[發(fā)明專利]一種扭振檢測方法及其應(yīng)用的傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710740261.0
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107389181B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮浩;譚激;張輝;趙浩
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01H11/02
• 分類號: G01H11/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種扭振檢測方法，其特征在于：采用的傳感器，包括橋臂和檢測單元；所述的檢測單元包括輸出繞組、滾輪、永磁磁鋼和定子鐵芯；所述定子鐵芯內(nèi)側(cè)面的兩端均支承有兩個滾輪；支承在定子鐵芯內(nèi)側(cè)面同一端的兩個滾輪軸線重合；定子鐵芯的正中位置開設(shè)有磁鋼槽；磁鋼槽內(nèi)嵌有永磁磁鋼；定子鐵芯上纏繞有輸出繞組；

所述的檢測單元共有n個，n≥2；n個檢測單元依次排列；任意兩個相鄰的檢測單元內(nèi)定子鐵芯均通過橋臂連接；橋臂與定子鐵芯的連接方式為鉸接；相鄰兩個檢測單元內(nèi)永磁磁鋼相對端的極性相同；n個檢測單元內(nèi)輸出繞組的繞向一致，且串聯(lián)設(shè)置；

該扭振檢測方法具體如下：

步驟一、測量待測轉(zhuǎn)軸露出部分的直徑D₂及寬度s；如果待測轉(zhuǎn)軸的材質(zhì)為金屬，D₂≥D₁，且s>a，其中，a為檢測單元沿定子鐵芯中心軸線方向的寬度，D₁為傳感器可測最小直徑，即任意兩個相鄰的定子鐵芯均互相接觸狀態(tài)下，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)軸軸徑；則將n個定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面朝向并靠近待測轉(zhuǎn)軸，n個檢測單元上的滾輪均與待測轉(zhuǎn)軸外圓周接觸；

如果D₂<D₁或待測轉(zhuǎn)軸的材質(zhì)為非金屬，則選擇制造柱形擴(kuò)徑盤或杯形擴(kuò)徑盤；若s≥(b+c)×a，其中，b≥1.1，c≥0.5，a為檢測單元沿定子鐵芯中心軸線方向的寬度，則制造柱形擴(kuò)徑盤；柱形擴(kuò)徑盤呈階梯軸狀；柱形擴(kuò)徑盤端面上開設(shè)有孔徑為D₂的中心通孔；柱形擴(kuò)徑盤上直徑較大軸段的直徑為D₃，長度為b×a，D₃≥D₁；柱形擴(kuò)徑盤上直徑較小的軸段的長度為c×a；柱形擴(kuò)徑盤由兩個第一拼接塊拼接而成；兩個第一拼接塊可拆卸固定；將柱形擴(kuò)徑盤內(nèi)的兩個第一拼接塊拆開后套上待測轉(zhuǎn)軸并固定；將n個檢測單元內(nèi)定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面朝向并靠近柱形擴(kuò)徑盤上直徑較大的軸段，使n個檢測單元上的滾輪均與柱形擴(kuò)徑盤上直徑較大的軸段外圓周接觸；

若(c+0.2)×a≤s≤(b+c)×a，則制造杯形擴(kuò)徑盤；杯形擴(kuò)徑盤呈階梯軸狀；杯形擴(kuò)徑盤上直徑較大的軸段外徑為D₄，長度為b×a，D₄＞D₅，其中，D₅為待測轉(zhuǎn)軸露出部分兩側(cè)的障礙物中回轉(zhuǎn)直徑較小的那個障礙物的回轉(zhuǎn)直徑；杯形擴(kuò)徑盤上直徑較小軸段的長度為c×a；杯形擴(kuò)徑盤端面中心位置上開設(shè)有階梯通孔；階梯通孔內(nèi)孔徑較小孔段的孔徑等于D₂；階梯通孔內(nèi)孔徑較大的孔段位于杯形擴(kuò)徑盤軸徑較大軸段內(nèi)，且孔徑為D₆，深度為e，e＞(b+c)×a-s，D₅＜D₆＜D₄；杯形擴(kuò)徑盤由兩個第二拼接塊拼接而成；兩個第二拼接塊可拆卸固定；將杯形擴(kuò)徑盤內(nèi)的兩個第二拼接塊拆開后套上待測轉(zhuǎn)軸固定，并使得杯形擴(kuò)徑盤內(nèi)階梯通孔孔徑較大孔段套在待測轉(zhuǎn)軸露出部分兩側(cè)的障礙物中回轉(zhuǎn)直徑較小的那個障礙物外；將n個檢測單元內(nèi)定子鐵芯的內(nèi)側(cè)面朝向并靠近杯形擴(kuò)徑盤上直徑較大的軸段，使n個檢測單元上的滾輪均與杯形擴(kuò)徑盤上直徑較大的軸段外圓周接觸；

步驟二、以與滾輪接觸的待測轉(zhuǎn)軸、柱形擴(kuò)徑盤或杯形擴(kuò)徑盤作為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子表面的金屬層作為轉(zhuǎn)子導(dǎo)體；永磁磁鋼N極—定子鐵芯—轉(zhuǎn)子與定子鐵芯間氣隙—轉(zhuǎn)子—轉(zhuǎn)子與定子鐵芯間氣隙—定子鐵芯—永磁磁鋼S極—永磁磁鋼構(gòu)成閉合磁路，其產(chǎn)生的磁通為Φ₁；待測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割永磁磁鋼產(chǎn)生的氣隙磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在感應(yīng)電流的作用下產(chǎn)生磁通為Φ₂的磁場，該磁通Φ₂經(jīng)過轉(zhuǎn)子—轉(zhuǎn)子與定子鐵芯間氣隙—定子鐵芯—橋臂—定子鐵芯—轉(zhuǎn)子與定子鐵芯間氣隙—轉(zhuǎn)子構(gòu)成閉合磁路，磁通Φ₂與輸出繞組相交鏈；

若轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，產(chǎn)生的電流恒定，產(chǎn)生的磁場恒定，各輸出繞組中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁通為Φ₁的磁場時，切割速度存在變化分量，從而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢存在變化分量，產(chǎn)生的感應(yīng)電流存在變化分量，因而磁通Φ₂也存在變化分量，磁通Φ₂的變化分量與各個輸出繞組相交鏈，在各個輸出繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；輸出繞組中的感應(yīng)電動勢疊加后從兩個電壓輸出端輸出；待測轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)加速度越大，則兩個電壓輸出端輸出的電壓值越大，即扭振越嚴(yán)重。