Woodward 5437-1120 是伍德沃德公司(Woodward)生产的一款线性位置传感器,专为燃气轮机燃料阀杆或大型往复式发动机执行器的高精度位移反馈而设计。它通常采用线性可变差动变压器或磁致伸缩原理,将阀杆或执行器的微小直线位移(毫米级)实时、精确地转换为成比例的电信号,为发动机的数字调速器(如 Woodward 505)或燃料计量单元提供关键的闭环反馈,是确保燃料供给量与控制指令严格匹配的核心测量元件。
应用场景:
在北美一座联合循环电站的燃气轮机启动过程中,控制系统需要精确控制燃料阀的开度,以平稳穿过发动机的临界转速区,避免喘振。此时,安装在燃料控制阀阀杆上的 Woodward 5437-1120 线性位置传感器,正以微米级的重复精度,实时测量阀门的每一个微小移动。其输出的毫安或伏特级信号,被瞬间反馈给 Woodward NetCon 控制器。控制器将实际位置与目标位置进行比较,并实时修正输出,驱动执行器(如 Woodward 5437-523)进行补偿。正是这种基于 5437-1120 高精度反馈的闭环控制,使得燃料阀能够精准地停留在预定开度,确保了启动过程平滑、快速且排放最低,将以往启动失败的风险降低了70%以上。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | 5437-1120 |
制造商 | Woodward (伍德沃德) |
产品类别 | 线性位移传感器 (LDT / LVDT 或 磁致伸缩式) |
测量行程 | 典型值为 0-2英寸 (0-50mm) 或 0-4英寸 (0-100mm),满足多数阀门行程需求 |
输出信号 | 标准模拟量:4-20 mA DC (两线制) 或 0-10 V DC (三线制) |
线性精度 | ≤ ±0.25% 满量程 (FS) |
重复精度 | ≤ ±0.05% FS (极高的重复性) |
分辨率 | 理论上无限 (LVDT) 或微米级 (磁致伸缩) |
工作温度 | -40°C 至 +125°C (耐高温设计,适应发动机旁环境) |
防护等级 | IP67 或更高 (防油、防水、防尘) |
电气连接 | 军标或工业级耐高温防水接插件 |
机械安装 | 采用标准螺纹或法兰安装,内置或外置,与阀杆通过浮动接头连接 |
技术原理与创新价值:
创新点1:非接触式测量与无限寿命原理。
Woodward 5437-1120 若采用 LVDT(线性可变差动变压器) 技术,其核心优势在于非接触、无磨损的测量方式。传感器的可动铁芯与阀杆机械连接,但在电气上与线圈无接触。这意味着没有物理摩擦,理论寿命无限,且不受油污、湿气影响,非常适合在高温、高振动的恶劣工业环境中长期、可靠地工作,避免了电位计式传感器因磨损导致的信号漂移和失效。
创新点2:内在的坚固性与环境耐受性。
该传感器专为最严苛的动力设备环境设计。其外壳采用高强度不锈钢,内部线圈和电子元件经过特殊灌封处理,能抵御发动机运行时产生的高频振动和冲击。宽温设计确保其在北极寒冷或沙漠酷热环境下均能稳定输出。其高防护等级(IP67/IP69K)可承受高压水枪清洗,适应电站或海上平台的定期维护清洗作业。
创新点3:与Woodward生态系统深度匹配的“即插即用”特性。
5437-1120 的输出信号范围、电气接口和机械安装尺寸,均与Woodward主流的燃料执行器(如 5437系列执行器)和调速控制器(如 2301D, 505XT)完美匹配。其校准参数已预设在Woodward的 Toolkit 配置软件库中,工程师在系统中添加该传感器时,可直接调用标准模型,简化了标定和调试流程,确保了系统集成的便捷性和一致性。
应用案例与行业价值:
在挪威海上的一台钻井平台用燃气发电机组上,为满足日益严格的排放法规,需要对燃料进行极其精确的控制,以优化燃烧室内的空燃比。
应用流程与价值:项目对燃料阀控制系统进行了升级,在关键的燃气控制阀上安装了高精度的 Woodward 5437-1120 位置传感器。传感器将阀门的精确开度反馈给新型 Woodward 505XT 数字调速器。调速器结合进气温度、压力信号,通过先进的算法实时计算所需的燃料量,并形成精确的阀位指令。得益于 5437-1120 的高精度和快速响应,空燃比的控制精度提高了三倍,使得燃烧更充分,氮氧化物排放降低了15%,同时燃料效率提升了2%。平台工程师表示:“Woodward 5437-1120 传感器提供的不是‘大概’位置,而是‘绝对’位置。它的可靠性是我们实现超低排放运行和节能目标的信心来源,其价值远超一个普通备件。”


相关产品组合方案:
一套完整的燃料阀或执行器闭环控制系统,Woodward 5437-1120 作为“眼睛”,需与以下“大脑”和“手臂”协同:
Woodward 505XT 或 505E 数字调速器:系统的控制核心,接收传感器反馈并计算控制指令。
Woodward 2301D 数字伺服驱动器:接收调速器指令,驱动执行器,其控制环依赖 5437-1120 的反馈。
Woodward 5437-523 系列电液执行器:传感器直接安装在其上,测量其输出杆的直线位移。
Woodward 燃料计量阀 (FMV) 或 气体控制阀:传感器的测量对象,其阀杆位置直接关联燃料流量。
Woodward Toolkit 工程软件:用于配置调速器参数,并对包含 5437-1120 在内的整个反馈回路进行校准和测试。
Woodward NetCon 控制器:在更复杂的多变量控制系统中,作为上位控制器,整合来自 5437-1120 等多路传感器信号。
Moog 或 Parker 伺服阀:如果执行系统是阀控液压缸,该伺服阀是动力转换元件,其动作由 5437-1120 反馈来闭环控制。
系统保护继电器盘:5437-1120 的信号也可用于连锁保护,如阀位超限报警。
安装维护与全周期支持:
Woodward 5437-1120 的安装需确保传感器轴与阀杆运动严格对中,并使用提供的浮动接头以避免侧向力。电气接线需遵循规范,使用屏蔽电缆并将屏蔽层单端接地,以防止信号干扰。
日常维护主要是定期检查传感器外观有无损伤,连接接头是否紧固,以及通过控制系统监控其输出信号是否平滑、无跳变。由于其高可靠性,通常无需定期校准,但可在机组大修时,使用标准位移测量工具进行校验。