CN105352466A - 一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承 - Google Patents

一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承 Download PDF

Info

Publication number
CN105352466A
CN105352466A CN201510931176.3A CN201510931176A CN105352466A CN 105352466 A CN105352466 A CN 105352466A CN 201510931176 A CN201510931176 A CN 201510931176A CN 105352466 A CN105352466 A CN 105352466A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
detected element
dip plane
electric signal
axial displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510931176.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105352466B (zh
Inventor
胡余生
郭伟林
贺永玲
俞灯军
胡叨福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd filed Critical Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Priority to CN201510931176.3A priority Critical patent/CN105352466B/zh
Publication of CN105352466A publication Critical patent/CN105352466A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105352466B publication Critical patent/CN105352466B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

本发明公开了一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承,涉及测量技术领域。该装置包括:第一传感器,用于基于被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号;第二传感器,用于基于被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号;轴向位移计算单元,用于根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移;其中,被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面,第一传感器设置在被测元件非倾斜面上方,第二传感器设置在被测元件倾斜面上方。即本发明通过设置倾斜面,根据被测元件的径向位移计算轴向位移,提高了轴向位移检测的精度。

Description

一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承
技术领域
本发明涉及测量技术领域,尤其涉及一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承。
背景技术
在磁悬浮轴承控制***中,轴向位移主要有两种检测方法。一种方法如图1所示,在轴110上套一个检测盘120,轴向传感器130通过测量检测盘的轴向运动来确定轴的轴向位移。由于装配带来的误差,检测盘与轴的中心线140不垂直,这样就会导致轴在旋转过程中轴向位移有波动,且检测盘是整个转子上半径最大的部分,造成装配流程较为繁琐;另一种方法如图2所示,位移传感器210正对转子220轴端230安装,它适用于大多数的应用场合,但不是用于某些特殊应用场合。例如离心式水泵、离心式鼓风机等设备的转子,其功能部件大多安装在轴端,且为悬臂结构,此时由于结构等原因使得位移传感器不便正对转子工作轴端面安装,同时为了减小转子受热膨胀对功能部件位置的影响,传感器需要尽量靠近功能部件,而不能安装在转子的非工作轴端。这种检测方法不利于轴向传感器和径向传感器集成化处理,增大了结构轴向空间。另外,因工艺和装配因素也会带来检测误差。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是传统轴向位移检测精度不高。
本发明进一步要解决的技术问题包括转子的结构复杂,不便于安装,在旋转机械轴向空间受限的情况下,轴向占用空间大的问题。
根据本发明一方面,提供一种轴向位移检测装置,被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面,该装置包括:第一传感器,用于基于被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号;第二传感器,用于基于被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号;轴向位移计算单元,用于根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移;其中,第一传感器设置在被测元件非倾斜面上方,第二传感器设置在被测元件倾斜面上方。
