MTS传感器在船舶可调桨系统中的应用

MTS传感器在船舶可调桨系统中的应用

自从本世纪三十年代台调距桨Controllable Pitch Propeller(CPP)问世以来，它就一直以其独特的优异性能吸引着世界各国的目光。第二次大战以后，可调桨系统以其所具备的特殊性能受到各国的高度重视，近年来我国舰船行业有了很大发展，调距桨作为船舶推进的一种主要型式被广泛应用于各种拖船、渔船、工程船（布缆船、挖泥船等），调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等。由于以调距桨作为动力推进的舰船在操纵性、机动性、动力性、可靠性、经济性、机桨匹配特性等方面有明显优势，所以对调距桨控制系统的需求越来越大，性能要求也越来越高，对传感器的性能要求也同步提高。

1．调距桨装置的机械结构

调距桨装置由桨叶、桨毂机构、轴系、配油器、液压及电控系统等五大系统组成。

2．调距桨装置基本原理

可调螺距螺旋桨的桨毂起到支持、连接桨叶与轴系、传递功率的作用。桨毂内转叶机构一般是单曲柄--滑块机构，主要零件有活塞、桨壳体、导架、桨叶盘根、滑块、防转条、螺栓等。当图中的液压传动机构被伺服管道中的高压油驱动是，，传动机构会带动动桨叶旋转。

简单液压系统构造如下图：

依靠液压系统中的执行元件变距油缸（Oil Distribution Box），高压油通过中间空心油管（hydraulic pipe）驱动固定在桨毂里面的液压传动机构，进而实现桨叶螺距变化的目的。

液压控制系统原理示意图 

 从上面的图纸上可以看出，我们可以通过检测推拉杆的位置来计算桨叶的转角，所以这也是MTS位移传感器的应用所在，随着设备要求的越来越高，对控制精度的要求也原来原告，现在基本所有的调距桨控制系统都是是闭环控制系统，根据手柄指令信号和推拉杆的位置信号经过PID参数运算输出模拟电压信号控制液压系统的比例阀，液压油经比例阀通过配油机构，将方向和油流量都受控制的高压油传动到位于螺旋桨桨毂中的液压传动装置，传动装置再带动桨叶法兰进行旋转这样推拉杆在液压油的作用一下向前或向后移动，并通过转叶机构驱动桨叶，实现无级调节螺距角。同时油缸的活塞运动带动配油器旁的螺距反馈机构使螺距反馈信号发生改变，当螺距发讯器输出的反馈信号与指令信号大小相等时，误差信号为零，输出控制比例阀的电压信号为零，液压系统的比例阀阀芯处于中间位置，液压系统的高压油路被切断，调距油缸的活塞停止移动，调距机构停止转动，此时的桨叶角就是指令信号所要求达到的螺距角。

MTS传感器实际安装图片：

该应用对传感器的特殊要求：

1.  稳定性要求，可调桨系统是和螺旋桨传动系统集成在一起，结构复杂，维修不便

2.  安全性要求，螺旋桨是船的动力设备，有冗余要求

3.  高精度要求，因为桨叶的角度是经过传感器换算得到的，高精度的传感器才能保证高精度的控制

4.  材质要求，工作环境要求传感器必须使用316L不锈钢材质

 推荐传感器型号：

特别推荐：GT2/GT3

其它可选：E系列经济型

1.  分辨率-G5μm,可满足一般控制要求

2.  长寿命-非接触测量

3.  全部316L材质-耐腐蚀

4.  稳定可靠-EMC检测和CE认证

5.  绝D值输出-无需校准

其它可选：R系列高性能型

1.  分辨率-G0.5μm

2.  指示灯-直观显示传感器状态

3.  信号全-模拟量、数字量、总线、以太网

4.  稳定可靠-EMC检测和CE认证

5.  绝D值输出-无需校准