一种磁悬浮轴承电感式位移传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种磁悬浮轴承电感式位移传感器，电感式位移传感器包括第一探头对、第二探头对和第三探头对，第一探头对包括沿第一方向设置的第一探头组和第二探头组，第二探头对包括沿第二方向设置的第三探头组和第四探头组，第三探头对包括第五探头组、第六探头组、第七探头组和第八探头组，第一探头组、第五探头组、第三探头组、第六探头组、第二探头组、第七探头组、第四探头组和第八探头组沿磁悬浮轴承的周向依次布置，且沿磁悬浮轴承的周向均布。该电感式位移传感器实现了对磁悬浮轴承的径向位移检测与轴向位移检测一体化设计，节约了传感器的安装空间，消除了各个检测通道间的干扰，进而可有效提高传感器的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮轴承电感式位移传感器
本专利技术涉及磁悬浮鼓轴承
，尤其涉及一种磁悬浮轴承电感式位移传感器。
技术介绍
传统旋转动力机械采用机械轴承支承，受机械轴承摩擦和转子振动制约，其仅能低转速运行，功率密度小、效率低。在高转速、高能量密度等工业应用中，需采用多极增速机构，导致系统庞大、能耗高、可靠性差、噪声污染和油污染严重。磁悬浮轴承支承的高速旋转动力机械消除了摩擦磨损，无需润滑，转速高达数万转/分，具有功率密度大、体积小、重量轻、响应快等优点，可有效提高系统效率，节能效果显著。作为磁悬浮轴承系统核心部件的转子位移传感器，直接决定了磁悬浮轴承系统的性能。目前，常用于磁悬浮轴承系统中的非接触位移传感器主要有涡流传感器、电容传感器和电感传感器三种。其中，涡流传感器的激励信号采用500kHz~20MHz的交流信号，通过检测不同位置下的涡流值以得到转子偏移量。但其信号大小取决于材料特性，会将材料缺陷误判为位置偏移量，并且对电磁干扰较为敏感，因此检测精度较低。电容传感器通过检测转子表面和探头间的电容值换算为位移信号，该传感器对轴和探头之间的介质非常敏感，灰尘、油污均为干扰源，不适合应用于工况复杂的工业现场。此外，现有的电感传感器中，径向位移检测和轴向位移检测均采用分立式结构，安装空间较大，且检测精度较低，抗干扰能力较弱。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，提出了一种磁悬浮轴承电感式位移传感器，以解决相关技术中的传感器安装空间大、检测精度低、抗干扰能力弱的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种磁悬浮轴承电感式位移传感器，所述电感式位移传感器包括正弦波发生电路、感应装置和检测电路，所述正弦波发生电路和所述检测电路均与所述感应装置电连接，所述正弦波发生电路用于生成正弦信号传递给所述感应装置，所述感应装置用于根据所述正弦信号，当磁悬浮轴承发生位移时产生与磁悬浮轴承发生的位移对应的调制信号，所述检测电路用于感应所述调制信号，并生成与磁悬浮轴承发生的位移的对应的检测信号；所述感应装置包括第一探头对、第二探头对和第三探头对，所述第一探头对包括沿第一方向设置的第一探头组和第二探头组，所述第一探头组和所述第二探头组分别包括至少两个第一探头，所述第二探头对包括沿第二方向设置的第三探头组和第四探头组，所述第三探头组和所述第四探头组分别包括至少两个第二探头，所述第三探头对包括第五探头组、第六探头组、第七探头组和第八探头组，所述第五探头组、所述第六探头组、所述第七探头组和所述第八探头组分别包括至少两个第三探头，所述至少两个第三探头沿第三方向设置，所述第三方向为磁悬浮轴承的轴向方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直，所述第一探头组、所述第五探头组、所述第三探头组、所述第六探头组、所述第二探头组、所述第七探头组、所述第四探头组和所述第八探头组沿磁悬浮轴承的周向依次布置，且沿磁悬浮轴承的周向均布。