專利名稱：離心機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離心機(jī)或具有檢測(cè)其中的轉(zhuǎn)子信息的功能的離心式分離器。
相關(guān)技術(shù)的說明普通離心機(jī)或離心式分離器包括轉(zhuǎn)子，要被分析的樣品被放置在轉(zhuǎn)子內(nèi)。轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)。在多數(shù)離心機(jī)中，轉(zhuǎn)子是可更換的。關(guān)于這些離心機(jī)，用戶可以選擇最適合于要分析的樣品的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的最大允許轉(zhuǎn)速是不同的。
通常，使用識(shí)別(ID)信息，該信息代表轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)子類型。典型的速度控制技術(shù)包括檢測(cè)ID信息的步驟、從檢測(cè)的ID信息導(dǎo)出轉(zhuǎn)子最大可允許旋轉(zhuǎn)速度的步驟、和防止轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度超過最大可允許旋轉(zhuǎn)速度的步驟。
日本實(shí)用新型專利公開3-34279公開了在每一個(gè)離心機(jī)轉(zhuǎn)子上設(shè)置兩個(gè)磁體。根據(jù)轉(zhuǎn)子類型預(yù)先確定兩個(gè)磁體之間的間隔角。轉(zhuǎn)子在離心機(jī)中旋轉(zhuǎn)期間，通過磁性傳感器測(cè)量?jī)蓚€(gè)磁體之間的間隔角，根據(jù)測(cè)量的間隔角測(cè)定轉(zhuǎn)子類型。眾所周知，根據(jù)轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度預(yù)先確定兩個(gè)磁體之間的間隔角。
對(duì)應(yīng)于日本專利申請(qǐng)公開號(hào)6-198219的美國(guó)專利5382218公開了在每一個(gè)離心機(jī)轉(zhuǎn)子上有以相等間隔角隔開的規(guī)定點(diǎn)。在每一個(gè)規(guī)定點(diǎn)上有或沒有磁體，從而轉(zhuǎn)子具有預(yù)定的磁體存在/缺乏圖。不同的磁體存在/缺乏圖被分別分配給不同的轉(zhuǎn)子類型。磁體存在/缺乏圖是用作轉(zhuǎn)子類型ID(識(shí)別)信息的碼。轉(zhuǎn)子在離心機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)期間，通過多個(gè)磁性傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)子上的磁體存在/缺乏圖，根據(jù)測(cè)量的磁體存在/缺乏圖識(shí)別轉(zhuǎn)子類型。
日本專利申請(qǐng)公開號(hào)7-47305公開了離心機(jī)轉(zhuǎn)子具有一個(gè)南極和至多七個(gè)北極的排列，作為轉(zhuǎn)子ID信息。離心機(jī)主體具有用來測(cè)量磁極排列以識(shí)別轉(zhuǎn)子的磁性傳感器。
對(duì)應(yīng)于日本專利公開號(hào)6-41956的美國(guó)專利4551715公開了一種用于測(cè)量離心機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際速度和最大安全速度的裝置。兩個(gè)可清楚識(shí)別的類型的相等間隔的編碼元件的單個(gè)環(huán)形陣被附加到轉(zhuǎn)子。對(duì)編碼元件起響應(yīng)的單個(gè)檢測(cè)器產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)根據(jù)編碼元件的號(hào)和類型變化。第一電路網(wǎng)絡(luò)對(duì)每單位時(shí)間的編碼元件的號(hào)起響應(yīng)(不考慮類型)，以產(chǎn)生實(shí)際速度或轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)。第二電路網(wǎng)絡(luò)對(duì)在轉(zhuǎn)子的每個(gè)循環(huán)期間的每種類型的編碼元件的號(hào)起響應(yīng)(不考慮其速度)，以產(chǎn)生表示轉(zhuǎn)子最大安全速度的轉(zhuǎn)子識(shí)別信號(hào)。
對(duì)應(yīng)于日本專利公開號(hào)63-33911的美國(guó)專利4772254公開了一種離心機(jī)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有一個(gè)支承環(huán)，支承環(huán)形成有24個(gè)鉆孔，以預(yù)定的距轉(zhuǎn)軸的徑向距離均勻分布在支承環(huán)周緣，以接納永磁體。插入磁體，使得在某些情況下其南極從該環(huán)向外伸出，在其他情況下它們的北極從該環(huán)向外伸出。磁體的方向和/或磁體的存在或缺乏允許唯一地使用二進(jìn)制編碼系統(tǒng)(0或1)，以識(shí)別每一個(gè)離心機(jī)轉(zhuǎn)子。24個(gè)鉆孔中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于1比特(bit)。鉆孔中存在磁體被指定為二進(jìn)制位“1”，而缺乏磁體被指定為二進(jìn)制位“0”。