專利名稱：磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用傳感器在線測量位移的裝置和方法，特別涉及對磁力泵轉(zhuǎn)軸位置的在 線監(jiān)測的裝置和方法。
背景技術(shù)：
磁力泵是通過永磁聯(lián)軸器內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子之間的永磁力帶動泵體內(nèi)葉輪轉(zhuǎn)動，通過安裝在 內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子之間的靜止隔離套保證其泵介質(zhì)無泄露。泵轉(zhuǎn)子由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、泵轉(zhuǎn)軸和葉輪組 成，由前后滑動軸承徑向支撐。
由于磁力傳動泵采用封閉結(jié)構(gòu)，泵內(nèi)部滑動軸承依靠所輸送的介質(zhì)來實現(xiàn)自身的潤滑 與冷卻，而磁力泵輸送的介質(zhì)潤滑性往往較差，滑動軸承常因潤滑不良而磨損嚴(yán)重,磨損 后軸瓦與軸的徑向間隙增大，轉(zhuǎn)子部件轉(zhuǎn)動松動，轉(zhuǎn)子中心偏離軸幾何中心，滑動軸承磨 損嚴(yán)重時，加上磁力泵安裝時的原始機械偏心，將導(dǎo)致磁力泵內(nèi)轉(zhuǎn)子與定子摩擦，特別是 磁力泵內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與密封隔離套發(fā)生摩擦。若未及時發(fā)現(xiàn)，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子會將密封套磨穿，不僅 造成介質(zhì)泄漏，而且可能引起火災(zāi)。為了防止此類事故的發(fā)生和充分發(fā)揮軸承潛能，需要 給磁力泵軸承安裝轉(zhuǎn)軸位置檢測裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了防止上述事故的發(fā)生和充分發(fā)揮軸承潛能，給磁力泵軸承安裝轉(zhuǎn) 軸位置在線檢測裝置，本發(fā)明同時提供了一種磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測方法。
本發(fā)明磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置采用的技術(shù)方案是包括檢測探頭法蘭、檢測輪 和信號處理電路板，檢測探頭法蘭固定于磁力泵非轉(zhuǎn)動體上，用導(dǎo)磁材料制造的檢測輪固 定在磁力泵轉(zhuǎn)軸上并位于檢測探頭法蘭中心通孔內(nèi)且和檢測探頭法蘭同軸。
檢測探頭法蘭固定于磁力泵隔離套外表面，或固定于磁力泵流體密封系統(tǒng)內(nèi)且用兩個 密封圈使其徑向外端面與磁力泵內(nèi)部密封流體隔離。
檢測探頭法蘭包括檢測探頭法蘭隔離套、檢測探頭法蘭隔離套封蓋、檢測探頭和檢測 探頭電路板；檢測探頭法蘭隔離套、檢測探頭法蘭隔離套封蓋采用非導(dǎo)磁材料制造，檢測 探頭和檢測探頭電路板密封于檢測探頭法蘭隔離套內(nèi)；檢測探頭法蘭隔離套封蓋固定于檢 測探頭法蘭隔離套開口處。
所述檢測探頭是由N個相同的檢測傳感器組成且N大于等于1;當(dāng)N等于2時，兩個 檢測傳感器在磁力泵轉(zhuǎn)軸徑向方向的夾角是90度；當(dāng)N大于2時，每個檢測傳感器之間 的夾角相等。所述檢測傳感器由磁場產(chǎn)生體、導(dǎo)磁體和磁場敏感體組成，磁場產(chǎn)生體、導(dǎo)磁體和檢 測輪組成閉合磁路。
由對應(yīng)的N個信號調(diào)理電路組成檢測探頭電路板，檢測探頭電路板(15)電連接信號處 理電路板；每個信號調(diào)理電路電連接一個磁場敏感體。
本發(fā)明磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測方法包括如下步驟-A、在磁力泵軸承發(fā)生磨損時，固定在磁力泵轉(zhuǎn)軸上的檢測輪與檢測探頭法蘭之間間 隙大小發(fā)生改變，磁場產(chǎn)生體、導(dǎo)磁體和檢測輪組成的閉合磁路的磁阻大小同時發(fā)生改變；
B、 磁場敏感體產(chǎn)生一個響應(yīng)信號，通過檢測探頭電路板接收磁場敏感體的響應(yīng)信號， 并將響應(yīng)信號輸出到信號處理電路板；