其中，所述第一探头包括第一定子绕组和第一定子骨架，所述第一定子绕组和所述第一定子骨架的固定连接；和/或，所述第二探头包括第二定子绕组和第二定子骨架，所述第二定子绕组和所述第二定子骨架的固定连接；和/或，所述第三探头包括第三定子绕组和第三定子骨架，所述第三定子绕组和所述第三定子骨架的固定连接。其中，所述第一定子绕组与所述第一定子骨架通过环氧树脂胶粘接连接；和/或，所述第二定子绕组与所述第二定子骨架通过环氧树脂胶粘接连接；和/或，所述第三定子绕组与所述第三定子骨架通过环氧树脂胶粘接连接。其中，所述第一定子骨架包括第一凹槽，所述第一定子绕组绕制在所述第一凹槽内；和/或，所述第二定子骨架包括第二凹槽，所述第二定子绕组绕制在所述第二凹槽内；和/或，所述第三定子骨架包括第三凹槽，所述第三定子绕组绕制在所述第三凹槽内。其中，所述感应装置还包括定子铁心，所述定子铁心构造为圆形结构，所述第一探头组、所述第二探头组、所述第三探头组、所述第四探头组、所述第五探头组、所述第六探头组、所述第七探头组和所述第八探头组位于所述定子铁心的内侧壁。其中，所述第一探头包括第一探头铁心，在所述定子铁心的径向上，所述第一探头铁心由所述定子铁心的内侧壁向内凸出形成，所述第一探头铁心插入所述第一定子骨架，并与所述第一定子骨架过盈配合，所述第一探头铁心的自由端露出所述第一定子骨架的内侧壁；和/或，所述第二探头包括第二探头铁心，在所述定子铁心的径向上，所述第二探头铁心由所述定子铁心的内侧壁向内凸出形成，所述第二探头铁心插入所述第二定子骨架，并与所述第二定子骨架过盈配合，所述第二探头铁心的自由端露出所述第二定子骨架的内侧壁；和/或，所述第三探头包括第三探头铁心，在所述定子铁心的径向上，所述第三探头铁心由所述定子铁心的内侧壁向内凸出形成，所述第三探头铁心插入所述第三定子骨架，并与所述第三定子骨架过盈配合，所述第三探头铁心的自由端露出所述第三定子骨架的内侧壁。其中，所述正弦波发生电路包括正弦波震荡发生器和信号放大电路，所述正弦波振荡发生器通过所述信号放大电路与所述感应装置电连接。其中，所述检测电路包括电压选频放大电路。其中，所述电压选频放大电路包括带通滤波器，所述调制信号通过所述带通滤波器进入所述电压选频放大电路。其中，所述检测电路还包括相敏检波电路和低通滤波电路，所述调制信号依次经过所述电压选频放大电路、所述相敏检波电路和所述低通滤波电路形成与磁悬浮轴承的位移大小和移动方向对应的直流电压信号。本专利技术中的气体制冷系统，可以实现以下有益效果：该磁悬浮轴承电感式位移传感器中，通过沿磁悬浮轴承的周向均布多个探头组，并将上述多个探头组中的探头连接正弦波发生电路和检测电路，实现了对磁悬浮轴承的径向位移检测与轴向位移检测一体化设计，节约了传感器的安装空间，消除了各个检测通道间的干扰，进而可有效提高传感器的检测精度。附图说明并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一个实施例中给出的磁悬轴承电感式位移传感器的结构示意图；图2是本申请一个实施例中给出的磁悬轴承电感式位移传感器的正弦波振荡发生电路的电路原理图；图3是本申请一个实施例中给出的磁悬轴承电感式位移传感器的电压选频放大电路的电路原理图；图4是本申请一个实施例中给出的磁悬轴承电感式位移传感器的相敏检波电路的电路原理图；图5是本申请一个实施例中给出的磁悬轴承电感式位移传感器的低通滤波电路的电路原理图；图6是本申请一个实施例中给出的磁悬轴承电感式位移传感器的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁悬浮轴承电感式位移传感器，其特征在于，所述电感式位移传感器包括正弦波发生电路、感应装置和检测电路，所述正弦波发生电路和所述检测电路均与所述感应装置电连接，所述正弦波发生电路用于生成正弦信号传递给所述感应装置，所述感应装置用于根据所述正弦信号，当磁悬浮轴承发生位移时产生与磁悬浮轴承发生的位移对应的调制信号，所述检测电路用于感应所述调制信号，并生成与磁悬浮轴承发生的位移的对应的检测信号；/