用于旋转机械的反向检测制造技术

本发明专利技术提供了一种旋转感测系统及其使用方法。该系统可包括与控制器(116)通信的单个接近传感器(114)。该接近传感器(114)可包括具有大致平面的感测面(120f)的传感器头(120)和容纳在传感器头(120)内的感测元件(122)。该感测元件(122)可被配置为响应于接收到驱动电流而产生磁场(124)。该传感器(114)还可被配置为响应于旋转通过所产生的磁场(124)的目标(104)的预定特征而输出信号(302、402、608)，并且信号(302、402、608)可包括具有在非零峰值振幅之前出现的第一脉冲部分和在非零峰值振幅之后出现的第二脉冲部分的脉冲(306、406、612)。该控制器(116)可被配置为接收信号(302、402、608)，检测脉冲的第一部分与第二部分之间的非对称性，并且基于所检测到的对称性来确定目标的旋转方向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于旋转机械的反向检测
技术介绍
传感器可用于多种行业以监测装备。例如，传感器可用于通过输出可用于确定旋转速度的信号来监测旋转机器部件(例如，轴、齿轮、凸轮等)。可将所测量的旋转速度与目标进行比较以识别异常操作条件，诸如超速(旋转速度大于目标最大速度)和欠速(旋转速度小于目标最小速度)。测量旋转速度的两个或更多个传感器也可用于测量旋转方向。测量旋转机器部件的旋转方向可能是有益的，因为在与预期旋转方向相反的旋转方向上操作旋转机器部件可导致对机器的损坏。
技术实现思路
一般来讲，提供了使用传感器(诸如接近传感器)来检测旋转部件的旋转方向的系统和方法。在一个实施方案中，提供了一种感测系统，并且该感测系统可包括传感器和与传感器电通信的控制器。该传感器可包括传感器头和容纳在传感器头内的线圈。该传感器头可具有大致平面的感测面，并且线圈可被配置为响应于驱动电流而产生磁场。该传感器还可被配置为响应于旋转通过所产生的磁场的目标的预定特征而输出信号。该信号可包括脉冲，该脉冲具有在非零峰值振幅之前出现的第一部分和在非零峰值振幅之后出现的第二部分。该控制器可被配置为接收信号，检测脉冲的第一部分与脉冲的第二部分之间的非对称性，并且基于所检测到的非对称性来确定目标围绕旋转轴线的旋转方向。该感测系统可包括单个传感器或多个传感器，并且传感器可具有多种配置。在一个实施方案中，该传感器可为接近传感器。当感测系统包括多个传感器时，控制器可被配置为接收由每个传感器输出的信号，并且独立于其他信号来对于每个信号确定目标的旋转方向。在另一个实施方案中，该系统可包括目标。该传感器相对于目标定位，使得感测面的第一法线相对于目标的外表面的第二法线以非零角度取向，第二法线旋转地偏离目标特征。在另一个实施方案中，非零角度的量值可在约8°至约16°的范围内。在某些示例性实施方案中，非零角度的量值可为约12°。在另外的实施方案中，非零角度的量值可采用其他值而不受限制。在另一个实施方案中，系统可包括目标，并且目标特征可关于等分线基本上对称。在另一个实施方案中，控制器可被配置为确定第一脉冲部分的第一斜率和第二脉冲部分的第二斜率，并且基于第一斜率和第二斜率的相对量值来确定旋转方向。在其他方面，该系统可包括目标，并且目标特征可从目标的外表面突出。控制器可被配置为当第一斜率的量值大于第二斜率的量值时将旋转方向确定为第一旋转方向，并且当第一斜率的量值小于第二斜率的量值时将旋转方向确定为与第一旋转方向相反的第二旋转方向。在另一个实施方案中，该系统可包括目标，并且目标特征可从目标的主体的外表面凹入。控制器可被配置为当第一斜率的量值小于第二斜率的量值时将旋转方向确定为第一方向，并且当第一斜率的量值大于第二斜率的量值时将旋转方向确定为与第一旋转方向相反的第二旋转方向。还提供了用于感测旋转目标的旋转方向的方法。在一个实施方案中，该方法可包括相对于具有预定目标特征的目标定位传感器。传感器可具有包括大致平面的感测面的传感器头，并且感测面的第一法线可相对于目标的外表面的第二法线以非零角度取向，第二法线旋转地偏离目标特征。该方法还可包括由容纳在传感器头内的线圈响应于驱动电流而产生磁场。该方法可另外包括由传感器响应于目标特征旋转通过所产生的磁场而输出信号。信号可包括脉冲，脉冲具有在非零峰值振幅之前出现的第一部分和在非零峰值振幅之后出现的第二部分。该方法还可包括由与传感器电通信的控制器接收信号。该方法可另外包括由控制器检测脉冲的第一部分与脉冲的第二部分之间的非对称性。该方法还可包括由控制器基于所检测到的非对称性来确定目标围绕旋转轴线的旋转方向。在另一个实施方案中，非零角度的量值可在约8°至约16°的范围内。在某些示例性实施方案中，非零角度的量值可为约12°。在另外的实施方案中，非零角度的量值可采用其他值而不受限制。在另一个实施方案中，目标特征可关于等分线基本上对称。在其他方面，该方法还包括由控制器确定第一脉冲部分的第一斜率和第二脉冲部分的第二斜率，并且由控制器基于第一斜率和第二斜率的相对量值来确定旋转方向。在另一个实施方案中，该方法可包括当目标特征从目标的外表面突出时，当第一斜率的量值大于第二斜率的量值时，由控制器将旋转方向确定为第一旋转方向，并且当第一斜率的量值小于第二斜率的量值时，由控制器将旋转方向确定为与第一旋转方向相反的第二旋转方向。在其他方面，该方法可包括当目标特征从目标的外表面凹入时，当第一斜率的量值小于第二斜率的量值时，由控制器将旋转方向确定为第一旋转方向，并且当第一斜率的量值大于第二斜率的量值时，由控制器将旋转方向确定为与第一旋转方向相反的第二旋转方向。附图说明根据以下结合附图的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：图1是示出包括旋转感测系统的操作环境的一个示例性实施方案的图示，该旋转感测系统包括具有传感器头的单个接近传感器和具有从目标主体突出的目标特征的旋转目标；图2A是示出包含图1的目标和旋转感测系统的操作环境的示例性实施方案的示意图，其示出了目标在第一方向或第二方向上旋转，其中传感器头的法向量与目标主体的法向量基本上对准；图2B是振幅随时间变化的曲线图，其示出了由图2A的单个接近传感器输出的包括对称脉冲的示例性波形；图3A是示出包含图1的目标和旋转感测系统的操作环境的示例性实施方案的示意图，其示出了目标在第一旋转方向上旋转，并且传感器头的法向量相对于目标主体的法向量以非零角度定位；图3B是振幅随时间变化的曲线图，其示出了由图3A的单个接近传感器输出的包括非对称脉冲的示例性波形；图4A是示出包含图1的目标和旋转感测系统的操作环境的示例性实施方案的示意图，其示出了目标在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转，并且传感器头的法向量相对于目标主体的法向量以非零角度定位；图4B是振幅随时间变化的曲线图，其示出了由图3A的单个接近传感器输出的包括非对称脉冲的示例性信号波形；图5是图3B的放大视图，其示出了示例性第一非对称脉冲；图6A是示出包含具有带凹口的目标特征的目标和图1的旋转感测系统的操作环境的示例性实施方案的示意图，其示出了带凹口的目标在第一旋转方向上旋转，其中传感器头的法向量相对于目标主体的法向量以非零角度定位；图6B是振幅随时间变化的曲线图，其示出了由图6A的单个接近传感器输出的包括非对称脉冲的示例性波形；图7A是示出包含图6A的带凹口目标和图1的旋转感测系统的操作环境的示例性实施方案的示意图，其示出了带凹口目标在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转，并且传感器头的法向量相对于目标主体的法向量以非零角度定位；图7B是振幅随时间变化的曲线图，其示出了由图7A的单个接近传感器输出的包括非对称脉冲的示例性波形；并且图8是示出用于测量采用单个接近传感器的目标的旋转方向的方法的示例性实施方案的流程图。应注意，附图不一定按比例绘制。附图仅旨在描绘本文所公开的主题的典型方面，因此不应视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感测系统，所述感测系统包括：/n传感器，所述传感器包括具有大致平面的感测面的传感器头和容纳在所述传感器头内的线圈，所述线圈被配置为响应于驱动电流而产生磁场，并且所述传感器被配置为响应于旋转通过所产生的磁场的目标的预定特征而输出信号，所述信号包括脉冲，所述脉冲具有在非零峰值振幅之前出现的第一部分和在非零峰值振幅之后出现的第二部分；和/n控制器，所述控制器与所述传感器电通信，所述控制器被配置为接收所述信号，检测所述脉冲的所述第一部分与所述脉冲的所述第二部分之间的非对称性，并且基于所检测到的非对称性来确定所述目标围绕旋转轴线的旋转方向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感测系统，所述感测系统包括：
传感器，所述传感器包括具有大致平面的感测面的传感器头和容纳在所述传感器头内的线圈，所述线圈被配置为响应于驱动电流而产生磁场，并且所述传感器被配置为响应于旋转通过所产生的磁场的目标的预定特征而输出信号，所述信号包括脉冲，所述脉冲具有在非零峰值振幅之前出现的第一部分和在非零峰值振幅之后出现的第二部分；和
控制器，所述控制器与所述传感器电通信，所述控制器被配置为接收所述信号，检测所述脉冲的所述第一部分与所述脉冲的所述第二部分之间的非对称性，并且基于所检测到的非对称性来确定所述目标围绕旋转轴线的旋转方向。


