[发明专利]转轴的轴向位移检测方法和装置及磁悬浮轴承系统

说明书

本发明公开了一种转轴的轴向位移检测方法和装置及磁悬浮轴承系统。在待测转轴上设置有台阶，该方法包括：检测径向探头输出的电信号，径向探头设置在待测转轴的径向，并与台阶相对设置，径向探头用于感应台阶的有效检测面积，并输出与有效检测面积相应的电信号；以及根据电信号确定待测转轴的轴向位移。通过本发明，解决了相关技术中通过轴向探头检测轴向检测面的位移作为转轴的轴向位移检测方法准确性不高的问题。

技术领域

本发明涉及检测领域，具体而言，涉及一种转轴的轴向位移检测方法和装置及磁悬浮轴承系统。

背景技术

磁悬浮轴承系统中的轴向位移传感器的设置不仅要满足结构上简单可行，更要保证位移检测的准确性。目前大多数检测轴向位移的方式都是在轴向上布置一个或者多个探头，在探头的前面设置一个轴向检测面，依靠轴向探头所检测到与轴向检测面的距离来确定转轴的轴向位移。图1是相关技术中的径向位移和轴向位移检测传感器的结构主视示意图，如图1所示，轴向位移传感器3’设置在传感器壳体1’上，用于检测与轴向检测面5’之间的距离，轴向检测面5’垂直于待测转轴4’的轴线。图2是相关技术中的径向位移和轴向位移检测传感器的结构俯视示意图，如图2所示，T5’和T6’是两个轴向位移传感器，设置在传感器壳体1’的端面上。这种通过检测与轴向检测面之间的位移来作为转轴轴向位移的检测方法会存在如下问题：(1)当轴向检测面因为加工误差和安装误差出现倾斜时，即使转轴未发生轴向位移，轴向检测面与轴向位移传感器之间的距离也会随着转轴的旋转过程发生变化，造成轴向位移传感器输出的轴向位移的值在转轴的旋转过程中不断变化，根据磁悬浮轴承系统的控制逻辑，系统会不断的调节转轴的轴向位置，使转轴在轴向方向上产生窜动，影响对转轴轴向的控制，严重的会直接导致系统的失稳，对系统的可靠性有着很大的影响；(2)轴向检测面采用一个探头测试或者多个探头求平均值的方式，其轴向探头所受温漂对轴向位移测试的影响无法有效消除。这种检测方法需要在转轴的轴向上布置一个轴向探头检测面，因此，轴向检测面加工、安装的平面度、垂直度对轴向位移测试的准确性有很大的影响。并且，这种采用轴向布置双探头求和的输出方式，放大了轴向探头的温度漂移，轴向位移测试的准确性受温度的影响较大。

针对相关技术中通过轴向探头检测轴向检测面的位移作为转轴的轴向位移检测方法准确性不高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转轴的轴向位移检测方法和装置及磁悬浮轴承系统，以解决相关技术中通过轴向探头检测轴向检测面的位移作为转轴的轴向位移检测方法准确性不高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转轴的轴向位移检测方法。在待测转轴上设置有台阶，该方法包括：检测径向探头输出的电信号，径向探头设置在待测转轴的径向，并与台阶相对设置，径向探头用于感应台阶的有效检测面积，并输出与有效检测面积相应的电信号；以及根据电信号确定待测转轴的轴向位移。

进一步地，径向探头包括第一径向探头和第二径向探头，第一径向探头和第二径向探头在待测转轴的轴线方向上间隔预设距离，检测径向探头输出的电信号包括：检测第一径向探头输出的第一电信号；检测第二径向探头输出的第二电信号，根据电信号确定待测转轴的轴向位移包括：对第一电信号和第二电信号进行差分处理，得到差分电信号；根据差分电信号确定待测转轴的轴向位移。

进一步地，径向探头包括多组径向探头，每组径向探头包括两个径向探头，每组径向探头的两个径向探头在待测转轴的轴线方向上间隔预设距离，检测径向探头输出的电信号包括：分别检测多组径向探头中每个径向探头输出的电信号，根据电信号确定待测转轴的轴向位移包括：分别对每组径向探头中的两个径向探头输出的两个电信号进行差分处理，得到多个差分电信号；对多个差分电信号求平均值得到差分电信号平均值；根据差分电信号平均值得到待测转轴的轴向位移。