水利工程卷扬式启闭机荷载传感器选型及布置

秦绪友，黄海杨

（浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司，浙江 杭州 310000）

卷扬式启闭机具有结构简单，成本较低，维护保养方便等优点，被广泛应用于水利工程。卷扬式启闭机的荷载限制器作为启闭机重要的安全保护装置，能够提高启闭机使用的安全性，有效防止启闭机因为超载作业而造成的事故。因此SL41—2018《水利水电工程启闭机设计规范》[1]规定：启闭机应装设电子式或机械式荷载限制器。

1 荷载限制器分类

水利工程卷扬式启闭机常用的荷载限制器有机械式和电子式两种。

机械式荷载限制器应用较少，常用在严寒、高海拔地区的启闭机。因为在严寒、高海拔地区，电子式荷载限制器故障发生率有所增加，因此要求启闭机除设置电子式荷载限制器外，同时设置机械式荷载限制器。

电子式荷载限制器由荷载传感器和控制装置两部分组成，荷载传感器主要有压磁式和电阻应变式两种。压磁式传感器是利用磁性材料的压磁效应来达到力-电转换的传感器，具有功率大、型号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好和过载能力强等优点。缺点是线性度和测量精度一般，频率响应低。电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，具有测量精度高，线性度好，频率响应特性较好，适用于高低温、振动等多种工作环境，测量电路简单等优点。目前，卷扬式启闭机荷载传感器多使用电阻应变式传感器。

2 电阻应变式传感器工作原理

电阻应变式传感器采用电阻应变片作为敏感元件，以惠斯顿电桥原理为基本测量线路，当应变片受到外力作用发生变形时，应变片的阻值发生变化，通过转换电路，生成一个与外力成正比例的电压信号。……