进一步地,第一电信号和第二电信号为电压信号;轴向位移计算单元用于根据公式计算被测元件的轴向位移;其中,Ur为第一电信号,Uz为第二电信号,φ为倾斜面的倾斜角,k1为第一传感器的灵敏度参数,k2为第二传感器的灵敏度参数。
进一步地,第一传感器与第二传感器安装在探头环上,且第一传感器的探头与第二传感器的探头的安装距离大于阈值。
进一步地,第一传感器和第二传感器为电涡流传感器。
进一步地,第一传感器的探头与第二传感器的探头均对准探头环的圆心轴线,并且安装方向一致。
进一步地,倾斜面的轴向长度大于被测元件的最大轴向位移。
进一步地,被测元件倾斜面的倾斜角为预设值。
进一步地,被测元件倾斜面的倾斜角为0°~90°。
进一步地,被测元件为磁悬浮轴承的转子。
根据本发明的另一方面,还提供一种轴向位移检测方法,被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面,方法包括:接收第一传感器基于被测元件非倾斜面的径向位移输出的第一电信号;接收第二传感器基于被测元件倾斜面的径向位移输出的第二电信号;根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移;其中,第一传感器设置在被测元件非倾斜面上方,第二传感器设置在被测元件倾斜面上方。
进一步地,第一电信号和第二电信号为电压信号;计算被测元件的轴向位移的步骤包括:根据公式计算被测元件的轴向位移;其中,Ur为第一电信号,Uz为第二电信号,φ为倾斜面的倾斜角,k1为第一传感器的灵敏度参数,k2为第二传感器的灵敏度参数。
进一步地,第一传感器与第二传感器安装在探头环上,且第一传感器的探头与第二传感器的探头的安装距离大于阈值。
进一步地,第一传感器和第二传感器为电涡流传感器。
进一步地,第一传感器的探头与第二传感器的探头均对准探头环的圆心轴线,并且安装方向一致。
进一步地,倾斜面的轴向长度大于被测元件的最大轴向位移。
进一步地,被测元件倾斜面的倾斜角为预设值。
进一步地,被测元件倾斜面的倾斜角为0°~90°。
进一步地,被测元件为磁悬浮轴承的转子。
根据本发明的另一方面,还提供一种磁悬浮轴承,包括:转子,转子的轴向表面设置有倾斜面和非倾斜面。
进一步地,还包括上述任一的轴向位移检测装置。
与现有技术相比,本发明被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面,并在装置中设置了至少两个传感器,其中一个传感器基于被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号,另一个传感器基于被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号,再根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移。即通过设置倾斜面,根据被测元件的径向位移计算轴向位移,提高了轴向位移检测的精度。
进一步,转子的结构简单,便于安装,在旋转机械轴向空间受限的情况下,能够节省部分轴向空间。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例,并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本发明,其中:
图1为现有技术检测轴向位移的一个实施例的结构示意图。
图2为现有技术检测轴向位移的另一个实施例的结构示意图。
图3为本发明轴向位移检测装置的一个实施例的结构示意图。
图4为本发明一个实施例中传感器安装位置示意图。
图5为本发明轴向位移检测装置的另一个实施例的结构示意图。
图6为本发明一个实施例中电涡流传感器检测磁悬浮轴承转子位移的工作原理示意图。
图7A为本发明一个实施例中轴向位移检测装置工作原理示意图。
图7B为本发明一个实施例中轴向位移检测装置工作原理放大示意图。
图8为本发明轴向位移检测方法的一个实施例的流程示意图。
图9为本发明轴向位移检测方法的一个具体实施例的流程示意图。
图10为本发明磁悬浮轴承的转子的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
图3为本发明轴向位移检测装置的一个实施例的结构示意图。本发明预先在被测元件300的表面加工出一个倾斜面,其中被测元件可以为轴承的转子,轴承具体可以为磁悬浮轴承。倾斜面可以为凹陷的倾斜面,也可以为凸起的倾斜面,下面以凹陷的倾斜面为例进行说明。在非倾斜面310上方设置第一传感器311,用于基于被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号;在倾斜面320上方设置第二传感器321,用于基于被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号;其中第一电信号、第二电信号可以为电压信号,第一传感器和第二传感可以为电涡流传感器。轴向位移计算单元用于根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移,其中轴向位移计算单元未在图3中标出。
在一个实施例中,被测元件的倾斜面的轴向长度L大于被测元件的最大轴向位移Zmax,即在被测元件在移动过程中,测量倾斜面的传感器始终在倾斜面轴向长度范围内。被测元件倾斜面的倾斜角φ为预设值,需保持适当,倾斜度小则可能导致传感器测出的位移灵敏度低,倾斜度大则导致量程偏小,倾斜角例如可以为0°~90°,优选范围为10°~80°、30°~60°,例如可以取值为30°、40°、43°、45°、48°、50°、55°、60°。
