一種軸向位移檢測裝置和磁懸浮軸承的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種軸向位移檢測裝置和磁懸浮軸承，涉及測量技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括：第一傳感器，用于基于被測元件非傾斜面的徑向位移輸出第一電信號；第二傳感器，用于基于被測元件傾斜面的徑向位移輸出第二電信號；軸向位移計(jì)算單元，用于根據(jù)第一電信號、第二電信號和被測元件傾斜面的傾斜角，計(jì)算被測元件的軸向位移；其中，被測元件的軸向表面具有傾斜面和非傾斜面，第一傳感器設(shè)置在被測元件非傾斜面上方，第二傳感器設(shè)置在被測元件傾斜面上方。即本實(shí)用新型通過設(shè)置傾斜面，根據(jù)被測元件的徑向位移計(jì)算軸向位移，提高了軸向位移檢測的精度。
【專利說明】
一種軸向位移檢測裝置和磁懸浮軸承
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軸向位移檢測裝置和磁懸浮軸承。
【背景技術(shù)】
[0002] 在磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中，軸向位移主要有兩種檢測方法。一種方法如圖1所示， 在軸110上套一個檢測盤120,軸向傳感器130通過測量檢測盤的軸向運(yùn)動來確定軸的軸向 位移。由于裝配帶來的誤差，檢測盤與軸的中心線140不垂直，這樣就會導(dǎo)致軸在旋轉(zhuǎn)過程 中軸向位移有波動，且檢測盤是整個轉(zhuǎn)子上半徑最大的部分，造成裝配流程較為繁瑣；另一 種方法如圖2所示，位移傳感器210正對轉(zhuǎn)子220軸端230安裝，它適用于大多數(shù)的應(yīng)用場合， 但不是用于某些特殊應(yīng)用場合。例如離心式水栗、離心式鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備的轉(zhuǎn)子，其功能部件 大多安裝在軸端，且為懸臂結(jié)構(gòu)，此時由于結(jié)構(gòu)等原因使得位移傳感器不便正對轉(zhuǎn)子工作 軸端面安裝，同時為了減小轉(zhuǎn)子受熱膨脹對功能部件位置的影響，傳感器需要盡量靠近功 能部件，而不能安裝在轉(zhuǎn)子的非工作軸端。這種檢測方法不利于軸向傳感器和徑向傳感器 集成化處理，增大了結(jié)構(gòu)軸向空間。另外，因工藝和裝配因素也會帶來檢測誤差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型要解決的一個技術(shù)問題是傳統(tǒng)軸向位移檢測精度不高。
[0004] 本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題包括轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械 軸向空間受限的情況下，軸向占用空間大的問題。
[0005] 根據(jù)本實(shí)用新型一方面，提供一種軸向位移檢測裝置，被測元件的軸向表面具有 傾斜面和非傾斜面，該裝置包括:第一傳感器，用于基于被測元件非傾斜面的徑向位移輸出 第一電信號;第二傳感器，用于基于被測元件傾斜面的徑向位移輸出第二電信號;軸向位移 計(jì)算單元，用于根據(jù)第一電信號、第二電信號和被測元件傾斜面的傾斜角，計(jì)算被測元件的 軸向位移;其中，第一傳感器設(shè)置在被測元件非傾斜面上方，第二傳感器設(shè)置在被測元件傾 斜面上方。
[0006] 進(jìn)一步地，第一電信號和第二電信號為電壓信號；軸向位移計(jì)算單元用于根據(jù)公 式
，計(jì)算被測元件的軸向位移;其中，Ur為第一電信號，U z為第二電信號，小 為傾斜面的傾斜角，1^為第一傳感器的靈敏度參數(shù)，匕為第二傳感器的靈敏度參數(shù)。
[0007] 進(jìn)一步地，第一傳感器與第二傳感器安裝在探頭環(huán)上，且第一傳感器的探頭與第 二傳感器的探頭的安裝距離大于閾值。
[0008] 進(jìn)一步地，第一傳感器和第二傳感器為電渦流傳感器。
[0009] 進(jìn)一步地，第一傳感器的探頭與第二傳感器的探頭均對準(zhǔn)探頭環(huán)的圓心軸線，并 且安裝方向一致。
[0010] 進(jìn)一步地，傾斜面的軸向長度大于被測元件的最大軸向位移。
[0011] 進(jìn)一步地，被測元件傾斜面的傾斜角為預(yù)設(shè)值。
[0012] 進(jìn)一步地，被測元件傾斜面的傾斜角為0°~90°。
[0013] 進(jìn)一步地，被測元件為磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供一種磁懸浮軸承，包括:轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的軸向表 面設(shè)置有傾斜面和非傾斜面。
[0015] 進(jìn)一步地，還包括上述任一的軸向位移檢測裝置。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型被測元件的軸向表面具有傾斜面和非傾斜面，并在 裝置中設(shè)置了至少兩個傳感器，其中一個傳感器基于被測元件非傾斜面的徑向位移輸出第 一電信號，另一個傳感器基于被測元件傾斜面的徑向位移輸出第二電信號，再根據(jù)第一電 信號、第二電信號和被測元件傾斜面的傾斜角，計(jì)算被測元件的軸向位移。即通過設(shè)置傾斜 面，根據(jù)被測元件的徑向位移計(jì)算軸向位移，提高了軸向位移檢測的精度。
