用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的擴(kuò)徑的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(5)取決于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擴(kuò)徑的方法，在該方法中，在距轉(zhuǎn)子表面的基準(zhǔn)距離處設(shè)有第一距離傳感器(14)且與之直徑相對(duì)地設(shè)有第二距離傳感器(15)，所述距離傳感器無接觸地檢測轉(zhuǎn)子表面的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第一和第二電距離信號(hào)。為轉(zhuǎn)子(5)配有零標(biāo)記傳感器(16)，該零標(biāo)記傳感器(16)掃描安裝在轉(zhuǎn)子(5)上的零標(biāo)記且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記電信號(hào)。將與時(shí)間相關(guān)的第一和第二距離信號(hào)以及與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記信號(hào)提供給電分析裝置且由其處理，其中計(jì)算與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的每個(gè)時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度且將與每個(gè)時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度和同時(shí)的距離信號(hào)結(jié)合成與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的距離信號(hào)，由與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的距離信號(hào)計(jì)算出取決于旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子(5)的擴(kuò)徑。
【專利說明】用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的擴(kuò)徑的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子取決于轉(zhuǎn)速的擴(kuò)徑的方法，其中在距轉(zhuǎn)子表面的基準(zhǔn)距離處設(shè)有第一距離傳感器，所述第一距離傳感器無接觸地檢測轉(zhuǎn)子表面距距離傳感器的距離。

【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)受到離心力且因此被擴(kuò)徑，即轉(zhuǎn)子的直徑增加。在最簡單的情況中，擴(kuò)徑隨轉(zhuǎn)速成二次方地增加。如果希望精確地獲知轉(zhuǎn)子在其一定的使用中發(fā)生擴(kuò)徑的大小，以可考慮所述擴(kuò)徑，則必須在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)測量擴(kuò)徑。目前所使用的用于確定轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑的方法僅給出關(guān)于轉(zhuǎn)子直徑的結(jié)果。但在許多情況中，也關(guān)注于單獨(dú)的轉(zhuǎn)子扇區(qū)的擴(kuò)徑。
[0003]從Gu nther, P等人的Measurement of radial expans1n and tumbling mot1nof a high-speed rotor using an optical sensor system.Mechanical Systems andSignal Processing, Vol.25 (2011), 319至330頁中已知一種用于借助于光學(xué)傳感器系統(tǒng)測量高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的徑向膨脹和擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的方法。傳感器系統(tǒng)包括三個(gè)激光多普勒距離傳感器，所述傳感器在相同的高度上且在角位置中沿轉(zhuǎn)子周部布置，且與轉(zhuǎn)子具有一個(gè)距離且相互以120°的角距布置。為確定三個(gè)距離傳感器的精確地角度定向，在此在轉(zhuǎn)子上安裝觸發(fā)傳感器信號(hào)的光學(xué)標(biāo)記，其中三個(gè)傳感器的所觸發(fā)的信號(hào)之間的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)頻率的時(shí)間延遲用于確定傳感器的精確的角距。傳感器的電輸出信號(hào)在測量時(shí)以與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速匹配的掃描率被掃描，且取決于旋轉(zhuǎn)頻率被調(diào)節(jié)為使得在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到一定數(shù)量的測量點(diǎn)。對(duì)于每個(gè)掃描步驟，然后通過線性方程組的求解計(jì)算出質(zhì)心和徑向擴(kuò)大，最后從更大量的相續(xù)的測量點(diǎn)計(jì)算出被認(rèn)為是柱形測量體的轉(zhuǎn)子的徑向擴(kuò)大的平均值。在此不進(jìn)行轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑的與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的確定。