24個(gè)鉆孔的排列被分成分別具有4比特、7比特、4比特和9比特的第一、第二、第三和第四扇區(qū)。第一、第二和第三扇區(qū)中的磁體具有向外延伸的北極。另一方面，第四扇區(qū)中的磁體具有向外延伸的南極。第一扇區(qū)中的4比特表示轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)年代。第二扇區(qū)中的7比特表示轉(zhuǎn)子的序列號(hào)。第三扇區(qū)中的4比特表示轉(zhuǎn)子類型。第四扇區(qū)中的9比特表示轉(zhuǎn)子的最大可允許速度。在美國(guó)專利4772254中，永磁體的位置被限定到24個(gè)鉆孔的位置。該位置限制導(dǎo)致轉(zhuǎn)子信息的不同狀態(tài)的較小的號(hào)，該信息可以由磁體的方向和/或磁體的存在和缺乏來表示。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種離心機(jī)，該離心機(jī)具有一個(gè)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有代表轉(zhuǎn)子信息的標(biāo)志或識(shí)別元件，轉(zhuǎn)子信息能夠在很多不同狀態(tài)之間變化。
本發(fā)明第一方面提供一種離心機(jī)，包括轉(zhuǎn)子；用于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的馬達(dá)；設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的至少三個(gè)識(shí)別元件，這三個(gè)識(shí)別元件沿圓環(huán)的圓周排列，該圓環(huán)的中心與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸一致，其中在至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)表示轉(zhuǎn)子的類型；傳感器，用于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間檢測(cè)至少三個(gè)識(shí)別元件，并輸出一個(gè)表示所述檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)；用于根據(jù)從傳感器輸出的信號(hào)以測(cè)量至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角的裝置，從而檢測(cè)轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度；和根據(jù)從傳感器輸出的信號(hào)以檢測(cè)轉(zhuǎn)子類型的裝置。
本發(fā)明的第二方面是基于其第一方面，并提供一種離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的指定兩個(gè)是至少三個(gè)識(shí)別元件中的相鄰兩個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)，其間隔角是最大的，并且沿路徑的至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，該路徑上具有至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)其他識(shí)別元件。
本發(fā)明的第三方面是基于其第一方面，并提供一種離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的指定兩個(gè)是至少三個(gè)識(shí)別元件中的相鄰兩識(shí)別元件中的一個(gè)，其間隔角是最大的，并且沿路徑的至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，該路徑上具有至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)其他識(shí)別元件，并且其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)其他識(shí)別元件表示轉(zhuǎn)子類型。
本發(fā)明的第四方面是基于其第一方面，并提供一種離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的第一次給定的兩個(gè)之間的間隔角大于至少三個(gè)識(shí)別元件中第二次給定的兩個(gè)之間的間隔角。
本發(fā)明的第五方面是基于其第一方面，并提供一種離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的每一個(gè)包括一個(gè)磁體。
本發(fā)明的第六方面提供一種用于離心機(jī)的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括沿圓環(huán)的圓周排列的第一、第二、第三和第四磁體；其中第一和第四磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的識(shí)別信息。
