加速計的製作方法
2023-10-21 00:48:02 1
加速計的製作方法
【專利摘要】加速計(14)包括金屬殼體(16)以及殼體內的集成壓電傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大傳感器中的至少一者。金屬罩(36)從殼體延伸且多條傳感器線從傳感器延伸到罩中。加速計還包括連接到罩上的金屬纜護套(38)，其具有被由護套所包含的金屬氧化物粉末絕緣的多條纜線。多條傳感器線中的至少一者連接到罩內的多條纜線中的至少一者上。殼體、罩和金屬纜護套對至少一個傳感器、多條傳感器線以及多條纜線提供密封的封殼。
【專利說明】加速計【技術領域】
[0001]本文公開的主題的實施例大體上涉及變換器，且更具體而言，涉及能夠在惡劣的環境中使用的加速計。
【背景技術】
[0002]在過去幾年期間，隨著化石燃料的價格上漲，增加了對與加工化石燃料相關的許多方面的興趣。在化石燃料的加工期間，流體從岸上或離岸位置運輸到加工廠以用於後續使用。在其它應用中，可更加局部地運輸流體，例如，在烴加工廠的子系統之間運輸，以便於分配到最終用戶。
[0003]至少一些流體運輸站使用旋轉機械，如，由燃氣渦輪驅動的壓縮機、風扇和/或泵。這些渦輪中的一些經由變速箱而驅動相關聯的流體運輸設備，該變速箱增大或減小燃氣渦輪輸出傳動軸速度到預定的設備傳動軸速度。在其它旋轉機械中，使用電力驅動的馬達或電驅動件來代替(或結合)機械驅動件(即，燃氣渦輪)，以操作旋轉機械。
[0004]通常用於工業中的一種渦輪機包括由電動馬達驅動的壓縮機。例如，可採用此類渦輪機來用於回收甲烷、天然氣和/或液化天然氣(LNG)。此類氣體的回收可減少排放物且減少在LNG裝載到船上期間的燃燒操作。這種渦輪機的其它用途在本領域中為已知的且這裡未論述。
[0005]圖7中示出了此類旋轉機械的示例。旋轉機械502包括連接到壓縮機506上的電動馬達504。兩個機械軸之間的連接可由機械接頭508實現。馬達的外殼510可(例如，通過螺栓514)附接到壓縮機的外殼512上。壓縮機506可包括附接到壓縮機軸518上的一個或多個葉輪516。壓縮機軸518構造成圍繞縱軸線X旋轉。壓縮機軸518的旋轉通過在壓縮機軸518的兩端處使用主動磁軸承520和522來增強。
[0006]不管具體的設定，即，岸上、離岸、海底等且不管旋轉機械是渦輪驅動的還是馬達驅動的，總是存在對提高效率、減小成本和減少化石燃料加工的、且具體而言涉及此類加工的旋轉機械的環境影響的需要。
[0007]由於總是存在的該需要，故旋轉機械的性能繼續改善。現今的旋轉機械不僅更有效且環保，而且它們能夠加工比以前處於更高的溫度和更高的壓力下的更大腐蝕性的物質。
[0008]雖然這些改善是受歡迎的，但控制這些處理的現有解決方案常常不足以滿足在由此類改善引起的惡劣環境中工作的需求。
[0009]特別關心的一個領域為變換器。變換器在提供不僅關於由旋轉機械執行的處理、而且關於旋轉機械自身的信息方面起著重要作用。一些變換器如加速計不僅可用於獲得關於由旋轉機械執行的處理的效率、而且關於旋轉機械自身的構件(如，軸承或軸)的健康的洞悉。
[0010]加速計相對於產生處理信息和/或機械信息的位置的放置對加速計能夠測量此類信息很重要。這常常需要接近 於產生此類信息的點來定位加速計，例如，定位在旋轉機械內。
[0011]此類位置可處於特別惡劣的環境中，例如，處於或接近於高壓、高溫、和/或腐蝕性處理流體。至於圖7中的上述旋轉機械502，注意到的是，磁軸承520和522暴露於由壓縮機處理的流體。該流體(例如，甲烷)可為腐蝕性的且可能具有高壓(例如，2000psi)和高溫(例如，160攝氏度)。此外，特別強的電磁場可由主動磁軸承520和522呈現。所期望的是，接近於軸承520和/或軸承522將一個或多個加速計、和/或其它變換器定位在旋轉機械502內。因此，存在對變換器的需要，且特別是可在此類環境內成功地操作的加速計。
【發明內容】
[0012]根據示例性實施例，一種加速計(或加速度變換器)包括金屬殼體以及殼體內的集成壓電加速度傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大加速度傳感器中的至少一者。金屬罩從殼體延伸且多條傳感器線從傳感器延伸到罩中。加速計還包括連接到罩上的金屬纜護套，其具有被由護套所包含的金屬氧化物粉末絕緣的多條纜線。多條傳感器線中的至少一者連接到罩內的多條纜線中的至少一者上。殼體、罩以及金屬纜護套對至少一個傳感器、多條傳感器線以及多條纜線提供密封的封殼。
