一种温度和转速检测机构的制作方法

专利名称：一种温度和转速检测机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及真空获得设备应用技术领域，具体涉及一种能够同时检测高速旋转体温度和转速的检测机构。
背景技术：
磁悬浮分子泵是一种采用磁轴承作为转子支承的分子泵，它利用磁轴承将转子稳定地悬浮在空中，使转子在高速工作过程中与定子之间没有机械接触，具有无机械磨损、能耗低、允许转速高、噪声低、寿命长、无需润滑等优点，目前磁悬浮分子泵广泛地应用于高真空度、高洁净度真空环境的获得等领域中。磁悬浮分子泵的内部结构如图I所示，图中所述磁悬浮分子泵竖直设置，所述磁 悬浮分子泵包括泵体3、设置在所述泵体3内腔的转子轴系。所述转子轴系包括转子、第一径向磁轴承6、第二径向磁轴承9、第一轴向磁轴承13和第二轴向磁轴承15。所述转子包括转子轴7、与所述转子轴7固定的叶轮I、以及用于固定所述叶轮I的装配部件，如螺钉、螺母等。所述转子轴7的轴线沿竖直方向设置，所述叶轮I固定安装在所述转子轴7的上部；所述转子轴7的中部依次间隔地套设有第一径向保护轴承4、第一径向位移传感器5、所述第一径向磁轴承6、电机8、所述第二径向磁轴承9、第二径向位移传感器10和第二径向保护轴承11等。所述转子轴7的下部设置有所述第一轴向磁轴承13、所述第二轴向磁轴承15、推力盘14以及轴向保护轴承12和用于检测所述转子轴向位移信号的轴向位移传感器16。其中，位移传感器(所述第一径向位移传感器5、所述第二径向位移传感器10和所述轴向位移传感器16)的信号输出端与位移检测装置18的信号输入端连接，所述位移检测装置18的信号输出端与所述控制器2的信号输入端连接，所述位移检测装置18用于检测所述转子的位移。此外，为了检测所述转子的转速和温度，所述磁悬浮分子泵还配置有用于检测转子转速的转速检测装置19和用于检测转子温度的温度检测装置，所述转速检测装置19用于检测所述转子的转速信号，其信号输入端通过所述磁悬浮分子泵的接线端子17连接到转速检测传感器，所述转速检测装置19的信号输出端与所述控制器2的信号输入端连接；所述温度检测装置用于检测所述转子的温度信号，其信号输入端通过所述磁悬浮分子泵的接线端子17连接到温度检测传感器，所述温度检测装置的信号输出端与所述控制器2的信号输入端连接。所述磁悬浮分子泵的控制器2接收来自所述位移检测装置18、所述转速检测装置19和所述温度检测装置的信号并对接收到的信号进行分析处理，进而对转子进行相应控制。转子位移和转子转速是控制器控制转子运动的重要依据，转子温度是体现磁悬浮分子泵工作状态的重要指标，因此在磁悬浮分子泵控制过程中需要时刻关注转子位移、转速和温度的数值变化。现有技术对如磁悬浮分子泵转子等高速旋转体转速和温度的检测通常采用如下方法[0007]I、转子转速检测采用带霍尔传感器的永磁直流电机驱动转子转动，利用永磁直流电机上设置的霍尔传感器检测电机转子的转速。其原理是转子每旋转一周，霍尔传感器就会输出一个高电平信号，分析该高电平信号的频率就可以得到转子的转速。2、转子温度检测设置专门的温度传感器测量转子温度。上述转子转速的测量方法，必须使用带有霍尔传感器的电机驱动转子运转，而诸如交流电机等没有霍尔传感器的电机就需要另配速度传感器测量磁悬浮分子泵转子的转速，这无疑限制了磁悬浮分子泵相关配件设备的 选择。另外，如果只依靠电机上霍尔传感器来测量转子转速，那么一旦霍尔传感器发生故障，则无法再获取转子的转速信号，影响磁悬浮分子泵的正常工作。虽然也可以在转子上附加一个速度传感器作为霍尔传感器的备份测量装置，当霍尔传感器发生故障时启动该速度传感器检测转子转速，但这样一方面增加了成本，另一方面也增加了磁悬浮分子泵泵体内元器件的数量，而泵体内空间有限，额外附加一个速度传感器势必给泵体内的元件布局带来困难。类似地，上述转子温度的测量方法是单独配备了一个温度传感器，同样会增加成本，还会对泵体内的元件布局造成影响。

