一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器裝置，主要包括振動(dòng)體組件、駐體組件和振動(dòng)膜片。振動(dòng)信號(hào)由雙膜片和頂桿組成的拾振單元輸入，頂桿帶動(dòng)振動(dòng)體和駐體體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，變化的線圈磁通量而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引出該電信號(hào)作為振動(dòng)傳感器的輸出，從而實(shí)現(xiàn)了將機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。其特征在于：組件化結(jié)構(gòu)使其能靈活選用動(dòng)圈或動(dòng)磁鐵的方式，選擇不同柔性的膜片可改變傳感器靈敏度，為動(dòng)平衡電測(cè)提供普適性的振動(dòng)傳感器，通用性好，靈敏度調(diào)節(jié)容易；設(shè)計(jì)的漸開線鏤空結(jié)構(gòu)的圓形彈簧片，除具有傳統(tǒng)波形彈片同樣的定心和導(dǎo)向性能外，具有更強(qiáng)的抗側(cè)向失穩(wěn)能力，其剛度非線性也更??；反串聯(lián)的雙線圈結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的單線圈傳感器有更好的線性度；所用元件容易制造，成本較低。
【專利說明】一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械振動(dòng)測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種用于動(dòng)平衡電測(cè)系統(tǒng)中的振動(dòng)傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]材料、工藝和裝配等因素會(huì)造成旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子的幾何中心與旋轉(zhuǎn)中心不重合，即轉(zhuǎn)子存在不平衡量，這種不平衡量產(chǎn)生的不平衡慣性力作用在轉(zhuǎn)子軸承上，將引起振動(dòng)噪聲和加速軸承磨損，直接降低機(jī)械設(shè)備的整體性能，影響設(shè)備的使用壽命甚至造成重大事故。因此，旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)平衡測(cè)量用動(dòng)平衡電測(cè)系統(tǒng)的性能好壞將直接影響到機(jī)械設(shè)備的整體性能。
[0003]振動(dòng)傳感器是動(dòng)平衡電測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在各種類型的傳感器中，磁電式速度傳感器不需要輔助電源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，靈敏度高，在使用頻率范圍內(nèi)能輸出較強(qiáng)的電壓信號(hào)，頻帶寬，輸出功率大，測(cè)量電路也較簡(jiǎn)單，輸出阻抗低，且動(dòng)平衡電測(cè)設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。從機(jī)械接收原理方面來說，慣性式結(jié)構(gòu)的傳感器全部重量都必須附加在被測(cè)物體上，這會(huì)對(duì)振動(dòng)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的附加質(zhì)量影響。因此，相對(duì)式磁電速度傳感器比較適合應(yīng)用于動(dòng)平衡電測(cè)設(shè)備中。
[0004]目前振動(dòng)傳感器大多屬于慣性式磁電傳感器，且市場(chǎng)上的相對(duì)式磁電傳感器主要是動(dòng)圈型傳感器和用于測(cè)量轉(zhuǎn)速的磁電轉(zhuǎn)速傳感器。專利號(hào)201120115325.6公開的磁電式機(jī)械振動(dòng)傳感器是一種相對(duì)式電磁傳感器，其采用了彈簧和磁鋼組成的拾振單元及電感感應(yīng)磁場(chǎng)變化的方式，不能滿足動(dòng)平衡電測(cè)設(shè)備的處理對(duì)象和平衡精度的要求。專利號(hào)201320203784.9公開的振動(dòng)傳感器利用磁彈簧原理直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)速度，也不適合動(dòng)平衡測(cè)試。動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器基本都是動(dòng)平衡設(shè)備廠家根據(jù)需求定制，通用性差，成本較高，且存在老化失靈維修更換的不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前機(jī)械式振動(dòng)傳感器不能完全滿足動(dòng)平衡電測(cè)設(shè)備要求，所存在的通用性差、成本較高、靈敏度調(diào)節(jié)和維修更換不便等問題，提出一種方便實(shí)用、組件化、低成本的動(dòng)平衡電測(cè)用相對(duì)式磁電振動(dòng)傳感器。
[0006]本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括外殼、振動(dòng)體組件、駐體組件和振動(dòng)膜片，所述振動(dòng)體組件，是振動(dòng)體緊固在頂桿上組成的可動(dòng)部分，頂桿由兩片振動(dòng)膜片支撐，頂桿一端伸出與振動(dòng)源相連；所述駐體組件，是以磁軛為支撐，用壓板和隔層等部件固定駐體體，構(gòu)成的固定部分；所述振動(dòng)膜片，是傳感器的拾振元件，其振動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)振動(dòng)體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)輸入頂桿時(shí)，頂桿帶動(dòng)振動(dòng)體運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)組件和駐體組件產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起線圈磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，采用組件化結(jié)構(gòu)，能靈活選用動(dòng)圈或動(dòng)磁鐵的方式，所采用的雙膜片加頂桿的拾振單元，選擇不同柔性的膜片改變傳感器靈敏度，能為動(dòng)平衡電測(cè)提供普適性的振動(dòng)傳感器。
[0007]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)膜片采用以圓心為參考點(diǎn)的漸開線掏空結(jié)構(gòu)的圓形彈簧片，起到定心和導(dǎo)向作用。直徑的不同、漸開線的寬細(xì)和條數(shù)的不同，都能改變?cè)撜駝?dòng)膜片的參數(shù)，但其結(jié)構(gòu)是一致的。
[0008]進(jìn)一步地，所述駐體組件采用磁軛作為主體支撐，可將永磁體或線圈固定在磁軛上，在磁軛兩端加過渡圈后，用壓板固定膜片，形成線圈和永磁體做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的空腔，駐體組件固定在安裝底座上。
