一種監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合于監(jiān)測軸類零件轉(zhuǎn)動狀態(tài)的裝置，安裝在密封腔體的外部，能夠用來實時監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)，能實時記錄并分析數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)大多采用在腔體壁上開孔。通過機械的方式將腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動狀態(tài)傳遞到腔體外部，然后進行監(jiān)測。為防止腔體內(nèi)部與外部之間發(fā)生泄漏，在腔體壁上的開孔內(nèi)設(shè)置專門的動密封結(jié)構(gòu)。該類結(jié)構(gòu)雖然得到廣泛的應(yīng)用，但由于自身結(jié)構(gòu)的特點所限，其使用的范圍存在一定的局限性，主要表現(xiàn)如下方面:
[0003]1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在腔體上開孔破壞了腔體結(jié)構(gòu)的完整性；
[0004]2.為了阻斷腔體內(nèi)外的流通通道，腔體壁上的孔內(nèi)存在動密封結(jié)構(gòu)，即密封件與轉(zhuǎn)軸之間存在相對運動，必然會產(chǎn)生摩擦與磨損。隨著時間的推移，密封結(jié)構(gòu)的性能會逐漸下降而產(chǎn)生泄漏。當腔體內(nèi)存在有毒有害或易燃易爆的液體及氣體時，則該類結(jié)構(gòu)就存在重大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的裝置，能夠在確?，F(xiàn)有密封腔體結(jié)構(gòu)完整的前提下，對密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)實現(xiàn)精確監(jiān)測。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括托盤、永久磁鐵、監(jiān)測板和霍爾元件，所述的托盤同軸固連在被測轉(zhuǎn)軸一端，托盤表面沿圓周均布至少兩個永久磁鐵，永久磁鐵及托盤與密封腔體內(nèi)壁之間不干涉；在密封腔體的外側(cè)靠近托盤一端安裝有監(jiān)測板，監(jiān)測板與密封腔體的外側(cè)不接觸，在監(jiān)測板上沿圓周均布至少兩個霍爾元件，霍爾元件數(shù)量與永久磁鐵數(shù)量相同，霍爾元件所在圓周與永久磁鐵所在圓周同軸且等直徑。
[0007]所述霍爾元件所在圓周與永久磁鐵所在圓周的同軸是指兩軸偏心小于3mm。
[0008]所述永久磁鐵采用釹鐵硼材料，所述托盤用工程塑料ABS制作，所述霍爾元件型號為 HAL202。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]1.保證密封腔體結(jié)構(gòu)完整的前提下，實現(xiàn)了對內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的監(jiān)測，并可實現(xiàn)對轉(zhuǎn)動狀態(tài)的精細分析。
[0011]2.可同時輸出四路信號，可靠性高。
[0012]3.安裝在密封腔體外側(cè)，便于安裝和維修。
[0013]4.制作本發(fā)明所使用元器件均為常規(guī)器件，可直接在市場中采購，供貨渠道可靠，生產(chǎn)成本低。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是輸入磁信號與輸出電壓脈沖對應(yīng)示意圖，其中，(a)是輸入磁信號，(b)是輸出電壓脈沖；
[0016]圖3是永久磁鐵托盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是監(jiān)測板及監(jiān)測探頭分布示意圖；
[0018]圖中，1-監(jiān)測探頭(霍爾元件)，2-監(jiān)測板，3-永久磁鐵，4-密封腔體，5-永久磁鐵托盤，6-被測轉(zhuǎn)軸。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。
[0020]圖1為密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]在機構(gòu)被測轉(zhuǎn)軸的端部，固連一個特制的托盤，托盤與被測轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動。在托盤直徑為D (不限定長度)的圓周上等距(均布)安裝四個永久磁鐵。永久磁鐵的外側(cè)表面與腔體內(nèi)壁之間保持的距離a，其取值范圍以托盤旋轉(zhuǎn)時，不與密封腔體內(nèi)壁發(fā)生干涉的最小距離為宜。監(jiān)測效果與被測轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。
[0022]在密封腔體的外側(cè)，與托盤位置相對應(yīng)處安裝一塊監(jiān)測板，在監(jiān)測板直徑為D的圓周上等距(均布)安裝四個霍爾元件，作為監(jiān)測板的接收元件，理論上要求與永久磁鐵所處的周圍保持同軸(兩軸偏心小于3mm即可)。腔體外壁表面與監(jiān)測板表面之間保留距離b，其取值范圍以保持不相互接觸的最小距離為佳。