实用新型内容本实用新型所要解决的是现有技术中对如磁悬浮分子泵转子等高速旋转体温度和转速的检测需要额外配置传感器件，使成本增加，并导致高速旋转机械腔体内布局困难的技术问题，进而提供一种结构简单、成本低、能同时检测高速旋转体的温度和转速的检测机构。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种温度和转速检测机构，其信号输出端与信号处理单元的信号输入端连接，包括检测部，为高速旋转的旋转体的一部分，所述检测部与所述旋转体具有相同的温度和转速，所述检测部为柱状，其柱面上成型有一个检测槽以及用于平衡所述旋转体质量、保证所述旋转体动平衡特性满足要求的质量均衡结构；所述检测槽的宽度小于所述检测部的周长；位移传感器，其检测探头设置于所述检测部所在平面内，所述检测探头对准所述检测部的柱面并与所述检测部的中心保持固定检测距离，所述检测探头用于检测所述检测部到所述检测探头的垂直距离L，所述位移传感器的信号输出端与所述信号处理单元的信号输入端连接，所述位移传感器输出信号的电压幅值与所述检测部到所述检测探头的垂直距离L呈正比；所述信号处理单元结合所述位移传感器输出信号的电压幅值与内置于所述信号处理单元内的所述检测部热膨胀系数及所述检测部初始温度获取所述检测部的温度；所述信号处理单元根据所述位移传感器的输出信号计算得到所述检测部的转动频率f，根据所述检测部的转动频率f获得所述旋转体的转速ω = 2 31 f0上述的温度和转速检测机构，所述旋转体为磁悬浮分子泵的转子，所述检测部为所述转子的转子轴下部的推力盘。上述的温度和转速检测机构，所述质量均衡结构为成型于所述推力盘柱面上的N个凹槽，所述凹槽与所述检测槽沿圆周均匀分布，所述凹槽与所述检测槽具有相同形状，且保证所述转子动平衡特性满足要求；[0018]所述信号处理单元获取所述位移传感器输出信号的频率f'，计算得到所
述推力盘的转动频率/ = ^f7，根据所述推力盘的转动频率获得所述转子的转速
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J N I I °上述的温度和转速检测机构，所述质量均衡结构为成型在所述推力盘柱面上的一个平衡槽；所述平衡槽和所述检测槽关于所述推力盘的中心成180度对称布置，所述平衡槽和所述检测槽形状不同但具有相同的容积以保证所述转子动平衡特性满足要求； 所述推力盘旋转过程中，所述检测槽对准所述检测探头时，所述位移传感器输出幅值为V1的检测脉冲信号，所述平衡槽对准所述检测探头时，所述位移传感器输出幅值为V2的平衡脉冲信号；所述信号处理单元获取所述检测脉冲信号的频率f1;计算得到所述推力盘的转动频率f = f1;根据所述推力盘的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if1；或者所述信号处理单元获取所述平衡脉冲信号的频率f2，计算得到所述推力盘的转动频率f = f2,根据所述推力盘的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if2。上述的温度和转速检测机构，所述检测槽为深窄矩形槽，所述平衡槽为浅宽矩形槽；所述推力盘旋转过程中，所述检测槽对准所述检测探头时，所述位移传感器输出幅值为V1的高窄脉冲信号，所述平衡槽对准所述检测探头时，所述位移传感器输出幅值为V2的低宽脉冲信号；所述信号处理单元获取所述高窄脉冲信号的频率f1;计算得到所述推力盘的转动频率f = f1;根据所述推力盘的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if1；或者所述信号处理单元获取所述低宽脉冲信号的频率f2，计算得到所述推力盘的转动频率f = f2,根据所述推力盘的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if2。上述的温度和转速检测机构，所述信号处理单元包括滤波模块和计算模块；所述位移传感器的输出信号分为两路；其中一路信号直接输入至所述计算模块，所述计算模块采集所述推力盘上未开槽部分所对应的位移传感器输出信号的任意N点(N33)电压幅值变化量的平均值，根据内置于所述计算模块的所述推力盘材料的热膨胀系数，结合所述推力盘的初始温度计算出所述转子的温度；另外一路信号输入至所述滤波模块，经所述滤波模块滤除幅值为V2的低宽脉冲信号，保留幅值为V1的高窄脉冲信号后传输至所述计算模块，所述计算模块接收所述滤波模块输出的高窄脉冲信号，由所述高窄脉冲信号的频率，计算出所述转子的转速。上述的温度和转速检测机构，所述位移传感器为电涡流传感器。本实用新型上述的技术方案与现有技术相比具有以下有益效果①本实用新型中温度和转速检测机构，只需要一个位移传感器便可以同时获得转子温度和转速两个物理量，完全可以替代专门的速度传感器和温度传感器，节省成本。[0036]②本实用新型中的温度和转速检测机构，检测部选择使用磁悬浮分子泵转子上设置的推力盘，无需附加其他零部件，不影响腔体零件布局，整体结构简单。

