一种风机转速测速装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风机转速测速装置，该装置的外壳上设置有一个输入接口和两个输出接口，该装置内由信号分接器、信号隔离器、脉冲采集器三部分组成；所述输入接口与信号分接器的输入端连接，所述信号分接器设置有两个输出端，一个输出端连接到信号隔离器的输入端，信号隔离器的输出端连接到脉冲采集器，脉冲采集器的输出端连接装置外壳上的一个输出接口；信号分接器上的另一个输出端连接到装置外壳上的另一个输出接口；本实用新型可以实现对两种不同情况下的风机测速，就算不能安装专门的编码器也能实现对风机的测速，且安全性能高，测试精度高。
【专利说明】—种风机转速测速装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及转速测量领域，特别是涉及一种高精度可调速风机的转速精度测量系统。
【背景技术】
[0002]现阶段旋转机械转速测量领域，无论是用于状态监测的转速测量装置，还是常规的外置测速表(仪)，均存在精度较差、测量周期较长或数据无法导出的问题，无法满足连续式风洞等应用场合优于0.03%的调速精度的考核。当无法额外安装测速装置，需利用原有转速编码器外接测量时，特别是对于高压变频器闭环调速系统，一旦发生干扰、接线松动等问题，极易导致核心部件功率单元损毁，因此需要一种利用原有转速编码器外接测量，可用于调速精度考核和定期标检的测量精度高、测量周期短的转速测量装置。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是解决现有技术问题，使用抗干扰能力强、动态响应速度快的分接、隔离、采集装置，实现对转速编码器信号的分接输出、脉冲采集和转速测量。解决常规测速装置测量精度差、测量周期长的问题，提高了控制用编码器信号外接的可靠性，完成了转速的准确测量和调速精度的客观考核。在已标定的100-250kHz范围，测量误差为±1脉冲。
[0004]本实用新型采用如下技术方案:一种风机转速测速装置，该装置的外壳上设置有一个输入接口和两个输出接口，该装置内由信号分接器、信号隔离器、脉冲采集器三部分组成；所述输入接口与信号分接器的输入端连接，所述信号分接器设置有两个输出端，一个输出端连接到信号隔离器的输入端，信号隔离器的输出端连接到脉冲采集器，脉冲采集器的输出端连接装置外壳上的一个输出接口 ；信号分接器上的另一个输出端连接到装置外壳上的另一个输出接口。
[0005]在上述技术方案中，所述信号分接器的输入端与外壳上的输入接口之间采用正交差分线路连接。
[0006]在上述技术方案中，所述信号分接器的一个输入端分别连接两个输出端，每一个输出端的信号等效于输入端的信号。
[0007]在上述技术方案中，所述该装置的外壳为封闭的铝合金制外壳。
[0008]在上述技术方案中，所述信号分接器、信号隔离器、脉冲采集器三部分的每一个部分的输入端和输出端的地必须连接，且连接到铝合金制外壳。
[0009]在上述技术方案中，所述信号隔离器的输入端和输出端的接地必须分离。
[0010]本实用新型中信号分接器连接在转速编码器的输出端，将编码器输出信号复制输出为两路，一路输出的正交方波信号，经光电隔离处理，连接至脉冲采集装置。采用光电信号隔离，避免了因外部电路干扰导致的编码器和变频器故障。脉冲采集装置对输入的脉冲信号进行双通道的上升沿或下降沿的检测，实现正交脉冲的四倍频、计数。脉冲采集装置由PC的一路USB接口供电，并经USB转串口的DB9端口连接PC，实现通信。另外，通过FPGA外部50M时钟进行倍频后，分频计数器计数产生一个基准时钟来触发状态机，从而产生相位相差90°、占空比为50%的两路PWM来标定该系统的准确性。
[0011]当整个模块开始工作，脉冲采集装置以20-30H1S为一个周期，采集脉冲并计算转速，并实时上传至PC，PC数据处理系统接收到数据后，进行相应的数据处理，并储存、显示结果。
[0012]本实用新型中的脉冲采集装置通过USB接口可以与上位软件进行通信，实现数据的实时采集、上传、存储和显示，同时通过接受上位软件的控制信号，实现采样周期等参数的设置以及通信测试、校准等功能。
