磁致伸缩位移传感器在水利工程上的应用

  永定新河进洪闸工程的小闸门位移传感器因频繁受损，严重影响了自动化控制效果。为此，管理单位决定改用磁致伸缩位移传感器，明显提升了设备的可靠性和使用寿命。

  永定新河进洪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，原先选用的拉绳传感器因经常受水面杂物缠绕及撞击，损坏率较高，在 15 年 8 月~16 年 7 月的工程试运行期间， 24 只传感器基本都损坏一遍，不仅维修成本比较高，维修周期长，而且影响了小闸门的自动化控制，与这座新型水闸的现代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。

  永定新河进洪闸工程原先使用的是外置拉绳位移传感器 ， 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。针对这样的一种情况，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（或生产厂商）联系，邀请他们现场察看传感器的使用环境，要求针对真实的情况研制合适的产品，最终确定了使用磁致伸缩位移传感器。该型号位移传感器比原先的外置拉绳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，大幅度提升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，这样就有很大效果预防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，真正的完成了非接触式测量，极大地提高了传感器的常规使用的寿命）；

  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。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，且可在水下长期工作。

  ④ 保证了设备常规使用的寿命。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。

  信号输出：4-20mA 四线制（负极和输出并作一根线也可当作三线制使用）

  该系列传感器作为外置式位移传感器在永定新河进洪闸工程上的使用还是第一次，其安装方法主要是油缸内置式，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。

  永定新河进洪闸工程位移传感器于 2023 年 7 月改造完毕，历经三个多月时间运行，目前使用情况良好，未发现任何质量上的问题，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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