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。图I为现有技术中磁悬浮分子泵的结构示意图；图2为检测槽和平衡槽形状相同的检测部的结构示意图； 图3为本实用新型中实施例I位移传感器输出信号的波形示意图；图4为检测槽和平衡槽形状不同的检测部的结构示意图；图5为本实用新型实施例3位移传感器输出信号的波形示意图；图6为本实用新型中实施例4滤波模块输出信号的波形示意图；其中附图标记为I-叶轮，2-控制器，3-泵体，4-第一径向保护轴承，5-第一径向位移传感器，6-第一径向磁轴承，7-转子轴，8-电机，9-第二径向磁轴承，10-第二径向位移传感器，11-第二径向保护轴承，12-轴向保护轴承，13-第一轴向磁轴承，14-推力盘，15-第二轴向磁轴承，16-轴向位移传感器，17-接线端子，18-位移检测装置，19-转速检测装置，20-检测探头，21-检测槽，22-平衡槽。
具体实施方式
实施例I本实施例提供一种温度和转速检测机构，其信号输出端与信号处理单兀的信号输入端连接，包括检测部，为高速旋转的旋转体的一部分，所述检测部与所述旋转体具有相同的温度和转速，所述检测部为柱状，其柱面上成型有一个检测槽21以及用于平衡所述旋转体质量、保证所述旋转体动平衡特性满足要求的质量均衡结构；所述检测槽21的宽度小于所述检测部的周长；所述旋转体动平衡特性满足要求是指，由于在检测部上设置有检测槽21，导致旋转体存在不平衡质量(不平衡质量是指位于旋转体特定半径处的质量，该质量与向心加速度的乘积等于不平衡离心力)，当不平衡质量大于10毫克时，该不平衡质量将使旋转体的重心与轴心产生一个明显的偏心距，在旋转体高速旋转过程中，旋转体不平衡质量引起的离心惯性力会造成旋转体横向机械振动(通常为径向振动)，影响系统正常工作。因此，设置所述质量均衡结构的目的在于矫正、消除其不平衡质量，而所述旋转体动平衡特性满足要求就是指所述旋转体不平衡质量小于预设值；位移传感器，其检测探头20设置于所述检测部所在平面内，所述检测探头20对准所述检测部的柱面并与所述检测部的中心保持固定检测距离，所述检测探头20用于检测所述检测部到所述检测探头20的垂直距离L，所述位移传感器的信号输出端与所述信号处理单元的信号输入端连接，所述位移传感器输出信号的电压幅值与所述检测部到所述检测探头20的垂直距离L呈正比；所述信号处理单元结合所述位移传感器输出信号的电压幅值与内置于所述信号处理单元内的所述检测部热膨胀系数及所述检测部初始温度获取所述检测部的温度；所述信号处理单元根据所述位移传感器的输出信号计算得到所述检测部的转动频率f，根据所述检测部的转动频率f获得所述旋转体的转速ω = 2 31 f0作为可以实施的方式，只要不影响高速旋转的旋转体的正常工作及其动力学特性和平衡特性，所述检测部可以选择所述旋转体上的任意部分。本实施例中，所述旋转体为磁悬浮分子泵的转子，所述检测部为所述转子的转子轴7下部的推力盘14。之所以选择推力盘14作为检测部，是由于所述转子包括的所有零件中所述推力盘14的直径最大。当所述转子受热膨胀时，所述推力盘14的热形变量最大，因此利用所述推力盘14热膨胀时的形变量进行温度测量精度较高。在本实施例中，所述质量均衡结构为成型于所述推力盘14柱面上的N个凹槽，所述凹槽与所述检测槽21沿圆周均匀分布，所述凹槽与所述检测槽21具有相同形状，且保证 所述转子动平衡特性满足要求；所述信号处理单元获取所述位移传感器输出信号的频率f'，计算得到所述
推力盘14的转动频率/ = ^f7，根据所述推力盘14的转动频率获得所述转子的转速
