轴连接闸位计是什么及其工作原理

轴连接式闸位计是水利工程中用于测量和控制闸门开起高度的关键设备，其工作原理基于机械传动与编码转换的协同作用，具体可分为以下几个核心环节：

一、核心组件构成

1. 编码器

• 作为信号转换的核心，分为机械编码器和光电编码器两类。

• 机械编码器：通过齿轮组或凸轮结构实现位置编码，输出格雷码（如10-13bit），每周可输出32组编码，连续256周循环。

• 光电编码器：利用光栅盘与光电传感器配合，输出变位格雷码（如13-16bit），编码分辨率更高（如4096×4096），适合高精度场景。

2. 耦合器

• 连接闸门启闭机旋转轴与编码器输入轴，实现运动同步传递。

• 常见形式包括弹性联轴器、偏心联轴器、齿轮组、链轮链条等，适应不同安装场景。

  

二、工作原理详解

1. 运动传递

• 闸门作垂直升降或旋转运动时，启闭机旋转轴通过耦合器带动编码器主轴同步转动。

• 例如，卷扬式启闭机通过弹性联轴器直接连接编码器输入轴，齿轮式启闭机则通过齿轮组传递运动。

2. 编码转换

• 机械编码器：齿轮组将主轴旋转转换为编码盘的位置变化，通过触点开关输出格雷码信号。

• 光电编码器：光栅盘随主轴旋转，光电传感器读取光栅刻线变化，生成变位格雷码或脉冲信号。

• 编码信号通过电插座输出，包含闸门当前位置的*编码信息。

3. 信号处理与输出

• 平板闸门：输出信号经硬件或软件译码，直接显示闸门开度（如厘米级精度）。

• 弧形/人字形闸门：电显示器或计算机对格雷码进行三角函数换算，输出实际开度值。

• 输出形式包括并行格雷码（19芯航空插头）、RS485串口（MODBUS协议）、4-20mA模拟量信号，传输距离可达500米。

三、技术参数与性能指标

• 测量范围：机械编码器0-10m，光电编码器0-20m。

• 分辨率：机械编码器1cm，光电编码器0.5cm或0.1cm。