[0004]在DE101 44 643A1中描述了一種測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)帶有多個(gè)與轉(zhuǎn)子-定子系統(tǒng)的定子連接的且布置在轉(zhuǎn)子上的無接觸地測量的距離傳感器，其中為檢測定子和轉(zhuǎn)子之間的徑向距離設(shè)有兩對(duì)相互直徑對(duì)置的距離傳感器。為確定轉(zhuǎn)子的移動(dòng)，將一對(duì)距離傳感器的測量信號(hào)反號(hào)相加。為確定轉(zhuǎn)子的徑向擴(kuò)大，將所有四個(gè)距離傳感器的測量信號(hào)以正號(hào)加和。未提供用于與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是給出一種用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子取決于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擴(kuò)徑的方法，所述方法實(shí)現(xiàn)了不受到轉(zhuǎn)子中點(diǎn)移動(dòng)的影響的對(duì)于單獨(dú)的轉(zhuǎn)子扇區(qū)在離心力載荷下的擴(kuò)徑的判斷。
[0006]所述技術(shù)問題通過一種用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的取決于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擴(kuò)徑的方法解決。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在距轉(zhuǎn)子表面的基準(zhǔn)距離處設(shè)有第一距離傳感器，所述距離傳感器無接觸地與時(shí)間相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子表面距距離傳感器的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第一電距離信號(hào)。此外，為轉(zhuǎn)子配有零標(biāo)記傳感器，所述零標(biāo)記傳感器與時(shí)間相關(guān)地掃描安裝在轉(zhuǎn)子上的零標(biāo)記且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記電信號(hào)。將與時(shí)間相關(guān)的第一距離信號(hào)和與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記信號(hào)提供到電分析裝置且由其處理，方式是從零標(biāo)記信號(hào)計(jì)算與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的每個(gè)時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度，且將每個(gè)與時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度和同時(shí)的距離信號(hào)結(jié)合成與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的距離信號(hào)且由此計(jì)算出取決于旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑。
[0007]距離信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)性能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于每個(gè)通過與零點(diǎn)相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度所確定的、由測量檢測到的轉(zhuǎn)子表面軌跡的點(diǎn)確定由離心力導(dǎo)致的取決于轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑。
[0008]但在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)子振動(dòng)，所述轉(zhuǎn)子振動(dòng)疊加在由距離傳感器所產(chǎn)生的距離信號(hào)上，所述轉(zhuǎn)子振動(dòng)可以是通過不平衡或沖擊所導(dǎo)致的一階振動(dòng)。此外，通過例如通過滑動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子支承的影響可能出現(xiàn)振動(dòng)，所述振動(dòng)的頻率小于或大于一階振動(dòng)的頻率。此外，轉(zhuǎn)子圍繞其振動(dòng)的轉(zhuǎn)子中點(diǎn)可能在不同的轉(zhuǎn)速下移動(dòng)。轉(zhuǎn)子通常以垂直軸線支承在滑動(dòng)軸承內(nèi)，且可因此側(cè)向運(yùn)動(dòng)，且在不同的轉(zhuǎn)速下具有不同的穩(wěn)定點(diǎn)。所述影響和尤其是取決于轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子軸線移動(dòng)疊加在所測量的距離信號(hào)上，且因此影響測量結(jié)果的精度。
[0009]為去除轉(zhuǎn)子中點(diǎn)移動(dòng)的干擾影響，根據(jù)本發(fā)明的建議，在轉(zhuǎn)子的背離第一距離傳感器的一側(cè)上與第一距離傳感器直徑相對(duì)地在基準(zhǔn)距離上布置第二距離傳感器，所述第二距離傳感器無接觸地與時(shí)間相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子表面距所述第二距離傳感器的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第二電距離信號(hào)，將所述第二電距離信號(hào)提供給電分析裝置且由其處理。