图4为本发明一个实施例中传感器安装位置示意图。该实施例中,第一传感器和第二传感可以为电涡流传感器,安装位置为图4所示,410为轴承的转轴,420为传感器探头环,第一传感器的探头430和第二传感器的探头440中心线分别对准被测元件的中心主轴。探头距离测量转轴的表面的距离不能超过传感器的量程,并且第一传感器的探头与第二传感器的探头的安装距离大于阈值,避免两个传感器之间产生干扰。
在本发明的实施例中,本发明的被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面,并在装置中设置了至少两个传感器,其中一个传感器基于被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号,另一个传感器基于被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号,再根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移。即根据被测元件的径向位移计算轴向位移,解决了传统轴向位移因工艺和装配因素带来检测误差的问题。另外,本发明因为不设置检测盘,同时不在工作轴的端面设置传感器,因此有利于传感器集成化处理,增大了结构轴向空间,便于安装。
在本发明的另一个实施例中,第一电涡流传感器510用于基于磁悬浮轴承转子的非倾斜面的径向位移输出第一电压信号Ur。第二电涡流传感器520用于基于磁悬浮轴承转子的倾斜面的径向位移输出第二电压信号Uz。轴向位移计算单元530用于根据公式计算磁悬浮轴承转子的轴向位移。其中,k1为第一电涡流传感器的灵敏度参数,k2为第二电涡流传感器的灵敏度参数,φ为倾斜面的倾斜角。传感器的灵敏度可通过倾斜面的斜率进行调整。
电涡流传感器检测磁悬浮轴承转子位移的工作原理如图6所示,当探头线圈610距离被检测体表面620的距离x发生变化时,会导致线圈的等效阻抗发生变化,利用测量电路可将阻抗的变化转化成电压信号U,且不同的位移对应不同的电压信号。
例如,图7A为本发明一个实施例中轴向位移检测装置工作原理示意图,图7B为图7A中圆圈部分的放大图,如果磁悬浮轴承转子的转轴710只在轴向产生位移z,则第一电涡流传感器720的输出不会有变化,此时,第二电涡流传感器730的输出电压为:Uz=k2x,其中,x为第二电涡流传感器730与斜面的距离变化量,单位mm,Uz代表第二电涡流传感器730的输出电压,单位为V,k2为第二电涡流传感器730的灵敏度参数,单位V/mm。由图7可以看出转子的轴向位移z与x的关系为z=x/tanφ,z的单位为mm,φ为倾斜面的倾斜角。
若磁悬浮轴承转子的转轴710在径向也产生移动,第二电涡流传感器730的输出变化是由转子的轴向位移和径向位移叠加产生,此时就需要借助第一电涡流传感器720实现轴向位移与径向位移的解耦。第二电涡流传感器730的输出为:Uz=k2(x+y),y表示转子非倾斜面的径向位移,设第一电涡流传感器720的灵敏度参数为k1,输出电压为:Ur=k1y。
将前面各公式进行联立,可以得出转子的磁悬浮轴承转子的转轴710的轴向位移为 z = ( U z k 2 - U r k 1 ) / t a n φ .
若磁悬浮轴承转子的转轴710只产生径向位移,仍然成立,此时有轴向位移为0。
在本发明的实施例中,通过第一传感器基于磁悬浮轴承转子的非倾斜面的径向位移输出第一电压信号Ur,第二传感器基于磁悬浮轴承转子的倾斜面的径向位移输出第二电压信号Uz,并利用根据公式计算磁悬浮轴承转子的轴向位移。能够利用径向位移实现轴向位移的计算。并且,解决了传统轴向位移因工艺和装配因素带来检测误差的问题。另外,本发明因为不设置检测盘,同时不在工作轴的端面设置传感器,因此有利于传感器集成化处理,也简化了转子的结构,便于安装。在旋转机械轴向空间受限的情况下,能够节省一部分空间。
图8为本发明轴向位移检测方法的一个实施例的流程示意图。
在步骤810,接收第一传感器基于被测元件非倾斜面的径向位移输出的第一电信号。
在步骤820,接收第二传感器基于被测元件倾斜面的径向位移输出的第二电信号。
步骤810和步骤820在执行过程中可同时发生。其中的第一电信号、第二电信号可以为电压信号,被测元件可以为轴承的转子,轴承可以为磁悬浮轴承,第一传感器和第二传感器为电涡流传感器。
在步骤830,根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移。
本发明如图3所示,预先在被测元件300的表面加工出一个倾斜面。倾斜面可以为凹陷的倾斜面,也可以为凸起的倾斜面,下面以凹陷的倾斜面为例进行说明。在非倾斜面310上方设置第一传感器311,在倾斜面320上方设置第二传感器321。被测元件的倾斜面的轴向长度L大于被测元件的最大轴向位移Zmax,即在被测元件在移动过程中,测量倾斜面的传感器始终在倾斜面轴向长度范围内。被测元件倾斜面的倾斜角φ为预设值,需保持适当,倾斜度小则可能导致传感器测出的位移灵敏度低,倾斜度大则导致量程偏小,倾斜角例如可以为0°~90°,优选范围为10°~80°、30°~60°,例如可以取值为30°、40°、43°、45°、48°、50°、55°、60°。
图4为本发明一个实施例中传感器安装位置示意图。该实施例中,第一传感器和第二传感可以为电涡流传感器,安装位置为图4所示,410为轴承的转轴,420为传感器探头环,第一传感器的探头430和第二传感器的探头440中心线分别对准被测元件的中心主轴。探头距离测量转轴的表面的距离不能超过传感器的量程,并且第一传感器的探头与第二传感器的探头的安装距离大于阈值,避免两个传感器之间产生干扰。