2.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述传感器包括单个传感器。


3.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述传感器是接近传感器。


4.根据权利要求1所述的感测系统，所述感测系统还包括所述目标，其中所述传感器相对于所述目标定位，使得所述感测面的第一法线相对于所述目标的外表面的第二法线以非零角度取向，所述第二法线旋转地偏离所述目标特征。


5.根据权利要求4所述的感测系统，其中所述非零角度的量值为约8°至约16°。


6.根据权利要求4所述的感测系统，其中所述非零角度的量值为约12°。


7.根据权利要求1所述的感测系统，所述感测系统还包括所述目标，其中所述目标特征关于等分线基本上对称。


8.根据权利要求1所述的感测系统，其中所述控制器还被配置为确定所述第一脉冲部分的第一斜率和所述第二脉冲部分的第二斜率，并且基于所述第一斜率和所述第二斜率的相对量值来确定所述旋转方向。


9.根据权利要求8所述的感测系统，所述感测系统还包括所述目标，其中所述目标特征从所述目标的所述外表面突出，并且其中所述控制器被配置为当所述第一斜率的所述量值大于所述第二斜率的所述量值时将所述旋转方向确定为第一旋转方向，并且当所述第一斜率的所述量值小于所述第二斜率的所述量值时将所述旋转方向确定为与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向。


10.根据权利要求8所述的感测系统，其中所述目标特征从所述目标的主体的外表面凹入，并且其中所述控制器还被配置为当所述第一斜率的所述量值小于所述第二斜率的所述量值时将所述旋转方向确定为第一方向，并且当所述第一斜率的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，蒋建军，
申请(专利权)人：本特利内华达有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US