本發(fā)明涉及離心機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有離心機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)由輕質(zhì)、高強(qiáng)度材料制成的高速旋轉(zhuǎn)載體。它分為角轉(zhuǎn)子、水平轉(zhuǎn)子兩大類，角轉(zhuǎn)子又由各種不同角度和連續(xù)流之分。而離心機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中的實(shí)時(shí)狀況缺乏監(jiān)控。

上述轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)中采取的安全措施，普遍是采用在轉(zhuǎn)子體下部靠近驅(qū)動(dòng)軸部位內(nèi)嵌安裝永久磁鋼，靠轉(zhuǎn)子體外部安裝的霍爾傳感器元件測(cè)量轉(zhuǎn)子上的永久磁鋼安裝的個(gè)數(shù)和角度來識(shí)別轉(zhuǎn)子。目的是防止轉(zhuǎn)子在應(yīng)用時(shí)，超過該轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速而引發(fā)爆裂造成安全事故。該方法無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)時(shí)的識(shí)別。

由于轉(zhuǎn)子工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn)并摩擦空氣產(chǎn)生熱能，使得轉(zhuǎn)子成為一個(gè)熱源體?，F(xiàn)有離心機(jī)的溫度控制，是將其溫度傳感器安裝在離心機(jī)的離心腔室內(nèi)，它不能有效地反映轉(zhuǎn)子工作時(shí)的實(shí)際溫度。這對(duì)于溫度控制要求較高的生物試樣的離心分離帶來了困難。

離心機(jī)轉(zhuǎn)子是有使用壽命的，在長(zhǎng)期工作后材料疲勞會(huì)引發(fā)材料的抗拉強(qiáng)度降低。如果超壽命使用會(huì)引起轉(zhuǎn)子爆裂產(chǎn)生安全事故。而目前只是靠轉(zhuǎn)子上的刻蝕標(biāo)識(shí)來判斷轉(zhuǎn)子的使用壽命。在轉(zhuǎn)子標(biāo)識(shí)模糊和消失后就無法識(shí)別了，即使標(biāo)識(shí)清楚也會(huì)產(chǎn)生人為疏忽造成超壽命使用的現(xiàn)象。

對(duì)于因轉(zhuǎn)子材料內(nèi)部瑕疵或其他原因引起的早期材料晶相結(jié)構(gòu)斷裂造成的安全問題，缺乏監(jiān)控措施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做一個(gè)介紹。

本發(fā)明采用電磁互感原理，實(shí)現(xiàn)了在旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子電路板⑤的無線連接。

利用安裝在轉(zhuǎn)子①上的轉(zhuǎn)子電磁線圈③和轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸②上的驅(qū)動(dòng)軸電磁線圈④通過轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸②將低頻交流電源與雙向通訊信號(hào)利用電磁轉(zhuǎn)換相互傳遞。使旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子體上安裝監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子①實(shí)時(shí)工況的轉(zhuǎn)子電路板⑤能對(duì)轉(zhuǎn)子①的實(shí)時(shí)工況實(shí)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)轉(zhuǎn)子智能化即賦予了轉(zhuǎn)子以下功能。

通過貼敷在轉(zhuǎn)子①上的溫度傳感器⑥實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)轉(zhuǎn)子①實(shí)際溫度的直接監(jiān)測(cè)，提高了溫度監(jiān)控精度和測(cè)量的實(shí)時(shí)性。解決了對(duì)溫度要求較高的生物行業(yè)離心分離的應(yīng)用。

通過壓電陶瓷傳感器⑦，對(duì)轉(zhuǎn)子①材料的晶相組織結(jié)構(gòu)斷裂實(shí)施檢測(cè)。來提供緊急降速剎車，以避免轉(zhuǎn)子①材料瑕疵等原因引起的爆裂。

實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子①壽命數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)子①壽命數(shù)據(jù)減法運(yùn)算功能⑤。有效地避免了由于轉(zhuǎn)子①材料疲勞使抗拉強(qiáng)度降低，所帶來的安全問題。同時(shí)也克服了現(xiàn)有轉(zhuǎn)子人為疏忽和轉(zhuǎn)子①上的標(biāo)識(shí)因年久模糊或消失，造成操作失誤的缺點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子①靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的型號(hào)識(shí)別。克服了現(xiàn)有轉(zhuǎn)子①不能靜態(tài)識(shí)別的缺點(diǎn)，更加方便、快速地對(duì)轉(zhuǎn)子①實(shí)施識(shí)別。避免了超過轉(zhuǎn)子①額定轉(zhuǎn)速應(yīng)用造成的安全問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

附圖1：為本發(fā)明的安裝件結(jié)構(gòu)圖。

①轉(zhuǎn)子、②轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸、③轉(zhuǎn)子電磁線圈、④驅(qū)動(dòng)軸電磁線圈、⑤轉(zhuǎn)子電路板、⑥溫度傳感器、⑦壓電陶瓷傳感器、⑧轉(zhuǎn)子電磁線圈架、⑨驅(qū)動(dòng)軸電磁線圈架。

附圖2：為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖。

分為兩部分，上部分即轉(zhuǎn)子部分的原理框圖，下部分即離心機(jī)控制部分與轉(zhuǎn)子通訊處理的原理框圖。

1電磁線圈、2壓電陶瓷傳感器、3溫度傳感器、4低通濾波、5整流、6平滑濾波、7穩(wěn)壓、8

轉(zhuǎn)子單片機(jī)系統(tǒng)、9高通濾波、10串口輸入放大整形、11高通濾波、12串口輸出功率驅(qū)動(dòng)、13窄脈沖高能峰選通、14轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸、15電磁線圈、16交流電源、17低通濾波、18高通濾波、19串口輸入放大整形、20高通濾波、21串口輸出功率驅(qū)動(dòng)、23離心機(jī)控制單片機(jī)

