[发明专利]一种轴向位移检测装置、方法和磁悬浮轴承

权利要求书

1.一种轴向位移检测装置，其特征在于，被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面，所述装置包括：

第一传感器，用于基于所述被测元件非倾斜面的径向位移输出第一电信号；

第二传感器，用于基于所述被测元件倾斜面的径向位移输出第二电信号；

轴向位移计算单元，用于根据所述第一电信号、所述第二电信号和所述被测元件倾斜面的倾斜角，计算所述被测元件的轴向位移；

其中，所述第一传感器设置在所述被测元件非倾斜面上方，所述第二传感器设置在所述被测元件倾斜面上方。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电信号和所述第二电信号为电压信号；

所述轴向位移计算单元用于根据公式计算所述被测元件的轴向位移；

其中，U_r为所述第一电信号，U_z为所述第二电信号，φ为所述倾斜面的倾斜角，k₁为所述第一传感器的灵敏度参数，k₂为所述第二传感器的灵敏度参数。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一传感器与所述第二传感器安装在探头环上，且所述第一传感器的探头与所述第二传感器的探头的安装距离大于阈值；

和/或

所述第一传感器的探头与第二传感器的探头均对准探头环的圆心轴线，并且安装方向一致。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述倾斜面的轴向长度大于所述被测元件的最大轴向位移；

和/或

所述被测元件倾斜面的倾斜角为预设值。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述被测元件倾斜面的倾斜角为0°～90°。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述被测元件为磁悬浮轴承的转子；

或

所述第一传感器和第二传感器为电涡流传感器。

7.一种轴向位移检测方法，其特征在于，被测元件的轴向表面具有倾斜面和非倾斜面，所述方法包括：

接收第一传感器基于所述被测元件非倾斜面的径向位移输出的第一电信号；

接收第二传感器基于所述被测元件倾斜面的径向位移输出的第二电信号；

根据所述第一电信号、所述第二电信号和所述被测元件倾斜面的倾斜角，计算所述被测元件的轴向位移；

其中，所述第一传感器设置在所述被测元件非倾斜面上方，所述第二传感器设置在所述被测元件倾斜面上方。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一电信号和所述第二电信号为电压信号；

计算所述被测元件的轴向位移的步骤包括：

根据公式计算所述被测元件的轴向位移；

其中，U_r为所述第一电信号，U_z为所述第二电信号，φ为所述倾斜面的倾斜角，k₁为所述第一传感器的灵敏度参数，k₂为所述第二传感器的灵敏度参数。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一传感器与所述第二传感器安装在探头环上，且所述第一传感器的探头与所述第二传感器的探头的安装距离大于阈值；

和/或

所述第一传感器的探头与第二传感器的探头均对准探头环的圆心轴线，并且安装方向一致。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述倾斜面的轴向长度大于所述被测元件的最大轴向位移；

和/或

所述被测元件倾斜面的倾斜角为预设值。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述被测元件倾斜面的倾斜角为0°～90°。

12.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述被测元件为磁悬浮轴承的转子；

或

所述第一传感器和第二传感器为电涡流传感器。

13.一种磁悬浮轴承，其特征在于，包括：

转子；其中所述转子的轴向表面设置有倾斜面和非倾斜面。

14.根据权利要求13所述的磁悬浮轴承，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一所述的轴向位移检测装置。