專利名稱：采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置及方法
技術領域：
本發明屬于轉速測量技術范圍，特別涉及ー種采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置及方法。
背景技術：
轉速是反映旋轉設備運行狀況的重要參數之一。轉速測量技術廣泛應用于エ業領域中發電機、電動機、離心機、機床主軸等旋轉設備的試驗運轉及速度調節系統中。轉速測量精度、靈活性、實時性和可靠性是保障高速旋轉設備正常運行的關鍵。因此，尋找ー種精確、快速、經濟且普遍適用的轉速測量方法有著重要的現實意義。目前使用的轉速測量裝置主要有離心式轉速表、光電式轉速表、磁電式轉速表等。其中，離心式轉速表屬于接觸式測量，結構復雜，測量精度不高；光電式轉速表容易受外界光源干擾和振動干擾，且易受到惡·劣環境的影響；磁電式轉速表對溫度變化較為敏感。現有的轉速測量裝置均存在一定的局限性，很難滿足不同條件下大型旋轉設備和小型旋轉體的精確測量。
發明內容
本發明的目的是提供一種采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置及方法，其特征在于，所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置的組成為靜電傳感器電極A或靜電傳感器電極A和靜電傳感器電極B安置在被測旋轉物體2附近，感應所在位置處旋轉物體的轉動信息；靜電傳感器電極I的輸出經信號調理單元4和信號處理單元5串聯至微處理器I的輸入端，由微處理器I對靜電信號進行相關分析計算，最終得到被測旋轉物體的轉速。所述靜電傳感器電極表面附有絕緣材料3。所述微處理器由自相關分析模塊和互相關分析模塊分別連接轉速計算模塊構成，信號處理單元5的輸出分別連接自相關分析模塊和互相關分析模塊的輸入。所述靜電傳感器電極為細條狀，在轉軸截面轉動方向，電極寬度一般為l_3mm ;在轉軸的軸向，電極長度一般為10-30mm。所述靜電傳感器電極個數為I個或2個；如果是2個電極，其中心間距為2-10mm。所述靜電傳感器電極由不銹鋼或銅片制成，電極絕緣材料為聚氯こ烯、環氧樹脂
或聚基酰胺。所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的方法，該方法是以單靜電傳感器電極或雙靜電傳感器電極的轉速測量裝置安置在被測旋轉物體附近，是利用被測旋轉物體表面與空氣介質的相對運動而產生靜電荷；當旋轉物體經過傳感器時，在靜電傳感器電極上產生感應電荷，靜電傳感器電極將感應電荷放大，經過信號調理、處理后，進行自相關和互相關分析計算，最終得到旋轉物體的轉速；此方法屬于非接觸式測量；采用單靜電傳感器電極或雙靜電傳感器電極的轉速測量原理分別敘述如下采用單靜電傳感器電極測轉速時，利用代表著不同位置轉動信息的靜電信號，經信號調理、處理后進行相關分析計算得到旋轉物體的轉速，微處理器最終輸出的轉速RPM為
權利要求
1.一種采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置，其特征在于，所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置的組成為靜電傳感器電極(A)或靜電傳感器電極(A)和靜電傳感器電極(B)安置在被測旋轉物體(2)附近，感應所在位置處旋轉物體的轉動信息；靜電傳感器電極(A)或靜電傳感器電極(A)和靜電傳感器電極(B)的輸出經信號調理單元(4)和信號處理單元(5)串聯至微處理器(I)的輸入端，由微處理器(I)對靜電信號進行相關分析計算，最終得到被測旋轉物體的轉速。
2.根據權利要求I所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置，其特征在于，所述靜電傳感器電極表面附有絕緣材料(3 )。
3.根據權利要求I所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置，其特征在于，所述微處理器由自相關分析模塊和互相關分析模塊分別連接轉速計算模塊構成，信號處理單元(5)的輸出分別連接自相關分析模塊和互相關分析模塊的輸入。
4.根據權利要求I所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置，其特征在于，所述靜電傳感器電極為細條狀，在轉軸截面轉動方向，電極寬度一般為在轉軸的軸向，電極長度一般為10-30mm。
5.根據權利要求I所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置，其特征在于，所述靜電傳感器電極個數為I個或2個；如果是2個電極，其中心間距為2-10mm。
6.根據權利要求I所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置，其特征在于，所述靜電傳感器電極由不銹鋼或銅片制成，電極絕緣材料為聚氯乙烯、環氧樹脂或聚基酰胺。
7.一種采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的方法，其特征在于，所述采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的方法，該方法是以單靜電傳感器電極或雙靜電傳感器電極的轉速測量裝置安置在被測旋轉物體附近，是利用被測旋轉物體表面與空氣介質的相對運動而產生靜電荷；當旋轉物體經過傳感器時，在靜電傳感器電極上產生感應電荷，靜電傳感器電極將感應電荷放大，經過信號調理、處理后，進行自相關和互相關分析計算，最終得到旋轉物體的轉速；此方法屬于非接觸式測量；采用單靜電傳感器電極或雙靜電傳感器電極的轉速測量原理分別敘述如下 采用單靜電傳感器電極測轉速時，利用代表著不同位置轉動信息的靜電信號，經信號調理、處理后進行相關分析計算得到旋轉物體的轉速，微處理器最終輸出的轉速RPM為
全文摘要
本發明公開了屬于轉速測量技術范圍的一種采用靜電傳感器測量旋轉體轉速的裝置及方法。該方法是在被測旋轉部件附近安置一個單靜電傳感器電極或雙靜電傳感器電極，感應所在位置處旋轉物體的轉動信息；靜電傳感器電極經信號調理單元和信號處理單元串聯至微處理器，靜電信號由調理單元放大、濾波，經信號處理單元送入微處理器，由微處理器對靜電信號進行相關分析計算，最終得到被測旋轉物體的轉速。相比于現有的轉速測量裝置，該裝置結構簡單、成本極低、安裝方便，不受被測部件尺寸大小的限制，不易受環境因素的影響，屬于非接觸測量，且具有較高的準確性。
文檔編號G01P3/80GK102854336SQ20121034456
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者閆勇, 王麗娟, 錢相臣 申請人:華北電力大學