[0010]如果將對(duì)置的距離傳感器的第一和第二距離信號(hào)相加，則因此去除了所有干擾的轉(zhuǎn)子振動(dòng)和移動(dòng)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子在兩個(gè)距離傳感器的一個(gè)的方向上所進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)被另一個(gè)距離傳感器以相同的程度從所述轉(zhuǎn)子去除。但兩個(gè)距離傳感器的距離信號(hào)的簡單相加的缺點(diǎn)是對(duì)于轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑的判斷分別僅可相對(duì)于直徑而言，因?yàn)閺牡谝缓偷诙嚯x傳感器的加和不可確定擴(kuò)徑的哪些份額來自例如旋轉(zhuǎn)角度0°且擴(kuò)徑的哪些份額來自例如旋轉(zhuǎn)角度180°。但在此有利是消除了所有被測量所檢測的轉(zhuǎn)子振動(dòng)，即使其頻率大于一階振動(dòng)頻率。未消除轉(zhuǎn)子表面的局部改變，而是與對(duì)置的表面相加地給出。
[0011]為獲得無轉(zhuǎn)子中點(diǎn)移動(dòng)的對(duì)于與轉(zhuǎn)子扇區(qū)相關(guān)的擴(kuò)徑的判斷，根據(jù)本發(fā)明的第一建議，將在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的0°旋轉(zhuǎn)角度的第一時(shí)刻Ttl檢測的第一距離傳感器的第一距離信號(hào)與在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過半圈之后在時(shí)刻T18tl檢測的第一距離傳感器的第二距離信號(hào)相加為第一信號(hào)和，且將在第一時(shí)刻Ttl檢測的第二距離傳感器的第一距離信號(hào)與在時(shí)刻T18tl檢測的第二距離傳感器的第二距離信號(hào)相加為第二信號(hào)和，然后將第二信號(hào)和從第一信號(hào)和中減去，且通過將求減獲得的差信號(hào)除以4而形成信號(hào)修正值。
[0012]在以此方式獲得的信號(hào)修正值中消除一階振動(dòng)的影響，其頻率小于一階振動(dòng)的振動(dòng)可通過求平均值已事先消除。也可將在信號(hào)和中雙倍存在的、傳感器基準(zhǔn)距離的差通過與確定基準(zhǔn)距離的參考測量相關(guān)聯(lián)而去除。
[0013]所獲得的信號(hào)修正值對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線在測量轉(zhuǎn)速下的移動(dòng)，且可從在同一測量中確定的距離傳感器的與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的距離信號(hào)中減去。在距離信號(hào)中所包含的一階干擾振動(dòng)通過隨后的濾波去除。因此，以僅一個(gè)距離傳感器的距離信號(hào)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑的與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的判斷。另外的傳感器的距離信號(hào)僅對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線移動(dòng)的確定和描述此移動(dòng)的信號(hào)修正值是必需的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另外的建議，可在轉(zhuǎn)子的軸向方向上遠(yuǎn)離第一距離傳感器的轉(zhuǎn)子位置(從此位置已知轉(zhuǎn)子表面形狀和擴(kuò)徑)中在距轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)距離中設(shè)有第二距離傳感器，所述第二距離傳感器無接觸地與時(shí)間相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子表面距第二距離傳感器的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第二電距離信號(hào)，將所述第二電距離信號(hào)提供到電分析裝置且由此電分析裝置處理以用于修正由第一距離傳感器檢測到的第一距離信號(hào)，方式是在從第二距離信號(hào)減去已知的擴(kuò)徑和轉(zhuǎn)子表面形狀之后將其中剩余的干擾振動(dòng)從第一距離傳感器的第一距離信號(hào)中去除。在此方法中關(guān)鍵的是轉(zhuǎn)子振動(dòng)在兩個(gè)距離傳感器上相互并非不同。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，其頻率小于一階振動(dòng)頻率的振動(dòng)可通過轉(zhuǎn)子多次回轉(zhuǎn)測量距離信號(hào)且然后求平均值來消除。有利的是信號(hào)處理的部分在修正值計(jì)算前執(zhí)行。一階干擾振動(dòng)被從距離信號(hào)中濾除。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明在下文中根據(jù)在附圖中圖示的實(shí)施例詳細(xì)解釋。各圖為:
[0017]圖1示出了用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的擴(kuò)徑的設(shè)備的示意性圖示，和
