本实用新型涉及转速测速技术领域，尤其是涉及一种转轴测速装置、系统和水泵。
背景技术：
转速是影响水泵等增压设备性能的重要参数。当转速变化时，水泵的其他性能参数都发生相应的变化，因而，需要对设备的转速进行实时的监测。现有的监测方式中，通常在转轴的一端安装与转轴同步转动的三齿测速盘，在该测速盘的边缘处，与转轴垂直的方向上，安装有测速探头；转轴带动测速盘转动时，测速探头与测速盘的齿形边缘处的金属面的距离发生变化，导致测速探头的阻值发生相应的变化，阻值变化转换为脉冲信号，发送至外部的监测设备，监测设备经计算获得转轴的转速。
然而，转轴长时间运行后，整体机械性能下降，导致转轴发生弯曲、轴承磨损间隙大，使得转轴在转动过程中产生不同程度的偏心摆动，且转轴的末端偏心程度最大。由于测速探头与三齿测速盘距离很近，测速盘的偏心转动会导致测速探头与三齿测速盘直接接触，探头损坏，造成转速测量失准或无法测量，转速监测失效，进而无法进行转速调节，甚至可能造成重大事故。
针对上述现有的测速装置的稳定性和测量准确性较差的问题，尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种转轴测速装置、系统和水泵，以提高测速装置的测量准确性和装置稳定性。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种转轴测速装置，包括测速盘和测速探头；
测速盘连接于转轴的一端，与转轴同轴设置；测速盘上按照设定的间隔设置有多个凹形结构；测速探头与转轴平行设置；
转轴转动时，带动测速盘同步转动；当测速盘上的凹形结构转动至测速探头的对应位置时，测速探头向外部的监测设备发送脉冲信号，以使监测设备根据脉冲信号获得转轴的转速。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述测速盘的形状为圆形；
凹形结构按照设定的间隔排列在测速盘的表面上。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述凹形结构包括凹槽；
凹槽的数量为三个，均匀排列在测速盘的表面上。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述凹槽的形状为扇形；
扇形的角度为60度。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述扇形的长弧边位于测速盘的边缘处。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述测速盘的材质为金属；
测速探头上设置有变磁阻式传感器。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述测速探头的数量为两个；
以测速盘的中心为基准，两个测速探头中心对称设置。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述测速探头与测速盘的距离小于或等于1毫米。
第二方面，本实用新型实施例提供了一种转轴测速系统，该系统包括上述转轴测速装置，还包括外部的监测设备；
转轴测速装置中的测速探头与监测设备连接。
第三方面，本实用新型实施例提供了一种水泵，该水泵包括上述转轴测速系统。
本实用新型实施例带来了以下有益效果：
本实用新型实施例提供的一种转轴测速装置、系统和水泵，测速盘上按照设定的间隔设置有多个凹形结构；测速探头与转轴平行设置；转轴转动时，带动测速盘同步转动；当测速盘上的凹形结构转动至测速探头的对应位置时，测速探头向外部的监测设备发送脉冲信号，以使监测设备根据脉冲信号获得转轴的转速；该方式中，测速探头与转轴平行设置，避免了转轴末端偏心转动，测速盘与测速探头接触、碰撞造成的测量准确性较差、甚至损坏测速探头的问题，提高了测速装置的测量准确性和装置稳定性。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种转轴测速装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种转轴测速装置中，测速盘的具体结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种转轴测速装置的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的另一种转轴测速装置中，测速盘的具体结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种转轴测速系统的结构框图。
图标：10-测速盘；11-测速探头；12-转轴；101-凹形结构；20-凹槽；50-转轴测速装置；51-监测设备。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
考虑到现有的测速装置的稳定性和测量准确性较差的问题，本实用新型实施例提供了一种转轴测速装置、系统和水泵；该技术可以应用于转轴测速的过程中，尤其可以应用于齿轮位于端部的转轴测速中，例如，可以应用于水泵等增压设备中，转轴测速的过程中。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的转轴测速装置进行详细介绍。
实施例一：
参见图1所示的一种转轴测速装置的结构示意图；包括测速盘10和测速探头11；
测速盘10连接于转轴12的一端，与转轴同轴设置；测速盘10上按照设定的间隔设置有多个凹形结构101；测速探头11与转轴12平行设置；
转轴12转动时，带动测速盘10同步转动；当测速盘10上的凹形结构101转动至测速探头11的对应位置时，测速探头11向外部的监测设备发送脉冲信号，以使监测设备根据脉冲信号获得转轴的转速。
由于测速探头的位置固定，且测速盘上的凹形结构具有一定的深度，当凹形结构旋转至测速探头的对应位置时，测速盘的表面与测速探头之间的距离变大，测速探头将距离的变化转变为电信号的变化(例如，电阻值的变化)，然后将该电信号的变化以脉冲信号的形式发送至外部的监测设备，检测设备经数据处理后，获得转轴的转速。
本实用新型实施例提供的一种转轴测速装置，测速盘上按照设定的间隔设置有多个凹形结构；测速探头与转轴平行设置；转轴转动时，带动测速盘同步转动；当测速盘上的凹形结构转动至测速探头的对应位置时，测速探头向外部的监测设备发送脉冲信号，以使监测设备根据脉冲信号获得转轴的转速；该方式中，测速探头与转轴平行设置，避免了转轴末端偏心转动，测速盘与测速探头接触、碰撞造成的测量准确性较差、甚至损坏测速探头的问题，提高了测速装置的测量准确性和装置稳定性。
