向載荷υ =0.003，軸承內(nèi)徑d=4mm，靠近于浮子端的五個滑輪外載均為1.2KG、而近于伺服電機端的二個滑輪外載均為1.6KG， 則Mf1=0.003×1600×4/2=9.6g Mf2=0.003×1200×4/2=7.2g 由此引起浮子吃水量變化為： Δε=9.6/3.14/202×2+7.2/3.14/202×5=0.044mm 綜合以上分析計算，系統(tǒng)的測量誤差總和為 σ=±（σ12+σ22+σ32）0.5 =±7.09mm 3.船廂減速停位找點 承船廂減速、停位裝置是為了保證承船廂在每次上（下）行運行中適時準確地減速和停位。并保證船廂內(nèi)水域水平面與上（下）游水平面準確對齊，滿足升船機安全運行和控制的要求。 本裝置采用反射式光電開關(guān)組合檢測。每個點設(shè)置5只光電開關(guān)。位置表示為B0 、B1 、B2 、B3 、B4 采用對射式光電開關(guān)，利用標志板的擋光與否來發(fā)出開關(guān)信號。 承船廂由下向上運行，當B1 經(jīng)過時發(fā)減速信號，系統(tǒng)正常減速；當B2 經(jīng)過時發(fā)事故減速信號，系統(tǒng)事故減速；當B3經(jīng)過時發(fā)停機信號，系統(tǒng)正常停機。若主拖動系統(tǒng)未正常停機，當B4 經(jīng)過時，系統(tǒng)發(fā)超行程緊急停車令，主拖動系統(tǒng)緊急停機。 4.系統(tǒng)調(diào)整 根據(jù)上游吹氣式水位計測量出的實時上游水位值計算出船廂減速停位找點5個點的位置，啟動船廂，依次記下船廂通過標志板時這5個點時位置（位置測量取行程偏差測量值），計算出5個點與標志板發(fā)訊偏差值后，依據(jù)此偏差值調(diào)整船廂減速停位找點傳感器位置。
5.束語 浮子水位計對于船廂減速停位找點至關(guān)重要，其檢測技術(shù)比較成熟，通過合理的調(diào)試過程，精度滿足升船機運行要求。
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