專利名稱：基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)參數(shù)的測(cè)振裝置，具體涉及一種基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置。
背景技術(shù)：
目前，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)方法包括渦流測(cè)振、激光測(cè)振和測(cè)速線圈測(cè)振，前兩者精度較高但只適用于單機(jī)試驗(yàn)階段，由于其高成本、安裝困難、密封可靠性低等因素不能應(yīng)用于大型試驗(yàn)及工業(yè)生產(chǎn)中?，F(xiàn)有的測(cè)速線圈測(cè)振均基于單個(gè)測(cè)速線圈，測(cè)量精度低、誤差大，無(wú)法滿足工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，包括外殼和位于外殼內(nèi)的支撐架、轉(zhuǎn)子；其 中，支撐架為圓柱體，在圓柱體的前端面上開(kāi)有一階梯通孔，轉(zhuǎn)子設(shè)置于階梯通孔中；在外殼內(nèi)部的前端面和轉(zhuǎn)子的前端面之間設(shè)置有軸承，在外殼內(nèi)部的前端面和轉(zhuǎn)子的前端面上圍繞軸承分別設(shè)置有環(huán)式磁體和導(dǎo)磁體；在支撐架的內(nèi)部，環(huán)繞階梯通孔按順時(shí)針?lè)较蛞来卧O(shè)置有I號(hào)測(cè)速線圈、II號(hào)測(cè)速線圈、III號(hào)測(cè)速線圈，三個(gè)測(cè)速線圈沿圓周均勻分布、并依次連接，其中，I號(hào)測(cè)速線圈和III號(hào)測(cè)速線圈的繞向相同，II號(hào)測(cè)速線圈的繞向與1、111號(hào)測(cè)速線圈相反。I號(hào)測(cè)速線圈和III號(hào)測(cè)速線圈的匝數(shù)相同，II號(hào)測(cè)速線圈的匝數(shù)為1、111號(hào)測(cè)速線圈的50%-90%。1、I1、111號(hào)測(cè)速線圈還包括線圈外殼和兩根接線柱。導(dǎo)磁體為中心帶有圓孔的六邊形，六邊形的一個(gè)角被削去，形成一個(gè)短角。本發(fā)明所提供的基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，可提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振幅檢測(cè)的測(cè)量精度，對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行過(guò)程中軸向多方向的振動(dòng)信息均能起到很好的檢測(cè)效果，并且成本低、測(cè)速線圈安裝方便、不影響設(shè)備的運(yùn)行及密封性，具備工業(yè)化應(yīng)用的可行性。


圖1為本發(fā)明基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置的剖面 圖2為導(dǎo)磁體的左視 圖3為測(cè)速線圈的左視放大 圖4為三個(gè)測(cè)速線圈在支撐架上的安裝 圖5為本發(fā)明基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置運(yùn)行時(shí)的輸出信號(hào)波形圖。其中:
I外殼2支撐架3階梯通孔
4轉(zhuǎn)子5軸承6環(huán)式磁體7導(dǎo)磁體8短角9感應(yīng)線圈
10線圈外殼11接線柱12 I號(hào)測(cè)速線圈
13 II號(hào)測(cè)速線圈14 III號(hào)測(cè)速線圈15導(dǎo)線
16 I號(hào)測(cè)速線圈引出線17 III號(hào)測(cè)速線圈引出線。
具體實(shí)施例方式如圖1、4所示，一種基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，包括圓筒狀外殼I和位于外殼I內(nèi)的支撐架2、轉(zhuǎn)子4 ;其中，支撐架2為圓柱體，在圓柱體的前端面上，沿軸線方向開(kāi)有一階梯通孔3，轉(zhuǎn)子4設(shè)置于階梯通孔3中，支撐架2的外圓周面與外殼I的內(nèi)圓周面緊密配合。如圖1、2所示，在外殼I的前端面和轉(zhuǎn)子4的前端面之間設(shè)置有軸承5，在外殼I內(nèi)部的端面上圍繞軸承5設(shè)有環(huán)式磁體6，在轉(zhuǎn)子4的前端面上環(huán)繞軸承5設(shè)置有導(dǎo)磁體7，導(dǎo)磁體7為中心帶有圓孔的六 邊形，六邊形的一個(gè)角被削去，形成一個(gè)短角8。如圖3所示，測(cè)速線圈包括感應(yīng)線圈9、密封感應(yīng)線圈的抗腐蝕性膠體線圈外殼10以及引出感應(yīng)線圈接線的兩根接線柱11。