C、 每個檢測傳感器可以檢測一個方向上的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置狀況，信號處理電路板將 收到的各個檢測傳感器的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置狀況進行綜合分析，得到磁力泵最大轉(zhuǎn)軸位置狀 況，并將該轉(zhuǎn)軸位置狀況以電流信號方式遠距離傳送。
本發(fā)明將檢測裝置固定于磁力泵非轉(zhuǎn)動體上且靠近磁力泵軸承，通過檢測輪與檢測探 頭法蘭之間間隙大小的改變導(dǎo)致閉合磁路的磁阻大小的改變來在線檢測磁力泵轉(zhuǎn)軸位置
狀態(tài)，能及時預(yù)報與發(fā)現(xiàn)磁力泵內(nèi)轉(zhuǎn)子與磁力泵隔離套發(fā)生摩擦，避免泄漏事故的發(fā)生。 裝置結(jié)構(gòu)簡單，監(jiān)測方法準(zhǔn)確可靠。


圖1是本發(fā)明磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置中的檢測探頭法蘭6固定于磁力泵流體密 封系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置中的檢測探頭法蘭6固定于磁力泵隔離套 l外表面上的結(jié)構(gòu)示意圖3是含有4個檢測傳感器的檢測探頭法蘭6和檢測輪5的安裝結(jié)構(gòu)圖，其中圖3a為 主視剖視圖，圖3b為左視剖視圖4是圖3中檢測探頭法蘭隔離套9的結(jié)構(gòu)圖其中圖4a為主視剖視圖，圖4b為左 視圖5是圖3中檢測探頭法蘭隔離套封蓋16的結(jié)構(gòu)圖其中圖5a為右視圖，圖5b為主 視剖視圖6是圖3中檢測輪5的結(jié)構(gòu)圖其中圖6a為主視剖視圖，圖6b為左視圖7是本發(fā)明實施例中含有4個檢測傳感器的檢測探頭法蘭6和檢測輪5的安裝結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明實施例中檢測傳感器和檢測輪5組成的閉合磁路示意9本發(fā)明實施例中檢測探頭電路板15的一路信號調(diào)理電路連接圖； 圖中l(wèi).磁力泵隔離套，2.外磁轉(zhuǎn)子，3.內(nèi)磁轉(zhuǎn)子，4.滑動軸承，5.檢測輪，6.檢測 探頭法蘭，7.葉輪，8.電動機，9.檢測探頭法蘭隔離套，IO.密封圈，U.出線孔，12.磁 場敏感體，13.磁場產(chǎn)生體，14.導(dǎo)磁體，15.檢測探頭電路板，16.檢測探頭法蘭隔離套封 蓋，17.檢測探頭法蘭出線孔，20.磁力泵轉(zhuǎn)軸，21.線性霍爾集成電路電源腳，22.線性霍 爾集成電路輸出腳，23.線性霍爾集成電路接地腳，24.信號調(diào)理電路輸出腳。
具體實施例方式
如圖1 3所示，磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置包括檢測探頭法蘭6、檢測輪5和信 號處理電路板。檢測探頭法蘭6固定于磁力泵非轉(zhuǎn)動體上。檢測探頭法蘭6可以在磁力泵 隔離套l外表面，也可以在磁力泵流體密封系統(tǒng)內(nèi)。在磁力泵流體密封系統(tǒng)內(nèi)時，有兩個 密封圈10使檢測探頭法蘭6徑向外端面與磁力泵內(nèi)部密封流體隔離。
檢測探頭法蘭6包括檢測探頭法蘭隔離套9、檢測探頭法蘭隔離套封蓋16、檢測探頭 和檢測探頭電路板15。如圖4 5，檢測探頭法蘭隔離套9、檢測探頭法蘭隔離套封蓋16 均采用非導(dǎo)磁材料制造，檢測探頭和檢測探頭電路板15均用耐高溫膠密封于檢測探頭法 蘭隔離套9內(nèi)，檢測探頭法蘭隔離套封蓋16焊接在檢測探頭法蘭隔離套9開口處。在檢 測探頭法蘭隔離套9上設(shè)置檢測探頭法蘭出線孔17。
用導(dǎo)磁材料制造的如圖6所示的檢測輪5固定在磁力泵轉(zhuǎn)軸20上，同時位于檢測探頭 法蘭6中心通孔內(nèi)，檢測探頭法蘭6和檢測輪5同軸。檢測輪5如果需要防腐防銹可以在 其外加薄的隔離套。
檢測探頭是由相同的N個檢測傳感器組^L N大于等于l。當(dāng)N等于2時，兩個檢測傳 感器在檢測探頭法蘭隔離套9內(nèi)徑向方向的夾角是90度。當(dāng)N大于2時，每個檢測傳感 器之間夾角相等。
檢測傳感器由磁場產(chǎn)生體13、導(dǎo)磁體14和磁場敏感體12組成，磁場敏感體12為磁 敏元件，導(dǎo)磁體14由導(dǎo)磁材料制造，磁場產(chǎn)生體13的作用為產(chǎn)生磁場，可以為永久磁鐵 或繞在導(dǎo)磁體14上的線圈。磁場產(chǎn)生體13、導(dǎo)磁體14和檢測輪5組成閉合磁路。
