[發明專利]一種磁阻式齒盤測速系統和轉速計算方法

有效

• 申請號: 202011318985.4
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112345786B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 梅益銘;童小忠;謝尉揚;顧偉飛;何新有;蔣宇軒;朱寶
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: G01P3/44
• 分類號: G01P3/44
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及一種磁阻式齒盤測速系統，包括：齒輪盤、轉速測量模塊、信號預處理模塊、數據存儲單元和數據處理模塊；齒輪盤設置于旋轉體上，轉速測量模塊連接信號預處理模塊，信號預處理模塊連接數據存儲單元，數據存儲單元連接數據處理模塊，數據處理模塊連接顯示器。本發明的有益效果是：本發明提供的磁阻式齒盤測速系統，僅設置一個多齒盤，多齒盤上設有涂覆非磁性材料的參考齒，可避免應配置單齒盤引起的轉子不平衡；該系統還設置有雙磁阻式傳感器，可減少因轉速波動引起的齒間角計算誤差；本發明可減少因齒盤齒分布不均帶來的誤差。

技術領域

本發明屬于轉速測量技術領域，特別涉及一種磁阻式齒盤測速系統，本發明還涉及一種轉速計算方法。

背景技術

磁阻式傳感器具有響應快、抗干擾能力好、環境適應性強等優點，因此它在中、高速轉速測量領域得到了廣泛的應用。目前，許多大型旋轉機械如汽輪機、水輪機、汽車發動機轉子多采用磁阻式齒盤測速裝置進行轉速測量。

在進行轉速測量時，需要根據齒盤經過磁阻式傳感器時產生的正弦信號的時間間隔、齒盤的齒數去計算轉子轉速。但是，由于齒輪盤的加工誤差以及齒輪盤在轉子上的安裝誤差，齒盤上各齒間距離不盡相等，即使在轉速恒定的情況下，各齒產生的信號的時間間隔也不盡相同，為轉速測量帶來了很大的困難。目前，多采用取多個齒的信號，計算平均時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速為較長一段時間內的平均轉速，降低了轉速的測量精度和響應速度。因此，如何改進磁阻式齒盤測速系統和轉速計算方法，已成為本領域亟待解決的一個問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種磁阻式齒盤測速系統和轉速計算方法。

這種磁阻式齒盤測速系統，包括：齒輪盤、轉速測量模塊、信號預處理模塊、數據存儲單元和數據處理模塊；齒輪盤設置于旋轉體上，轉速測量模塊連接信號預處理模塊，信號預處理模塊連接數據存儲單元，數據存儲單元連接數據處理模塊，數據處理模塊連接顯示器；轉速測量模塊包括磁阻式傳感器一和磁阻式傳感器二；磁阻式傳感器一設置于齒輪盤一側，磁阻式傳感器二設置于齒輪盤另一側，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)，齒輪盤上設置有一個參考齒；信號預處理模塊包括信號放大單元和信號濾波單元；數據處理模塊包括數據分隔單元、波形比較單元、齒間角計算單元和轉速輸出單元；磁阻式傳感器一和磁阻式傳感器二均連接信號放大單元輸入端，信號放大單元輸出端連接信號濾波單元輸入端，信號濾波單元輸出端連接數據存儲單元，數據存儲單元還連接數據處理模塊。

作為優選，齒輪盤為具有多個齒的齒盤，各個齒沿齒盤周向均勻分布。

作為優選，參考齒表面涂覆有非磁性涂層。

這種磁阻式齒盤測速系統的轉速計算方法，包括如下步驟：

步驟1、初始化：在轉速測量開始前，先初始化磁阻式齒盤測速系統，對數據存儲單元中的數據進行清零(轉速清零，齒間角清零)；

步驟2、信號采集和預處理：磁阻式傳感器一和磁阻式傳感器二采集正弦信號后，信號放大單元先對采集到的正弦信號進行放大，信號濾波單元再對放大后的正弦信號進行高次濾波，最后將預處理后的信號存入數據存儲單元；

步驟3、信號分組：數據處理模塊讀取信號存儲單元中的正弦信號；將參考齒經過磁阻式傳感器一時產生的正弦信號峰值作為分隔點，對磁阻式傳感器一的信號進行分隔；將分隔后的信號按時間順序編號(1-1、1-2、1-3、1-4…)；將參考齒經過磁阻式傳感器二時產生的正弦信號峰值作為分隔點，對磁阻式傳感器二的信號進行分隔；將分隔后的信號按時間順序編號(2-1、2-2、2-3、2-4…)；

步驟4、信號篩選，通過波形比較單元比較相鄰兩組磁阻式傳感器一信號的波形；