[0018]圖2示出了測量布置的示意性圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1示出了適合于高速離心機(jī)且適合于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的擴(kuò)徑的設(shè)備。該設(shè)備包括柱形保護(hù)容器1，所述保護(hù)容器I在測量運(yùn)行時(shí)接收且包圍旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。保護(hù)容器I以覆蓋件2可封閉，在所述覆蓋件2的處在保護(hù)容器I外的上側(cè)上設(shè)有帶有軸4的變速器3。軸4穿過覆蓋件2且在覆蓋件2的下側(cè)上具有用于固定待測量的轉(zhuǎn)子5的凸緣。軸4的驅(qū)動(dòng)通過電動(dòng)馬達(dá)6實(shí)現(xiàn)，所述電動(dòng)馬達(dá)6通過帶傳動(dòng)7與變速器3連接。覆蓋件2安裝在液壓提升單元9的臂8上，通過所述液壓提升單元9可將覆蓋件2從保護(hù)容器I抬升且安放在保護(hù)容器I上。在布置在提升單元9的機(jī)架上的殼體10內(nèi)安置了提升單元9的液壓控制部。封閉的保護(hù)容器I可通過真空泵11抽真空，以避免傳動(dòng)損失和容器內(nèi)部空間的過高發(fā)熱。電控單元12用于控制電動(dòng)馬達(dá)6、提升單元9和真空泵11。
[0020]為測量轉(zhuǎn)子5的擴(kuò)徑，在覆蓋件2上以與轉(zhuǎn)子表面的小距離直徑對(duì)置地安置兩個(gè)進(jìn)行無接觸測量的距離傳感器14、15。此外，在覆蓋件2上在軸4的暴露部分旁設(shè)有掃描軸4上的零標(biāo)記的零點(diǎn)傳感器16。零標(biāo)記的掃描也涉及轉(zhuǎn)子5，因?yàn)檗D(zhuǎn)子5借助于凸緣與軸4固定地連接。距離傳感器14、15和零點(diǎn)傳感器16通過未圖示的導(dǎo)線連接在分析裝置17上，所述分析裝置17包含以分析程序編程的計(jì)算機(jī)。距離傳感器14、15產(chǎn)生取決于轉(zhuǎn)子表面的距離的模擬電壓，所述模擬電壓進(jìn)入分析裝置17后轉(zhuǎn)換為數(shù)字距離信號(hào)。也將零點(diǎn)傳感器的電壓信號(hào)數(shù)字化。
[0021]為測量轉(zhuǎn)子5的擴(kuò)徑，通過提升單元9將覆蓋件2安放在保護(hù)容器I上。轉(zhuǎn)子5和布置在其周部上的距離傳感器14、15因此到達(dá)保護(hù)容器I的內(nèi)部空間內(nèi)，使得現(xiàn)在通過控制單元12的控制可執(zhí)行測量運(yùn)行。在測量運(yùn)行中，由電動(dòng)馬達(dá)6通過變速器3和軸5驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子5，且以不同的轉(zhuǎn)速使之旋轉(zhuǎn)。
[0022]在測量開始時(shí)在低轉(zhuǎn)速下執(zhí)行多個(gè)參考運(yùn)行，所述參考運(yùn)行用于確定兩個(gè)距離傳感器14、15的基準(zhǔn)距離。然后，為測量擴(kuò)徑將轉(zhuǎn)子5加速到更高很多的轉(zhuǎn)速且在轉(zhuǎn)速恒定時(shí)同時(shí)檢測距離傳感器14、15的距離信號(hào)和零標(biāo)記傳感器16的零標(biāo)記信號(hào)，且將其提供到分析裝置17且由分析裝置17對(duì)其進(jìn)行與時(shí)間相關(guān)的處理。分析裝置17借助于零標(biāo)記信號(hào)計(jì)算距離信號(hào)的旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)性且執(zhí)行從通過多個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)測量的距離信號(hào)中求平均值。通過此求平均值消除了其頻率小于一階頻率的振動(dòng)。
[0023]分析裝置17現(xiàn)在具有兩個(gè)距離傳感器14、15的每個(gè)的與角度相關(guān)的、平均的距離信號(hào)。每個(gè)距離傳感器14或15的距離信號(hào)包含測量的與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的取決于轉(zhuǎn)子5的擴(kuò)徑的距離，所述距離與轉(zhuǎn)速且也與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)，但通過轉(zhuǎn)子每次在恒定轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)是可重復(fù)的。距離信號(hào)此外包含與轉(zhuǎn)速相關(guān)的基準(zhǔn)距離。
[0024]此外，距離信號(hào)可能包含影響測量的干擾部分，所述干擾部分由于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)可能形成的轉(zhuǎn)子振動(dòng)導(dǎo)致。此外，振動(dòng)圍繞其進(jìn)行的、轉(zhuǎn)子的中點(diǎn)可能在不同的轉(zhuǎn)速下不同地移動(dòng)。在滑動(dòng)軸承中支承的其上固定了轉(zhuǎn)子5的軸4的旋轉(zhuǎn)軸線也可能在不同的轉(zhuǎn)速下具有不同地移動(dòng)的穩(wěn)定位置。
[0025]通過在如下描述中的對(duì)于兩個(gè)對(duì)置地布置的距離傳感器14、15與角度相關(guān)的平均的距離信號(hào)的處理，可消除一階干擾振動(dòng)和影響測量結(jié)果的轉(zhuǎn)子中點(diǎn)的移動(dòng)。
[0026]圖2解釋了測量情況。實(shí)線解釋了在轉(zhuǎn)速Ii1時(shí)的轉(zhuǎn)子5的表面，此時(shí)轉(zhuǎn)子5圍繞中點(diǎn)M1旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)速Ii1時(shí)，距離傳感器14測量了距離且轉(zhuǎn)速傳感器15測量了距離Iv在轉(zhuǎn)速Wn1改變?yōu)閚2時(shí)，轉(zhuǎn)子5的中點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另外的穩(wěn)定點(diǎn)M2且轉(zhuǎn)子5經(jīng)歷了對(duì)應(yīng)于虛線52的擴(kuò)徑。距離傳感器14測量距離a2且轉(zhuǎn)速傳感器15測量了距離b2。