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N -I-1 °下面以N = I为例说明本实施例说明本实施例测量温度和转速的过程如图2所示，N = I时，所述推力盘14上成型有一个检测槽21和一个与所述检测槽形状相同、容积相同且与所述检测槽21关于推力盘14的中心成180度对称分布的凹槽。所述检测探头20用于检测所述推力盘14到所述检测探头20的垂直距离L。在所述推力盘14旋转过程中，当所述检测槽21旋转到与所述检测探头20相对的位置上时，所述检测探头20到所述推力盘14的垂直距离L变大，所述位移传感器相应地输出一个脉冲信号。同样，为保证所述转子动平衡特性满足要求而设置的所述凹槽与所述检测探头20相对时，所述检测探头20到所述推力盘14的垂直距离L变大，所述位移传感器相应地输出一个相同幅值和宽度的脉冲信号，因此所述位移传感器输出电压信号的波形如图3实线部分所示。根据图3实线部分所示脉冲信号的波形，每两个脉冲信号上升沿之间所经历的时间为一个工作周期，显然利用该工作周期计算得到的频率Γ为所述推力盘14的转动频率f的二倍，即f = f' /2，利用所述推力盘14的转动频率f，计算得到所述推力盘14的转速为ω =2Jif = Jif'，此即为转子的转速，当N大于I时，分析过程同上。当所述推力盘14温度发生变化AT时，由于热胀冷缩的物理性质，所述推力盘14发生形变，其直径变化量为AR。如果AT为小于零的值，此时所述位移传感器的输出信号如图3虚线部分所示，显然，所述位移传感器输出信号的电压幅值整体增加了 AV。由于所述位移传感器输出信号的电压幅值与所述推力盘14到所述检测探头20的垂直距离L呈正t匕，因此Λ V与所述推力盘14直径变化量AR呈正比，根据AV可以计算得到AR。由于信号处理单元内存储有所述推力盘14材料的热膨胀系数，结合所述推力盘14的直径变化量AR便可以得到所述推力盘14温度变化量AT，结合所述推力盘14温度变化量AT与所述推力盘14的初始温度值Ttl即可获得所述推力盘14的温度值T = Tci+AT，此即为转子的温度。如果AT为大于零的值，则所述位移传感器输出信号幅值减小，温度测量方法和AT小于零时一样，在此不再赘述。实施例2本实施例与实施例I不同之处在于，本实施例中所述质量均衡结构为成型在所述推力盘14柱面上的一个平衡槽22 ;所述平衡槽22和所述检测槽21关于所述推力盘14的中心成180度对称布置，所述平衡槽22和所述检测槽21形状不同但具有相同的容积以保证所述转子动平衡特性满足要求；所述推力盘14旋转过程中，所述检测槽21对准所述检测探头20时，所述位移传感器输出幅值为V1的检测脉冲信号，所述平衡槽22对准所述检测探头20时，所述位移传感器输出幅值为V2的平衡脉冲信号；所述信号处理单元获取所述检测脉冲信号的频率f1;计算得到所述推力盘14的转动频率f = ,根据所述推力盘14的转动频率获得所述转子的转速ω = 2 π f = 2 π f1 ； 或者所述信号处理单元获取所述平衡脉冲信号的频率f2，计算得到所述推力盘14的转动频率f = f2，根据所述推力盘14的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if2。测量温度的过程与实施例I所述测量过程相同，此不赘述。实施例3在实施例2的基础上，本实施例中所述检测槽21为深窄矩形槽，所述平衡槽22为浅宽矩形槽，如图4所示。所述推力盘14旋转过程中，所述检测槽21对准所述检测探头20时，所述位移传感器输出幅值为V1的高窄脉冲信号，所述平衡槽22对准所述检测探头20时，所述位移传感器输出幅值为V2的低宽脉冲信号；所述信号处理单元获取所述高窄脉冲信号的频率f1;计算得到所述推力盘14的转动频率f = ，根据所述推力盘14的转动频率获得所述转子的转速ω = 2 π f = 2 π f1 ；或者所述信号处理单元获取所述低宽脉冲信号的频率f2，计算得到所述推力盘14的转动频率f = f2，根据所述推力盘14的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if2。在图5实线部分给出了图4所示情况下的位移传感器的输出信号波形图。根据图5实线部分所示脉冲信号的波形，其中深窄矩形槽对应于幅值为V1的高窄脉冲信号，浅宽矩形槽对应于幅值为V2的低宽脉冲信号。以每两个高窄脉冲信号的上升沿之间所经历的时间为一个周期可以得到高窄脉冲信号的频率，显然推力盘14的转动频率f = ，利用所述推力盘14的转动频率f，计算得到所述推力盘14的转速为ω = 2 f