[0017] 進(jìn)一步，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸向空間受限的情況下，能夠節(jié) 省部分軸向空間。
[0018] 通過以下參照附圖對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它 特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。
【附圖說明】
[0019] 構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同說明書一起用 于解釋本實(shí)用新型的原理。
[0020] 參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本實(shí)用新型，其中：
[0021] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)檢測軸向位移的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)檢測軸向位移的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖3為本實(shí)用新型軸向位移檢測裝置的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖4為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中傳感器安裝位置示意圖。
[0025] 圖5為本實(shí)用新型軸向位移檢測裝置的另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖6為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中電渦流傳感器檢測磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子位移的工作原 理示意圖。
[0027]圖7A為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中軸向位移檢測裝置工作原理示意圖。
[0028]圖7B為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中軸向位移檢測裝置工作原理放大示意圖。
[0029] 圖8為本實(shí)用新型軸向位移檢測方法的一個實(shí)施例的流程示意圖。
[0030] 圖9為本實(shí)用新型軸向位移檢測方法的一個具體實(shí)施例的流程示意圖。
[0031] 圖10為本實(shí)用新型磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另 外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限 制本實(shí)用新型的范圍。
[0033] 同時，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實(shí)際 的比例關(guān)系繪制的。
[0034] 以下對至少一個示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本實(shí)用 新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0035] 對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適 當(dāng)情況下，技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0036] 在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不 是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。
[0037] 應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一 個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0038] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并 參照附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0039] 圖3為本實(shí)用新型軸向位移檢測裝置的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型預(yù) 先在被測元件300的表面加工出一個傾斜面，其中被測元件可以為軸承的轉(zhuǎn)子，軸承具體可 以為磁懸浮軸承。傾斜面可以為凹陷的傾斜面，也可以為凸起的傾斜面，下面以凹陷的傾斜 面為例進(jìn)行說明。在非傾斜面310上方設(shè)置第一傳感器311，用于基于被測元件非傾斜面的 徑向位移輸出第一電信號;在傾斜面320上方設(shè)置第二傳感器321，用于基于被測元件傾斜 面的徑向位移輸出第二電信號;其中第一電信號、第二電信號可以為電壓信號，第一傳感器 和第二傳感可以為電渦流傳感器。軸向位移計(jì)算單元用于根據(jù)第一電信號、第二電信號和 被測元件傾斜面的傾斜角，計(jì)算被測元件的軸向位移，其中軸向位移計(jì)算單元未在圖3中標(biāo) 出。
