[發(fā)明專利]一種磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011318985.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN112345786B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅益銘;童小忠;謝尉揚(yáng);顧偉飛;何新有;蔣宇軒;朱寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江浙能技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01P3/44
• 分類號(hào): G01P3/44
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發(fā)明涉及一種磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)，包括：齒輪盤、轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)處理模塊；齒輪盤設(shè)置于旋轉(zhuǎn)體上，轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊連接信號(hào)預(yù)處理模塊，信號(hào)預(yù)處理模塊連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊連接顯示器。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)，僅設(shè)置一個(gè)多齒盤，多齒盤上設(shè)有涂覆非磁性材料的參考齒，可避免應(yīng)配置單齒盤引起的轉(zhuǎn)子不平衡；該系統(tǒng)還設(shè)置有雙磁阻式傳感器，可減少因轉(zhuǎn)速波動(dòng)引起的齒間角計(jì)算誤差；本發(fā)明可減少因齒盤齒分布不均帶來的誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種轉(zhuǎn)速計(jì)算方法。

背景技術(shù)

磁阻式傳感器具有響應(yīng)快、抗干擾能力好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此它在中、高速轉(zhuǎn)速測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前，許多大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械如汽輪機(jī)、水輪機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多采用磁阻式齒盤測(cè)速裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量。

在進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)齒盤經(jīng)過磁阻式傳感器時(shí)產(chǎn)生的正弦信號(hào)的時(shí)間間隔、齒盤的齒數(shù)去計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。但是，由于齒輪盤的加工誤差以及齒輪盤在轉(zhuǎn)子上的安裝誤差，齒盤上各齒間距離不盡相等，即使在轉(zhuǎn)速恒定的情況下，各齒產(chǎn)生的信號(hào)的時(shí)間間隔也不盡相同，為轉(zhuǎn)速測(cè)量帶來了很大的困難。目前，多采用取多個(gè)齒的信號(hào)，計(jì)算平均時(shí)間間隔的方法來減少因齒盤齒分布不均帶來的誤差，但是這種方法所得的轉(zhuǎn)速為較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速，降低了轉(zhuǎn)速的測(cè)量精度和響應(yīng)速度。因此，如何改進(jìn)磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速計(jì)算方法，已成為本領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速計(jì)算方法。

這種磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)，包括：齒輪盤、轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)處理模塊；齒輪盤設(shè)置于旋轉(zhuǎn)體上，轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊連接信號(hào)預(yù)處理模塊，信號(hào)預(yù)處理模塊連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊連接顯示器；轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊包括磁阻式傳感器一和磁阻式傳感器二；磁阻式傳感器一設(shè)置于齒輪盤一側(cè)，磁阻式傳感器二設(shè)置于齒輪盤另一側(cè)，且磁阻式傳感器一和磁阻式傳感器二沿齒輪盤周向呈180°(共面)，齒輪盤上設(shè)置有一個(gè)參考齒；信號(hào)預(yù)處理模塊包括信號(hào)放大單元和信號(hào)濾波單元；數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)分隔單元、波形比較單元、齒間角計(jì)算單元和轉(zhuǎn)速輸出單元；磁阻式傳感器一和磁阻式傳感器二均連接信號(hào)放大單元輸入端，信號(hào)放大單元輸出端連接信號(hào)濾波單元輸入端，信號(hào)濾波單元輸出端連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還連接數(shù)據(jù)處理模塊。

作為優(yōu)選，齒輪盤為具有多個(gè)齒的齒盤，各個(gè)齒沿齒盤周向均勻分布。

作為優(yōu)選，參考齒表面涂覆有非磁性涂層。

這種磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速計(jì)算方法，包括如下步驟：

步驟1、初始化：在轉(zhuǎn)速測(cè)量開始前，先初始化磁阻式齒盤測(cè)速系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)行清零(轉(zhuǎn)速清零，齒間角清零)；

步驟2、信號(hào)采集和預(yù)處理：磁阻式傳感器一和磁阻式傳感器二采集正弦信號(hào)后，信號(hào)放大單元先對(duì)采集到的正弦信號(hào)進(jìn)行放大，信號(hào)濾波單元再對(duì)放大后的正弦信號(hào)進(jìn)行高次濾波，最后將預(yù)處理后的信號(hào)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；

步驟3、信號(hào)分組：數(shù)據(jù)處理模塊讀取信號(hào)存儲(chǔ)單元中的正弦信號(hào)；將參考齒經(jīng)過磁阻式傳感器一時(shí)產(chǎn)生的正弦信號(hào)峰值作為分隔點(diǎn)，對(duì)磁阻式傳感器一的信號(hào)進(jìn)行分隔；將分隔后的信號(hào)按時(shí)間順序編號(hào)(1-1、1-2、1-3、1-4…)；將參考齒經(jīng)過磁阻式傳感器二時(shí)產(chǎn)生的正弦信號(hào)峰值作為分隔點(diǎn)，對(duì)磁阻式傳感器二的信號(hào)進(jìn)行分隔；將分隔后的信號(hào)按時(shí)間順序編號(hào)(2-1、2-2、2-3、2-4…)；

步驟4、信號(hào)篩選，通過波形比較單元比較相鄰兩組磁阻式傳感器一信號(hào)的波形；