[0009]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)組件以頂桿為軸心，搭載線圈或永磁體，由兩片振動(dòng)膜片支撐。
[0010]進(jìn)一步地，所述線圈采用反串聯(lián)連接的雙線圈，永磁電位于磁軛和線圈的中心，且留有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的空腔。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:組件化結(jié)構(gòu)使其能靈活選用動(dòng)圈或動(dòng)磁鐵的方式，加上所用的雙膜片和頂桿的拾振單元，能通過選擇不同柔性的膜片改變傳感器靈敏度，為動(dòng)平衡電測(cè)提供普適性的振動(dòng)傳感器，通用性好，靈敏度調(diào)節(jié)容易；設(shè)計(jì)的漸開線鏤空結(jié)構(gòu)的圓形彈簧片，除具有傳統(tǒng)波形彈片同樣的定心和導(dǎo)向性能外，具有更強(qiáng)的抗側(cè)向失穩(wěn)能力，其剛度非線性也更小；反串聯(lián)的雙線圈結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的單線圈傳感器有更好的線性度；所用元件容易制造，成本較低。
[0012]本實(shí)用新型雖然是針對(duì)動(dòng)平衡電測(cè)用的振動(dòng)傳感器，但也能在需要相對(duì)式磁電振動(dòng)傳感器的其他場(chǎng)合應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的振動(dòng)膜片的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0016]如圖1所示為本實(shí)用新型動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，它包括駐體磁軛I，過渡圈2，壓板3，隔層4，支架5，永磁體6，線圈殼7，線圈8，頂桿9，振動(dòng)膜片10，外殼11，安裝底座12，所述駐體磁軛I既是磁路也是整個(gè)傳感器的支撐，與過渡圈2、壓板3、隔層4、支架5、永磁體6 —起組成該傳感器的駐體組件，駐體組件固定在安裝底座12上。所述頂桿9位于傳感器的軸心，與線圈殼7，線圈8 —起組成該傳感器的振動(dòng)體組件。頂桿9緊固在拾振元件兩片振動(dòng)膜片10上，振動(dòng)信號(hào)從頂桿9輸入，帶動(dòng)線圈8振動(dòng)和永磁體6相對(duì)運(yùn)動(dòng)，引起線圈磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引出該電信號(hào)作為振動(dòng)傳感器的輸出，從而實(shí)現(xiàn)了將機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
[0017]本實(shí)施例的駐體組件和振動(dòng)組件分別采用的是永磁體6和線圈8作為駐體體和振動(dòng)體，構(gòu)成了一個(gè)動(dòng)圈式磁電振動(dòng)傳感器，然而，只要在圖1所述中更換不同的隔層4，支架5，永磁體6，線圈殼7和頂桿9，永磁體固定在頂桿上，線圈固定在駐體磁軛上，即可改裝成動(dòng)磁鐵式磁電振動(dòng)傳感器。
[0018]本實(shí)施例的兩個(gè)線圈8米用反串聯(lián)連接，相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)兩個(gè)線圈磁通量一個(gè)增大一個(gè)減小，產(chǎn)生同向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，差動(dòng)作用后總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是兩段線圈分別產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之差。
[0019]本實(shí)施例中一種優(yōu)選的振動(dòng)膜片10如圖2所示，在振動(dòng)膜片10上設(shè)有定位孔13，安裝孔14，鏤空部分15，中心孔16。中心孔16用于固定頂桿，鏤空部分15的形狀是繞中心點(diǎn)的漸開線，該結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化振動(dòng)膜片10的性能，使其具有更強(qiáng)的抗側(cè)向失穩(wěn)能力，其剛度非線性也更小。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例描述較為具體，在不離背本實(shí)用新型的精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器，其特征在于，包括振動(dòng)體組件、駐體組件和振動(dòng)膜片，振動(dòng)信號(hào)由雙膜片和頂桿組成的拾振單元輸入，頂桿帶動(dòng)振動(dòng)體和駐體體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，變化的線圈磁通量而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引出該電信號(hào)作為振動(dòng)傳感器的輸出，從而實(shí)現(xiàn)了將機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器，其特征在于:所述的振動(dòng)體組件，振動(dòng)體緊固在頂桿上組成可動(dòng)部分，頂桿由兩片振動(dòng)膜片支撐，頂桿一端伸出與振動(dòng)源相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器，其特征在于:所述的駐體組件，以磁軛為支撐，用壓板和隔層等部件固定駐體體，構(gòu)成固定部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器，其特征在于:采用雙振動(dòng)膜片為傳感器的拾振元件，其振動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)振動(dòng)體運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器，其特征在于:組件化結(jié)構(gòu)使其能靈活選用動(dòng)圈或動(dòng)磁鐵的方式，選擇不同柔性的膜片可改變傳感器靈敏度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器，其特征在于:振動(dòng)膜片是漸開線鏤空結(jié)構(gòu)的圓形彈簧片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的一種動(dòng)平衡電測(cè)用振動(dòng)傳感器，其特征在于:采用反串聯(lián)的雙線圈結(jié)構(gòu)，差動(dòng)作用產(chǎn)生的總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是兩段線圈分別產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之差。
【文檔編號(hào)】G01M1/02GK204255491SQ201420703249
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】萬振華, 何超, 姜法永, 周立, 王蕓 申請(qǐng)人:九江精密測(cè)試技術(shù)研究所