[0040] 在一個實(shí)施例中，被測元件的傾斜面的軸向長度L大于被測元件的最大軸向位移 Zmax，即在被測元件在移動過程中，測量傾斜面的傳感器始終在傾斜面軸向長度范圍內(nèi)。被 測元件傾斜面的傾斜角巾為預(yù)設(shè)值，需保持適當(dāng)，傾斜度小則可能導(dǎo)致傳感器測出的位移 靈敏度低，傾斜度大則導(dǎo)致量程偏小，傾斜角例如可以為0°~90°，優(yōu)選范圍為10°~80°、 30° ~60°，例如可以取值為30°、40°、43°、45°、48°、50°、55°、60°。
[0041] 圖4為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中傳感器安裝位置示意圖。該實(shí)施例中，第一傳感器 和第二傳感可以為電渦流傳感器，安裝位置為圖4所示，410為軸承的轉(zhuǎn)軸，420為傳感器探 頭環(huán)，第一傳感器的探頭430和第二傳感器的探頭440中心線分別對準(zhǔn)被測元件的中心主 軸。探頭距離測量轉(zhuǎn)軸的表面的距離不能超過傳感器的量程，并且第一傳感器的探頭與第 二傳感器的探頭的安裝距離大于閾值，避免兩個傳感器之間產(chǎn)生干擾。
[0042] 在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的被測元件的軸向表面具有傾斜面和非傾 斜面，并在裝置中設(shè)置了至少兩個傳感器，其中一個傳感器基于被測元件非傾斜面的徑向 位移輸出第一電信號，另一個傳感器基于被測元件傾斜面的徑向位移輸出第二電信號，再 根據(jù)第一電信號、第二電信號和被測元件傾斜面的傾斜角，計(jì)算被測元件的軸向位移。即根 據(jù)被測元件的徑向位移計(jì)算軸向位移，解決了傳統(tǒng)軸向位移因工藝和裝配因素帶來檢測誤 差的問題。另外，本實(shí)用新型因?yàn)椴辉O(shè)置檢測盤，同時不在工作軸的端面設(shè)置傳感器，因此 有利于傳感器集成化處理，增大了結(jié)構(gòu)軸向空間，便于安裝。
[0043] 在本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例中，第一電渦流傳感器510用于基于磁懸浮軸承轉(zhuǎn) 子的非傾斜面的徑向位移輸出第一電壓信號Ur。第二電渦流傳感器520用于基于磁懸浮軸 承轉(zhuǎn)子的傾斜面的徑向位移輸出第二電壓信號U z。軸向位移計(jì)算單元530用于根據(jù)公式 -營)/tan1十麵辦獅車專刊勺車晌挪。財(cái)，kl為，削麵?？椃磕?參數(shù)，1?為第二電渦流傳感器的靈敏度參數(shù)，巾為傾斜面的傾斜角。傳感器的靈敏度可通過 傾斜面的斜率進(jìn)行調(diào)整。
[0044]電渦流傳感器檢測磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子位移的工作原理如圖6所示，當(dāng)探頭線圈610距 離被檢測體表面620的距離x發(fā)生變化時，會導(dǎo)致線圈的等效阻抗發(fā)生變化，利用測量電路 可將阻抗的變化轉(zhuǎn)化成電壓信號U，且不同的位移對應(yīng)不同的電壓信號。
[0045] 例如，圖7A為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中軸向位移檢測裝置工作原理示意圖，圖7B 為圖7A中圓圈部分的放大圖，如果磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710只在軸向產(chǎn)生位移z，則第一 電渦流傳感器720的輸出不會有變化，此時，第二電渦流傳感器730的輸出電壓為:U z = k2x， 其中，x為第二電渦流傳感器730與斜面的距離變化量，單位mm，Uz代表第二電渦流傳感器 730的輸出電壓，單位為V，k 2為第二電渦流傳感器730的靈敏度參數(shù)，單位V/mm。由圖7可以 看出轉(zhuǎn)子的軸向位移z與x的關(guān)系為z = x/tan<i)，z的單位為mm，巾為傾斜面的傾斜角。
[0046] 若磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710在徑向也產(chǎn)生移動，第二電渦流傳感器730的輸出變 化是由轉(zhuǎn)子的軸向位移和徑向位移疊加產(chǎn)生，此時就需要借助第一電渦流傳感器720實(shí)現(xiàn) 軸向位移與徑向位移的解親。第二電禍流傳感器730的輸出為:U z = k2(x+y)，y表示轉(zhuǎn)子非傾 斜面的徑向位移，設(shè)第一電渦流傳感器720的靈敏度參數(shù)為匕，輸出電壓為:Ur = kiy。
[0047] 將前面各公式進(jìn)行聯(lián)立，可以得出轉(zhuǎn)子的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710的軸向位移 為