在本发明的实施例中,通过设置两个传感器,其中一个传感器基于被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号,另一个传感器基于被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号,再根据第一电信号、第二电信号和被测元件倾斜面的倾斜角,计算被测元件的轴向位移。即根据被测元件的径向位移计算轴向位移,解决了传统轴向位移因工艺和装配因素带来检测误差的问题。另外,本发明因为不设置检测盘,同时不在工作轴的端面设置传感器,因此有利于传感器集成化处理,增大了结构轴向空间,便于安装。
图9为本发明轴向位移检测方法的一个具体实施例的流程示意图。
在步骤910,接收第一电涡流传感器基于磁悬浮轴承转子的非倾斜面的径向位移输出的第一电压信号Ur
在步骤920,接收第二电涡流传感器基于磁悬浮轴承转子的倾斜面的径向位移输出的第二电压信号Uz
步骤910和步骤920在执行过程中可同时发生。
在步骤930,根据公式计算磁悬浮轴承转子的轴向位移。
其中,k1为第一电涡流传感器的灵敏度参数,k2为第二电涡流传感器的灵敏度参数,φ为倾斜面的倾斜角。传感器的灵敏度可通过倾斜面的斜率进行调整。
电涡流传感器检测磁悬浮轴承转子位移的工作原理如图6所示,当探头线圈610距离被检测体表面620的距离x发生变化时,会导致线圈的等效阻抗发生变化,利用测量电路可将阻抗的变化转化成电压信号U,且不同的位移对应不同的电压信号。
例如,图7A为本发明一个实施例中轴向位移检测装置工作原理示意图,图7B为图7A中圆圈部分的放大图,如果磁悬浮轴承转子的转轴710只在轴向产生位移z,则第一电涡流传感器720的输出不会有变化,此时,第二电涡流传感器730的输出电压为:Uz=k2x,其中,x为第二电涡流传感器730与斜面的距离变化量,单位mm,Uz代表第二电涡流传感器730的输出电压,单位为V,k2为第二电涡流传感器730的灵敏度参数,单位V/mm。由图7可以看出转子的轴向位移z与x的关系为z=x/tanφ,z的单位为mm,φ为倾斜面的倾斜角。
若磁悬浮轴承转子的转轴710在径向也产生移动,第二电涡流传感器730的输出变化是由转子的轴向位移和径向位移叠加产生,此时就需要借助第一电涡流传感器720实现轴向位移与径向位移的解耦。第二电涡流传感器730的输出为:Uz=k2(x+y),y表示转子非倾斜面的径向位移,设第一电涡流传感器720的灵敏度参数为k1,输出电压为:Ur=k1y。
将前面各公式进行联立,可以得出转子的磁悬浮轴承转子的转轴710的轴向位移为 z = ( U z k 2 - U r k 1 ) / t a n φ .
若磁悬浮轴承转子的转轴710只产生径向位移,仍然成立,此时有轴向位移为0。
在本发明的实施例中,通过第一传感器基于磁悬浮轴承转子的非倾斜面的径向位移输出第一电压信号Ur,第二传感器基于磁悬浮轴承转子的倾斜面的径向位移输出第二电压信号Uz,并利用根据公式计算磁悬浮轴承转子的轴向位移。能够利用径向位移实现轴向位移的计算。并且,解决了传统轴向位移因工艺和装配因素带来检测误差的问题。另外,本发明因为不设置检测盘,同时不在工作轴的端面设置传感器,因此有利于传感器集成化处理,也简化了转子的结构,便于安装。在旋转机械轴向空间受限的情况下,能够节省一部分空间。
图10为本发明磁悬浮轴承的转子的一个实施例的结构示意图。
1010为磁悬浮轴承的转子的倾斜面,1020为磁悬浮轴承的转子的非倾斜面,1030为磁悬浮轴承的转子的转轴。倾斜面可以为凹陷的倾斜面,也可以为凸起的倾斜面。在一个实施例中,磁悬浮轴承转子的倾斜面的轴向长度L大于磁悬浮轴承转子的最大轴向位移。倾斜面的倾斜角φ为预设值,需保持适当,倾斜角例如可以为0°~90°,优选范围为10°~80°、30°~60°,例如可以取值为30°、40°、43°、45°、48°、50°、55°、60°。
在一个实施例中,本发明的磁悬浮轴承还包括轴向位移检测装置。其中,轴向位移检测装置已在上述各实施例中进行了详细说明,此处不再进一步阐述。
在该实施例中,在磁悬浮轴承转子的轴向表面上设置倾斜面。在进行轴向位移检测时,仅需两个传感器,其中一个传感器检测非倾斜面的径向位移输出电信号,另一个传感器检测倾斜面的径向位移输出电信号,再根据两个电信号和倾斜面的倾斜角,计算磁悬浮轴承的转子的轴向位移。简化了转子的结构,解决了传统轴向位移因工艺和装配因素带来检测误差的问题。另外,本发明在检测轴向位移时,不设置检测盘,同时不在工作轴的端面设置传感器,因此有利于传感器集成化处理,增大了结构轴向空间,便于安装。
至此,已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思,没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述,完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如,可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明,本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序,除非以其它方式特别说明。此外,在一些实施例中,还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序,这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而,本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种轴向位移检测装置,其特征在于,被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面,所述装置包括:
