轉軸的軸向位移檢測裝置及磁懸浮軸承系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及檢測領域，具體而言，涉及一種轉軸的軸向位移檢測裝置及磁懸浮軸承系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]磁懸浮軸承系統(tǒng)中的軸向位移傳感器的設置不僅要滿足結構上簡單可行，更要保證位移檢測的準確性。目前大多數(shù)檢測軸向位移的方式都是在軸向上布置一個或者多個探頭，在探頭的前面設置一個軸向檢測面，依靠軸向探頭所檢測到與軸向檢測面的距離來確定轉軸的軸向位移。圖1是相關技術中的徑向位移和軸向位移檢測傳感器的結構主視示意圖，如圖1所示，軸向位移傳感器3’設置在傳感器殼體I’上，用于檢測與軸向檢測面5’之間的距離，軸向檢測面5’垂直于待測轉軸4’的軸線。圖2是相關技術中的徑向位移和軸向位移檢測傳感器的結構俯視示意圖，如圖2所示，T5’和T6’是兩個軸向位移傳感器，設置在傳感器殼體I’的端面上。這種通過檢測與軸向檢測面之間的位移來作為轉軸軸向位移的檢測方法會存在如下問題:(I)當軸向檢測面因為加工誤差和安裝誤差出現(xiàn)傾斜時，即使轉軸未發(fā)生軸向位移，軸向檢測面與軸向位移傳感器之間的距離也會隨著轉軸的旋轉過程發(fā)生變化，造成軸向位移傳感器輸出的軸向位移的值在轉軸的旋轉過程中不斷變化，根據(jù)磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制邏輯，系統(tǒng)會不斷的調節(jié)轉軸的軸向位置，使轉軸在軸向方向上產(chǎn)生竄動，影響對轉軸軸向的控制，嚴重的會直接導致系統(tǒng)的失穩(wěn)，對系統(tǒng)的可靠性有著很大的影響；
[2]軸向檢測面采用一個探頭測試或者多個探頭求平均值的方式，其軸向探頭所受溫漂對軸向位移測試的影響無法有效消除。這種檢測方法需要在轉軸的軸向上布置一個軸向探頭檢測面，因此，軸向檢測面加工、安裝的平面度、垂直度對軸向位移測試的準確性有很大的影響。并且，這種采用軸向布置雙探頭求和的輸出方式，放大了軸向探頭的溫度漂移，軸向位移測試的準確性受溫度的影響較大。
[0003]針對相關技術中通過軸向探頭檢測軸向檢測面的位移作為轉軸的軸向位移檢測方法準確性不高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種轉軸的軸向位移檢測裝置及磁懸浮軸承系統(tǒng)，以解決相關技術中通過軸向探頭檢測軸向檢測面的位移作為轉軸的軸向位移檢測方法準確性不高的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種轉軸的軸向位移檢測裝置。在待測轉軸上設置有臺階，該裝置包括:徑向探頭，設置在待測轉軸的徑向，并與臺階相對設置，用于感應臺階的有效檢測面積并輸出與有效檢測面積相應的電信號；以及處理器，與徑向探頭相連接，用于根據(jù)電信號確定待測轉軸的軸向位移。
[0006]進一步地，徑向探頭包括:第一徑向探頭，用于感應臺階的有效檢測面積并輸出第一電信號；以及第二徑向探頭，用于感應臺階的有效檢測面積并輸出第二電信號，其中，第一徑向探頭和第二徑向探頭在待測轉軸的軸線方向上間隔預設距離。
[0007]進一步地，第一徑向探頭和第二徑向探頭所在的直線與待測轉軸的軸線平行。
[0008]進一步地，徑向探頭包括多組徑向探頭，每組徑向探頭包括兩個徑向探頭，每組徑向探頭的兩個徑向探頭在待測轉軸的軸線方向上間隔預設距離。
[0009]進一步地，每組徑向探頭的兩個徑向探頭所在的直線與待測轉軸的軸線平行。
[0010]進一步地，多組徑向探頭沿著臺階的圓周均勻布置。
[0011]進一步地，徑向探頭為電渦流傳感器。
[0012]進一步地，該裝置還包括:傳感器殼體，套設在臺階的外部，用于固定徑向探頭。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種磁懸浮軸承系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:待測轉軸，待測轉軸上設置有臺階；以及軸向位移檢測裝置，其中，軸向位移檢測裝置包括:徑向探頭，設置在待測轉軸的徑向，并與臺階相對設置，用于感應臺階的有效檢測面積并輸出與有效檢測面積相應的電信號；以及處理器，與徑向探頭相連接，用于根據(jù)電信號確定待測轉軸的軸向位移。
[0014]進一步地，該系統(tǒng)還包括:控制器，與處理器相連接，用于根據(jù)待測轉軸的軸向位移調整待測轉軸的位置。