[0048] 若磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710只產(chǎn)生徑向位移：
仍然成立，此 時有
，軸向位移為〇。
[0049] 在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過第一傳感器基于磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的非傾斜面的徑 向位移輸出第一電壓信號Ur，第二傳感器基于磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的傾斜面的徑向位移輸出第 二電壓信號Uz，并利用根據(jù)公式
'計(jì)算磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的軸向位移。能夠利 用徑向位移實(shí)現(xiàn)軸向位移的計(jì)算。并且，解決了傳統(tǒng)軸向位移因工藝和裝配因素帶來檢測 誤差的問題。另外，本實(shí)用新型因?yàn)椴辉O(shè)置檢測盤，同時不在工作軸的端面設(shè)置傳感器，因 此有利于傳感器集成化處理，也簡化了轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，便于安裝。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸向空間受限的 情況下，能夠節(jié)省一部分空間。
[0050] 圖8為本實(shí)用新型軸向位移檢測方法的一個實(shí)施例的流程示意圖。
[0051] 在步驟810,接收第一傳感器基于被測元件非傾斜面的徑向位移輸出的第一電信 號。
[0052]在步驟820,接收第二傳感器基于被測元件傾斜面的徑向位移輸出的第二電信號。 [0053]步驟810和步驟820在執(zhí)行過程中可同時發(fā)生。其中的第一電信號、第二電信號可 以為電壓信號，被測元件可以為軸承的轉(zhuǎn)子，軸承可以為磁懸浮軸承，第一傳感器和第二傳 感器為電渦流傳感器。
[0054]在步驟830,根據(jù)第一電信號、第二電信號和被測元件傾斜面的傾斜角，計(jì)算被測 元件的軸向位移。
[0055]本實(shí)用新型如圖3所示，預(yù)先在被測元件300的表面加工出一個傾斜面。傾斜面可 以為凹陷的傾斜面，也可以為凸起的傾斜面，下面以凹陷的傾斜面為例進(jìn)行說明。在非傾斜 面310上方設(shè)置第一傳感器311，在傾斜面320上方設(shè)置第二傳感器321。被測元件的傾斜面 的軸向長度L大于被測元件的最大軸向位移Zmax，即在被測元件在移動過程中，測量傾斜面 的傳感器始終在傾斜面軸向長度范圍內(nèi)。被測元件傾斜面的傾斜角巾為預(yù)設(shè)值，需保持適 當(dāng)，傾斜度小則可能導(dǎo)致傳感器測出的位移靈敏度低，傾斜度大則導(dǎo)致量程偏小，傾斜角例 如可以為0°~90°，優(yōu)選范圍為10°~80°、30°~60°，例如可以取值為30°、40°、43°、45°、 48°、50°、55°、60°。
[0056]圖4為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中傳感器安裝位置示意圖。該實(shí)施例中，第一傳感器 和第二傳感可以為電渦流傳感器，安裝位置為圖4所示，410為軸承的轉(zhuǎn)軸，420為傳感器探 頭環(huán)，第一傳感器的探頭430和第二傳感器的探頭440中心線分別對準(zhǔn)被測元件的中心主 軸。探頭距離測量轉(zhuǎn)軸的表面的距離不能超過傳感器的量程，并且第一傳感器的探頭與第 二傳感器的探頭的安裝距離大于閾值，避免兩個傳感器之間產(chǎn)生干擾。
[0057]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過設(shè)置兩個傳感器，其中一個傳感器基于被測元件 非傾斜面的徑向位移輸出第一電信號，另一個傳感器基于被測元件傾斜面的徑向位移輸出 第二電信號，再根據(jù)第一電信號、第二電信號和被測元件傾斜面的傾斜角，計(jì)算被測元件的 軸向位移。即根據(jù)被測元件的徑向位移計(jì)算軸向位移，解決了傳統(tǒng)軸向位移因工藝和裝配 因素帶來檢測誤差的問題。另外，本實(shí)用新型因?yàn)椴辉O(shè)置檢測盤，同時不在工作軸的端面設(shè) 置傳感器，因此有利于傳感器集成化處理，增大了結(jié)構(gòu)軸向空間，便于安裝。
[0058]圖9為本實(shí)用新型軸向位移檢測方法的一個具體實(shí)施例的流程示意圖。
[0059] 在步驟910,接收第一電渦流傳感器基于磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的非傾斜面的徑向位移 輸出的第一電壓信號Ur。
[0060] 在步驟920,接收第二電渦流傳感器基于磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的傾斜面的徑向位移輸 出的第二電壓信號Uz。
[0061 ] 步驟910和步驟920在執(zhí)行過程中可同時發(fā)生。
[0062] 在步驟930,根據(jù)公式
，計(jì)算磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的軸向位移。