第一传感器,用于基于所述被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号;
第二传感器,用于基于所述被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号;
轴向位移计算单元,用于根据所述第一电信号、所述第二电信号和所述被测元件倾斜面的倾斜角,计算所述被测元件的轴向位移;
其中,所述第一传感器设置在所述被测元件非倾斜面上方,所述第二传感器设置在所述被测元件倾斜面上方。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一电信号和所述第二电信号为电压信号;
所述轴向位移计算单元用于根据公式计算所述被测元件的轴向位移;
其中,Ur为所述第一电信号,Uz为所述第二电信号,φ为所述倾斜面的倾斜角,k1为所述第一传感器的灵敏度参数,k2为所述第二传感器的灵敏度参数。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一传感器与所述第二传感器安装在探头环上,且所述第一传感器的探头与所述第二传感器的探头的安装距离大于阈值;
和/或
所述第一传感器的探头与第二传感器的探头均对准探头环的圆心轴线,并且安装方向一致。
4.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述倾斜面的轴向长度大于所述被测元件的最大轴向位移;
和/或
所述被测元件倾斜面的倾斜角为预设值。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述被测元件倾斜面的倾斜角为0°~90°。
6.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述被测元件为磁悬浮轴承的转子;
所述第一传感器和第二传感器为电涡流传感器。
7.一种轴向位移检测方法,其特征在于,被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面,所述方法包括:
接收第一传感器基于所述被测元件非倾斜面的径向位移输出的第一电信号;
接收第二传感器基于所述被测元件倾斜面的径向位移输出的第二电信号;
根据所述第一电信号、所述第二电信号和所述被测元件倾斜面的倾斜角,计算所述被测元件的轴向位移;
其中,所述第一传感器设置在所述被测元件非倾斜面上方,所述第二传感器设置在所述被测元件倾斜面上方。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一电信号和所述第二电信号为电压信号;
计算所述被测元件的轴向位移的步骤包括:
根据公式计算所述被测元件的轴向位移;
其中,Ur为所述第一电信号,Uz为所述第二电信号,φ为所述倾斜面的倾斜角,k1为所述第一传感器的灵敏度参数,k2为所述第二传感器的灵敏度参数。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述第一传感器与所述第二传感器安装在探头环上,且所述第一传感器的探头与所述第二传感器的探头的安装距离大于阈值;
和/或
所述第一传感器的探头与第二传感器的探头均对准探头环的圆心轴线,并且安装方向一致。
10.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述倾斜面的轴向长度大于所述被测元件的最大轴向位移;
和/或
所述被测元件倾斜面的倾斜角为预设值。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述被测元件倾斜面的倾斜角为0°~90°。
12.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述被测元件为磁悬浮轴承的转子;
所述第一传感器和第二传感器为电涡流传感器。
13.一种磁悬浮轴承,其特征在于,包括:
转子;其中所述转子的轴向表面设置有倾斜面和非倾斜面。
14.根据权利要求13所述的磁悬浮轴承,其特征在于,还包括如权利要求1-6任一所述的轴向位移检测装置。
CN201510931176.3A 2015-12-14 2015-12-14 一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承 Active CN105352466B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510931176.3A CN105352466B (zh) 2015-12-14 2015-12-14 一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510931176.3A CN105352466B (zh) 2015-12-14 2015-12-14 一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105352466A true CN105352466A (zh) 2016-02-24
CN105352466B CN105352466B (zh) 2018-03-20

