專利名稱：包括膜片的加速表及包括該加速表的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及加速表，更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及包括膜片的加速表。
背景技術(shù)：
加速表是一種測量加速度和產(chǎn)生反作用力的重力的裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容的第一方面提供了一種加速表，其包括壓力傳感器和振動(dòng)-壓力轉(zhuǎn)換 器(VPC)，該轉(zhuǎn)換器包括機(jī)械地聯(lián)接到待測物體上的外殼以及對外殼進(jìn)行密封以形成腔室 的膜片，該腔室流體地聯(lián)接到壓力傳感器上。 本公開內(nèi)容的第二方面提供了一種發(fā)電機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子、包繞該轉(zhuǎn)子的定子線圈 以及鄰接定子線圈的加速表，該加速表包括壓力傳感器和振動(dòng)_壓力轉(zhuǎn)換器(VPC)，該轉(zhuǎn)換 器包括機(jī)械地聯(lián)接到待測物體上的外殼以及對外殼進(jìn)行密封以形成腔室的膜片，該腔室流 體地聯(lián)接到壓力傳感器上。 本公開內(nèi)容的第三方面提供了一種電動(dòng)機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子、包繞該轉(zhuǎn)子的定子線圈 以及鄰接定子線圈的加速表，該加速表包括壓力傳感器以及振動(dòng)-壓力轉(zhuǎn)換器(VPC)，該轉(zhuǎn) 換器包括機(jī)械地聯(lián)接到待測物體上的外殼以及對外殼進(jìn)行密封以形成腔室的膜片，該腔室 流體地聯(lián)接到壓力傳感器上。
圖1是蒸汽渦輪的定子和轉(zhuǎn)子的截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的加速表的截面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的加速表的截面圖。
零件清單100加速表124物體50定子線圈52定子54轉(zhuǎn)子102壓力傳感器104振動(dòng)-壓力轉(zhuǎn)換器106外殼110膜片120腔室122區(qū)域108單個(gè)殼體
109 126 130 140 150
孔口
檢領(lǐng)lj質(zhì)量件(proof mass)
流體
阻尼材料
具體實(shí)施例方式
附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的加速表100的說明性的應(yīng)用。在圖1所示的一 個(gè)設(shè)置中，加速表100定位成用以感測物體124的運(yùn)動(dòng)，物體124如圖所示呈發(fā)電機(jī)或電動(dòng) 機(jī)52的定子線圈50的形式。定子線圈50定位成圍繞發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)52的轉(zhuǎn)子54。盡 管圖2至圖3示出了定位成用以感測定子線圈50的外部殼體運(yùn)動(dòng)的加速表100，但應(yīng)當(dāng)理 解，加速表100可以備選地定位成用以感測更加內(nèi)部的定子線圈的運(yùn)動(dòng)。
參看圖2至圖3中更詳細(xì)的附圖，加速表100可包括壓力傳感器102和振動(dòng)_壓 力轉(zhuǎn)換器(VPC)104。壓力傳感器102可包括用于將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的任何現(xiàn)在已知的 機(jī)構(gòu)或今后所研制的機(jī)構(gòu)。VPC 104包括外殼106和膜片110，從而在外殼106內(nèi)形成腔室 120。在膜片110和物體124之間的區(qū)域122至少部分地向環(huán)境敞開，即不封閉的。外殼 106通過例如螺栓連接和焊接等而機(jī)械地聯(lián)接到物體124上。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼106包 括單個(gè)的殼體108，該殼體108包括位于膜片110和物體124之間的一個(gè)或多個(gè)孔口 109。 然而，可以采用能夠形成腔室120且將腔室120機(jī)械地聯(lián)接到物體124上以將振動(dòng)傳遞到 外殼106和膜片110上的任何結(jié)構(gòu)。外殼106的上端可設(shè)計(jì)為截頭圓錐形，該截頭圓錐形 具有一定的角度，該角度將最大限度地減小來自于第一腔室120頂部的壓力波反射，例如， 根據(jù)外殼106的直徑而相對于水平成15°到60°的角度。 腔室120通過例如導(dǎo)管126流體地聯(lián)接到壓力傳感器102上。