加速計(jì)的制作方法
【專利摘要】加速計(jì)(14)包括金屬殼體(16)以及殼體內(nèi)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(jì)還包括連接到罩上的金屬纜護(hù)套(38)，其具有被由護(hù)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(nèi)的多條纜線中的至少一者上。殼體、罩和金屬纜護(hù)套對(duì)至少一個(gè)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(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題的實(shí)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(huán)境中使用的加速計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去幾年期間，隨著化石燃料的價(jià)格上漲，增加了對(duì)與加工化石燃料相關(guān)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(yùn)輸?shù)郊庸S以用于后續(xù)使用。在其它應(yīng)用中，可更加局部地運(yùn)輸流體，例如，在烴加工廠的子系統(tǒng)之間運(yùn)輸，以便于分配到最終用戶。
[0003]至少一些流體運(yùn)輸站使用旋轉(zhuǎn)機(jī)械，如，由燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)、風(fēng)扇和/或泵。這些渦輪中的一些經(jīng)由變速箱而驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的流體運(yùn)輸設(shè)備，該變速箱增大或減小燃?xì)鉁u輪輸出傳動(dòng)軸速度到預(yù)定的設(shè)備傳動(dòng)軸速度。在其它旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，使用電力驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)或電驅(qū)動(dòng)件來代替(或結(jié)合)機(jī)械驅(qū)動(dòng)件(即，燃?xì)鉁u輪)，以操作旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
[0004]通常用于工業(yè)中的一種渦輪機(jī)包括由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。例如，可采用此類渦輪機(jī)來用于回收甲烷、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(jī)的其它用途在本領(lǐng)域中為已知的且這里未論述。
[0005]圖7中示出了此類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的示例。旋轉(zhuǎn)機(jī)械502包括連接到壓縮機(jī)506上的電動(dòng)馬達(dá)504。兩個(gè)機(jī)械軸之間的連接可由機(jī)械接頭508實(shí)現(xiàn)。馬達(dá)的外殼510可(例如，通過螺栓514)附接到壓縮機(jī)的外殼512上。壓縮機(jī)506可包括附接到壓縮機(jī)軸518上的一個(gè)或多個(gè)葉輪516。壓縮機(jī)軸518構(gòu)造成圍繞縱軸線X旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)軸518的旋轉(zhuǎn)通過在壓縮機(jī)軸518的兩端處使用主動(dòng)磁軸承520和522來增強(qiáng)。
[0006]不管具體的設(shè)定，即，岸上、離岸、海底等且不管旋轉(zhuǎn)機(jī)械是渦輪驅(qū)動(dòng)的還是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的，總是存在對(duì)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(zhuǎn)機(jī)械的環(huán)境影響的需要。
[0007]由于總是存在的該需要，故旋轉(zhuǎn)機(jī)械的性能繼續(xù)改善?，F(xiàn)今的旋轉(zhuǎn)機(jī)械不僅更有效且環(huán)保，而且它們能夠加工比以前處于更高的溫度和更高的壓力下的更大腐蝕性的物質(zhì)。
[0008]雖然這些改善是受歡迎的，但控制這些處理的現(xiàn)有解決方案常常不足以滿足在由此類改善引起的惡劣環(huán)境中工作的需求。
[0009]特別關(guān)心的一個(gè)領(lǐng)域?yàn)樽儞Q器。變換器在提供不僅關(guān)于由旋轉(zhuǎn)機(jī)械執(zhí)行的處理、而且關(guān)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械自身的信息方面起著重要作用。一些變換器如加速計(jì)不僅可用于獲得關(guān)于由旋轉(zhuǎn)機(jī)械執(zhí)行的處理的效率、而且關(guān)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械自身的構(gòu)件(如，軸承或軸)的健康的洞悉。
[0010]加速計(jì)相對(duì)于產(chǎn)生處理信息和/或機(jī)械信息的位置的放置對(duì)加速計(jì)能夠測量此類信息很重要。這常常需要接近 于產(chǎn)生此類信息的點(diǎn)來定位加速計(jì)，例如，定位在旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)。
