转轴的轴向位移检测方法和装置及磁悬浮轴承系统的制作方法_2

文档序号:9664946阅读:来源:国知局
>[0028]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
[0029]需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0030]本发明的实施例提供了一种转轴的轴向位移检测方法。
[0031]图3是根据本发明实施例的转轴的轴向位移检测方法的流程图。如图3所示,该方法包括以下步骤:
[0032]步骤S301,检测径向探头输出的电信号。
[0033]径向探头设置在待测转轴的径向,并与台阶相对设置。其中,在待测转轴上设置有台阶。径向探头是传感器探头,可以感应台阶的有效检测面积,并输出与有效检测面积相应的电信号。待测转轴的材料是能够被径向探头感应到并输出相应电信号的材料。待测转轴上设置有台阶,一个台阶的台阶平面能够将待测转轴分为两个同轴的圆柱体,两个圆柱体的外圆的直径大小不同,台阶平面与圆柱体外圆的平面是平行的,台阶处可以是垂直的阶梯,也可以带有一定的倒角。径向探头的初始位置对着待测转轴的台阶处,根据具体情况设置径向探头的初始位置与台阶平面之间的在待测转轴的径向方向和待测转轴的轴向方向上的距离。如果待测转轴产生轴向位移,径向探头感应到的台阶处的有效检测面积会发生变化,其中,有效检测面积是指径向探头能够感应到的台阶平面分开的两个同轴圆柱体中距离径向探头较近处的圆柱体表面的面积。该径向探头在感应到的有效检测面积发生变化时,输出的电信号会发生变化,也即径向探头输出的电信号与有效检测面积具有相关关系;而有效检测面积发生变化的原因是待测转轴发生了轴向位移,有效检测面积与待测转轴的轴向位移具有相关关系,因此,径向探头输出的电信号与待测转轴的轴向位移具有一定的相关关系,可以根据径向探头输出的电信号确定待测转轴的轴向位移。
[0034]步骤S302,根据电信号确定待测转轴的轴向位移。
[0035]在检测到径向探头输出的电信号之后,根据电信号确定待测转轴的轴向位移。由于径向探头输出的电信号与待测转轴的轴向位移具有一定的相关关系,因此,可以根据径向探头输出的电信号确定待测转轴的轴向位移。径向探头输出的电信号与待测转轴的轴向位移之间的相关关系的确定方式可以是在使用之前进行标定,标定出径向探头输出的电信号与待测转轴的轴向位移的对应关系;也可以是确定出径向探头输出的电信号与有效检测面积之间的关系式,以及有效检测面积与待测转轴的轴向位移之间的关系式,确定出径向探头输出的电信号与待测转轴的轴向位移之间的关系式,本实施例对径向探头输出的电信号与待测转轴的轴向位移之间相关关系的确定方式不做具体限定。
[0036]优选地,径向探头可以是电涡流传感器探头。电涡流传感器探头的输出主要有两个影响因素,一个是探头距离检测面的距离,另一个是探头所能感应到的有效检测面积。当探头距离检测面的距离保持不变,有效检测面积发生变化时,传感器输出随着有效检测面积发生变化。带有台阶的转轴轴向移动一段位移时,转轴上的台阶也移动相同的位移,使得电涡流传感器探头所能感应到的有效检测面积发生变化,电涡流传感器探头的输出也发生变化。
[0037]该实施例提供的转轴的轴向位移检测方法,通过检测径向探头输出的电信号,径向探头设置在待测转轴的径向,并与台阶相对设置,径向探头用于感应台阶的有效检测面积,并输出与有效检测面积相应的电信号;以及根据电信号确定待测转轴的轴向位移,解决了相关技术中通过轴向探头检测轴向检测面的位移作为转轴的轴向位移检测方法准确性不高的问题。通过径向布置的探头检测转轴上的台阶的有效检测面积,达到了提高转轴的轴向位移检测方法准确性效果。
[0038]优选地,径向探头可以包括第一径向探头和第二径向探头,第一径向探头和第二径向探头在待测转轴的轴线方向上间隔预设距离,第一径向探头和第二径向探头均设置在待测转轴的径向,并与台阶相对设置,由于第一径向探头和第二径向探头在待测转轴的轴线方向上间隔预设距离,因此,采用两个径向探头对轴向位移进行检测时,待测转轴上至少包括两个台阶,第一径向探头对应第一台阶,第二径向探头对应第二台阶,且两个台阶的阶梯方向相反,也即,在待测转轴轴向移动位移为y时,如果第一径向探头感应到的第一台阶平面分开的两个同轴圆柱体中距离第一径向探头较近处的圆柱体表面的面积增加,则第二径向探头感应到的第二台阶平面分开的两个同轴圆柱体中距离第二径向探头较近处的圆柱体表面的面积会减少。两个径向探头在待测转轴的轴线方向上间隔的预设距离根据具体情况而定,可以以两个径向探头之间的感应电信号不发生相互干扰为最小距离。采用两个径向探头对轴向位移进行检测,第一径向探头输出第一电信号,第二径向探头输出第二电信号,当第一电信号增大时,第二电信号减小,当第二电信号增大时,第一电信号减小。对第一电信号和第二电信号进行差分处理,得到差分电信号,以第一电信号减第二电信号为例,当第一电信号增大,第二电信号减小时,差分信号增大,当第一电信号减小,第二电信号增大时,差分信号减小。得到差分电信号之后,根据差分电信号确定待测转轴的轴向位移。
[0039]优选地,如果第一台阶和第二台阶除了台阶的阶梯方向相反,尺寸形状完全相同,且第一径向探头和第二径向探头的电参数,包括电阻和电感,是相同的,第一径向探头和第二径向探头所在的直线与待测转轴的轴线平行时,对第一电信号和第二电信号进行差分后输出的差分电信号与转轴的轴向移动的位移y呈线性关系。图4是根据本发明实施例的转轴的轴向位移检测方法的传感器输出与轴向位移之间关系的示意图。如图4所示,第一径向探头输出的第一电信号与轴向位移y之间的关系和第二径向探头输出的第二电信号与轴向位移y之间的关系呈非线性关系,但是由于第一径向探头和第二径向探头的电参数相同,进行差分之后输出的差分电信号与转轴的轴向移动的位移y呈线性关系。这是由于第一径向探头与第二径向探头的电参数相同、使用环境相同,因此所受到的温漂和压漂的影响也基本相同,在进行差分之后,可以减去环境温度等因素对传感器测试的影响。
[0040]优选地,径向探头可以采用多组径向探头,每组径向探头包括如上述优选实施例中所述的两个径向探头,每组径向探头的两个径向探头在待测转轴的轴线方向上间隔预设距离,分别检测多组径向探头中每个径向探头输出的电信号,再分别对每组径向探头中的两个径向探头输出的两个电信号进行差分处理,得到多个差分电信号,对多个差分电信号求平均值得
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