参见图2所示的一种转轴测速装置中，测速盘的具体结构示意图；由图2可知，测速盘的形状为圆形；凹形结构按照设定的间隔排列在测速盘的表面上。
在实际实现时，圆形的测速盘可以使转轴转动的更加稳定，一定程度上降低转轴偏心转动的程度；另外，由于本实施例中测速探头与转轴平行设置，相对于齿形的测速盘，圆形的测速盘可以与平行的测速探头更加匹配，脉冲信号更加稳定。
进一步地，上述凹形结构包括凹槽20；凹槽20的数量为三个，均匀排列在测速盘的表面上。该凹槽20的形状为扇形；扇形的角度为60度。
如图2可知，可以将圆形的测速盘分成六等份，三个阴影部分为凹槽。转轴在转动时，凹槽经过测速探头的时间与非凹槽部分经过的时间相同，因而产生的脉冲信号可以为占空比为50％的高低电平信号。
进一步地，测速盘上，越靠近边缘位置，线速度越大，因而测得的脉冲信号越稳定、准确；因而上述扇形的长弧边位于测速盘的边缘处，以使测速探头的位置尽量靠近测速盘的边缘；同时，上述扇形的短弧边在测速盘的圆心附近，为了使测速盘与转轴安装牢固，该扇形的短弧边与圆心预留有一定的距离，保证测速盘安装的稳定性。
优选地，上述测速盘的材质为金属；测速探头上设置有变磁阻式传感器。
变磁阻式传感器包括三种基本类型，分别为电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器。变磁阻式传感器具有如下优点：(1)结构简单：工作中没有活动电接触点，因而比电位器工作可靠，寿命长；(2)灵敏度高分辨率大：能测出0.01um甚至更小的机械位移变化，能感受小到0.1的微小角度变化，传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每一毫米可达数百毫伏，因此有利于信号的传输与放大。(3)重复性好线信度优良：在一定位移范围内，输出特性的线性度好，并且比较稳定，高精度的变磁组式传感器，非线性误差仅0.1％。
进一步地，为了提高测速结果的准确性，上述测速探头的数量为两个；以测速盘的中心为基准，两个测速探头中心对称设置。
两个测速探头同时向外部的监测设备发送脉冲信号，检测设备通过对两路脉冲信号进行综合处理，获得最终的转速。
为了更加准确地感应测速探头与测速盘表面距离的变化，上述测速探头与测速盘的距离小于或等于1毫米。
参见图3所示的另一种转轴测速装置的结构示意图，以及图4所示的另一种转轴测速装置中，测速盘的具体结构示意图；图3中的测速探头设置于测速盘的边缘处，测速探头的方向与转轴垂直；如图4可知，该测速盘为三齿形。
当转轴发生偏心运动时，测速盘上下晃动，容易与测速探头发生接触、摩擦、甚至碰撞，影响测速探头的测速准确性，甚至损坏测速探头无法测速。
实施例二：
对应于上述实施例一中提供的转轴测速装置，参见图5所示的一种转轴测速系统的结构框图；该系统包括上述转轴测速装置50，还包括外部的监测设备51；转轴测速装置中的测速探头与监测设备51连接。
本实用新型实施例提供的一种转轴测速系统，测速盘上按照设定的间隔设置有多个凹形结构；测速探头与转轴平行设置；转轴转动时，带动测速盘同步转动；当测速盘上的凹形结构转动至测速探头的对应位置时，测速探头向外部的监测设备发送脉冲信号，以使监测设备根据脉冲信号获得转轴的转速；该方式中，测速探头与转轴平行设置，避免了转轴末端偏心转动，测速盘与测速探头接触、碰撞造成的测量准确性较差、甚至损坏测速探头的问题，提高了测速装置的测量准确性和装置稳定性。
本实用新型实施例还提供了一种水泵，该水泵包括上述转轴测速系统。
可以理解，上述水泵还包括泵体、叶轮、轴承、密封环、填料、填料压盖、轴套、泵盖等结构。
水泵是输送液体或使液体增压的机械。水泵将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；水泵根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型；其中，容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，叶片泵又分为离心泵、轴流泵和混流泵等类型。
其中，离心泵的工作原理为：水泵开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间；继而吸入的水又被叶轮甩出蜗壳而进入出水管。由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸水、压水，水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。总之，离心泵是在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提向高处，故称离心泵。
离心泵的一般特点为：(1)水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入，垂直于轴向流出，即进出水流方向互成90°。(2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须向泵内和吸水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且泵壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空，也就吸不上水来。(3)由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度(水泵轴线距吸入水面的高度)远小于10米。
轴流泵工作原理为：利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。
轴流泵的一般特点为：(1)水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入、轴向流出，因此称轴流泵。(2)扬程低(1～13米)、流量大、效益高，适于平原、湖区、河区排灌。(3)起动前不需灌水，操作简单。
混流泵的工作原理为：由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。
混流泵的一般特点为：(1)混流泵与离心泵相比，扬程较低，流量较大，与轴流泵相比，扬程较高，流量较低。(2)水沿混流泵的流经方向与叶轮轴成一定角度而吸入和流出的，故又称斜流泵。
本实用新型实施例提供的水泵，与上述实施例提供的转轴测速装置和系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。