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖1、圖2和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

發(fā)明是基于電磁互感原理（即變壓器原理），利用低頻交流電電流，流經(jīng)套在轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸上的驅(qū)動(dòng)軸電磁轉(zhuǎn)換線圈④產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。經(jīng)過具有導(dǎo)磁性能的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸②，將交變磁場(chǎng)傳遞到轉(zhuǎn)子部位。再通過安裝在轉(zhuǎn)子①上的轉(zhuǎn)子電磁線圈③，將交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為交流電，給安裝在轉(zhuǎn)子①上的轉(zhuǎn)子電路板⑤提供工作電源。轉(zhuǎn)子上的單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（圖2）8與離心機(jī)控制單片機(jī)（圖2）23之間的串行通訊信號(hào)頻率,較低頻電源頻率高出許多，所以也搭載在電磁轉(zhuǎn)換線圈上,通過高頻窄帶濾波電路（圖2）9、18、11、20分離出來。

硬件結(jié)構(gòu)部分：

見附圖1、首先在線圈架⑧、⑨上繞高強(qiáng)度漆包銅線（電磁線圈③、④）。線圈架⑧另一面安裝環(huán)形轉(zhuǎn)子電路板⑤，轉(zhuǎn)子電路板⑤上焊好線圈引線、溫度傳感器⑥18b20、環(huán)形壓電陶瓷傳感器⑦引線、單片機(jī)等電子元件并將線路板用灌封樹脂膠實(shí)施真空灌封，再將制作好的組件通過4個(gè)螺釘緊固在轉(zhuǎn)子①底軸心部位并確保照哦之金屬體與溫度傳感器、壓電陶瓷傳感器緊密接觸。轉(zhuǎn)子部分結(jié)構(gòu)組裝完畢，將繞好的線圈架⑨套在轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸②上對(duì)好銷釘用膠膠固，至此離心機(jī)智能轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件安裝完畢。

具體工作原理：

首先由離心機(jī)控制主板上的低頻交流電源（正弦400hz）給線圈架⑨上的驅(qū)動(dòng)軸電磁線圈④供電，通過轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸②將正弦400hz交變磁場(chǎng)傳遞到轉(zhuǎn)子電磁線圈③轉(zhuǎn)換成低頻交流電源，經(jīng)由轉(zhuǎn)子電路板⑤上的低通濾波器（圖2）4整流電路（圖2）5、平滑濾波電路（圖2）6、穩(wěn)壓電路（圖2）7，給轉(zhuǎn)子電路供電。

轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量，是通過轉(zhuǎn)子電路板（圖1）⑤上的溫度傳感器（圖1）⑥18b20采樣，由iic單總線與轉(zhuǎn)子單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（圖2）8連接，再通過串口輸出功率驅(qū)動(dòng)（圖2）12、高通濾波（圖2）11，加載到轉(zhuǎn)子電磁線圈（圖1）③中，再通過電磁互感原理下傳到離心機(jī)控制板的離心機(jī)單片機(jī)中。

對(duì)轉(zhuǎn)子材料的晶相組織結(jié)構(gòu)斷裂的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是由壓電陶瓷傳感器（圖1）⑦實(shí)施監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)瞬時(shí)突變的高能脈沖轉(zhuǎn)子單片機(jī)外部中斷即被觸發(fā)，信號(hào)通過串口送至離心機(jī)控制的單片機(jī)（圖2）23由離心機(jī)控制電路板提供降速剎車信號(hào)使電機(jī)降速剎車。

轉(zhuǎn)子使用壽命數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)子單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（圖2）8芯片中的eeprom內(nèi)，每次運(yùn)行的時(shí)間和運(yùn)行速度通過離心機(jī)控制單片機(jī)（圖2）23換算后對(duì)壽命數(shù)據(jù)實(shí)施減法運(yùn)算再將結(jié)果上傳給轉(zhuǎn)子單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（圖2）8，存回eeprom中。

轉(zhuǎn)子型號(hào)數(shù)據(jù)是存在單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（圖2）8芯片中的程序存儲(chǔ)器內(nèi)

轉(zhuǎn)子下傳的通訊信號(hào)有：轉(zhuǎn)子溫度、材料晶相組織斷裂信號(hào)、轉(zhuǎn)子應(yīng)用前的壽命、轉(zhuǎn)子型號(hào)數(shù)據(jù)。

轉(zhuǎn)子接收的上傳的通訊信號(hào)，為使用后的剩余壽命。

轉(zhuǎn)子的通訊還涵蓋了高速運(yùn)算放大器、高通濾波電路、串行通訊驅(qū)動(dòng)電路等組成。

實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)中的離心機(jī)轉(zhuǎn)子與離心機(jī)控制部分之間的無線通訊，使轉(zhuǎn)子具有了以下功能。

1、實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際溫度的直接監(jiān)測(cè)，提高了溫度監(jiān)控精度。解決了對(duì)溫度要求較高的生物行業(yè)離心分離的應(yīng)用。

2、通過壓電陶瓷傳感器，對(duì)轉(zhuǎn)子材料的晶相組織結(jié)構(gòu)斷裂實(shí)施監(jiān)測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)開始斷裂立即緊急減速剎車，以避免轉(zhuǎn)子爆裂產(chǎn)生安全問題。

3、實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子壽命數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)子壽命數(shù)據(jù)減法運(yùn)算功能。有效地避免了由于轉(zhuǎn)子材料疲勞使抗拉強(qiáng)度降低所帶來的安全問題。

4、實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的型號(hào)識(shí)別?？朔爽F(xiàn)有轉(zhuǎn)子不能靜態(tài)識(shí)別的缺點(diǎn)，有效地避免了誤操作造成的安全問題。