[0013]由于现有标准与资料并未明确连续式高速风洞压缩机转速采样周期，为了避免遗漏转速脉动对马赫数控制以及流场的影响，采样周期应在允许范围内尽量的小，而现有测速手段要么没有明确采样周期，要么采样周期过长，本系统采样周期可调、且接近调速控制系统控制周期，能够准确反应转速脉动。
[0014]本实用新型的有益效果:本实用新型所述的装置解决了目前对风洞风机转速的测试，特别是目前很多风机已经没办法在转轴上安装独有的编码器，只能通过原有的编码器进行测试，本实用新型巧妙的利用一个信号分接器，通过密闭装置有效的隔离，对风机进行测速；在已标定的100-250kHz范围，20-30ms的测速周期内，测量误差为± I脉冲(倍频后)，相对于最高转速3600r/min (对应编码器输出脉冲频率245.760kHz)的测速精度为0.0034%。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构功能框图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型所述的装置外壳上设置有三个接口，分别是输入接口in,、输出接口 outl、输出接口 out2，输入接口 in与信号分接器的输入端连接，输出接口outl是信号分接器的一个输出端，输出接口 out2与脉冲信号采集器的输出端连接。
[0017]实施例一:
[0018]对于被测风机的轴系上有足够的空间，可以安装一个专门用于测速的独立编码器，这种情况下只需要采用数据线将独立编码器的输出端与本实用新型装置的输入接口 in连接到一起，连接好装置的地，并将本装置的输出接口 out2与PC机连接到一起即可开始测速工作。
[0019]实施例二:
[0020]对于被测风机上没有足够的空间，不能安装一个专门用于测速的独立编码器，但是在被测风机的轴系上一般都安装有用于风机控制的编码器，编码器采集的数据是为了返回给控制系统用，因此当将该编码器的输出端与本实用新型的输入接口 in采用信号线连接，但是这样的话，编码器就不能给风机的控制系统返回数据，因此需要将本实用新型的输出接口 outl接回到风机控制系统中。因为本实用新型的信号分接器输出的两路信号为相同信号，所以风机上的编码器输出的信号等于是将原有信号复制一份用于测速，即可安全可靠进行测速，又不至于干扰到风机调速控制系统，特别是对高压变频调速系统而言能够很好的避免形成干扰、造成损失。
[0021]本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种风机转速测速装置，该装置的外壳上设置有一个输入接口和两个输出接口，其特征在于该装置内由信号分接器、信号隔离器、脉冲采集器三部分组成；所述输入接口与信号分接器的输入端连接，所述信号分接器设置有两个输出端，一个输出端连接到信号隔离器的输入端，信号隔离器的输出端连接到脉冲采集器，脉冲采集器的输出端连接装置外壳上的一个输出接口 ；信号分接器上的另一个输出端连接到装置外壳上的另一个输出接口。
2.根据权利要求1所述的一种风机转速测速装置，其特征在于所述信号分接器的输入端与外壳上的输入接口之间采用正交差分线路连接。
3.根据权利要求2所述的一种风机转速测速装置，其特征在于所述信号分接器的一个输入端分别连接两个输出端，每一个输出端的信号等效于输入端的信号。
4.根据权利要求1所述的一种风机转速测速装置，其特征在于所述该装置的外壳为封闭的铝合金制外壳。
5.根据权利要求1或4所述的一种风机转速测速装置，其特征在于所述信号分接器、信号隔离器、脉冲采集器三部分的每一个部分的输入端和输出端的地必须连接，且连接到铝合金制外壳。
6.根据权利要求1所述的一种风机转速测速装置，其特征在于所述信号隔离器的输入端和输出端的接地必须分离。
【文档编号】F04D27/00GK204061259SQ201420448051
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】刘恺, 周恩民, 张文, 程松, 任国柱, 霍建文, 张华 , 曹建勋, 杨轶成, 熊波, 陈海峰, 王少军 申请人:中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所