[0011]此類位置可處于特別惡劣的環(huán)境中，例如，處于或接近于高壓、高溫、和/或腐蝕性處理流體。至于圖7中的上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械502，注意到的是，磁軸承520和522暴露于由壓縮機(jī)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(qiáng)的電磁場可由主動(dòng)磁軸承520和522呈現(xiàn)。所期望的是，接近于軸承520和/或軸承522將一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)、和/或其它變換器定位在旋轉(zhuǎn)機(jī)械502內(nèi)。因此，存在對(duì)變換器的需要，且特別是可在此類環(huán)境內(nèi)成功地操作的加速計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)示例性實(shí)施例，一種加速計(jì)(或加速度變換器)包括金屬殼體以及殼體內(nèi)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(jì)還包括連接到罩上的金屬纜護(hù)套，其具有被由護(hù)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(nèi)的多條纜線中的至少一者上。殼體、罩以及金屬纜護(hù)套對(duì)至少一個(gè)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(jù)另一個(gè)實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的變換器組件包括接近旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)的軸承定位的殼體和連接到殼體上的金屬護(hù)套，以形成密封的封殼。變換器在殼體內(nèi)且從金屬護(hù)套延伸的至少一條線電性地連接到變換器上。由護(hù)套所包含的金屬氧化物粉末使至少一條線絕緣。
[0014]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種對(duì)加速度變換器(或加速計(jì))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(nèi)，使得從至少一個(gè)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(hù)套，使得線從護(hù)套的端部延伸到從傳感器延伸的線；將從至少一個(gè)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(nèi)；以及將金屬護(hù)套連接到罩上，從而對(duì)至少一個(gè)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]并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(gè)或多個(gè)實(shí)施例，且與描述一起闡釋了這些實(shí)施例。在附圖中:
圖1為示例性實(shí)施例的透視圖。
[0016]圖2為圖1中示出的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0017]圖3為根據(jù)示例性實(shí)施例的金屬纜護(hù)套的橫截視圖。
[0018]圖4為圖3中示出的示例性實(shí)施例的端部視圖。
[0019]圖5為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的罩的橫截視圖。
[0020]圖6為根據(jù)示例性實(shí)施例的方法的流程圖。
[0021 ] 圖7描繪了旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
【具體實(shí)施方式】
[0022]示例性實(shí)施例的以下描述參考所附附圖。不同附圖中的相同參考數(shù)字標(biāo)識(shí)相同或類似的元件。以下詳細(xì)描述不限制本發(fā)明。作為替代，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)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(jié)構(gòu)論述了以下實(shí)施例。然而，接下來論述的實(shí)施例不限于這些示例性的系統(tǒng)，而是可應(yīng)用于其它系統(tǒng)。
[0023]在說明書各處，涉及的〃 一個(gè)實(shí)施例〃或〃實(shí)施例〃意指與包括在所公開的主題的至少一個(gè)實(shí)施例中的實(shí)施例結(jié)合來描述的具體特性、結(jié)構(gòu)或特征。因此，在整個(gè)說明書各處的不同地方中的短語"在一個(gè)實(shí)施例中"或"在實(shí)施例中"的出現(xiàn)不必涉及相同的實(shí)施例。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以以任何適合的方式組合具體特性、結(jié)構(gòu)或特征。
[0024]圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的加速計(jì)14的示例性實(shí)施例。加速計(jì)14包括限定五邊形形狀的具有第一側(cè)部18 (圖1)和第二側(cè)部22 (圖2)的金屬殼體16。五邊形形狀的殼體16關(guān)于由側(cè)部28和32的交點(diǎn)與側(cè)部24的中心限定的平面對(duì)稱。
[0025]殼體16還包括在第一側(cè)部18與第二側(cè)部22的邊緣之間延伸的側(cè)部24，26，28，32以及34。如圖1和圖2中所示，側(cè)部24，26，28，32以及34具有相等的寬度。
[0026]能夠沿至少一個(gè)軸線感測加速度且生成對(duì)應(yīng)于所感測到的加速度的信號(hào)的傳感器(未示出)設(shè)在殼體16內(nèi)。在圖1和圖2中示出的實(shí)施例中，變換器為三軸加速計(jì)變換器。示例性的三軸加速計(jì)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(jì)14還包括從殼體16的側(cè)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(diǎn)38連接到殼體16的側(cè)部24上的圓筒形管。然而，該連接可由其它化學(xué)手段如粘合密封劑和/或機(jī)械手段如螺紋連接形成。作為備選，殼體16和罩36可整體結(jié)合地形成。
[0028]還如圖1、圖2以及圖5中所示，金屬纜護(hù)套38連接到罩36上。金屬護(hù)套38以環(huán)氧密封劑40連接到罩36上。然而，該連接可由其它化學(xué)手段如焊接和/或機(jī)械手段如螺紋連接形成。作為備選，金屬護(hù)套38和罩36可整體結(jié)合地形成。