[0023]當被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，帶動托盤同步轉(zhuǎn)動。托盤上安裝的四個磁鐵亦隨之轉(zhuǎn)動。每個永久磁鐵經(jīng)過的圓周空間區(qū)域內(nèi)任意一點的磁場強度，都會出現(xiàn)如圖2(a)所示，呈現(xiàn)由弱變強，再由強變?nèi)醯牟粩嘧兓拇艌霾ㄐ?，且保持一定變化幅度。受到該磁場變化影響的作用下，安裝在監(jiān)測板上的霍爾元件循環(huán)被不斷地觸發(fā)和關(guān)斷，產(chǎn)生如圖2(b)所示的輸出電壓脈沖信號。至此，安裝在外部的監(jiān)測板即可接收到密封腔體內(nèi)部被測轉(zhuǎn)抽轉(zhuǎn)動狀態(tài)的信號，實現(xiàn)能從外部監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的目的。
[0024]信號處理與應(yīng)用:
[0025]1.被測轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動一周，外部監(jiān)測板上可拾取4X4個脈沖信號。
[0026]2.對所拾取的信號作倍頻處理，可得被測轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動一周所需要的時間，經(jīng)C語言程序處理后，可轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)直接顯示。
[0027]3.記錄拾取脈沖信號之間的距離，可得被測轉(zhuǎn)軸在每周內(nèi)轉(zhuǎn)動狀態(tài)的變化。
[0028]使用范圍
[0029]1.由于本實用新型是利用磁場強度的變化來傳遞信號，與被測轉(zhuǎn)軸相對的密封腔體一側(cè)材料應(yīng)使用非鐵性磁材料制作，避免腔體材料的剩磁對監(jiān)測信號產(chǎn)生干擾。
[0030]2.溫度范圍:-2(TC?80?。
[0031]圖3為提供磁場信號的永久磁鐵托盤的軸向平面布置圖，件號5為托盤，件號3為托盤上固定的4個永久磁鐵，其中心位于直徑為D的圓周上，O為旋轉(zhuǎn)中心。托盤應(yīng)使用具有一定強度的非鐵性磁材料制作。
[0032]具體的監(jiān)測裝置設(shè)計時，應(yīng)確保4個永久磁鐵的磁場強度與托盤的直徑D相匹配，即不允許其中的任何一個磁鐵能夠同時觸發(fā)2個霍爾元件。
[0033]圖4為接收磁場信號的監(jiān)測板平面布置圖，件號2為監(jiān)測板，件號I為監(jiān)測板上固定的4個霍爾元件，由于監(jiān)測板本身固定不動，所以O(shè)為虛擬的旋轉(zhuǎn)中心。監(jiān)測板可用普通的印刷線路板制作，將4個霍爾元件直接焊接在線路板上即可。
[0034]具體參數(shù)如下
[0035]1.永久磁鐵:市售釹鐵硼材料，幾何尺寸:Φ 8 X 6_。
[0036]2.固定永久磁鐵的托盤用工程塑料ABS制作，磁鐵在直徑D = 80mm處。
[0037]3.霍爾元件:市售HAL202，工作電壓VDD = 4?20V，工作電流IDD = 3.5mA，工作溫度:-40 O?85 O ο
【主權(quán)項】
1.一種監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的裝置，包括托盤、永久磁鐵、監(jiān)測板和霍爾元件，其特征在于:所述的托盤同軸固連在被測轉(zhuǎn)軸一端，托盤表面沿圓周均布至少兩個永久磁鐵，永久磁鐵及托盤與密封腔體內(nèi)壁之間不干涉；在密封腔體的外側(cè)靠近托盤一端安裝有監(jiān)測板，監(jiān)測板與密封腔體的外側(cè)不接觸，在監(jiān)測板上沿圓周均布至少兩個霍爾元件，霍爾元件數(shù)量與永久磁鐵數(shù)量相同，霍爾元件所在圓周與永久磁鐵所在圓周同軸且等直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的裝置，其特征在于:所述霍爾元件所在圓周與永久磁鐵所在圓周的同軸是指兩軸偏心小于3_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的裝置，其特征在于:所述永久磁鐵采用釹鐵硼材料，所述托盤用工程塑料ABS制作，所述霍爾元件型號為HAL202。
【專利摘要】本實用新型提供了一種監(jiān)測密封腔體內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動狀態(tài)的裝置，包括托盤、永久磁鐵、監(jiān)測板和霍爾元件，所述的托盤同軸固連在被測轉(zhuǎn)軸一端，托盤表面沿圓周均布至少兩個永久磁鐵，永久磁鐵及托盤與密封腔體內(nèi)壁之間不干涉；在密封腔體的外側(cè)靠近托盤一端安裝有監(jiān)測板，監(jiān)測板與密封腔體的外側(cè)不接觸，在監(jiān)測板上沿圓周均布至少兩個霍爾元件，霍爾元件數(shù)量與永久磁鐵數(shù)量相同，霍爾元件所在圓周與永久磁鐵所在圓周同軸且等直徑。本實用新型保證密封腔體結(jié)構(gòu)完整的前提下，實現(xiàn)了對內(nèi)部機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的監(jiān)測，并可實現(xiàn)對轉(zhuǎn)動狀態(tài)的精細分析。
【IPC分類】G01P3-44
【公開號】CN204556658
【申請?zhí)枴緾N201520194367
【發(fā)明人】鐘志毅
【申請人】鐘志毅
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月1日