如圖4所示，在支撐架2的內(nèi)部，環(huán)繞階梯通孔3按順時(shí)針?lè)较蛞来卧O(shè)置有I號(hào)測(cè)速線圈12、II號(hào)測(cè)速線圈13、111號(hào)測(cè)速線圈14，三個(gè)測(cè)速線圈沿圓周均勻分布、并依次通過(guò)導(dǎo)線15串聯(lián)連接，其中，I號(hào)測(cè)速線圈12和III號(hào)測(cè)速線圈14的匝數(shù)、繞向相同，II號(hào)測(cè)速線圈13的繞向與1、111號(hào)測(cè)速線圈相反，匝數(shù)為1、111號(hào)測(cè)速線圈的50%-90%。I號(hào)測(cè)速線圈引出線16與檢測(cè)設(shè)備相連，III號(hào)測(cè)速線圈引出線17通過(guò)支撐架2接地。工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)磁體的六個(gè)角會(huì)引起測(cè)速線圈周圍磁場(chǎng)的周期性變化，變化的磁場(chǎng)使測(cè)速線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓；測(cè)速線圈就是利用這種周期變化的感應(yīng)電壓來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速的；同時(shí)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子振動(dòng)，導(dǎo)磁體也會(huì)引起測(cè)速線圈周圍磁場(chǎng)的變化，同樣也會(huì)引起感應(yīng)電壓的變化，這種變化引起的感應(yīng)電壓就是與轉(zhuǎn)子振動(dòng)相對(duì)應(yīng)的；所以，由測(cè)速線圈測(cè)得的感應(yīng)電壓中既包含轉(zhuǎn)速信號(hào)，也包含振動(dòng)信號(hào)；而II號(hào)測(cè)速線圈繞向與另外兩個(gè)測(cè)速線圈相反，匝數(shù)為其余兩個(gè)測(cè)速線圈匝數(shù)的50% -90%，這種安裝方式可以更加全面的采集轉(zhuǎn)子不同方向上的振動(dòng)信息。按照上述方式安裝的測(cè)速線圈輸出信號(hào)波形如圖5所示，其中，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示振幅，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周的周期為“Τ”，每周期產(chǎn)生六個(gè)波峰，圖中用圓圈“O”標(biāo)出的峰值為受到短角影響的峰值，在進(jìn)行后續(xù)的振幅計(jì)算時(shí)應(yīng)把其剔除掉，或進(jìn)行補(bǔ)償，以免影響測(cè)振數(shù)據(jù)。通過(guò)一定的高精度的電壓信號(hào)采集設(shè)備將測(cè)速線圈的波形采集到后進(jìn)行后續(xù)的算法分析，該算法內(nèi)容為:
(1)對(duì)測(cè)速線圈輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行2048點(diǎn)或以上的FFT(快速傅里葉變換)，得出信號(hào)的6倍頻幅值信息Atl;
(2)對(duì)測(cè)速線圈輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行峰值提取(即提取每隔信號(hào)周期上波峰值)，考慮到導(dǎo)磁體上六個(gè)角中存在一個(gè)短角的因素，在峰值提取過(guò)程中須將短角造成的矮峰剔除掉，方法可采用隔峰取值或者對(duì)矮峰補(bǔ)償?shù)确椒ǎ? (3)對(duì)提取的峰值序列數(shù)據(jù)進(jìn)行2048點(diǎn)或以上的FFT，得出信號(hào)的I倍頻幅值信息
A1 ;
(4)針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備支撐組件與傳感器安裝位置的尺寸參數(shù)推導(dǎo)出振幅公式為A=BA1Atl，其中A為所求設(shè)備轉(zhuǎn)子振幅，a為根據(jù)導(dǎo)磁體上的圓周角大小計(jì)算出的固定系數(shù)，A0信號(hào)的6倍頻幅值信息，A1信號(hào)的I倍頻幅值信息。