[0013]根據另一個實施例，旋轉機械的變換器組件包括接近旋轉機械內的軸承定位的殼體和連接到殼體上的金屬護套，以形成密封的封殼。變換器在殼體內且從金屬護套延伸的至少一條線電性地連接到變換器上。由護套所包含的金屬氧化物粉末使至少一條線絕緣。
[0014]根據另一個實施例，一種對加速度變換器(或加速計)提供密封的封殼的方法包括:提供具有金屬罩延伸部的金屬殼體；將集成壓電加速度傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大加速度傳感器中的至少一者定位在殼體內，使得從至少一個傳感器延伸的多條線延伸出金屬罩延伸部；定位具有被金屬氧化物粉末絕緣的多條線的金屬護套，使得線從護套的端部延伸到從傳感器延伸的線；將從至少一個傳感器延伸的多條線電性地連接到從罩延伸的多條線上且將電性地連接的線定位在金屬罩延伸部內；以及將金屬護套連接到罩上，從而對至少一個傳感器、多條傳感器線和多條纜線提供密封的封殼。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]併入說明書中且組成說明書的一部分的所附附圖示出了一個或多個實施例，且與描述一起闡釋了這些實施例。在附圖中:
圖1為示例性實施例的透視圖。
[0016]圖2為圖1中示出的示例性實施例的側視圖。
[0017]圖3為根據示例性實施例的金屬纜護套的橫截視圖。
[0018]圖4為圖3中示出的示例性實施例的端部視圖。
[0019]圖5為根據另一個示例性實施例的罩的橫截視圖。
[0020]圖6為根據示例性實施例的方法的流程圖。
[0021 ] 圖7描繪了旋轉機械。
【具體實施方式】
[0022]示例性實施例的以下描述參考所附附圖。不同附圖中的相同參考數字標識相同或類似的元件。以下詳細描述不限制本發明。作為替代，本發明的範圍由所附權利要求限定。為了簡單起見，參考具有殼體和傳感器的變換器的用語和結構論述了以下實施例。然而，接下來論述的實施例不限於這些示例性的系統，而是可應用於其它系統。
[0023]在說明書各處，涉及的〃 一個實施例〃或〃實施例〃意指與包括在所公開的主題的至少一個實施例中的實施例結合來描述的具體特性、結構或特徵。因此，在整個說明書各處的不同地方中的短語"在一個實施例中"或"在實施例中"的出現不必涉及相同的實施例。此外，在一個或多個實施例中，可以以任何適合的方式組合具體特性、結構或特徵。
[0024]圖1和圖2示出了根據本發明的加速計14的示例性實施例。加速計14包括限定五邊形形狀的具有第一側部18 (圖1)和第二側部22 (圖2)的金屬殼體16。五邊形形狀的殼體16關於由側部28和32的交點與側部24的中心限定的平面對稱。
[0025]殼體16還包括在第一側部18與第二側部22的邊緣之間延伸的側部24，26，28，32以及34。如圖1和圖2中所示，側部24，26，28，32以及34具有相等的寬度。
[0026]能夠沿至少一個軸線感測加速度且生成對應於所感測到的加速度的信號的傳感器(未示出)設在殼體16內。在圖1和圖2中示出的實施例中，變換器為三軸加速計變換器。示例性的三軸加速計傳感器包括集成壓電傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大傳感器。
[0027]加速計14還包括從殼體16的側部24延伸的金屬罩36。如圖1、圖2和圖5中所示，金屬罩36為通過焊接點38連接到殼體16的側部24上的圓筒形管。然而，該連接可由其它化學手段如粘合密封劑和/或機械手段如螺紋連接形成。作為備選，殼體16和罩36可整體結合地形成。
[0028]還如圖1、圖2以及圖5中所示，金屬纜護套38連接到罩36上。金屬護套38以環氧密封劑40連接到罩36上。然而，該連接可由其它化學手段如焊接和/或機械手段如螺紋連接形成。作為備選，金屬護套38和罩36可整體結合地形成。
[0029]金屬纜護套38設有四條線42，44，46以及48。線42，44以及46分別對應於加速度的軸線，且線48為公共線。線42，44，46以及48被金屬氧化物粉末52例如由金屬護套38所包含的氧化鎂粉末和/或二氧化矽粉末絕緣。
[0030]如圖5中所示，四條變換器線54，56，58和62從殼體16內的加速計變換器延伸到罩36中。線54，56和58分別對應於加速度的軸線，且線62為公共線。
[0031]線42和54、線44和56、線46和58、以及線48和62在接頭64，66，68和72處電性地連接，例如，通過雷射焊合。非傳導性密封劑74可被提供在線與罩36內的焊合接頭之間。