以這種方式，壓力 傳感器102可例如在距離外殼106的數(shù)米遠(yuǎn)處定位。在膜片110自身不包括用以起作用的 足夠重量的情形中，膜片110可包括聯(lián)接到其上的檢測質(zhì)量件130。膜片110、檢測質(zhì)量件 130和流體140都可以調(diào)節(jié)，以便通過壓力傳感器102進(jìn)行操作。如圖所示，檢測質(zhì)量件130 定位在膜片110的中心，該膜片的外邊緣固定到外殼106的內(nèi)壁上。其它的構(gòu)造也是可行 的。 物體124可以采取多種形式。在如圖2至圖3所示的一個(gè)示例中，物體124包括 發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)52的定子線圈50。(與圖1相比，圖2至圖3示出了定子線圈50更為詳 細(xì)的截面圖)。在其它示例中，物體124可包括變壓器、渦輪、液壓發(fā)電機(jī)的零件或事實(shí)上需 要感測其運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的任何物體。 在外殼106內(nèi)的流體140可以是任何流體，例如空氣、惰性氣體、明膠劑等，其能夠 將由膜片110所感測到的壓力差傳遞到壓力傳感器102上。 加速表100的結(jié)構(gòu)允許外殼106和膜片110由例如高溫塑料和高溫陶瓷等的非金 屬材料專門形成，導(dǎo)管126還可至少部分地由非金屬材料形成。這種結(jié)構(gòu)是最佳的，因?yàn)樵?一些情況下不能將包含加速表的金屬靠近導(dǎo)線放置，因?yàn)樗鼈兣c測量產(chǎn)生干涉。壓力傳感 器102可距離物體124遠(yuǎn)遠(yuǎn)地定位，以便不與測量干涉。此外，加速表IOO在感測位置處去 除了同樣或會(huì)與測量干涉的電信號(hào)或?qū)Ч艿拇嬖凇Ｒ虼?，加速?00可應(yīng)用在高電噪聲、高磁場和/或高電場(高壓)環(huán)境中，例如，大于450V的電壓。使用非金屬材料還降低了成 本。作為備選，加速表100的零件如外殼106和導(dǎo)管126可包括用于VPC 104和導(dǎo)管126 的高溫金屬材料(例如，不銹鋼、鉻鎳鐵合金、耐熱鎳鉻鐵合金等)和/或高溫非金屬材料 (例如，高溫陶瓷，高溫塑料等)。因此，加速表可應(yīng)用在諸如燃?xì)鉁u輪殼體的高溫環(huán)境中， 例如在150-50(TC之間。同時(shí)壓力傳感器102距離高溫環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)地定位。
圖3示出了一個(gè)備選的實(shí)施例，其中，導(dǎo)管126和VPC 104包括聲阻尼材料150，用 以保護(hù)導(dǎo)管不受電噪聲或磁場的干擾，在壓力傳感器102距離物體124遠(yuǎn)遠(yuǎn)定位的情形下， 該電噪聲或磁場可影響通過壓力傳感器102的讀取。聲阻尼材料150可包括任何現(xiàn)在已知 或今后所研制的吸振材料。 在工作中，膜片110響應(yīng)于由物體124所產(chǎn)生的加速力而運(yùn)動(dòng)，這可對由膜片110 所支承的檢測質(zhì)量件130起作用。由于腔室120提供了在VPC 104和壓力傳感器102之間 的充滿流體的封閉系統(tǒng)，故膜片110的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了通過流體140(經(jīng)由導(dǎo)管126)傳播且由 壓力傳感器102檢測到的壓力波。因此，來自物體124的加速度通過距物體124遠(yuǎn)距離的 壓力傳感器102轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)，并最終轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。盡管導(dǎo)管126示出為包括彎曲部 分，但應(yīng)當(dāng)理解，導(dǎo)管126可以是允許用于VPC 104和壓力傳感器102的有效定位的任何形 狀。 用語"第一"和"第二"等在文中并不指示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用來將一 個(gè)元件與另外一個(gè)元件區(qū)分開來，以及用語"一個(gè)"和"一種"在本文中并不指示對數(shù)量的 限制，而是指示存在至少一個(gè)參考物件。結(jié)合數(shù)量使用的修飾語"大約"包含了聲稱值，且 具有由上下文所確定的含義(例如，包括與特定數(shù)量的測量相關(guān)的誤差程度)。如在本文中 所使用的定語"多個(gè)"旨在表示同時(shí)包括其所修飾的用語的單數(shù)形式和復(fù)數(shù)形式，從而包括 一個(gè)或多個(gè)該用語(例如，多個(gè)金屬包括一個(gè)或多個(gè)金屬)。 