众所周知，核电站具有燃煤、燃气等发电厂所不具备的优点，如：核电站是高效能源，消耗资源少；核电站是清洁能源，污染小，影响环境小；核电站是安全能源，发生事故概率低。因此核电站建设在国际上一直倍受青睐，并迅速发展。目前我国加大步伐建设核电站，主要是引用国际先进技术和不断开发国产技术（国产化），现阶段正处于成长过程和稳步发展阶段，并逐步迈向国际水平。
本文以某核电站汽轮机（机型为：额定功率为1086.94MW、转速1500rpm、冲动式、单轴、一次中间再热、三缸四排汽的凝汽式核电汽轮机）保护仪表安装技术和需注意事项为主题，同时介绍汽轮机保护仪表安装在核电站建设过程中的作用，总结热工仪表安装的技术经验及提出一些建议。
关键词：核电站；热工；监视系统；保护仪表；传感器；安装技术；1500rpm；TSI；汽轮机
前言：
汽轮机监视仪表保护系统,在汽轮机启动和运行中具有举足轻重的作用。它能连续不断地测量汽轮机转子和汽缸的各种机械运行参数(包括汽轮机转速、位移、差胀、轴振、瓦振及偏心等参数),在发生严重影响到整个机组设备安全的情况时,将发出报警信号并迅速跳停。
1、安装图纸及文件
汽轮机保护仪表安装图纸和依据文件主要包括：《高中压外缸测点加工图》、《中压排汽缸测点加工图》、《HP轴承测量设备》、《中低压缸轴承测量设备》、《低压缸轴承测量设备》、《中低压轴承鉴相传感器组件安装图》等包括汽轮机厂家其他安装指导图纸。《汽轮机监视系统试验程序》之传感器安装与联调、《汽机通用安装指导书》、《汽机低压模块安装指导书》、《汽机高中压安装指导书》、《汽机油、顶轴油和盘车系统安装指导书》、《涡轮发电机安装指导书》等。
2、汽轮机保护仪表及安装技术要求
汽轮机保护仪表的安装主要包括：温度传感器安装、胀差传感器安装、转速传感器安装、轴位移传感器安装、键相传感器安装、偏心传感器安装、振动传感器安装等。
保护仪表安装前，首先需要熟悉安装图纸和作业指导书，制定安装方案，并检查各个测点是否符合设计要求，确保仪表设备完好。安装时需要与汽轮机安装人员沟通配合，确定保护仪表安装时避免进行相关交叉安装工作，以免碰坏精密仪表。准备安装工具，特别是厂家配用的专用工具。
2.1温度传感器安装
2.1.1轴承温度及推力瓦温安装
1）轴承温度及推力瓦温安装，测点位置应由主设备厂家预留，不得随意在设备上开孔；
安装前应对其测量孔深度进行检查，并清除孔内堵塞物，防止因异物影响测量效果；
3）热电偶装于轴承瓦块及推力瓦块的测孔内，测孔位置应在轴转动方向的回油侧，并尽量靠近钨金面，使测温元件紧贴在钨金面；
4）热电偶插入测孔后，用螺栓或压板固定，其引线在瓦背槽里引出，并将引线的航空插头固定在瓦套边缘外侧。航空插头至端子箱的连线用黄腊管或者金属软管保护后分别引至机壳的插座上，然后再引出至端子箱的端子排上。航空插座及软线安装应防渗油，因此软线出口的法兰面应密封，并打紧法兰螺栓，在机壳外部需要敷设桥架保护温度延长引线，以防止施工人员踩断；
5）热电偶的连接导线，由于振动，油冲击等原因容易折断，安装时要注意导线不受机械损伤和摩擦，并用卡套固定好，导线的连接要牢靠，导线应有伸缩量，但不宜过长。
6）温度测量元件在安装前、安装后以及瓦块翻入正式安装后都要使用100V摇表进行绝缘值测量，保证温度元件至始至终都是完好无损的，不能用500V摇表测量绝缘电阻值，容易击穿温度元件。
2.1.2轴承回油温度安装
1）轴承回油温度有两种安装方式：一种是回油温度热电偶安装在回油管上；一种是回油温度热电偶安装在汽轮机本体外壳的回油腔室预留孔上。两种安装方式均应在汽轮机安装工作基本结束后安装，以防损坏；
