[发明专利]磁力泵转轴位置在线监测装置和方法

摘要

现有磁力泵转轴位置在线检测装置磁力泵轴承转轴偏心与磁路磁阻变化呈严重非线性关系，磁力泵轴偏心量不同时检测精度不同，同时，磁力泵轴轴向窜动和倾斜也影响检测精度。本发明公开了一种新型的磁力泵转轴位置在线监测装置和方法。对检测探头磁路结构进行新的设计，附加的矩型导磁体使得磁力泵轴承转轴偏心量与检测探头磁路磁阻变化呈线性关系。该方案的有益效果是：1.降低了磁力泵轴偏心量的大小变化对检测精度的影响。2.降低了磁力泵轴轴向窜动和倾斜对检测精度的影响。3.提高了磁力泵转轴位置传感器的线性度、稳定性和可靠性。4.提高了磁力泵转轴位置测量精度。

主权项

1.一种磁力泵转轴位置在线监测装置，包括磁力泵隔离套(1)、2N个检测探头(17)、2个检测探头封盖(18)、检测轮(19)、内磁转子(3)、内滑动轴承支架(10)、左检测探头出线管(11)、右检测探头出线管(12)和智能磁力泵转轴位置在线监测电路板(39)；其特征是：磁力泵隔离套上的环型嵌槽、内滑动轴承支架上的环型嵌槽的内、外径及深度几何尺寸相同，并与磁力泵轴同轴；2N个检测探头固定在磁力泵隔离套和内滑动轴承支架上；其中N个检测探头从右侧固定于磁力泵隔离套环型嵌槽内，并由一个环形不导磁的检测探头封盖(18)盖在磁力泵隔离套环型嵌槽槽口，焊接连接，左检测探头出线管(11)与磁力泵隔离套环型嵌槽内出线孔相连，左检测探头出线管、N个检测探头、磁力泵隔离套，检测探头封盖构成一体化结构；另外N个检测探头从左侧固定于内滑动轴承支架环型嵌槽内，并由另一个环形不导磁的检测探头封盖(18)盖在内滑动轴承支架环型嵌槽槽口，焊接连接，右检测探头出线管(12)与内滑动轴承支架环型嵌槽内出线孔相连，右检测探头出线管、N个检测探头、内滑动轴承支架，检测探头封盖也构成一体化结构；内磁转子固定在磁力泵轴上，用导磁材料制造的检测轮(19)为环柱形，从右侧套装在内磁转子上，检测轮与磁力泵轴同轴，其左端面与左检测探头封盖右端面的距离等于其右端面与右检测探头封盖左端面的距离；检测探头包括导磁体1(25)、导磁体2(26)、导磁体3(27)、导磁体4(28)、磁场产生体(29)、磁场敏感体(30)、非导磁支架(16)；导磁体4从导磁体3右侧插入，导磁体4的矩柱型体的长矩形边与导磁体3矩柱型体的长矩形边平行，非导磁支架从导磁体3左侧插入套在导磁体4圆柱型体上，导磁体4右端面与导磁体3右端面同平面；磁场敏感体从非导磁支架中心圆孔左侧插入与导磁体4相抵，导磁体2从非导磁支架中心圆孔左侧插入并与其内凸台左端面相抵，磁场产生体从非导磁支架左侧中心圆孔插入与导磁体2相抵，导磁体1圆柱型体在前从导磁体3左侧插入非导磁支架中心圆孔，并与磁场产生体相抵；2N个检测探头的圆柱型磁场产生体圆心与磁力泵轴的轴心距离均相等，各检测探头的导磁体4矩柱型体的矩形长边分别与通过该检测探头圆柱型磁场产生体圆心的磁力泵轴的径向射线平行；N大于等于2；当N等于2时，检测轮同侧的两个检测探头圆柱型磁场产生体圆心对磁力泵轴的张角是90度；当N大于2时，检测轮同侧检测探头沿周向均匀分布，相邻检测探头之间的张角相等；检测轮两侧的检测探头对检测轮中心平面镜面对称分布，检测轮内、外圆半径差大于等于检测探头导磁体3矩柱型体的矩长，检测轮外圈半径等于检测探头圆柱型磁场产生体圆心与磁力泵轴轴心的距离；各检测探头内的导磁体1、磁场产生体、导磁体2、磁场敏感体、导磁体3、导磁体4和检测轮分别组成闭合磁路；智能磁力泵转轴位置在线监测电路板由2N个信号调理电路和智能信号处理电路板组成，2N个检测探头中的磁场敏感体信号线分别与2N个信号调理电路信号输入端口相连，2N个信号调理电路信号输出线全部连接到智能信号处理电路板2N个输入端口；磁力泵转轴位置在线监测方法：其特征是包括如下步骤：A、磁力泵轴承发生磨损时，固定在磁力泵内磁转子上的检测轮产生径向位移，各检测探头与检测轮组成的闭合磁路的磁阻大小同时发生改变；B、各检测探头相应磁场敏感体产生响应信号，智能信号处理电路板通过2N个信号调理电路接收各检测探头的磁场敏感体的响应信号，并进行智能处理得到2N个位移量分量，每个位移量分量是由磁力泵轴轴心通过相应检测探头圆柱型磁场产生体圆心的径向方向上的检测轮位移量分量；C、智能磁力泵转轴位置在线监测电路板分别将检测轮两侧相同径向方向上2个检测探头得到的检测轮位移量分量相加，得到检测轮在各径向方向上的和位移量分量；D、智能磁力泵转轴位置在线监测电路板将检测轮在各径向方向上的和位移量分量进行相应的坐标变换处理和差值运算处理，得到正交的X轴和Y轴方向上的检测轮位移量分量，并进而通过计算和标度变换，得到磁力泵转轴径向位移位移量。