本發(fā)明的第七方面提供一種離心機(jī)，該離心機(jī)包括轉(zhuǎn)子；用于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的馬達(dá)；設(shè)置在轉(zhuǎn)子上并且沿圓環(huán)的圓周排列的第一、第二、第三和第四磁體，其中第一和第四磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的識(shí)別信息；在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間用于檢測(cè)第一、第二、第三和第四磁體并產(chǎn)生代表所述檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)的磁性傳感器；用于根據(jù)由磁性傳感器產(chǎn)生的信號(hào)來測(cè)量第一和第四磁體之間的間隔角的裝置；用于根據(jù)所測(cè)量的第一和第四磁體之間間隔角而檢測(cè)轉(zhuǎn)子最大允許轉(zhuǎn)速的裝置；用于根據(jù)磁性傳感器產(chǎn)生的信號(hào)以測(cè)量第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角的裝置；用于根據(jù)測(cè)量的第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角來識(shí)別轉(zhuǎn)子信息的裝置。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中在離心機(jī)轉(zhuǎn)子底部上的磁體的第一種排列的平面圖。
圖2是該實(shí)施例中離心機(jī)的局部剖視圖。
圖3是圖2中離心機(jī)內(nèi)的電路之方框圖。
圖4是從圖2和3中的磁性傳感器輸出的信號(hào)波形的一個(gè)例子的時(shí)域圖。
圖5所示為在本發(fā)明實(shí)施例中間隔角θspd、不同ID信息狀態(tài)號(hào)、和間隔角θ1和θ2的組合之間的關(guān)系。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中在離心機(jī)轉(zhuǎn)子底部上的磁體的第二種排列的平面圖。
圖7是圖3中微型計(jì)算機(jī)的部分程序的流程圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說明分別為要分析的不同樣品設(shè)計(jì)了多個(gè)離心機(jī)轉(zhuǎn)子。在放入離心機(jī)之前從多個(gè)轉(zhuǎn)子中選擇一種。ID(識(shí)別)碼的不同的字或ID信息的不同狀態(tài)被分別分配給轉(zhuǎn)子?？梢詮腎D信息狀態(tài)檢測(cè)每個(gè)轉(zhuǎn)子的類型。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間最大可允許旋轉(zhuǎn)速度不同。
參考圖1，離心機(jī)轉(zhuǎn)子2具有一個(gè)底部2A，在底部2A上按標(biāo)記或識(shí)別元件的順序依次設(shè)置磁體5a、5b、5c和5d。磁體5a、5b、5c和5d沿以轉(zhuǎn)子2的底部2A為中心的同一個(gè)圓的圓周排列。換句話說，磁體5a、5b、5c和5d沿同一個(gè)圓的圓周排列，該圓的中心與轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸一致。因此，磁體5a、5b、5c和5d相對(duì)于轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸具有相等的徑向位置。磁體5a、5b、5c和5d類型相同。磁體5a、5b、5c和5d相對(duì)于轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸而言極性方向相同。
磁體5a和5d被分配用于表示轉(zhuǎn)子2的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度。特別是，在最大可允許旋轉(zhuǎn)速度和磁體5a與5d間的間隔角(短側(cè)間隔角)θspd之間設(shè)置規(guī)定的關(guān)系。根據(jù)預(yù)定關(guān)系，依據(jù)最大可允許旋轉(zhuǎn)速度預(yù)先確定間隔角θspd。磁體5a、5b和5c被分配用于表示轉(zhuǎn)子2的ID碼字或ID信息狀態(tài)。特別是，在ID碼字(ID信息狀態(tài))、磁體5a和5b間的間隔角θ1、和磁體5b和5c間的間隔角θ2之間設(shè)置規(guī)定的關(guān)系。根據(jù)預(yù)定關(guān)系，依據(jù)ID碼字(ID信息狀態(tài))預(yù)先確定間隔角θ1和θ2。因而，磁體5a、5b、5c和5d形成代表轉(zhuǎn)子2的ID信息狀態(tài)以及及轉(zhuǎn)子2的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度的磁性圖。尤其是，ID碼字(ID信息狀態(tài))具有一個(gè)表示轉(zhuǎn)子2的類型的部分。