Family

ID=55328477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510931176.3A Active CN105352466B (zh) 2015-12-14 2015-12-14 一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105352466B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107314737A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 武汉理工大学 一种磁悬浮转子轴向位移径向测量方法
CN107869949A (zh) * 2017-10-26 2018-04-03 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 轴向位移检测方法、装置和轴向位移传感器
CN107939813A (zh) * 2016-10-13 2018-04-20 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 转轴和对转轴进行轴向位移检测的方法
CN107968540A (zh) * 2017-12-27 2018-04-27 北京信息科技大学 磁悬浮无刷直流电机用轴向位移与转子位置集成传感器
CN110307789A (zh) * 2019-07-19 2019-10-08 哈尔滨工业大学 一种基于磁悬浮的浮子周向角位移可控装置
WO2020125103A1 (zh) * 2018-12-18 2020-06-25 南京磁谷科技有限公司 一种用于磁悬浮轴承的径向与轴向的组合传感器
CN113028969A (zh) * 2021-05-24 2021-06-25 天津飞旋科技股份有限公司 转子伸长量测量方法及装置
CN114659438A (zh) * 2022-05-20 2022-06-24 山东华东风机有限公司 一种差动式位移传感器检测装置及检测方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129576A1 (de) * 1991-09-06 1993-03-11 Mueller Arnold Gmbh Co Kg Magnetisches messsystem zur drehwinkelmessung
JPH09256980A (ja) * 1996-03-21 1997-09-30 Hitachi Ltd 液化ガスタンク用潜没ポンプ装置、回転軸の変位検出装置
CN2414249Y (zh) * 2000-01-24 2001-01-10 台达电子工业股份有限公司 磁悬浮轴承装置
CN1287230A (zh) * 2000-10-25 2001-03-14 李国坤 磁悬浮轴承
CN1544878A (zh) * 2003-11-14 2004-11-10 清华大学 一种测量电磁轴承转子轴向位移的方法
CN101825140A (zh) * 2010-05-21 2010-09-08 江苏大学 一种永磁悬浮轴承
CN102252592A (zh) * 2011-05-18 2011-11-23 济南磁能科技有限公司 一种人工心脏泵转子轴向位移测量装置及其测量方法
CN102644662A (zh) * 2012-05-03 2012-08-22 洛阳润环电机轴承有限公司 一种磁悬浮轴承
CN103512482A (zh) * 2013-10-14 2014-01-15 中国科学院电工研究所 一种超导磁悬浮转子姿态测量信号标定装置
CN104180756A (zh) * 2014-08-27 2014-12-03 国家电网公司 激光位移传感器测对接件相对位移的方法
CN104533946A (zh) * 2015-01-05 2015-04-22 山东大学 一种由轴向磁轴承实现转子五自由度悬浮结构
CN205593500U (zh) * 2015-12-14 2016-09-21 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种轴向位移检测装置和磁悬浮轴承

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129576A1 (de) * 1991-09-06 1993-03-11 Mueller Arnold Gmbh Co Kg Magnetisches messsystem zur drehwinkelmessung
JPH09256980A (ja) * 1996-03-21 1997-09-30 Hitachi Ltd 液化ガスタンク用潜没ポンプ装置、回転軸の変位検出装置
CN2414249Y (zh) * 2000-01-24 2001-01-10 台达电子工业股份有限公司 磁悬浮轴承装置
CN1287230A (zh) * 2000-10-25 2001-03-14 李国坤 磁悬浮轴承
CN1544878A (zh) * 2003-11-14 2004-11-10 清华大学 一种测量电磁轴承转子轴向位移的方法
CN101825140A (zh) * 2010-05-21 2010-09-08 江苏大学 一种永磁悬浮轴承
CN102252592A (zh) * 2011-05-18 2011-11-23 济南磁能科技有限公司 一种人工心脏泵转子轴向位移测量装置及其测量方法
CN102644662A (zh) * 2012-05-03 2012-08-22 洛阳润环电机轴承有限公司 一种磁悬浮轴承
CN103512482A (zh) * 2013-10-14 2014-01-15 中国科学院电工研究所 一种超导磁悬浮转子姿态测量信号标定装置
CN104180756A (zh) * 2014-08-27 2014-12-03 国家电网公司 激光位移传感器测对接件相对位移的方法
CN104533946A (zh) * 2015-01-05 2015-04-22 山东大学 一种由轴向磁轴承实现转子五自由度悬浮结构
CN205593500U (zh) * 2015-12-14 2016-09-21 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种轴向位移检测装置和磁悬浮轴承

