MTS傳感器在船舶可調槳系統中的應用

MTS傳感器在船舶可調槳系統中的應用

自從本世紀三十年代臺調距槳Controllable Pitch Propeller(CPP)問世以來，它就一直以其*的優異性能吸引著世界各國的目光。第二次大戰以后，可調槳系統以其所具備的特殊性能受到各國的高度重視，近年來我國艦船行業有了很大發展，調距槳作為船舶推進的一種主要型式被廣泛應用于各種拖船、漁船、工程船（布纜船、挖泥船等），調查船、科學考察船、油船、渡船、滾裝船、破冰船等。由于以調距槳作為動力推進的艦船在操縱性、機動性、動力性、可靠性、經濟性、機槳匹配特性等方面有明顯優勢，所以對調距槳控制系統的需求越來越大，性能要求也越來越高，對傳感器的性能要求也同步提高。

1．調距槳裝置的機械結構

調距槳裝置由槳葉、槳轂機構、軸系、配油器、液壓及電控系統等五大系統組成。

2．調距槳裝置基本原理

可調螺距螺旋槳的槳轂起到支持、連接槳葉與軸系、傳遞功率的作用。槳轂內轉葉機構一般是單曲柄--滑塊機構，主要零件有活塞、槳殼體、導架、槳葉盤根、滑塊、防轉條、螺栓等。當圖中的液壓傳動機構被伺服管道中的高壓油驅動是，，傳動機構會帶動動槳葉旋轉。

簡單液壓系統構造如下圖：

依靠液壓系統中的執行元件變距油缸（Oil Distribution Box），高壓油通過中間空心油管（hydraulic pipe）驅動固定在槳轂里面的液壓傳動機構，進而實現槳葉螺距變化的目的。

液壓控制系統原理示意圖 

 從上面的圖紙上可以看出，我們可以通過檢測推拉桿的位置來計算槳葉的轉角，所以這也是MTS位移傳感器的應用所在，隨著設備要求的越來越高，對控制精度的要求也原來原告，現在基本所有的調距槳控制系統都是是閉環控制系統，根據手柄指令信號和推拉桿的位置信號經過PID參數運算輸出模擬電壓信號控制液壓系統的比例閥，液壓油經比例閥通過配油機構，將方向和油流量都受控制的高壓油傳動到位于螺旋槳槳轂中的液壓傳動裝置，傳動裝置再帶動槳葉法蘭進行旋轉這樣推拉桿在液壓油的作用一下向前或向后移動，并通過轉葉機構驅動槳葉，實現無級調節螺距角。同時油缸的活塞運動帶動配油器旁的螺距反饋機構使螺距反饋信號發生改變，當螺距發訊器輸出的反饋信號與指令信號大小相等時，誤差信號為零，輸出控制比例閥的電壓信號為零，液壓系統的比例閥閥芯處于中間位置，液壓系統的高壓油路被切斷，調距油缸的活塞停止移動，調距機構停止轉動，此時的槳葉角就是指令信號所要求達到的螺距角。

MTS傳感器實際安裝圖片：

該應用對傳感器的特殊要求：

1.  穩定性要求，可調槳系統是和螺旋槳傳動系統集成在一起，結構復雜，維修不便

2.  安全性要求，螺旋槳是船的動力設備，有冗余要求

3.  高精度要求，因為槳葉的角度是經過傳感器換算得到的，高精度的傳感器才能保證高精度的控制

4.  材質要求，工作環境要求傳感器必須使用316L不銹鋼材質

 推薦傳感器型號：

特別推薦：GT2/GT3

其它可選：E系列經濟型

1.  分辨率-G5μm,可滿足一般控制要求

2.  長壽命-非接觸測量

3.  全部316L材質-耐腐蝕

4.  穩定可靠-EMC檢測和CE認證

5.  絕D值輸出-無需校準

其它可選：R系列高性能型

1.  分辨率-G0.5μm

2.  指示燈-直觀顯示傳感器狀態

3.  信號全-模擬量、數字量、總線、以太網

4.  穩定可靠-EMC檢測和CE認證

5.  絕D值輸出-無需校準