[0063]其中，ki為第一電渦流傳感器的靈敏度參數(shù)，k2為第二電渦流傳感器的靈敏度參 數(shù)，巾為傾斜面的傾斜角。傳感器的靈敏度可通過傾斜面的斜率進(jìn)行調(diào)整。
[0064]電渦流傳感器檢測磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子位移的工作原理如圖6所示，當(dāng)探頭線圈610距 離被檢測體表面620的距離x發(fā)生變化時，會導(dǎo)致線圈的等效阻抗發(fā)生變化，利用測量電路 可將阻抗的變化轉(zhuǎn)化成電壓信號U，且不同的位移對應(yīng)不同的電壓信號。
[0065]例如，圖7A為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中軸向位移檢測裝置工作原理示意圖，圖7B 為圖7A中圓圈部分的放大圖，如果磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710只在軸向產(chǎn)生位移z，則第一 電渦流傳感器720的輸出不會有變化，此時，第二電渦流傳感器730的輸出電壓為:U z = k2x， 其中，x為第二電渦流傳感器730與斜面的距離變化量，單位mm，Uz代表第二電渦流傳感器 730的輸出電壓，單位為V，k2為第二電渦流傳感器730的靈敏度參數(shù)，單位V/mm。由圖7可以 看出轉(zhuǎn)子的軸向位移z與x的關(guān)系為z = x/tan<i)，z的單位為mm，巾為傾斜面的傾斜角。
[0066]若磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710在徑向也產(chǎn)生移動，第二電渦流傳感器730的輸出變 化是由轉(zhuǎn)子的軸向位移和徑向位移疊加產(chǎn)生，此時就需要借助第一電渦流傳感器720實(shí)現(xiàn) 軸向位移與徑向位移的解親。第二電禍流傳感器730的輸出為:U z = k2(x+y)，y表示轉(zhuǎn)子非傾 斜面的徑向位移，設(shè)第一電渦流傳感器720的靈敏度參數(shù)為匕，輸出電壓為:Ur = kiy。
[0067] 將前面各公式進(jìn)行聯(lián)立，可以得出轉(zhuǎn)子的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710的軸向位移 為
[0068] 若磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸710只產(chǎn)生徑向位移：
仍然成立，此 時有
軸向位移為〇。
[0069] 在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過第一傳感器基于磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的非傾斜面的徑 向位移輸出第一電壓信號Ur，第二傳感器基于磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的傾斜面的徑向位移輸出第 二電壓信號Uz，并利用根據(jù)公式
計(jì)算磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的軸向位移。能夠利 用徑向位移實(shí)現(xiàn)軸向位移的計(jì)算。并且，解決了傳統(tǒng)軸向位移因工藝和裝配因素帶來檢測 誤差的問題。另外，本實(shí)用新型因?yàn)椴辉O(shè)置檢測盤，同時不在工作軸的端面設(shè)置傳感器，因 此有利于傳感器集成化處理，也簡化了轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，便于安裝。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸向空間受限的 情況下，能夠節(jié)省一部分空間。
[0070] 圖10為本實(shí)用新型磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0071] 1010為磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子的傾斜面，1020為磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子的非傾斜面，1030 為磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸。傾斜面可以為凹陷的傾斜面，也可以為凸起的傾斜面。在一個 實(shí)施例中，磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的傾斜面的軸向長度L大于磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的最大軸向位移。傾 斜面的傾斜角巾為預(yù)設(shè)值，需保持適當(dāng)，傾斜角例如可以為0°~90°，優(yōu)選范圍為10°~80°、 30° ~60°，例如可以取值為30°、40°、43°、45°、48°、50°、55°、60°。
[0072] 在一個實(shí)施例中，本實(shí)用新型的磁懸浮軸承還包括軸向位移檢測裝置。其中，軸向 位移檢測裝置已在上述各實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)說明，此處不再進(jìn)一步闡述。