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈君辉: "HBM-800T立式斜流泵磁悬浮轴承研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107939813A (zh) * 2016-10-13 2018-04-20 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 转轴和对转轴进行轴向位移检测的方法
CN107314737A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 武汉理工大学 一种磁悬浮转子轴向位移径向测量方法
CN107314737B (zh) * 2017-07-12 2019-03-19 武汉理工大学 一种磁悬浮转子轴向位移径向测量方法
CN107869949A (zh) * 2017-10-26 2018-04-03 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 轴向位移检测方法、装置和轴向位移传感器
CN107968540A (zh) * 2017-12-27 2018-04-27 北京信息科技大学 磁悬浮无刷直流电机用轴向位移与转子位置集成传感器
WO2020125103A1 (zh) * 2018-12-18 2020-06-25 南京磁谷科技有限公司 一种用于磁悬浮轴承的径向与轴向的组合传感器
CN110307789A (zh) * 2019-07-19 2019-10-08 哈尔滨工业大学 一种基于磁悬浮的浮子周向角位移可控装置
CN110307789B (zh) * 2019-07-19 2021-09-07 哈尔滨工业大学 一种基于磁悬浮的浮子周向角位移可控装置
CN113028969A (zh) * 2021-05-24 2021-06-25 天津飞旋科技股份有限公司 转子伸长量测量方法及装置
CN114659438A (zh) * 2022-05-20 2022-06-24 山东华东风机有限公司 一种差动式位移传感器检测装置及检测方法
CN114659438B (zh) * 2022-05-20 2022-08-05 山东华东风机有限公司 一种差动式位移传感器检测装置及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105352466B (zh) 2018-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105352466A (zh) 一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承
JP6549676B2 (ja) 絶対角度位置の測定
CN105066857B (zh) 轴位置检测装置和磁悬浮电机
CN101901063B (zh) 可测量侧向压力的手写输入装置
CN106595728B (zh) 一种转子轴向位移、转速及倾斜角度的径向集成测量方法
JP2012506553A (ja) 磁場方向の測定値とフラックスコレクタとを用いる磁気位置センサ
US11378473B2 (en) Methods and systems for measuring parameters of rotating shafts and couplings
CN109556556A (zh) 一种冷态装配过程中的高压涡轮转静子叶尖间隙测量方法
CN107314737B (zh) 一种磁悬浮转子轴向位移径向测量方法
CN111464107B (zh) 电机、电机数据解析方法、装置及***
CN109900475A (zh) 轴承检查装置
US20070261258A1 (en) Plate type capacitive sensor for five-dimensional displacement measurement
CN111442029A (zh) 主动径向磁轴承用位移传感器容错控制***及控制方法
CN105509684A (zh) 轴向位移的检测方法、装置及***
CN203811188U (zh) 磁旋转编码器
CN105423889A (zh) 转轴的轴向位移检测方法和装置及磁悬浮轴承***
CN205262392U (zh) 转轴的轴向位移检测装置及磁悬浮轴承***
EP3379198B1 (en) Method and system for detecting bend in rotating shaft of magnetic bearing
CN105849520A (zh) 用于滚动轴承的载荷确定***
CN107869949B (zh) 轴向位移检测方法、装置和轴向位移传感器
CN205593500U (zh) 一种轴向位移检测装置和磁悬浮轴承
CN108809154A (zh) 一种新型磁悬浮高速电机及检测电机转子位置的方法
CN104977126A (zh) 一种主轴动不平衡检测计算方法及***
CN103210277B (zh) 电子设备
CN201465058U (zh) 可测量侧向压力的手写输入装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181205

Address after: 519070, Jinji Hill Road, front hill, Zhuhai, Guangdong

Co-patentee after: Zhuhai Gree Energy Saving & Refrigerating Technology Resarch Center Co., Ltd.

Patentee after: GREE ELECTRIC APPLIANCES Inc. OF ZHUHAI

Address before: 519070 science and technology building, 789 Jinji Road, Qianshan, Zhuhai, Guangdong

Patentee before: Zhuhai Gree Energy Saving & Refrigerating Technology Resarch Center Co., Ltd.