參考圖2，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6設(shè)置在離心機(jī)主體上并被離心機(jī)主體支承。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6具有一個(gè)輸出軸3，頂部8通過軸向連接結(jié)構(gòu)與輸出軸3連接。轉(zhuǎn)子2放置在頂部8上并與頂部8連接。轉(zhuǎn)子2通過頂部8與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6的輸出軸3連接。因而，轉(zhuǎn)子2能夠被驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6旋轉(zhuǎn)。離心機(jī)主體有一個(gè)杯狀部件，該部件限定了一個(gè)容納轉(zhuǎn)子2的室1。離心機(jī)主體設(shè)有一個(gè)門7，用于選擇性地阻塞和打開轉(zhuǎn)子室1的上端。如上所述，磁體5a、5b、5c和5d(見圖1)構(gòu)成設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的底部2A上的標(biāo)記或識(shí)別元件。放置在轉(zhuǎn)子室1內(nèi)并支承在離心機(jī)主體上的磁性傳感器4用于檢測(cè)磁體5a、5b、5c和5d。因此，磁性傳感器4用作識(shí)別元件檢測(cè)傳感器。磁性傳感器4占用對(duì)應(yīng)于磁體5a、5b、5c和5d的徑向位置的徑向位置。磁生傳感器4在圓環(huán)的圓周附近延伸，磁體5a、5b、5c和5d沿該圓周排列。此外，磁性傳感器4就在一部分圓環(huán)圓周之下的位置延伸，磁體5a、5b、5c和5d沿該圓周排列。磁性傳感器4包括例如一個(gè)霍爾元件。與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6連接的傳感器10檢測(cè)馬達(dá)輸出軸3的旋轉(zhuǎn)速度，即，轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)速度。
如圖3所示，磁性傳感器4和旋轉(zhuǎn)速度傳感器10與微型計(jì)算機(jī)9電連接。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6通過馬達(dá)控制電路13與微型計(jì)算機(jī)9電連接。使用者能夠啟動(dòng)的操作單元15與微型計(jì)算機(jī)9電連接。一個(gè)RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)11和ROM(只讀存儲(chǔ)器)12與微型計(jì)算機(jī)9電連接。
微型計(jì)算機(jī)9包括信號(hào)處理部分、存儲(chǔ)器、與磁性傳感器4的接口、旋轉(zhuǎn)速度傳感器10、馬達(dá)控制電路13、和操作單元15。微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)存儲(chǔ)在ROM12內(nèi)的程序工作。設(shè)計(jì)該程序使得微型計(jì)算機(jī)9進(jìn)行后面將描述的操作步驟。
在轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)期間，磁性傳感器4檢測(cè)每一個(gè)磁體5a、5b、5c和5d何時(shí)穿過就在磁性傳感器4之上的位置。微型計(jì)算機(jī)9從磁性傳感器4接收一輸出信號(hào)，磁性傳感器4反應(yīng)每一個(gè)磁體5a、5b、5c和5d的檢測(cè)。微型計(jì)算機(jī)9處理磁性傳感器4的輸出信號(hào)，從而檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的ID信息狀態(tài)及其最大可允許旋轉(zhuǎn)速度。在離心機(jī)的正常操作開始之前，用戶啟動(dòng)操作單元15，從而表示離心機(jī)和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6理想工作狀況的數(shù)據(jù)被輸入到微型計(jì)算機(jī)9。微型計(jì)算機(jī)9把理想工作狀況的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉AM11。在離心機(jī)正常工作期間，微型計(jì)算機(jī)9從RAM11讀取理想工作狀況的數(shù)據(jù)，并通過馬達(dá)控制電路13控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6，以響應(yīng)理想工作狀況。
優(yōu)選地，RAM11或ROM12預(yù)先裝有表示一個(gè)表格的信息，該表格表示轉(zhuǎn)子類型和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑之間的關(guān)系。微型計(jì)算機(jī)9從檢測(cè)的ID信息狀態(tài)得出轉(zhuǎn)子2的類型。微型計(jì)算機(jī)9從表格中搜索對(duì)應(yīng)于得出的轉(zhuǎn)子2類型的轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)半徑。微型計(jì)算機(jī)9從參數(shù)計(jì)算出轉(zhuǎn)子2的離心加速度，所述參數(shù)包括轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)半徑。
轉(zhuǎn)子2在被驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6旋轉(zhuǎn)之前被放置在頂部8上。在轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)期間，磁性傳感器4檢測(cè)每一個(gè)磁體5a、5b、5c和5d何時(shí)穿過就在磁性傳感器4之上的位置。磁性傳感器4把檢測(cè)結(jié)果通知微型計(jì)算機(jī)9。微型計(jì)算機(jī)9從旋轉(zhuǎn)速度傳感器10接收一個(gè)輸出信號(hào)，其表示驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6的輸出軸3的旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)速度。從而微型計(jì)算機(jī)9識(shí)別轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)速度。