[0029]金屬纜護(hù)套38設(shè)有四條線42，44，46以及48。線42，44以及46分別對(duì)應(yīng)于加速度的軸線，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(hù)套38所包含的氧化鎂粉末和/或二氧化硅粉末絕緣。
[0030]如圖5中所示，四條變換器線54，56，58和62從殼體16內(nèi)的加速計(jì)變換器延伸到罩36中。線54，56和58分別對(duì)應(yīng)于加速度的軸線，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，通過激光焊合。非傳導(dǎo)性密封劑74可被提供在線與罩36內(nèi)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(hù)套38對(duì)變換器、線以及焊合接頭提供密封的封殼。此外，纜護(hù)套38內(nèi)的金屬氧化物絕緣材料也由金屬制成。因此，加速計(jì)16能夠比常規(guī)加速計(jì)更經(jīng)得起腐蝕、更高的壓力、更高的溫度、以及更強(qiáng)的電磁場。
[0033]根據(jù)如圖6中的流程圖中所示的實(shí)施例，對(duì)加速計(jì)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(nèi)，使得從至少一個(gè)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(hù)套，使得線從護(hù)套的端部延伸到從傳感器延伸的線；將從至少一個(gè)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(nèi)；以及將金屬護(hù)套連接(1012)到罩上，從而對(duì)至少一個(gè)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(shí)施例在所有方面都旨在為示例性的，而不是限制本發(fā)明。所有的此類變化和變型都被認(rèn)為是在如由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。本申請(qǐng)的描述中使用的元件、行動(dòng)或指令不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明關(guān)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(gè)或多個(gè)項(xiàng)目。
【權(quán)利要求】
1.一種加速計(jì)，包括: 金屬殼體； 所述殼體內(nèi)的集成壓電加速計(jì)傳感器和集成電子壓電(IEPE)放大加速計(jì)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(hù)套，其連接到所述罩上且具有被由所述護(hù)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(nèi)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(hù)套對(duì)所述至少一個(gè)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(jù)權(quán)利要求1所述的加速計(jì)，其特征在于，所述多條纜線包括四條線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的加速計(jì)，其特征在于，所述多條傳感器線包括四條線，第一線傳送對(duì)應(yīng)于第一軸線的信號(hào)，第二線傳送對(duì)應(yīng)于第二軸線的信號(hào)，第三線傳送對(duì)應(yīng)于第三軸線的信號(hào)，以及第四線對(duì)應(yīng)于公共線。
4.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的加速計(jì)，其特征在于，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(jù)任何前述權(quán)利要求所述的加速計(jì)，其特征在于，所述金屬護(hù)套焊接到所述罩上。
6.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的加速計(jì)，其特征在于，所述焊接為鎢極惰性氣體焊接。
7.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的加速計(jì)，其特征在于，所述焊接為激光焊接。
8.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的加速計(jì)，其特征在于，所述金屬護(hù)套以粘合密封劑連接到所述罩上。
9.一種用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的變換器組件，包括: 接近所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)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(hù)套； 所述殼體內(nèi)的變換器； 從所述金屬護(hù)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(hù)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(duì)加速計(jì)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(nèi)，使得從所述至少一個(gè)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(hù)套，使得所述線從所述護(hù)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(gè)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(nèi)；以及將所述金屬護(hù)套連接到所述罩上，從而對(duì)所述至少一個(gè)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(hào)】G01P1/02GK103858012SQ201280050153
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】F.弗蘭奇 申請(qǐng)人:諾沃皮尼奧內(nèi)有限公司