2）回油温度在安装前，应根据设计要求核对型号、规格和插入长度，以保证热电偶探头插入被测介质内。该温度安装相对简单，但一定需要按图纸要求安装，因温度元件外观相似，避免错用型号，将导致测量的效果达不到要求。
2.1.3高中压缸本体金属壁温安装
1）高中压缸本体金属壁温的测点位置应由主设备厂家预留，不能随意在设备上随意开孔或打磨；
2）金属壁温热电偶安装方式一般采用插装法，插入预留热电偶保护套管（热井）底部与缸壁接触，温度套管用扳手拧紧即可。
2.2汽机安全监视系统（TSI）安装
为确保汽轮机的安全运行，在汽轮机上均装设了各种汽轮机监测仪表，简称TSI，除了监测各项机械量外，还可提供超限信号送到报警系统和保护（停机）系统，统称为汽轮机安全监测保护装置。所谓机械量指的是以位移量为基础的量，机械量测量项目有以下一些：
1）汽轮机各部件的位移测量：测量轴向位移、转子与汽缸的相对膨胀（膨胀差）、汽缸的热膨胀；
2）汽轮机轴状态的测量：测量轴的挠度（通常是测量高压转子轴伸出前轴承外自由端的偏心度）、轴承的振动、转子轴的振动；
3）汽轮机转动状态的测量：测量转速（例如键相测量，主盘车转速测量等）；
4）行程测量：有汽轮机调速系统的行程指示，如油动机行程、同步器的行程、功率限制器的位置指示等，汽轮机汽缸的热膨胀也采用行程指示。
2.2.1汽轮机安全监测系统安装技术要求
检查传感器的安装位置是否合理，以求最大限度地反映出机组轴系在此处变化的真实情况；
检查传感器安装支架的刚性、机加工精度、移动和固定方式等既要满足测量要求,又要便于安装、定位和检修；
传感器准确定位后，可以利用推轴(有条件的情况下)或塞尺对各测量回路进行定性和定量检验；
系统安装前，应该对各测量模块的各个通道功能进行常规检验；
传感器延长电缆、前置器、测量链路的线路连接要正确、牢固，屏蔽和接地良好；
电涡流式汽轮机监视保护仪表的传感器与前置器之间连接的高频电缆长度不得任意改变，前置器在安装时和高频接头在穿过机组外壳时，它们必须绝缘并浮空；
对磁电转速传感器，除注意探头与汽轮机轴上的齿轮顶之间的间隙（1.5mm）应符合制造厂要求外，更要注意正确的安装方向；
轴位移和高低压胀差等传感器探头所对应的汽轮机转子凸轮边缘应平整，各部分间隙（轴位移的安装间隙为1.5mm，前置器间隙电压理论值为-12VDC。高低压胀差的间隙为1mm，前置器间隙电压理论值为-8VDC。）及安装要求应符合制造厂规定，调整螺杆的转动应能使传感器均匀平稳地移动；
振动传感器在安装和搬运时不应受剧烈的振动或撞击，应在汽轮机安装工作基本结束后就位，以防损坏。轴瓦振动传感器安装在精加工的轴承平面上，应为钢性连接。轴振动传感器与轴的安装间隙（前置器间隙电压理论值为-12VDC。竖直方向轴振探头要考虑顶轴高度（0.15mm），前置器间隙电压理论值为-13.2VDC）应符合制造厂规定；
轴偏心、键相传感器与轴的安装间隙（前置器间隙电压理论值为-12VDC。竖直方向探头要考虑顶轴高度，前置器间隙电压理论值为-13.2VDC）应符合制造厂规定；
以上传感器安装时，不同传感器其设计间隙值与间隙电压值不尽相同。安装时，应使用专用工具调整，并用塞尺检查间隙值和用数字万用表测量其电压值，当两者显示的值均符合设计要求，安装完毕,但必须保证其紧固。若其中一数据符合要求，但另一数据偏差较大时，应该检查存在的问题，并且在调整时，必须有相关人员测量间隙和需要有人旁站监督，以免因调整速度过快，导致传感器探头损坏，造成不必要的损失，保护仪表属于贵重物件，且采购周期长。
绝对膨胀测量装置应在汽轮机冷态下安装，在确定好传感器的安装位置后，在高中压缸上现场配做一个M3的螺孔，将传感器杆旋入高中压外缸，然后调整传感器壳的位置以确定零位，位置调整好后，再现场配做安装块与U型支架间的定位销孔。销孔开好后，插上圆柱销，按照调整好的位置将U型支架点焊在前轴承箱上。
