[发明专利]基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置，其特征在于，所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置的组成为静电传感器(a)均匀分布在被测旋转体(c)边缘外围，且距离转轴轴心O等距离处，由多个静电传感器(a)组成静电传感器阵列；每个静电传感器(a)表面涂覆电极绝缘材料(b)，由电极绝缘材料(b)与金属屏蔽壳(d)绝缘；每个静电传感器(a)的输出直接与信号调理单元的输入连接，信号调理单元通过信号屏蔽线与信号处理单元连接。

2.根据权利要求1所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置，其特征在于，所述静电传感器阵列的静电电极个数及组数根据被测旋转体大小差异、检测精度高低相应地调整。

3.根据权利要求1或2所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置，其特征在于，所述每组静电传感器的静电电极个数为4个、6个或8个；4个静电电极就能够满足多种应用场合；静电传感器阵列的组数由旋转体轴向长度决定。

4.根据权利要求1所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置，其特征在于，所述静电传感器的静电电极由细条状的铜片制成，电极绝缘材料为聚氯乙烯、环氧树脂或聚酰胺。

5.根据权利要求1所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置，其特征在于，所述静电传感器的静电电极尺寸，在转轴截面转动方向，电极宽度取决于被测旋转体的尺寸和所采用的静电电极个数，取值为1-5mm；在转轴的轴向，电极长度为10-20mm。

6.根据权利要求1所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置，其特征在于，所述旋转体为金属材料时，其表面可以贴敷单片、多片或连续的易摩擦带电的绝缘材料，其中易摩擦带电的绝缘材料为聚氯乙烯、尼龙或聚四氟乙烯，以提高低速工况下静电信号的强度。

7.根据权利要求1所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测装置，其特征在于，所述金属屏蔽壳由不锈钢或铜制成，将全部电极屏蔽，防止外界因素对静电传感器阵列的干扰。

8.一种基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测方法，其特征在于，旋转体运转过程中，每个静电传感器由于静电感应产生静电信号，该静电信号通过信号调理单元进行放大、滤波后，经信号处理单元计算得到静电强度；由于电极到旋转体表面的距离越近，静电强度越大，反之亦然，所以通过计算每个电极的静电强度的相对偏差，以反映旋转体的径向漂移情况；静电强度的计算模型采用静电信号的均方根RMS值来表示，

RMSi=1NΣj=1NSij2---(1)]]>

其中，i表示电极1、2、3或4，S表示电极i感应的静电信号，j表示采样点，N表示最大采样点数。

当每组静电传感器个数为m时，平均静电强度表示为：

RMS‾=1mΣi=1mRMSi---(2)]]>

每个电极静电强度的相对偏差δS_i为：

δSi=RMSi-RMS‾RMS‾×100%---(3)]]>

如果只有单个电极静电强度的相对偏差为正，且数值比较大，如果δS₁为正，δS₂、δS₃、δS₄为负，则认为旋转体偏向于1号电极；如果有两个电极静电强度的相对偏差为正，且数值比较大，则认为旋转体偏向于这两个电极之间的方向；δS_i的计算值与旋转体径向漂移情况的关系如下表所述。

9.根据权利要求8所述基于静电传感器阵列的旋转体径向漂移的检测方法，其特征在于，如果δS_i为正值，且关于时间t的函数δS_i(t)是一条平缓的直线，则认为旋转体是在偏向i号电极方向产生静态漂移；如果δS_i(t)是一条穿越时间轴且上下波动的曲线，则认为旋转体是在i号电极方向产生动态漂移；由此判断电极静电强度的相对偏差是随时间变化而变化的趋势。