[0015]本實用新型通過設置在待測轉軸的徑向并與臺階相對設置的徑向探頭感應臺階的有效檢測面積并輸出與有效檢測面積相應的電信號，以及與徑向探頭相連接的處理器根據(jù)電信號確定待測轉軸的軸向位移，解決了相關技術中通過軸向探頭檢測軸向檢測面的位移作為轉軸的軸向位移檢測方法準確性不高的問題。通過徑向布置的探頭檢測轉軸上的臺階的有效檢測面積，達到了提高轉軸的軸向位移檢測方法準確性效果。
【附圖說明】
[0016]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1是相關技術中的徑向位移和軸向位移檢測傳感器的結構主視示意圖；
[0018]圖2是相關技術中的徑向位移和軸向位移檢測傳感器的結構俯視示意圖；
[0019]圖3是根據(jù)本實用新型實施例的磁懸浮軸承系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖4是根據(jù)本實用新型第一實施例的轉軸的軸向位移檢測裝置的示意圖；
[0021]圖5是根據(jù)本實用新型第二實施例的轉軸的軸向位移檢測裝置的示意圖；以及
[0022]圖6是根據(jù)本實用新型第三實施例的轉軸的軸向位移檢測裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0024]為了使本技術領域的人員更好地理解本申請方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0025]需要說明的是，本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。
[0026]本實用新型的實施例提供了一種磁懸浮軸承系統(tǒng)。
[0027]圖3是根據(jù)本實用新型實施例的磁懸浮軸承系統(tǒng)的示意圖。如圖3所示，該系統(tǒng)包括:待測轉軸10和軸向位移檢測裝置20，其中，軸向位移檢測裝置20包括徑向探頭30和處理器40。本實用新型實施例的磁懸浮軸承系統(tǒng)中包括的軸向位移檢測裝置20采用本實用新型實施例提供的轉軸的軸向位移檢測裝置。
[0028]待測轉軸10上設置有臺階。徑向探頭30設置在待測轉軸10的徑向，并與臺階相對設置，用于感應臺階的有效檢測面積并輸出與有效檢測面積相應的電信號，處理器40與徑向探頭30相連接，用于根據(jù)電信號確定待測轉軸10的軸向位移。
[0029]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括控制器，控制器與處理器相連接，用于根據(jù)待測轉軸10的軸向位移調整待測轉軸10的位置。
[0030]本實用新型的實施例提供了一種轉軸的軸向位移檢測裝置。
[0031]圖4是根據(jù)本實用新型第一實施例的轉軸的軸向位移檢測裝置的示意圖。如圖4所示，該裝置包括:徑向探頭30和處理器40。
[0032]在待測轉軸上設置有臺階。一個臺階的臺階平面能夠將待測轉軸分為兩個同軸的圓柱體，兩個圓柱體的外圓的直徑大小不同，臺階平面與圓柱體外圓的平面是平行的，臺階處可以是垂直的階梯，也可以帶有一定的倒角。
[0033]徑向探頭30設置在待測轉軸的徑向，并與臺階相對設置，用于感應臺階的有效檢測面積并輸出與有效檢測面積相應的電信號。徑向探頭30的初始位置對著待測轉軸的臺階處，根據(jù)具體情況設置徑向探頭30的初始位置與臺階平面之間的在待測轉軸的徑向方向和待測轉軸的軸向方向上的距離。徑向探頭30用于在感應到臺階處的有效檢測面積發(fā)生變化時輸出相應變化的電信號，其中，有效檢測面積是指徑向探頭30能夠感應到的臺階平面分開的兩個同軸圓柱體中距離徑向探頭30較近處的圓柱體表面的面積，在待測轉軸產(chǎn)生軸向位移時，徑向探頭30感應到的臺階處的有效檢測面積會發(fā)生變化。
[0034]優(yōu)選地，本實用新型實施例的徑向探頭30可以是電渦流傳感器。電渦流傳感器探頭的輸出主要有兩個影響因素，一個是探頭距離檢測面的距離，另一個是探頭所能感應到的有效檢測面積。
[0035]處理器40與徑向探頭30相連接，可以是任意可執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的單元，用于根據(jù)接收徑向探頭30輸出的電信號并根據(jù)該電信號確定待測轉軸的軸向位移。處理器40用于對徑向探頭30感應到的電信號進行處理，根據(jù)預設確定算法計算出待測轉軸的軸向位移。預設確定算法可以是在使用之前進行標定，標定出徑向探頭30輸出的電信