3、安装结束后维护
保护仪表安装结束后，还没有最终电缆端接或是还没安装汽机隔音罩时，应对其导线（特别对高频导线不能随意弯曲）、临时标识牌进行维护，临时标识牌应用电缆绑扎带牢固的捆绑在各自的导线上，以防临时标识牌对换，再用塑料布对其进行分组包裹保护，然后整理盘放在不容易损坏的地方，挂上警告标语牌，严禁碰撞；
汽轮机扣盖前安装完毕的仪表必须进行悬挂警示标语，防止汽机安装人员碰撞、损毁传感器设备；
汽轮机扣盖时仪控安装人员到场配合汽轮机安装人员，扣盖前检查保护仪表设备，查看是否有损坏。并对易损坏的保护仪表设备设置专人监护，保证汽轮机扣盖及其他安装工作不损坏保护仪表设备。
安装技术总结及注意事项
1）汽机本体温度测量和安全监测测量（TSI）传感器安装需要厂家亲临指导安装；
2）安全监测测量（TSI）传感器间隙要求需要调试人员参与，确保其安装间隙及间隙电压值符合设计要求；
3）传感器安装时准确确定汽机本体竖直和水平方位，竖直和水平方位的传感器严禁互换；
4）所有传感器引出导线的临时标识正确、清晰、不掉色及绑扎牢靠。
5）所有传感器安装固定用螺栓根据要求紧固，若有力矩值要求时，则严格按照力矩要求打紧；无力矩要求，需用锁紧螺母紧固，经确认后画线标识。
6）不允许在温度元件固定密封面上随意打磨，以免破坏密封性能；
7）汽轮机上不允许焊接，所有支架要求用螺栓固定在汽轮机外壳上预留的内螺纹孔上。如必须焊接时，需经经过厂家和设计代表的认可，并签署相关证明文件。
8）汽轮机上不允许随意钻孔，如需开孔，同样需经经过厂家和设计代表的认可，并签署相关证明文件，而且钻孔时严格控制钻孔深度。
9）在安装过程中，一定要对所有保护仪表设备做好相关保护措施，因损坏后，设备的备品备件有限，当需要采购时，其周期一般比较长，影响安装进度，将给机组顺利运行造成影响，造成经济损失。
关键词：单模光纤；弯曲损耗；弯曲半径；波长；温度
中图分类号：TP212.14文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.10055630.2012.02.009
引言
光纤温度传感器是创始于20世纪70年代的一种新兴的测温技术。与传统的温度传感器相比，具有许多优点：电绝缘、抗电磁干扰、非侵入性和高灵敏度，容易实现对被测信号的远距离监控。其几何形状有多方面的适应性，传输频带宽，可以是一个电气无源系统。因此还具有耐水性好、抗腐蚀性强、可高密度传输数据等特点[1]。现在对光纤温度传感器的研究主要是分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器和干涉型光纤温度传感器。
基于光纤弯曲损耗的温度传感器是利用随着环境温度的变化，硅纤芯和塑料包层的折射率发生变化，从而使输出光功率发生变化的原理进行测量。基于光纤弯曲损耗的温度传感器具有体积小、成本低、结构简单和不需要解调等优点，有很广泛的应用前景。目前国内关于光纤的弯曲损耗的研究大多只是对弯曲损耗与弯曲半径、入射波长、弯曲角度、弯曲长度和弯曲圈数等做一些研究，至于弯曲损耗与温度的关系所做的研究较少。
在测量弯曲损耗时，早期的传统理论是在假设光纤只有芯层和无限扩展的包层的条件下，给出了一个简单的计算模型，通过该模型可以得到弯曲损耗与弯曲半径和波长之间是单调变化的关系[2]。1993年美国Bell实验室使用夫琅和费衍射理论计算了光纤的弯曲损耗，结果显示阶跃折射率光纤LP01模的弯曲损耗计算公式和平板波导的弯曲损耗计算公式是一致的[3]。当光纤满足弱导条件时，Renner给出了弯曲波导单位弧长上的功率损耗系数与弯曲半径之间的关系[4]，其结果与大多数实验相吻合。