[0027]對(duì)于測量，僅在兩個(gè)距離傳感器14、15的連接軸線中的轉(zhuǎn)子移動(dòng)部分是相關(guān)的。OR表示了轉(zhuǎn)子移動(dòng)的相關(guān)的行程。轉(zhuǎn)子因此向著距離傳感器15移動(dòng)行程OR且從距離傳感器14移開此行程0R。
[0028]兩個(gè)在轉(zhuǎn)速n2下測量的信號(hào)a2減b2的求減得到了雙倍的行程2*0R。但這不導(dǎo)致可用的結(jié)果。距離傳感器14檢測了在轉(zhuǎn)子位置0°的轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑，距離傳感器15檢測了在轉(zhuǎn)子位置180°的轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑。這兩個(gè)擴(kuò)徑值原則上不同。求減僅可使得差是多余的。
[0029]由此原因，根據(jù)本發(fā)明首先時(shí)刻Ttl的距離傳感器14的距離信號(hào)與時(shí)刻T18tl的距離傳感器14的距離信號(hào)相加，此時(shí)轉(zhuǎn)子進(jìn)一步轉(zhuǎn)過半圈。通過相加，信號(hào)和包含由距離傳感器14測量的在位置0°的擴(kuò)徑和在位置180°的擴(kuò)徑。通過信號(hào)和中的相加雙倍地包含旋轉(zhuǎn)軸線的移動(dòng)0R。同樣適合于傳感器的基準(zhǔn)距離，也雙倍包含所述基準(zhǔn)距離。通過相加有利地消除了一階振動(dòng)。
[0030]相同的計(jì)算以距離傳感器15的時(shí)刻Ttl和時(shí)刻T18tl的距離信號(hào)進(jìn)行。信號(hào)和在此原則上包含相同的信號(hào)份額。但在此旋轉(zhuǎn)軸線的移動(dòng)OR不同，但所述移動(dòng)OR在此以相反的符號(hào)也同樣雙倍地存在。此外，距離傳感器15具有另外的基準(zhǔn)距離，所述基準(zhǔn)距離在信號(hào)和中現(xiàn)在雙倍地存在。
[0031]現(xiàn)在，兩個(gè)距離傳感器14和15的距離信號(hào)的信號(hào)和相互相減。以此消除了與角度相關(guān)的轉(zhuǎn)子擴(kuò)徑。
[0032]但旋轉(zhuǎn)軸線的移動(dòng)OR在差異值中四倍地存在。此外傳感器基準(zhǔn)距離的差在差值中雙倍地存在。但后者與轉(zhuǎn)速無關(guān)且可隨后通過參考傳感器基準(zhǔn)距離的確定的參考值被消除。
[0033]然后將此計(jì)算的結(jié)果除以4。因而獲得用于在測量轉(zhuǎn)速n2下的轉(zhuǎn)子的移動(dòng)OR的與轉(zhuǎn)速相關(guān)的修正值，且從距離傳感器的以此轉(zhuǎn)速所確定的所有與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的測量信號(hào)中減去該修正值。然后，通過濾波去除仍包含在距離傳感器的測量信號(hào)中的一階振動(dòng)。
[0034]因此，根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了通過由僅一個(gè)距離傳感器所測量的距離信號(hào)對(duì)于轉(zhuǎn)子的擴(kuò)徑的與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的判斷。第二距離傳感器僅用于確定旋轉(zhuǎn)軸線的移動(dòng)OR和計(jì)算修正值。在計(jì)算出的與角度相關(guān)的距離信號(hào)中僅剩余其頻率高于一階頻率的轉(zhuǎn)子振動(dòng)，所述轉(zhuǎn)子振動(dòng)不由轉(zhuǎn)子表面或轉(zhuǎn)子的擴(kuò)徑導(dǎo)致。因此，必須認(rèn)識(shí)到此振動(dòng)不出現(xiàn)，或僅以弱到可忽略的程度出現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(5)的取決于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擴(kuò)徑的方法，其中在距轉(zhuǎn)子表面的基準(zhǔn)距離處設(shè)有第一距離傳感器(14)，所述第一距離傳感器無接觸地與時(shí)間相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子表面距第一距離傳感器(14)的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第一電距離信號(hào)，為所述轉(zhuǎn)子(5)配有零標(biāo)記傳感器(16)，所述零標(biāo)記傳感器與時(shí)間相關(guān)地掃描安裝在所述轉(zhuǎn)子(5)上的零標(biāo)記且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記電信號(hào)，其中，將與時(shí)間相關(guān)的第一距離信號(hào)和與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記信號(hào)提供給電分析裝置(17)且由該電分析裝置處理，方式是從所述零標(biāo)記信號(hào)計(jì)算與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的每個(gè)時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度，且將每個(gè)與時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度和同時(shí)的距離信號(hào)結(jié)合成與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