盡管在文中描述了不同的實(shí)施例，但應(yīng)了解，根據(jù)說明書本領(lǐng)域的技術(shù)人員在此 可作出對元件、變型或改進(jìn)的各種組合，且其均屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)，此外，可以進(jìn)行多種 修改，以使特定的情況或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)，而不背離其基本范圍。因此，本發(fā)明并非 旨在限制于作為用于實(shí)施本發(fā)明而構(gòu)思的最佳方式所公開的特定實(shí)施例，而是將包括落入 所附權(quán)利要求內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種加速表(100)，包括壓力傳感器(102)；以及振動(dòng)-壓力轉(zhuǎn)換器(VPC)(104)，其包括機(jī)械地聯(lián)接到待測物體(124)上的外殼(106)，以及密封所述外殼(106)以形成腔室(120)的膜片(110)，所述腔室(120)流體地聯(lián)接到所述壓力傳感器(102)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速表，其特征在于，所述物體(124)包括發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī) (52)的定子線圈(50)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速表，其特征在于，所述膜片(110)包括聯(lián)接到其上的檢測 質(zhì)量件(130)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速表，其特征在于，所述外殼(106)和所述膜片(110)專門 地由非金屬材料形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速表，其特征在于，所述腔室通過導(dǎo)管(126)流體地聯(lián)接到 所述壓力傳感器上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加速表，其特征在于，所述加速表還包括防止所述導(dǎo)管(126) 和所述VPC(104)免受外界噪音的聲阻尼材料(150)。
7. —種發(fā)電機(jī)，包括 轉(zhuǎn)子(54);包繞所述轉(zhuǎn)子(54)的定子線圈(50);以及鄰接所述定子線圈(50)的加速表(IOO)，所述加速表(100)包括壓力傳感器(102):以及振動(dòng)_壓力轉(zhuǎn)換器(VPC)，其包括機(jī)械地聯(lián)接到待測物體(124)上的外殼(106)，以及密封所述外殼(106)以形成腔室(120)的膜片(IIO)，所述腔室(120)流體地聯(lián)接到所 述壓力傳感器(102)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述膜片(110)包括聯(lián)接到其上的檢測 質(zhì)量件(130)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述腔室通過導(dǎo)管(126)流體地聯(lián)接到 所述壓力傳感器(102)上。
10. —種電動(dòng)機(jī)(52)，包括 轉(zhuǎn)子(54);包繞所述轉(zhuǎn)子(54)的定子線圈(50):以及鄰接所述定子線圈(50)的加速表(IOO)，所述加速表(100)包括 壓力傳感器(102);以及 振動(dòng)_壓力轉(zhuǎn)換器(VPC) (104)，其包括 機(jī)械地聯(lián)接到待測物體(124)上的外殼(106)，以及密封所述外殼(106)以形成腔室(120)的膜片(IIO)，所述腔室(120)流體地聯(lián)接到所 述壓力傳感器(102)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括膜片的加速表及包括該加速表的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。具體而言，一種加速表(100)包括壓力傳感器(102)以及振動(dòng)-壓力轉(zhuǎn)換器(VPC)(104)，該VPC(104)可包括機(jī)械地聯(lián)接到待測物體(124)上的外殼(106)以及密封外殼(106)以形成腔室(120)的膜片(110)，該腔室(120)流體地聯(lián)接到壓力傳感器(102)上。還提供了一種包括加速表(100)的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)(52)。
文檔編號(hào)H02K11/00GK101713786SQ20091017954
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者D·T·盧 申請人:通用電氣公司