文中采用了一种平板波导近似的方法来类比光纤的弯曲损耗，仿真实验分析了在单模光纤中弯曲损耗与弯曲半径、入射波长和温度的关系，对关系曲线的特性进行了讨论。平板波导不仅几何形状简单，其导模和辐射模的场分布可以用简单的初等函数描述，在模场分布、模式截止和功率约束等方面具有许多独特的性质，而且平板波导也是各类复杂光波导的基本单元。
通过图5中两种工作波长的对比观察，在弯曲半径恒定为3mm，随着环境温度的升高，1550nm的工作波长下的弯曲损耗比1310nm工作波长下的弯曲损耗变化更为明显。
3结论
文中采用一个简化的类比平板波导的分析模型，对单模光纤的宏弯曲损耗与弯曲半径、工作波长以及环境温度等变量的关系进行了理论分析和仿真。得到了弯曲损耗随着这些变量的变化呈单调变化趋势。利用单模光纤在较小的弯曲半径下选择1310nm的工作波长，可以得到随着环境温度的改变，弯曲损耗的变化灵敏度更高，而弯曲损耗随着环境温度的升高而减小，在达到某一临界温度时，光在其中传播没有损耗。因此光纤的弯曲损耗研究对光纤温度传感技术的研究具有一定的指导意义。基于此理论，通过选择合适的光纤，可以利用光纤的弯曲损耗来测量环境温度。
参考文献：
[1]赵浙明，隋成华.多模光纤弯曲损耗特性的测量与分析[J].光学仪器，2005，27（5）：29-32.
[2]MARCUSED.Curvaturelossformulaforopticalfibers[J].OptSocAmer，1976，66（3）：216-220.
[3]MARCUSED.Bendinglossofslabandfibermodecomputedwithdiffractiontheory[J].IEEEJournalofQE，1993，29（12）：2957-2961.
[4]RENNERH.Bendinglossesofcoatedsinglemodefibers：asimpleapproach[J].LightwaveTechno，1992，10（5）：544-551.
关键词：进气温度传感器；进气压力传感器；测试
引言
目前控制发动机进气歧管的节气门上除了安装有节气门位置传感器外，通常还安装有进气温度和进气压力传感器。传感器主要由PCB板、传感元件、支架、密封圈、不锈钢衬套和壳体等组成[1]。进气温度传感器是以热敏电阻为检测元件的传感器，通常是负温度系数（NTC）传感器[2]。进气压力传感器的作用是根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力的变化，并转换成电压信号输送到电控单元（ECU）中，作为决定电动喷油器基本喷油量的依据[3]。两个传感器输出的信号将和确定发动机各种工况下喷油量的精度有密切关系。因此常常要对这两种传感器进行测试。
这里设计了一套比较系统的方案，能够方便地解决这一问题。该套测试方法有如下几个优点：传感器无需移动，安装好之后就可以对两种参数进行测试，避免了频繁挪动过程中造成的各种误差；可以利用控制器实现对外界环境条件的控制调节，操作方便快捷；两种传感器共用同一设备，设备的利用率提高，减少了资源的浪费。
1车用节气门传感器综合测试方法
现有进气温度传感器和进气压力传感器大多是整合在同一个封装里，统称为节气门传感器，安装在节气门体上。进行综合测试时将传感器安装在测试容器外表面上，利用控制器控制执行机构，改变容器内的压力、温度环境，测试传感器和标准传感器采集信号变化送入数据采集卡，数据信息最后送入控制器供实验人员调用分析。其测试系统原理图如图1所示。