的距離信號(hào)且由此計(jì)算出取決于旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子(5)的擴(kuò)徑，其中，在轉(zhuǎn)子(5)的背離第一距離傳感器(14)的一側(cè)(5)上與所述第一距離傳感器(14)直徑相對(duì)地在距轉(zhuǎn)子(5)的基準(zhǔn)距離上設(shè)有第二距離傳感器(15)，所述第二距離傳感器無接觸地與時(shí)間相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子表面距所述第二距離傳感器(15)的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第二電距離信號(hào)，將所述第二電距離信號(hào)提供給電分析裝置(17)且由該電分析裝置處理，且將在對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的0°旋轉(zhuǎn)角度的第一時(shí)刻Ttl檢測到的第一距離傳感器(14)的第一距離信號(hào)與在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過半圈之后在時(shí)刻T18tl檢測到的第一距離傳感器(14)的第二距離信號(hào)相加為第一信號(hào)和，且將在第一時(shí)刻Ttl檢測到的第二距離傳感器(15)的第一距離信號(hào)與在時(shí)刻T18tl檢測的第二距離傳感器(15)的第二距離信號(hào)相加為第二信號(hào)和，從第一信號(hào)和中減去第二信號(hào)和，且通過將所獲得的差信號(hào)除以4而形成信號(hào)修正值，且從所述信號(hào)修正值中減去同一測量中確定的與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的距離傳感器(14或15)的距離信號(hào)。
2.一種用于測量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(5)的取決于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的擴(kuò)徑的方法，其中在距轉(zhuǎn)子表面的基準(zhǔn)距離處設(shè)有第一距離傳感器(14)，所述第一距離傳感器無接觸地與時(shí)間相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子表面距第一距離傳感器(14)的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第一電距離信號(hào)，為所述轉(zhuǎn)子(5)配有零標(biāo)記傳感器(16)，所述零標(biāo)記傳感器與時(shí)間相關(guān)地掃描安裝在所述轉(zhuǎn)子(5)上的零標(biāo)記且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記電信號(hào)，其中，將與時(shí)間相關(guān)的第一距離信號(hào)和與時(shí)間相關(guān)的零標(biāo)記信號(hào)提供給電分析裝置(17)且由該電分析裝置處理，方式是從零標(biāo)記信號(hào)計(jì)算與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的每個(gè)時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度，且將每個(gè)與時(shí)刻相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度和同時(shí)的距離信號(hào)結(jié)合成與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的距離信號(hào)且由此計(jì)算出取決于旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子(5)的擴(kuò)徑，其中，在轉(zhuǎn)子(5)的軸向方向上遠(yuǎn)離所述第一距離傳感器(14)的、由其可知擴(kuò)徑和轉(zhuǎn)子表面形狀的轉(zhuǎn)子位置中，在距轉(zhuǎn)子(5)的基準(zhǔn)距離處設(shè)有第二距離傳感器，所述第二距離傳感器無接觸地與時(shí)間相關(guān)地檢測轉(zhuǎn)子表面距第二距離傳感器的距離且產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的第二電距離信號(hào)，將所述第二電距離信號(hào)提供到電分析裝置且由此電分析裝置處理以用于修正由第一距離傳感器(14)檢測到的第一距離信號(hào)，方式是在從第二距離信號(hào)中減去已知的擴(kuò)徑和轉(zhuǎn)子表面形狀之后將其中剩余的干擾振動(dòng)從第一距離傳感器的第一距離信號(hào)中去除。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過轉(zhuǎn)子多次旋轉(zhuǎn)測量距離信號(hào)且然后形成平均值消除其頻率小于一階頻率的振動(dòng)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在較低的轉(zhuǎn)速下由多個(gè)參考運(yùn)行形成平均值用于確定距離傳感器的基準(zhǔn)距離。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過濾波從距離信號(hào)消除一階干擾振動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01P3/44GK104515492SQ201410498333
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】M.哈特奈杰爾, K.特魯肯米勒 申請(qǐng)人:申克羅泰克有限責(zé)任公司