檢測探頭電路板由N個信號調(diào)理電路組成。每個信號調(diào)理電路用于接收一個磁場敏感 體12的響應(yīng)信號，經(jīng)過處理后輸出到信號處理電路板。
信號處理電路板由包含單片機的智能系統(tǒng)組成。信號處理電路板接收檢測探頭電路板 的各信號調(diào)理電路輸出信號，在單片機的智能系統(tǒng)中進行綜合分析后，將磁力泵最大轉(zhuǎn)軸 位置狀況以電信號方式遠距離傳送。磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測方法是檢測探頭法蘭6固定于磁力泵非轉(zhuǎn)動體上，檢測輪 5固定在磁力泵轉(zhuǎn)軸20上并位于檢測探頭法蘭6中心通孔內(nèi)且和檢測探頭法蘭6同軸；將
檢測探頭法蘭隔離套封蓋16固定在檢測探頭法蘭隔離套9開口處形成檢測探頭法蘭6的
內(nèi)腔，檢測探頭和檢測探頭電路板15密封在該內(nèi)腔中；檢測探頭由若干個相同的檢測傳
感器組成；該檢測傳感器由磁場產(chǎn)生體13、導(dǎo)磁體14和磁場敏感體12組成，并和檢測輪 5組成閉合磁路。
磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測方法采用的技術(shù)方案是包括如下步驟
A、 在磁力泵軸承發(fā)生磨損時，固定在磁力泵轉(zhuǎn)軸20上的檢測輪5與檢測探頭法蘭6 之間間隙大小發(fā)生改變，磁場產(chǎn)生體13、導(dǎo)磁體14和檢測輪5組成閉合磁路的磁阻大小 同時發(fā)生改變。
B、 磁場敏感體12產(chǎn)生一個響應(yīng)信號，通過檢測探頭電路板15接收磁場敏感體12的 響應(yīng)信號，并將響應(yīng)信號輸出到信號處理電路板。
C、 每個檢測傳感器可以檢測一個方向上的磁力泵轉(zhuǎn)軸20位置狀況，信號處理電路板 將收到的各個檢測傳感器的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置狀況進行綜合分析，得到磁力泵最大轉(zhuǎn)軸位置 狀況，并將該磨損狀況以電流信號方式遠距離傳送。
實施例1
參照圖l，磁力泵是由磁力泵隔離套l、外磁轉(zhuǎn)子2、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子3以及前后滑動軸 承4組成，葉輪7安裝在磁力泵流體密封系統(tǒng)內(nèi)，電動機8帶動磁力泵轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。該裝置 包括檢測探頭法蘭6、檢測輪5。其中檢測探頭法蘭6位于磁力泵流體密封系統(tǒng)內(nèi)。有兩 個密封圈10使檢測探頭法蘭6徑向外端面及出線孔11與磁力泵內(nèi)部密封流體隔離。
參照圖7的檢測探頭法蘭6。該檢測探頭由4個完全相同的檢測傳感器組成，各檢測 傳感器在磁力泵轉(zhuǎn)軸徑向方向的夾角是90度。檢測傳感器和檢測輪5組成的閉合磁路的 如圖8所示。磁場產(chǎn)生體13為永久磁鐵，磁場敏感體12為線性霍爾集成電路CS3503，導(dǎo) 磁體14由矽鋼片疊加而成。檢測探頭電路板由4個信號調(diào)理電路組成。參照圖9的一路 信號調(diào)理電路的，線性霍爾集成電路電源腳21接電源VCC，線性霍爾集成電路接地腳23 接，線性霍爾集成電路輸出腳22為磁場敏感的響應(yīng)信號腳，通過放大器放大后輸出到信 號調(diào)理電路輸出腳24，然后送到信號處理電路板。信號處理電路板接收各檢測傳感器通過 信號調(diào)理電路輸出腳的輸出信號，進行程序分析后，將磁力泵最大轉(zhuǎn)軸位置狀況以電信號 方式遠距離傳送。
實施例2
參照圖2的另一磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)圖，該裝置包括檢測探頭法蘭6、檢測輪5。其中檢測探頭法蘭6位于磁力泵隔離套1外表面。檢測探頭法蘭6結(jié)構(gòu)同實施 例1。
權(quán)利要求