本發(fā)明所提供的基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，利用三個(gè)繞線匝數(shù)不同、繞向不同的測(cè)速線圈，依照順時(shí)針的順序進(jìn)行串聯(lián)連接，按照相隔120°C的角度安裝于旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備支撐架上，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，磁場(chǎng)的變化會(huì)使測(cè)速線圈輸出包含轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及振幅信息的類正弦信號(hào)，再通過(guò)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行算法分析從而得出旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信息。本發(fā)明所提供的基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，可提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振幅檢測(cè)的測(cè)量精度，對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行過(guò)程中軸向多方向的振動(dòng)信息均能起到很好的檢測(cè)效果，并且成本低、測(cè)速線圈安裝方便、不影響設(shè)備的運(yùn)行及密封性，具備工業(yè)化應(yīng)用的可行性。
權(quán)利要求
1.一種基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，包括外殼和位于外殼內(nèi)的支撐架、轉(zhuǎn)子；其中，支撐架為圓柱體，在圓柱體的前端面上開(kāi)有一階梯通孔，轉(zhuǎn)子設(shè)置于階梯通孔中；在外殼內(nèi)部的前端面和轉(zhuǎn)子的前端面之間設(shè)置有軸承，在外殼內(nèi)部的前端面和轉(zhuǎn)子的前端面上圍繞軸承分別設(shè)置有環(huán)式磁體和導(dǎo)磁體；在支撐架的內(nèi)部，環(huán)繞階梯通孔按順時(shí)針?lè)较蛞来卧O(shè)置有I號(hào)測(cè)速線圈、II號(hào)測(cè)速線圈、III號(hào)測(cè)速線圈，三個(gè)測(cè)速線圈沿圓周均勻分布、并依次連接，其中，I號(hào)測(cè)速線圈和III號(hào)測(cè)速線圈的繞向相同，II號(hào)測(cè)速線圈的繞向與1、III號(hào)測(cè)速線圈相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，其特征在于:所述I號(hào)測(cè)速線圈和III號(hào)測(cè)速線圈的匝數(shù)相同，II號(hào)測(cè)速線圈的匝數(shù)為1、111號(hào)測(cè)速線圈的50%-90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，其特征在于:所述1、I1、111號(hào)測(cè)速線圈還包括線圈外殼和兩根接線柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，其特征在于:所述導(dǎo)磁體為中心帶有圓孔的六邊形，六邊形的一個(gè)角被削去，形成一個(gè)短角。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，包括外殼和支撐架、轉(zhuǎn)子；其中，支撐架為圓柱體，在圓柱體的前端面上開(kāi)有一階梯通孔，轉(zhuǎn)子設(shè)置于階梯通孔中；在外殼和轉(zhuǎn)子的前端面上分別設(shè)置有環(huán)式磁體和導(dǎo)磁體，在支撐架的內(nèi)部，環(huán)繞階梯通孔依次設(shè)置有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)測(cè)速線圈，其中，Ⅰ號(hào)測(cè)速線圈和Ⅲ號(hào)測(cè)速線圈相同，Ⅱ號(hào)測(cè)速線圈感應(yīng)線圈的繞向與Ⅰ、Ⅲ號(hào)測(cè)速線圈相反。本發(fā)明所提供的基于三個(gè)測(cè)速線圈串聯(lián)的測(cè)振裝置，可提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振幅檢測(cè)的測(cè)量精度，對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行過(guò)程中軸向多方向的振動(dòng)信息均能起到很好的檢測(cè)效果，并且成本低、測(cè)速線圈安裝方便、不影響設(shè)備的運(yùn)行及密封性，具備工業(yè)化應(yīng)用的可行性。
文檔編號(hào)G01H11/02GK103162808SQ201310084728
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者陳立剛, 戴思丹, 劉鴻燁, 王慧婷, 蘭鵬 申請(qǐng)人:核工業(yè)理化工程研究院