测试系统的硬件结构主要由传感器部分、提供测试环境容器部分和控制部分组成。传感器部分有检测实际温度、压力的标准温度传感器、标准压力传感器。另外还有待检测的节气门传感器。容器部分为该测试方法提供了可变化的外界条件，包含了可布置各种传感器及阀门的容器、真空泵、冷却水容器、加热器等。控制部分主要由数据采集卡、控制器，及其电磁阀、泄压阀组成。该部分主要对三种传感器采集到的数据进行采集、处理，以供上位机分析，另外可以控制各种阀门的开闭，以实现对环境变化的人为控制。
对温度传感器进行检测、标定时，控制器开启电磁阀时，水泵开始工作，将冷却水容器中的冷水通过进水口送入试验容器中，当水量足够时，断开阀门停止向容器中注水。完成此项后控制加热器工作，使水温达到85℃左右，停止对容器加热。让容器中的热水慢慢从最高温度冷却到室温。标准温度传感器每隔一段时间采集水温的变化，而节气门传感器中的进气温度传感器则将得到对应的阻值的大小，这两组数据送入数据采集卡。对温度传感器检测完毕后，开启水流出口，将容器中的液体排尽。
对压力传感器进行检测标定，将容器的所有通道关闭，打开真空泵对容器做抽空气的处理，至容器接近真空状态。此时标准压力传感器采集到压力信号，节气门传感器中的进气压力传感器将得到相应的电压信号，同样也将这两组数据送入数据采集卡。接下来，保持真空泵处于运转状态，调节泄压阀的开度，使容器中的真空度发生一定的变化，等到容器中的压力值较为稳定后，继续采集此时的压力、电压的大小。如此往复，即可得到压力传感器的输出特性曲线。
2测试方法的验证
由于实验设备有限，在这里我们采用两套系统分别对上述系统的准确性和可实施性进行了验证。验证实验中，对一部分设备进行了简化。
进气压力传感器测试验证如图2所示。
这里将标准压力传感器改换成了负压表，同样用来监测压力的变化。
测试过程：用真空泵对密封容器做抽空处理，读取负压表数值和万用表的电压值，控制容器泄压阀开度大小，继续测量多次，转换得到绝对气压和电压的关系如图3所示。
压力传感器的输出特性曲线决定了传感器在不同压力输出的电压值，是压力传感器最重要的特性。传感器能否和发动机ECU匹配也是和其输出特性密切相关的。传感器输出为Y=KX+B的K为斜率的直线[4]。从实测的MAP图电压随压力变化的曲线可以看出，随着压力的升高，电压值也相应增大，但由于各种误差的影响，因此最终实际得到的曲线并非是理想的直线。和图4的理论输出特性曲线相比较，走势吻合，能大致反应实际的电压和压力的变化趋势。
进气温度测验证试原理图如图5所示。
在这里使用温度计代替标准温度传感器监测温度变化情况，用热水棒对冷却水加热。测试过程：将容器中的水加热，使空气温度升高。读取温度计读数和万能表阻值，继续冷却，得到下一组值。如此重复，从而得到温度和阻值的关系如图6所示。
通过实验可知，随着温度的升高，热敏电阻的电阻值随之减小，并且减小的速率会放缓。在温度为60℃时，可能是由于环境变化引起的误差，使得局部变化有些异常，可以在数据分析的时候将此点忽略掉，因此是不影响整体的曲线走向的。和理论ATC输出特性如图7相比，基本吻合。
3结束语
通过对车用节气门传感器综合测试方法的理论研究，以及相关的实验验证，最终可以达到使该测试系统变得简洁方便、提高设备的利用率的目的，为实际的系统平台的搭建提供了可实施的方案。虽然通过实验及采集的数据证明了方案的可行性，但是在实际的应用中，还会出现诸多实际问题：比如说传感器和各个部件在密封容器上的布置；传感器采样频率的设定等等。因此，这一些问题还需要在实际应用中再加以进一步完善。
参考文献
[1]蒋浩丰.进气歧管绝对压力和温度传感器的结构原理与检修[J].学习园地，2011（9）：83-84.
[2]许佳云.进气温度传感器的识别与检修[J].科技风，2013（10）：34.
[3]朱彩云.进气压力传感器输出特性及温度补偿分析[J].汽车电器，2008（10）：9-13.