MTS傳感器在船舶可調(diào)槳系統(tǒng)中的應(yīng)用

自從本世紀(jì)三十年代臺調(diào)距槳Controllable Pitch Propeller(CPP)問世以來，它就一直以其*的優(yōu)異性能吸引著世界各國的目光。第二次大戰(zhàn)以后，可調(diào)槳系統(tǒng)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(yè)有了很大發(fā)展，調(diào)距槳作為船舶推進(jìn)的一種主要型式被廣泛應(yīng)用于各種拖船、漁船、工程船（布纜船、挖泥船等），調(diào)查船、科學(xué)考察船、油船、渡船、滾裝船、破冰船等。由于以調(diào)距槳作為動力推進(jìn)的艦船在操縱性、機(jī)動性、動力性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)槳匹配特性等方面有明顯優(yōu)勢，所以對調(diào)距槳控制系統(tǒng)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(diào)距槳裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)

調(diào)距槳裝置由槳葉、槳轂機(jī)構(gòu)、軸系、配油器、液壓及電控系統(tǒng)等五大系統(tǒng)組成。

2．調(diào)距槳裝置基本原理

可調(diào)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(nèi)轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)一般是單曲柄--滑塊機(jī)構(gòu)，主要零件有活塞、槳?dú)んw、導(dǎo)架、槳葉盤根、滑塊、防轉(zhuǎn)條、螺栓等。當(dāng)圖中的液壓傳動機(jī)構(gòu)被伺服管道中的高壓油驅(qū)動是，，傳動機(jī)構(gòu)會帶動動槳葉旋轉(zhuǎn)。

簡單液壓系統(tǒng)構(gòu)造如下圖：

依靠液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件變距油缸（Oil Distribution Box），高壓油通過中間空心油管（hydraulic pipe）驅(qū)動固定在槳轂里面的液壓傳動機(jī)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)槳葉螺距變化的目的。

液壓控制系統(tǒng)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(jì)算槳葉的轉(zhuǎn)角，所以這也是MTS位移傳感器的應(yīng)用所在，隨著設(shè)備要求的越來越高，對控制精度的要求也原來原告，現(xiàn)在基本所有的調(diào)距槳控制系統(tǒng)都是是閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)手柄指令信號和推拉桿的位置信號經(jīng)過PID參數(shù)運(yùn)算輸出模擬電壓信號控制液壓系統(tǒng)的比例閥，液壓油經(jīng)比例閥通過配油機(jī)構(gòu)，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(jìn)行旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)驅(qū)動槳葉，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)螺距角。同時油缸的活塞運(yùn)動帶動配油器旁的螺距反饋機(jī)構(gòu)使螺距反饋信號發(fā)生改變，當(dāng)螺距發(fā)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(tǒng)的比例閥閥芯處于中間位置，液壓系統(tǒng)的高壓油路被切斷，調(diào)距油缸的活塞停止移動，調(diào)距機(jī)構(gòu)停止轉(zhuǎn)動，此時的槳葉角就是指令信號所要求達(dá)到的螺距角。

MTS傳感器實(shí)際安裝圖片：

該應(yīng)用對傳感器的特殊要求：

1.  穩(wěn)定性要求，可調(diào)槳系統(tǒng)是和螺旋槳傳動系統(tǒng)集成在一起，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便

2.  安全性要求，螺旋槳是船的動力設(shè)備，有冗余要求

3.  高精度要求，因?yàn)闃~的角度是經(jīng)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(zhì)要求，工作環(huán)境要求傳感器必須使用316L不銹鋼材質(zhì)

 推薦傳感器型號：

特別推薦：GT2/GT3

其它可選：E系列經(jīng)濟(jì)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(zhì)-耐腐蝕

4.  穩(wěn)定可靠-EMC檢測和CE認(rèn)證

5.  絕D值輸出-無需校準(zhǔn)

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(tài)

3.  信號全-模擬量、數(shù)字量、總線、以太網(wǎng)

4.  穩(wěn)定可靠-EMC檢測和CE認(rèn)證

5.  絕D值輸出-無需校準(zhǔn)