如圖4所示，在轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”(即轉(zhuǎn)子2的一次旋轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔“T”)期間，來自磁性傳感器4的輸出信號(hào)具有脈沖“a”、“b”、“c”和“d”。脈沖“a”、“b”、“c”和“d ”分別對(duì)應(yīng)于磁體5a、5b、5c和5d。微型計(jì)算機(jī)9檢測(cè)來自磁性傳感器4的輸出信號(hào)中的脈沖“a”、“b”、“c”和“d”的上升沿(前沿)。此外，微型計(jì)算機(jī)9檢測(cè)脈沖“a”、“b”、“c”和“d”上升沿產(chǎn)生的時(shí)刻。微型計(jì)算機(jī)9計(jì)算在檢測(cè)的脈沖“a”和“d”上升沿產(chǎn)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔Tspd。此外，微型計(jì)算機(jī)9計(jì)算在檢測(cè)的兩相鄰脈沖“a”上升沿產(chǎn)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，表示旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”?；蛘?，微型計(jì)算機(jī)9從旋轉(zhuǎn)速度傳感器10的輸出信號(hào)得出旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”。微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”和時(shí)間間隔Tspd計(jì)算磁體5a和5b之間的間隔角θspd。根據(jù)預(yù)定函數(shù)或表格查詢程序，微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)計(jì)算的間隔角θspd檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度。具體地說，預(yù)定函數(shù)對(duì)應(yīng)于最大可允許旋轉(zhuǎn)速度和間隔角θspd之間的預(yù)定關(guān)系。RAM11或ROM12可以預(yù)先裝有表示最大可允許旋轉(zhuǎn)速度和間隔角θspd之間預(yù)定關(guān)系的表格的數(shù)據(jù)。在這種情況下，表格查詢程序使用RAM11或ROM12中的表格。檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度之后，微型計(jì)算機(jī)9依下列各項(xiàng)限制轉(zhuǎn)子2的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度。微型計(jì)算機(jī)9通過參照旋轉(zhuǎn)速度傳感器10的輸出信號(hào)而檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度。微型計(jì)算機(jī)9把檢測(cè)的轉(zhuǎn)子2實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度與其最大可允許旋轉(zhuǎn)速度比較。根據(jù)比較結(jié)果，微型計(jì)算機(jī)9通過馬達(dá)控制電路13控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6，從而把轉(zhuǎn)子2的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度限制在與最大可允許旋轉(zhuǎn)速度相等或更低的范圍內(nèi)。在轉(zhuǎn)子2實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度(檢測(cè)的轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)速度)超過最大可允許旋轉(zhuǎn)速度的情況下，微型計(jì)算機(jī)13可以控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6以抑制其工作。
