[發明專利]一種氣體軸承裝配檢測裝置、方法和系統

有效

• 申請號: 202010479922.0
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111649067B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 黃沛;夏煥雄;劉檢華;劉小康;郭磊;敖曉輝
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F16C41/00;G01R27/26;G01M13/04
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

1.一種氣體軸承裝配檢測裝置，其特征在于，包括：

待檢測的氣體軸承本體，所述氣體軸承本體包括定子和轉子，所述定子上開設有內壁形狀為半球面的安裝槽，所述轉子設置于所述安裝槽內，且能夠相對于所述定子轉動；其中，所述轉子由導電材料制成；

安裝于所述定子的內壁上的電容測量單元，所述電容測量單元包括相互間隔設置的發射電極和接收電極，定子的內壁上設有多個電容測量單元，在所述定子的內壁上設置四個等間距的圓形凹槽，所述電容測量單元嵌設于所述圓形凹槽內；電容測量單元的外表面和所述半球面的外表面重合；

信號發生電路，與所述發射電極連接，用于向所述發射電極輸入激勵檢測電壓；

信號采集電路，與所述接收電極連接，用于采集所述接收電極上的電壓信號。

2.根據權利要求1所述的氣體軸承裝配檢測裝置，其特征在于，所述發射電極包括填充區域，所述接收電極設置于所述填充區域中，且所述接收電極與所述發射電極之間通過絕緣介質隔離。

3.根據權利要求1所述的氣體軸承裝配檢測裝置，其特征在于，每一所述電容測量單元對應一導線組，所述導線組安裝于所述定子上，包括與所述發射電極連接的第一導線和與接收電極連接的第二導線；

其中所述第一導線和所述第二導線中的至少部分在所述定子上露出，所述第一導線用于連接所述信號發生電路，第二電線用于連接所述信號采集電路。

4.根據權利要求1所述的氣體軸承裝配檢測裝置，其特征在于，所述信號發生電路包括：依次連接的數模轉換器、第一放大器、容性負載驅動器和短路保護電路；

其中，所述數模轉換器為所述信號發生電路的輸入端，所述短路保護電路為所述信號發生電路的輸出端。

5.根據權利要求1所述的氣體軸承裝配檢測裝置，其特征在于，所述信號采集電路包括：依次連接的電容橋式檢測電路、第二放大器、濾波器、模數轉換器；

其中，所述電容橋式檢測電路為所述信號采集電路的輸入端，所述模數轉換器為所述信號采集電路的輸出端。

6.一種檢測方法，其特征在于，應用于如權利要求1至權利要求5任一項所述的氣體軸承裝配檢測裝置，所述方法包括：

信號發生電路向所述發射電極輸入激勵檢測電壓；

通過所述信號采集電路采集所述接收電極上的電壓信號；

根據所述電壓信號計算電容信號，并根據所述電容信號，檢測所述定子與所述轉子之間的裝配誤差。

7.根據權利要求6所述的檢測方法，其特征在于，根據所述電壓信號計算電容信號，并根據所述電容信號，檢測所述定子與所述轉子之間的裝配誤差，包括：

根據所述電容信號，獲取所述發射電極與所述轉子的第一等效電容、所述接收電極與所述轉子的第二等效電容和預設位移值；

根據所述電容信號，計算相對位移值；

根據所述相對位移值和預設位移值，確定所述定子與所述轉子之間的裝配誤差。

8.根據權利要求7所述的檢測方法，其特征在于，根據所述電容信號，計算相對位移值，包括：

計算所述第一等效電容和所述第二等效電容的串聯電容值，并根據所述串聯電容值計算第一位移值；

將所述第一位移值矢量分解，得到所述定子的軸向位移值和所述定子的徑向位移值；

根據所述軸向位移值和所述徑向位移值，確定所述相對位移值。

9.一種檢測設備，其特征在于，應用于如權利要求1至權利要求5任一項中所述的氣體軸承裝配檢測裝置，所述檢測設備包括：

信號發生模塊，用于信號發生電路向所述發射電極輸入激勵檢測電壓；

采集模塊，用于通過所述信號采集電路采集所述接收電極上的電壓信號；

處理模塊，用于根據所述電壓信號計算電容信號，并根據所述電容信號，檢測所述定子與所述轉子之間的裝配誤差。

10.一種氣體軸承裝置檢測系統，其特征在于，包括權利要求1至權利要求5任一項所述的氣體軸承裝配檢測裝置和權利要求9中所述的檢測設備。