=2 Ji f1D或者，以每两个低宽脉冲信号的上升沿之间所经历的时间为一个周期可以得到高窄脉冲信号的频率f2，显然推力盘14的转动频率f = f2，利用所述推力盘14的转动频率f，计算得到所述推力盘14的转速为ω = 2Jif = 23if2。测量温度的过程与实施例I所述测量过程相同，此不赘述。实施例4本实施例在实施例3的基础上，所述信号处理单元包括滤波模块和计算模块；所述位移传感器的输出信号分为两路；[0078]其中一路信号直接输入至所述计算模块，所述计算模块采集所述推力盘14上未开槽部分所对应的位移传感器输出信号的任意N点(N >3)电压幅值变化量的平均值，根据内置于所述计算模块的所述推力盘14材料的热膨胀系数，结合所述推力盘14的初始温度计算出所述转子的温度。以图5为例，当温度变化时，所述位移传感器输出信号的电压幅值会整体发生变化，理论上采集所述位移传感器输出信号的任一点的电压幅值变化均可以计算得出所述转子温度。但是由于脉冲信号的上升沿和下降沿处本身就有电压幅值的较大变化量，因此为了得到准确的电压幅值变化量以得到准确的旋转体温度值，在选择计算位移传感器输出信号电压幅值的变化时要避免选择脉冲信号的上升沿或者下降沿处，因此本实施例中选择采集所述推力盘14上未开槽部分所对应的位移传感器输出信号的任意N点(N ^ 3)电压幅值变化量的平均值，根据内置于所述计算模块的所述推力盘14材料的热膨胀系数，结合所述推力盘14的初始温度计算出所述转子的温度；而且通过选取多个点电压幅值变化量求平均值的方法提高了测量结果的准确性；另外一路信号输入至所述滤波模块，经所述滤波模块滤除幅值为V2的低宽脉冲信号，保留幅值为V1的高窄脉冲信号后传输至所述计算模块，所述计算模块接收所述滤波模块输出的高窄脉冲信号，由所述高窄脉冲信号的频率，计算出所述转子的转速；所述滤波模块中的滤波过程如下，根据图5所示，高窄脉冲信号的电压幅值为V1,低宽脉冲信号的电压幅值为V2，可以设置比较电压为％且^ < Vtl < %。当输入端为高窄脉冲信号时，所述比较电路输出信号为高电平；当输入端为低宽脉冲信号时，所述比较电路输出信号为低电平。通过设置比较电压Vtl可以将低宽脉冲信号滤掉，滤波模块输出的波形如图6所示。由图6所示的所述滤波模块输出信号的两个脉冲信号的上升沿之间经历的时间为一个周期计算得到所述推力盘14的转动频率，从而计算出所述推力盘14的转速，转子的转速与所述推力盘14的转速相同。本实施例中，所述位移传感器为电涡流传感器，也可以选择现有的其他非接触型位移传感器。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求1.一种温度和转速检测机构，其信号输出端与信号处理单元的信号输入端连接，其特征在于包括检测部，为高速旋转的旋转体的一部分，所述检测部与所述旋转体具有相同的温度和转速，所述检测部为柱状，其柱面上成型有一个检测槽(21)以及用于平衡所述旋转体质量、保证所述旋转体动平衡特性满足要求的质量均衡结构；所述检测槽(21)的宽度小于所述检测部的周长；位移传感器，其检测探头(20)设置于所述检测部所在平面内，所述检测探头(20)对准所述检测部的柱面并与所述检测部的中心保持固定检测距离，所述检测探头(20)用于检测所述检测部到所述检测探头(20)的垂直距离L，所述位移传感器的信号输出端与所述信号处理单元的信号输入端连接，所述位移传感器输出信号的电压幅值与所述检测部到所述检测探头(20)的垂直距离L呈正比；所述信号处理单元结合所述位移传感器输出信号的电压幅值与内置于所述信号处理单元内的所述检测部热膨胀系数及所述检测部初始温度获取所述检测部的温度；所述信号处理单元根据所述位移传感器的输出信号计算得到所述检测部的转动频率f，根据所述检测部的转动频率f获得所述旋转体的转速ω = 2 31 f0
2.根据权利要求I所述的温度和转速检测机构，其特征在于所述旋转体为磁悬浮分子泵的转子，所述检测部为所述转子的转子轴(7)下部的推力盘(14)。
