[实用新型]提高转静子轴向间隙测量精度的装置

权利要求书

1.一种提高转静子轴向间隙测量精度的装置，其特征是，包括：微波信号产生模块、信号功率放大模块、信号接收和混频模块、信号调理采集模块、计算机、载波路环形器、参考路环形器、载波路射频线缆、参考路射频线缆、微波载波传感器、微波参考传感器；

信号接收和混频模块由载波路混频器和第一和第二两路参考路混频器组成；

微波信号产生模块产生载波信号和参考信号，载波信号依次经信号功率放大模块、载波路环形器、载波路射频线缆传输到微波载波传感器，微波载波传感器发射载波信号到被测的转子轴向端面，同时接收转子轴向端面的载波反射信号，接收的载波反射信号经过接收用载波路射频线缆、载波路环形器后作为载波路混频器的射频输入信号；所述参考信号经过信号功率放大模块放大后作为载波路混频器的本振输入信号；载波路混频器输出两路正交解调信号通过信号调理采集模块预处理后传送至计算机；

微波信号产生模块产生的参考信号依次经信号功率放大模块、参考路环形器、参考路射频线缆传输到微波参考传感器端面反射回传，回传的信号经过接收用参考路射频线缆输回到参考路环形器再输出并作为第一路参考路混频器的本振输入信号；微波信号产生模块产生的载波信号经过放大后作为第一路参考路混频器的射频输入信号；第一路参考路混频器输出两路正交解调信号通过信号调理采集模块预处理后，传送至计算机；

微波信号产生模块产生的载波信号经过信号功率放大模块作为第二路参考路混频器射频输入信号；微波信号产生模块产生的参考信号经过放大作为第二路参考路混频器的本振输入信号；第二路参考路混频器输出一路正交解调信号，经过信号调理采集模块预处理后，传送至计算机；

计算机对输入的信号进行处理，得到转静子轴向间隙。

2.如权利要求1所述的提高转静子轴向间隙测量精度的装置，其特征是，微波信号产生模块包括：时钟基准、控制器、载波路锁相环、载波路压控振荡器、载波路环路滤波器、参考路锁相环、参考路压控振荡器、参考路环路滤波器；

信号功率放大模块包括：载波路功率放大器、载波路中等功率放大器、载波路中等功率放大器、参考路中等功率功率放大器、参考路中等功率放大器、参考路功率放大器；

信号接收和混频模块包括：参考路混频器、参考路射频低噪声放大器、第一低通滤波器(17)、第二低通滤波器(18)、参考路混频器、第三低通滤波器(20)、第四低通滤波器(21)、第五低通滤波器(22)、载波路混频器、载波路射频低噪声放大器；

时钟基准为系统提供稳定的频率参考；

控制器设置载波路锁相环工作在载波频率ω_r模式下；载波路锁相环通过内部的电荷泵输出脉冲电流信号，经过载波路环路滤波器带通滤波后，使载波路压控振荡器输出载波频率为ω_r的载波信号，同时通过内部的鉴相器，实时监测时钟基准的倍频信号与载波路压控振荡器的载波反馈信号的相位差，并使二者相位差为零；

载波路压控振荡器输出的载波信号经过载波路功率放大器的功率放大后，进入载波路环形器的第一个端口，并从载波路环形器的第二个端口输出；载波路环形器的第二个端口与载波路射频线缆连接，载波路射频线缆与微波载波传感器连接，微波载波传感器发射载波信号到被测的转子轴向端面，同时接收转子轴向端面的载波反射信号，经过载波路射频线缆，输回到载波路环形器的第二个端口，并从载波路环形器的第三个端口输出；

控制器设置参考路锁相环工作在参考频率ω_s模式下；参考路锁相环通过内部的电荷泵输出脉冲电流信号，经过参考路环路滤波器带通滤波后，使参考路压控振荡器输出参考频率为ω_s的参考信号，同时通过内部的鉴相器，实时监测时钟基准的倍频信号与参考路压控振荡器的参考反馈信号的相位差，并使二者相位差为零；

参考路压控振荡器输出的参考信号经过参考路功率放大器的功率放大后，进入参考路环形器的第一个端口，并从参考路环形器的第二个端口输出；参考路环形器的第二个端口与参考路射频线连接，参考路射频线缆与参考路微波参考传感器连接，参考路微波参考传感器发射的参考信号全部在传感器端面反射，经过参考路射频线缆，输回到参考路环形器的第二个端口，并从参考路环形器的第三个端口输出；

参考路微波参考传感器结构包括：微波天线、金属空心套筒、金属参考反射端面；其中，金属参考反射端面作为参考路微波参考传感器的端面，可将参考路微波参考传感器发射的参考信号全部反射回参考路射频线缆；

微波天线与金属参考反射端面的间隙值s为毫米级且不为零；

参考路环形器的第三个端口输出的参考信号经过参考路射频低噪声放大器的放大后作为参考路混频器的本振输入信号Y₂；同时，载波路压控振荡器输出的载波信号经过载波路中等功率放大器的中等增益放大后作为参考路混频器的射频输入信号X₁；参考路混频器输出两路正交解调信号，分别经过第一低通滤波器(17)和第二低通滤波器(18)后，为Z_I1和Z_Q1，这两路信号通过信号调理采集模块预处理后，传送至计算机；

载波路环形器的第三个端口输出的载波信号经过载波路射频低噪声放大器的放大后作为载波路混频器的射频输入信号Y₁；同时，参考路压控振荡器输出的参考信号经过参考路中等功率放大器的中等增益放大后作为载波路混频器的本振输入信号X₂；载波路混频器输出两路正交解调信号，分别经过第四低通滤波器(21)和第五低通滤波器(22)后，为Z_I2和Z_Q2，这两路信号也通过信号调理采集模块预处理后，传送至计算机；

载波路压控振荡器输出的载波信号经过载波路中等功率放大器的中等增益放大后作为参考路混频器的射频输入信号Y₃；同时参考路压控振荡器输出的参考信号经过参考路中等功率放大器的中等增益放大后作为参考路混频器的本振输入信号X₃；参考路混频器输出一路正交解调信号，经过第三低通滤波器(20)后，为Z_I3，这路信号经过信号调理采集模块预处理后，传送至计算机；

信号调理采集模块可由信号放大电路、信号滤波电路和模拟数字转换电路组成。