微型計(jì)算機(jī)9計(jì)算在脈沖“a”和“b”上升沿產(chǎn)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔T1。微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”和時(shí)間間隔T1計(jì)算磁體“a”和“b”之間的間隔角θ1。微型計(jì)算機(jī)9計(jì)算在脈沖“b”和“c”上升沿產(chǎn)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔T2。微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”和時(shí)間間隔T2計(jì)算磁體“b”和“c”之間的間隔角θ2。根據(jù)表格查詢程序，微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)計(jì)算的間隔角θ1和θ2檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的ID碼字(ID信息狀態(tài))。具體地說，RAM11或ROM12可以預(yù)先裝有表示ID碼字(ID信息狀態(tài))、間隔角θ1和間隔角θ2之間預(yù)定關(guān)系的表格的數(shù)據(jù)。表格查詢程序使用RAM11或ROM12中的表格。微型計(jì)算機(jī)9從檢測(cè)的ID信息狀態(tài)得出轉(zhuǎn)子2的類型。如前所述，微型計(jì)算機(jī)9從轉(zhuǎn)子2的類型檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)半徑。微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)子2的離心加速度，這種參數(shù)包括檢測(cè)的轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)半徑。
參考圖1和5，磁體5c和5d之間的間隔角表示為θ3。磁體5a和5d之間的長(zhǎng)側(cè)間隔角表示為θmgn。優(yōu)選地，磁體5a、5b、5c和5d中的兩相鄰磁體之間的間隔角等于特定間隔角θres的整數(shù)倍，該特定間隔角θres對(duì)應(yīng)于間隔角測(cè)量精度(間隔角測(cè)量精確度)。在這種情況下，間隔角θ1、θ2、θ3和θmgn由下面的等式給出。
θ1＝N1·θresθ2＝N2·θresθ3＝N3·θresθmgn＝N4·θres其中N1、N2、N3和N4分別表示整數(shù)。
優(yōu)選地，磁體5a、5b、5c和5d中的兩相鄰磁體之間的間隔角等于或大于間隔角范圍的下限θmin，其中防止兩個(gè)磁體由于磁通結(jié)合效應(yīng)被作為一個(gè)磁體而檢測(cè)。優(yōu)選地，間隔角θmgn比每一個(gè)間隔角θ1、θ2和θ3至少大θres(精度間隔角)，從而磁體5a能夠作為一組磁體5a、5b、5c和5d中的頭(第一個(gè))被檢測(cè)。在這些情況下，有下面的關(guān)系。
θmin≤θ1≤θmgn-θresθmin≤θ2≤θmgn-θresθmin≤θ3≤θmgn-θres優(yōu)選地，間隔角θ1等于或小于間隔角θ3，以防止在轉(zhuǎn)子2相反的情況下錯(cuò)誤識(shí)別轉(zhuǎn)子2。在這種情況下，有“θ1≤θ3”的關(guān)系。
在下限間隔角θmin等于30°并且精度間隔角θres等于5°(θmin＝30°，θres＝5°)的情況下，間隔角θspd能夠在36個(gè)不同的值(90°、95°、100°、105°......260°和265°)之間改變，如圖5所示。應(yīng)當(dāng)注意，間隔角θspd能夠被設(shè)置為一個(gè)大于180°的值。間隔角θspd的36個(gè)不同的值分別被分配給36個(gè)不同的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度。因此，檢測(cè)的間隔角θspd表示36個(gè)不同的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度中相應(yīng)的一個(gè)。如圖5所示，對(duì)于間隔角θspd等于90°的情況，間隔角θ1和θ2的結(jié)合被固定到30/30(以度數(shù)表示的θ1/θ2)的狀態(tài)。對(duì)于間隔角θspd的其他35個(gè)不同值中的每一個(gè)值，間隔角θ1和θ2的結(jié)合可以在不同狀態(tài)之間變化。間隔角θ1和θ2的結(jié)合的不同狀態(tài)分別被分配給不同的ID碼字(不同的ID信息狀態(tài))。因此，檢測(cè)的間隔角θ1和θ2的結(jié)合表示對(duì)應(yīng)的一個(gè)不同的ID碼字(不同的ID信息狀態(tài))。例如，關(guān)于間隔角θspd等于100°，間隔角θ1和θ2的結(jié)合可以在30/30(以度數(shù)表示的θ1/θ2)的狀態(tài)、30/35的狀態(tài)、30/40的狀態(tài)、35/30的狀態(tài)之間變化。
圖6示出了磁體5a、5b、5c和5d的一種排列，其中間隔角θ1、θ2、θ3、θspd和θmgn分別等于30°、70°、125°、225°和135°。如圖6所示，間隔角θspd可以被設(shè)置為大于180°的值。
圖7是微型計(jì)算機(jī)9一段程序的流程圖。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6開始旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2之后圖7中的程序段開始執(zhí)行?？梢苑謩e執(zhí)行圖7中的程序段。
如圖7所示，程序段第一步驟S1檢測(cè)磁性傳感器4的輸出信號(hào)中脈沖“a”、“b”、“c”和“d”上升沿產(chǎn)生的時(shí)刻。
步驟S1之后的步驟S2計(jì)算所檢測(cè)的脈沖“a”和“d”上升沿產(chǎn)生的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔Tspd。
步驟S2之后的步驟S3計(jì)算所檢測(cè)的兩個(gè)相鄰脈沖“a”上升沿的產(chǎn)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，作為旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”的一個(gè)表示?；蛘?，步驟S3從旋轉(zhuǎn)速度傳感器10的輸出信號(hào)得出旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”。
步驟S3之后的步驟S4根據(jù)旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”和時(shí)間間隔Tspd計(jì)算磁體5a和5d之間的間隔角θspd。
步驟S4之后的步驟S5根據(jù)所計(jì)算的間隔角θspd檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度。如前所述，檢測(cè)的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度通過馬達(dá)控制電路13被用在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)6的控制中以限制轉(zhuǎn)子2的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度。因此，轉(zhuǎn)子2的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度維持在等于或低于所檢測(cè)的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度的范圍內(nèi)。
步驟S5之后的步驟S6計(jì)算所檢測(cè)的脈沖“a”和“b”上升沿產(chǎn)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔T1。
步驟S6之后的步驟S7根據(jù)旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”和時(shí)間間隔T1計(jì)算磁體“a”和“b”之間的間隔角θ1。
步驟S7之后的步驟S8計(jì)算所檢測(cè)的脈沖“b”和“c”上升沿產(chǎn)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔T2。
步驟S8之后的步驟S9根據(jù)旋轉(zhuǎn)時(shí)間“T”和時(shí)間間隔T2計(jì)算磁體“b”和“c”之間的間隔角θ2。
步驟S9之后的步驟S10根據(jù)計(jì)算的間隔角θ1和θ2檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的ID碼字(ID信息狀態(tài))。
步驟S10之后的步驟S11從檢測(cè)的ID信息狀態(tài)得出轉(zhuǎn)子2的類型。得出的轉(zhuǎn)子類型被用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)半徑。從參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)子2的離心加速度，這些參數(shù)包括檢測(cè)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑。在步驟S11之后，該程序段終止。
應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)轉(zhuǎn)子的磁體總數(shù)可以不同于四個(gè)。每個(gè)轉(zhuǎn)子磁體總數(shù)可以等于3、5或更多。在這種情況下，磁體按轉(zhuǎn)子所特有的圖案排列。兩個(gè)磁體之間的間隔角被用于表示轉(zhuǎn)子最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，而磁體的相對(duì)位置被用于表示轉(zhuǎn)子ID信息。
權(quán)利要求
1.一種離心機(jī)，包括轉(zhuǎn)子；用于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的馬達(dá)；設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的至少三個(gè)識(shí)別元件，這三個(gè)識(shí)別元件沿圓環(huán)的圓周排列，該圓環(huán)的中心與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸一致，其中在至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)表示轉(zhuǎn)子的類型；傳感器，用于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間檢測(cè)所述至少三個(gè)識(shí)別元件，并輸出一個(gè)表示所述檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)；用于根據(jù)從傳感器輸出的信號(hào)以測(cè)量至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角的裝置，從而檢測(cè)轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度；和用于根據(jù)從傳感器輸出的信號(hào)以檢測(cè)轉(zhuǎn)子類型的