1. 一種磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置，包括檢測探頭法蘭(6)、檢測輪(5)和信號處理電路板，其特征是檢測探頭法蘭(6)固定于磁力泵非轉(zhuǎn)動體上，用導(dǎo)磁材料制造的檢測輪(5)固定在磁力泵轉(zhuǎn)軸(20)上并位于檢測探頭法蘭(6)中心通孔內(nèi)且和檢測探頭法蘭(6)同軸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置，其特征是檢測探頭法蘭(6) 固定于磁力泵隔離套(1)外表面，或固定于磁力泵流體密封系統(tǒng)內(nèi)且用兩個密封圈(10) 使其徑向外端面與磁力泵內(nèi)部密封流體隔離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置,其特征是檢測探頭法蘭(6) 包括檢測探頭法蘭隔離套(9)、檢測探頭法蘭隔離套封蓋(16)、檢測探頭和檢測探頭電路 板(15);檢測探頭法蘭隔離套(9)、檢測探頭法蘭隔離套封蓋(16)采用非導(dǎo)磁材料制造， 檢測探頭和檢測探頭電路板(15)密封于檢測探頭法蘭隔離套(9)內(nèi)；檢測探頭法蘭隔離 套封蓋(16)固定于檢測探頭法蘭隔離套(9)開口處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置,其特征是所述檢測探頭是由 N個相同的檢測傳感器組成且N大于等于1;當(dāng)N等于2時，兩個檢測傳感器在磁力泵轉(zhuǎn)軸 徑向方向的夾角是90度；當(dāng)N大于2時，每個檢測傳感器之間的夾角相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置，其特征是所述檢測傳感器由 磁場產(chǎn)生體(13)、導(dǎo)磁體(14)和磁場敏感體(12)組成，磁場產(chǎn)生體(13)、導(dǎo)磁體(14) 和檢測輪(5)組成閉合磁路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置，其特征是由對應(yīng)的N個信 號調(diào)理電路組成檢測探頭電路板(15)，檢測探頭電路板(15)電連接信號處理電路板；每個 信號調(diào)理電路電連接一個磁場敏感體(12)。
7. —種磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測方法:其特征是包括如下步驟-A、 在磁力泵軸承發(fā)生磨損時，固定在磁力泵轉(zhuǎn)軸上的檢測輪(5)與檢測探頭法蘭(6) 之間間隙大小發(fā)生改變，磁場產(chǎn)生體(13)、導(dǎo)磁體(14)和檢測輪(5)組成的閉合磁路 的磁阻大小同時發(fā)生改變；B、 磁場敏感體(12)產(chǎn)生一個響應(yīng)信號，通過檢測探頭電路板(15)接收磁場敏感體 (12)的響應(yīng)信號，并將響應(yīng)信號輸出到信號處理電路板；C、 每個檢測傳感器可以檢測一個方向上的磁力泵轉(zhuǎn)軸(20)位置狀況，信號處理電路 板將收到的各個檢測傳感器的磁力泵轉(zhuǎn)軸(20)位置狀況進行綜合分析，得到磁力泵最大 轉(zhuǎn)軸位置狀況，并將該轉(zhuǎn)軸位置狀況以電流信號方式遠距離傳送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁力泵轉(zhuǎn)軸位置在線監(jiān)測裝置和方法，檢測探頭法蘭固定于磁力泵非轉(zhuǎn)動體上，檢測輪固定在磁力泵轉(zhuǎn)軸上并位于檢測探頭法蘭中心通孔內(nèi)且和檢測探頭法蘭同軸；檢測傳感器由磁場產(chǎn)生體、導(dǎo)磁體組成并和檢測輪組成閉合磁路。在磁力泵轉(zhuǎn)軸位置發(fā)生變化時，檢測輪與檢測探頭法蘭之間間隙大小發(fā)生改變，閉合磁路的磁阻大小同時發(fā)生改變，通過信號調(diào)理電路接收磁場敏感體的響應(yīng)信號并輸出到信號處理電路板，進行程序分析后，將磁力泵最大轉(zhuǎn)軸位置狀況以電信號方式遠距離傳送。本發(fā)明能及時在線檢測磁力泵轉(zhuǎn)軸位置，預(yù)報與發(fā)現(xiàn)磁力泵內(nèi)轉(zhuǎn)子與磁力泵隔離套發(fā)生摩擦，避免導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生，裝置結(jié)構(gòu)簡單，監(jiān)測方法準(zhǔn)確可靠。
文檔編號G01B7/00GK101430188SQ20081023493
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者陪 曾 申請人:江蘇大學(xué)