[0032]如可從圖1至圖5中理解到的，金屬殼體16、金屬罩36以及金屬纜護套38對變換器、線以及焊合接頭提供密封的封殼。此外，纜護套38內的金屬氧化物絕緣材料也由金屬製成。因此，加速計16能夠比常規加速計更經得起腐蝕、更高的壓力、更高的溫度、以及更強的電磁場。
[0033]根據如圖6中的流程圖中所示的實施例，對加速計提供密封的封殼的方法(1000)可包括:提供(1002)具有金屬罩延伸部的金屬殼體；將集成壓電加速度傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大加速度傳感器中的至少一者定位(1004)在殼體內，使得從至少一個傳感器延伸的多條線延伸出金屬罩延伸部；定位(1006)具有被金屬氧化物粉末絕緣的多條線的金屬護套，使得線從護套的端部延伸到從傳感器延伸的線；將從至少一個傳感器延伸的多條線電性地連接(1008)到從罩延伸的多條線上；將電性地連接的線定位(1010)在金屬罩延伸部內；以及將金屬護套連接(1012)到罩上，從而對至少一個傳感器、多條傳感器線和多條纜線提供密封的封殼。
[0034]上述實施例在所有方面都旨在為示例性的，而不是限制本發明。所有的此類變化和變型都被認為是在如由所附權利要求限定的本發明的範圍和精神內。本申請的描述中使用的元件、行動或指令不應被理解為對本發明關鍵或必不可少，除非明確地像這樣描述。此夕卜，如本文中使用的，冠詞〃 一 〃旨在包括一個或多個項目。
【權利要求】
1.一種加速計，包括: 金屬殼體； 所述殼體內的集成壓電加速計傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大加速計傳感器中的至少一者； 從所述殼體延伸的金屬罩； 從所述傳感器延伸到所述罩中的多條傳感器線； 金屬纜護套，其連接到所述罩上且具有被由所述護套所包含的金屬氧化物粉末絕緣的多條纜線； 所述多條傳感器線中的至少一者連接到所述罩內的所述多條纜線中的至少一者上；以及 所述殼體、所述罩以及所述金屬纜護套對所述至少一個傳感器、所述多條傳感器線和所述多條纜線提供密封的金屬封殼。
2.根據權利要求1所述的加速計，其特徵在於，所述多條纜線包括四條線。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的加速計，其特徵在於，所述多條傳感器線包括四條線，第一線傳送對應於第一軸線的信號，第二線傳送對應於第二軸線的信號，第三線傳送對應於第三軸線的信號，以及第四線對應於公共線。
4.根據任何前述權利要求所述的加速計，其特徵在於，所述第一纜線焊合到所述第一傳感器線上，所述第二纜線焊合到所述第二傳感器線上，所述第三纜線焊合到所述第三傳感器線上，且所述第 四纜線焊合到所述第四傳感器線上。
5.根據任何前述權利要求所述的加速計，其特徵在於，所述金屬護套焊接到所述罩上。
6.根據任何前述權利要求所述的加速計，其特徵在於，所述焊接為鎢極惰性氣體焊接。
7.根據任何前述權利要求所述的加速計，其特徵在於，所述焊接為雷射焊接。
8.根據任何前述權利要求所述的加速計，其特徵在於，所述金屬護套以粘合密封劑連接到所述罩上。
9.一種用於旋轉機械的變換器組件，包括: 接近所述旋轉機械內的軸承定位的殼體； 連接到所述殼體上以形成密封的封殼的金屬護套； 所述殼體內的變換器； 從所述金屬護套延伸且電性地連接到所述變換器上的至少一條線；以及 所述護套包含使所述至少一條線絕緣的金屬氧化物粉末。
10.一種對加速計提供密封的封殼的方法，包括: 提供具有金屬罩延伸部的金屬殼體； 將集成壓電加速度傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大加速度傳感器中的至少一者定位在所述殼體內，使得從所述至少一個傳感器延伸的多條線延伸出所述金屬罩延伸部；定位具有被金屬氧化物粉末絕緣的多條線的金屬護套，使得所述線從所述護套的端部延伸到從所述傳感器延伸的所述多條線； 將從所述至少一個傳感器延伸的所述多條線電性地連接到從所述罩延伸的所述多條線上； 將所述電性地連接的線定位在所述金屬罩延伸部內；以及將所述金屬護套連接到所述罩上，從而對所述至少一個傳感器、所述多條傳感器線以及所述多條纜線提供密封的封殼。`
【文檔編號】G01P1/02GK103858012SQ201280050153
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年10月9日 優先權日:2011年10月13日
【發明者】F.弗蘭奇 申請人:諾沃皮尼奧內有限公司