[发明专利]柔性聚合物的非接触转速传感器及转速、摆动监测方法

说明书

本发明涉及转速传感器技术领域，公开了柔性聚合物的非接触转速传感器及转速、摆动监测方法，包括转子以及与转子内壁通过轴承连接的定子，所述定子内设置有增重块，所述转子内壁与所述定子之间固定有柔性聚合物，所述柔性聚合物包括聚氨酯薄膜和聚四氟乙烯薄膜，分别固定在所述转子与所述定子上，且在所述转子运动过程中二者之间产生相对位移；本发明主要采用柔性聚合物的摩擦起电特性制作，无需外部电源供电，降低了维护成本，同时具有良好的输出特性；测量时不需要配备固定在地面或操作台上的连接器和固定支架，不需要额外的安装空间，有利于设备的小型化和集成化。

技术领域

本发明涉及转速传感器技术领域，具体涉及柔性聚合物的非接触转速传感器及转速、摆动监测方法。

背景技术

转速传感器作为现代工业自动化生产中的重要一环，是提高旋转精度，实现转速实时控制的基础。传统的转速传感器主要基于光电转换和电磁感应，需要配备固定在地面或操作台上的连接器和固定支架，需要额外的安装空间，这些特性增加了转速测量的复杂程度，同时也不利于设备的小型化和集成化。

此外，传统的传感器都需要电池等外部设备进行供电，大量的电池易对环境造成较大污染，同时对供电单元的维护将极大地增加设备的运行成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供柔性聚合物的非接触转速传感器及转速、摆动监测方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

柔性聚合物的非接触转速传感器，包括转子以及与转子内壁通过轴承连接的定子，所述定子内设置有增重块，所述转子内壁与所述定子之间固定有柔性聚合物，所述柔性聚合物包括聚氨酯薄膜和聚四氟乙烯薄膜，分别固定在所述转子与所述定子上，且在所述转子运动过程中二者之间产生相对位移。

在本发明中，优选的，所述转子为圆柱形结构，且内部中空。

在本发明中，优选的，所述定子包括连接柱和检测盘，所述连接柱和检测盘为同轴心一体式结构。

在本发明中，优选的，所述检测盘下端内侧设置有球形槽，所述球形槽用于放置增重块，所述增重块通过重力作用保持所述定子与地面保持相对静止。

在本发明中，优选的，所述检测盘上端外侧面上通过铜电极固定连接所述聚四氟乙烯薄膜。

在本发明中，优选的，所述连接柱与所述转子共轴设置，且所述连接柱两端外侧固定连接所述轴承的内轴，所述轴承的外轴与所述转子内壁固定连接。

在本发明中，优选的，所述连接柱内贯穿设有第一导线槽，所述检测盘与所述聚四氟乙烯薄膜连接位置开设有第二导线槽，所述第二导线槽另一端垂直连接至第一导线槽。

在本发明中，优选的，所述转子内壁靠近所述检测盘的外侧面的位置固定有若干个宽度不同的所述聚氨酯薄膜。

柔性聚合物的非接触转速传感器转速监测方法，转子外壳底面与待监测物体固定，转子与待监测物体同轴心旋转，定子相对地面静止，转子上的聚氨酯薄膜与定子上的聚四氟乙烯薄膜发生周期性摩擦，产生周期性的正电压波峰和负电压波峰，依据波峰之间间隔时间计算待监测物体的转速。

柔性聚合物的非接触转速传感器摆动监测方法，转子外壳底面与待监测物体固定，转子随着待监测物体摆动，定子相对地面静止，定子上的聚四氟乙烯薄膜与转子上的宽度不同的聚氨酯薄膜进行接触和分离，产生峰值不同的电信号，依据不同峰值的电信号出现顺序来区分被测试物体的摆动状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明主要采用柔性聚合物的摩擦起电特性制作，无需外部电源供电，降低了维护成本，同时具有良好的输出特性；