[0073] 在該實(shí)施例中，在磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的軸向表面上設(shè)置傾斜面。在進(jìn)行軸向位移檢 測時，僅需兩個傳感器，其中一個傳感器檢測非傾斜面的徑向位移輸出電信號，另一個傳感 器檢測傾斜面的徑向位移輸出電信號，再根據(jù)兩個電信號和傾斜面的傾斜角，計(jì)算磁懸浮 軸承的轉(zhuǎn)子的軸向位移。簡化了轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)軸向位移因工藝和裝配因素帶來 檢測誤差的問題。另外，本實(shí)用新型在檢測軸向位移時，不設(shè)置檢測盤，同時不在工作軸的 端面設(shè)置傳感器，因此有利于傳感器集成化處理，增大了結(jié)構(gòu)軸向空間，便于安裝。
[0074] 至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了本實(shí)用新型。為了避免遮蔽本實(shí)用新型的構(gòu)思，沒有描述本 領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實(shí)施這里公 開的技術(shù)方案。
[0075] 雖然已經(jīng)通過示例對本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本 領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，對以上實(shí)施例 進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種軸向位移檢測裝置，其特征在于，被測元件的軸向表面具有傾斜面和非傾斜面， 所述裝置包括： 第一傳感器，用于基于所述被測元件非傾斜面的徑向位移輸出第一電信號； 第二傳感器，用于基于所述被測元件傾斜面的徑向位移輸出第二電信號； 軸向位移計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一電信號、所述第二電信號和所述被測元件傾斜 面的傾斜角，計(jì)算所述被測元件的軸向位移； 其中，所述第一傳感器設(shè)置在所述被測元件非傾斜面上方，所述第二傳感器設(shè)置在所 述被測元件傾斜面上方。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一電信號和所述第二電信號為電壓 信號； 所述軸向位移計(jì)算單元用于根據(jù)公式I計(jì)算所述被測元件的軸向位移； 其中，Ur為所述第一電信號，Uz為所述第二電信號，Φ為所述傾斜面的傾斜角，lu為所述 第一傳感器的靈敏度參數(shù)，k2為所述第二傳感器的靈敏度參數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述第一傳感器與所述第二傳感器安 裝在探頭環(huán)上，且所述第一傳感器的探頭與所述第二傳感器的探頭的安裝距離大于閾值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述第一傳感器的探頭與第二傳感器 的探頭均對準(zhǔn)探頭環(huán)的圓心軸線，并且安裝方向一致。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述傾斜面的軸向長度大于所述被測 元件的最大軸向位移。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述被測元件傾斜面的傾斜角為預(yù)設(shè) 值。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述被測元件傾斜面的傾斜角為0°~90°。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述被測元件為磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子； 或 所述第一傳感器和第二傳感器為電渦流傳感器。9. 一種磁懸浮軸承，其特征在于，包括： 被測元件；其中所述被測元件的軸向表面設(shè)置有傾斜面和非傾斜面，其中所述被測元 件為轉(zhuǎn)子。10. -種磁懸浮軸承，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1-8任一所述的軸向位移檢測裝 置。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁懸浮軸承，其特征在于，還包括： 轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子的軸向表面設(shè)置有傾斜面和非傾斜面。
【文檔編號】F16C32/04GK205593500SQ201521040704
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年12月14日
【發(fā)明人】胡余生, 郭偉林, 賀永玲, 俞燈軍, 胡叨福
【申請人】珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司