3.根据权利要求2所述的温度和转速检测机构，其特征在于所述质量均衡结构为成型于所述推力盘(14)柱面上的N个凹槽，所述凹槽与所述检测槽(21)沿圆周均匀分布，所述凹槽与所述检测槽(21)具有相同形状，且保证所述转子动平衡特性满足要求；所述信号处理单元获取所述位移传感器输出信号的频率f,，计算得到所述推力盘(14)的转动频率/ = ;，根据所述推力盘(14)的转动频率获得所述转子的转速 N + \ . 2π/* A I I
4.根据权利要求2所述的温度和转速检测机构，其特征在于所述质量均衡结构为成型在所述推力盘(14)柱面上的一个平衡槽(22);所述平衡槽(22)和所述检测槽(21)关于所述推力盘(14)的中心成180度对称布置，所述平衡槽(22)和所述检测槽(21)形状不同但具有相同的容积以保证所述转子动平衡特性满足要求；所述推力盘(14)旋转过程中，所述检测槽(21)对准所述检测探头(20)时，所述位移传感器输出幅值为V1的检测脉冲信号，所述平衡槽(22)对准所述检测探头(20)时，所述位移传感器输出幅值为V2的平衡脉冲信号；所述信号处理单元获取所述检测脉冲信号的频率，计算得到所述推力盘(14)的转动频率f = ,根据所述推力盘(14)的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if1；或者所述信号处理单元获取所述平衡脉冲信号的频率f2，计算得到所述推力盘(14)的转动频率f = f2,根据所述推力盘(14)的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if2。
5.根据权利要求4所述的温度和转速检测机构，其特征在于所述检测槽(21)为深窄矩形槽，所述平衡槽(22)为浅宽矩形槽；所述推力盘(14)旋转过程中，所述检测槽(21)对准所述检测探头(20)时，所述位移传感器输出幅值为V1的高窄脉冲信号，所述平衡槽(22)对准所述检测探头(20)时，所述位移传感器输出幅值为V2的低宽脉冲信号；所述信号处理单元获取所述高窄脉冲信号的频率，计算得到所述推力盘(14)的转动频率f = ,根据所述推力盘(14)的转动频率获得所述转子的转速ω = 2 π f = 2 π f1 ； 或者所述信号处理单元获取所述低宽脉冲信号的频率f2，计算得到所述推力盘(14)的转动频率f = f2,根据所述推力盘(14)的转动频率获得所述转子的转速ω = 23if = 23if2。
6.根据权利要求5所述的温度和转速检测机构，其特征在于所述信号处理单元包括滤波模块和计算模块；所述位移传感器的输出信号分为两路；其中一路信号直接输入至所述计算模块，所述计算模块采集所述推力盘(14)上未开槽部分所对应的位移传感器输出信号的任意N点(N >3)电压幅值变化量的平均值，根据内置于所述计算模块的所述推力盘(14)材料的热膨胀系数，结合所述推力盘(14)的初始温度计算出所述转子的温度；另外一路信号输入至所述滤波模块，经所述滤波模块滤除幅值为\的低宽脉冲信号，保留幅值为V1的高窄脉冲信号后传输至所述计算模块，所述计算模块接收所述滤波模块输出的高窄脉冲信号，由所述高窄脉冲信号的频率，计算出所述转子的转速。
7.根据权利要求1-6任一所述的温度和转速检测机构，其特征在于所述位移传感器为电涡流传感器。
专利摘要本实用新型提供一种温度和转速检测机构，该检测机构可以同时检测高速旋转体的温度和转速。本实用新型中的温度和转速检测机构包括作为旋转体一部分的边缘开槽的检测部及位移传感器。当检测部旋转时，位移传感器会输出连续的脉冲信号，通过计算检测槽对应的脉冲信号的频率即可完成旋转体转速测量。当温度变化时，检测部会膨胀或者收缩，则位移传感器测得的脉冲信号的幅值会发生变化，通过测量脉冲信号幅值的变化即可计算出旋转体温度变化量，结合旋转体的初始温度即可得到旋转体的温度。采用本实用新型所述的温度和转速检测机构只需要一个位移传感器便可以同时测量旋转体温度和转速，结构简单、成本低。
文档编号F04D27/00GK202520600SQ20122012807
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者张剀, 张小章, 李奇志, 武涵, 邹蒙 申请人:北京中科科仪股份有限公司, 清华大学