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的指定兩個(gè)是至少三個(gè)識(shí)別元件中的相鄰兩識(shí)別元件之一，其間隔角是最大的，并且沿一路徑的至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，該路徑上具有至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)其他識(shí)別元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的指定兩個(gè)是至少三個(gè)識(shí)別元件中的相鄰兩識(shí)別元件之一，其間隔角是最大的，并且沿一路徑的至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，該路徑上具有至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)其他識(shí)別元件，并且其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)其他識(shí)別元件表示轉(zhuǎn)子類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的第一次給定的兩個(gè)之間的間隔角大于至少三個(gè)識(shí)別元件中第二次給定的兩個(gè)之間的間隔角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的離心機(jī)，其中至少三個(gè)識(shí)別元件中的每一個(gè)包括一個(gè)磁體。
6.一種用于離心機(jī)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括沿圓環(huán)的圓周排列的第一、第二、第三和第四磁體；其中第一和第四磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的識(shí)別信息。
7.一種離心機(jī)，該離心機(jī)包括轉(zhuǎn)子；用于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的馬達(dá)；設(shè)置在轉(zhuǎn)子上并且沿圓環(huán)的圓周排列的第一、第二、第三和第四磁體，其中第一和第四磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度，第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的識(shí)別信息；在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間用于檢測(cè)第一、第二、第三和第四磁體并產(chǎn)生代表所述檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)的磁性傳感器；用于根據(jù)由磁性傳感器產(chǎn)生的信號(hào)來測(cè)量第一和第四磁體之間的間隔角的裝置；用于根據(jù)所測(cè)量的第一和第四磁體之間間隔角來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度的裝置；用于根據(jù)磁性傳感器產(chǎn)生的信號(hào)以測(cè)量第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角的裝置；用于根據(jù)測(cè)量的第一與第二磁體之間的間隔角和第二與第三磁體之間的間隔角以檢測(cè)轉(zhuǎn)子識(shí)別信息的裝置。
全文摘要
一種離心機(jī),包括轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的馬達(dá)。設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的至少三個(gè)識(shí)別元件,這三個(gè)識(shí)別元件沿圓環(huán)的圓周排列,該圓環(huán)的中心與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸一致。在至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角表示轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度。至少三個(gè)識(shí)別元件中的一個(gè)或多個(gè)表示轉(zhuǎn)子的類型。一傳感器用于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間檢測(cè)至少三個(gè)識(shí)別元件。根據(jù)從傳感器輸出的信號(hào)來測(cè)量至少三個(gè)識(shí)別元件中指定的兩個(gè)之間的間隔角,從而檢測(cè)轉(zhuǎn)子的最大可允許旋轉(zhuǎn)速度。根據(jù)從傳感器輸出的信號(hào)檢測(cè)轉(zhuǎn)子類型。
文檔編號(hào)B04B5/00GK1347765SQ0113852
公開日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2001年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月6日
發(fā)明者鐵謙一, 稻庭雅裕, 二井內(nèi)佳能, 高橋廣之 申請(qǐng)人:日立工機(jī)株式會(huì)社