n所述感应装置包括第一探头对、第二探头对和第三探头对，所述第一探头对包括沿第一方向设置的第一探头组和第二探头组，所述第一探头组和所述第二探头组分别包括至少两个第一探头，所述第二探头对包括沿第二方向设置的第三探头组和第四探头组，所述第三探头组和所述第四探头组分别包括至少两个第二探头，所述第三探头对包括第五探头组、第六探头组、第七探头组和第八探头组，所述第五探头组、所述第六探头组、所述第七探头组和所述第八探头组分别包括至少两个第三探头，所述至少两个第三探头沿第三方向设置，所述第三方向为磁悬浮轴承的轴向方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直，所述第一探头组、所述第五探头组、所述第三探头组、所述第六探头组、所述第二探头组、所述第七探头组、所述第四探头组和所述第八探头组沿磁悬浮轴承的周向依次布置，且沿磁悬浮轴承的周向均布。/n...

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴承电感式位移传感器，其特征在于，所述电感式位移传感器包括正弦波发生电路、感应装置和检测电路，所述正弦波发生电路和所述检测电路均与所述感应装置电连接，所述正弦波发生电路用于生成正弦信号传递给所述感应装置，所述感应装置用于根据所述正弦信号，当磁悬浮轴承发生位移时产生与磁悬浮轴承发生的位移对应的调制信号，所述检测电路用于感应所述调制信号，并生成与磁悬浮轴承发生的位移的对应的检测信号；
所述感应装置包括第一探头对、第二探头对和第三探头对，所述第一探头对包括沿第一方向设置的第一探头组和第二探头组，所述第一探头组和所述第二探头组分别包括至少两个第一探头，所述第二探头对包括沿第二方向设置的第三探头组和第四探头组，所述第三探头组和所述第四探头组分别包括至少两个第二探头，所述第三探头对包括第五探头组、第六探头组、第七探头组和第八探头组，所述第五探头组、所述第六探头组、所述第七探头组和所述第八探头组分别包括至少两个第三探头，所述至少两个第三探头沿第三方向设置，所述第三方向为磁悬浮轴承的轴向方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直，所述第一探头组、所述第五探头组、所述第三探头组、所述第六探头组、所述第二探头组、所述第七探头组、所述第四探头组和所述第八探头组沿磁悬浮轴承的周向依次布置，且沿磁悬浮轴承的周向均布。


2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承电感式位移传感器，其特征在于，
所述第一探头包括第一定子绕组和第一定子骨架，所述第一定子绕组和所述第一定子骨架的固定连接；和/或，
所述第二探头包括第二定子绕组和第二定子骨架，所述第二定子绕组和所述第二定子骨架的固定连接；和/或，
所述第三探头包括第三定子绕组和第三定子骨架，所述第三定子绕组和所述第三定子骨架的固定连接。


3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承电感式位移传感器，其特征在于，
所述第一定子绕组与所述第一定子骨架通过环氧树脂胶粘接连接；和/或，
所述第二定子绕组与所述第二定子骨架通过环氧树脂胶粘接连接；和/或，
所述第三定子绕组与所述第三定子骨架通过环氧树脂胶粘接连接。


4.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承电感式位移传感器，其特征在于，
所述第一定子骨架包括第一凹槽，所述第一定子绕组绕制在所述第一凹槽内；和/或，
所述第二定子骨架...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永胜，张海刚，何小宏，赵明师，刘辉，李致宇，刘璐，张婕妤，
申请(专利权)人：山东天瑞重工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37