磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測方法與裝置的製作方法
2023-07-04 02:31:56
專利名稱：磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於位移測量領域。特指一種對磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測的方法與裝置。
背景技術：
磁力泵是一種無密封無洩漏泵。它是由泵體、永磁聯軸器、驅動電機三部分組成。電動機直接帶動永磁聯軸器的外轉子，外轉子上磁體的磁場穿過隔離套作用於內轉子磁體上驅動泵工作。隔離套將泵與動力部分隔開，實現了無洩漏的動力傳動。由於磁力傳動泵採用封閉結構，泵內部滑動軸承依靠所輸送的介質來實現自身的潤滑與冷卻，而磁力泵輸送的介質潤滑性往往較差，滑動軸承常因潤滑不良而磨損嚴重，磨損後軸瓦與軸的徑向間隙增大，轉子部件轉動鬆動，轉子中心偏離軸幾何中心，滑動軸承磨損嚴重時，將導致內磁轉子與密封隔離套發生摩擦，若未及時發現，內磁轉子會將密封套磨穿，不僅造成介質洩漏，而且可能引起火災。
中國專利98110180.1、98220956.8磁力泵內外磁轉子偏心檢測方法及裝置，採用在隔離套外圈表面沿徑向均布檢測線圈，由檢測線圈獲取檢測信號，引出進行處理、比較、判斷，在達到限位值時發出報警信號。該專利所述方法及裝置存在以下不足之處。1.該專利所述的檢測線圈需要多信號處理通道，因而幹擾和誤差較大。2.基於磁通變化設計的檢測線圈布線複雜，需要導線重疊，並且由於部分磁通互相抵消，信號利用率低。3.多組檢測線圈各自獨立，使信號引線增多，帶來幹擾。
發明內容
本發明的目的在於提供一種磁力泵永磁聯軸器間隙的在線監測方法與裝置，能準確地反映磁力泵永磁聯軸器內外轉子之間徑向間隙，性能可靠，安裝調試方便，結構設計合理，可提高磁力泵的運行安全、可靠性。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是本發明在線監測裝置，其包括檢測器、工作電源、信號處理電路，其特徵是檢測器為在隔離套外圈表面沿徑向設置不少於二組的檢測導線，每組動生電動勢之總和為零的檢測導線由偶數根檢測導線組成，根據永磁聯軸器磁體個數m，每組組內檢測導線空間位置彼此相隔360/m度，即180度電角度；所有檢測導線依次串聯連接，構成檢測器，只有兩個引出端。
當檢測導線設置為二組時，彼此相隔180度，各組檢測導線產生的動生電動勢電角度也相差180度。
當上述檢測導線設置為三組時，彼此相隔120度，各組檢測導線產生的動生電動勢電角度也相差120度。
所有檢測導線及其連接線採用軟性薄膜印刷電路或漆包線固定於磁力泵隔離套外表面上的磁力泵外磁鋼與內磁鋼之間邊側或中間位置。
工作電源由在隔離套外圈表面設置的發電導線連接整流、濾波電路而成；發電導線沿隔離套外圈表面軸向互相平行、沿徑向相差360/m度，即180度電角度；所有發電導線串聯連接，只有兩個引出端。所有發電導線及其連接線採用軟性薄膜印刷電路或漆包線固定於磁力泵隔離套外表面上的磁力泵外磁鋼與內磁鋼之間邊側或中間位置。
所述的信號處理電路包括信號變換電路、比較器、報警電路、顯示器，其中比較器、報警電路依次連接組成一路，顯示器為另一路，分別與信號變換電路相連而成。
其檢測方法是由檢測器獲取檢測信號，引出到信號變換電路，進行放大和濾波，然後再分二路，一路去比較、判斷、報警電路，在達到限位值時發出報警信號，一路送顯示器，動態顯示磁力泵永磁聯軸器間隙狀態。發電導線串聯產生正弦型動生電動勢，經整流、濾波電路後為裝置提供工作電源。
本發明的優點在於可有效實現因磁力泵滑動軸承磨損使永磁聯軸器間隙變小，造成隔離套磨損的在線檢測，消除威脅磁力泵安全運行的重大隱患，擴展磁力泵的運用範圍。
圖1磁力泵結構圖。
圖2檢測導線在磁場中運動產生動生電動勢示意圖。
圖3不同錯位角時，永磁聯軸器氣隙中心徑向磁感應強度分布圖。
圖4實施例1檢測導線連接方式。
圖5實施例1檢測導線位置示意圖。
圖6實施例2檢測導線連接方式。
圖7實施例2檢測導線位置示意圖。
圖8實施例1檢測導線、發電導線布線示意圖。
圖9實施例2檢測導線、發電導線布線示意圖。
圖10實施例3檢測導線、發電導線布線示意圖。
圖11檢測裝置原理圖。
1.隔離套，2.外轉子，3.內轉子，4.泵內部滑動軸承，5.檢測導線，6.發電導線，7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.檢測導線，19.徑向充磁N-S永磁體，20.徑向充磁S-N永磁體，21.電源電路，22.比較器，23.報警電路，24.信號變換電路，25.顯示器。
具體實施例方式
實施例1.參考圖4、圖5、圖8，本實施例磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測方法與裝置，假定永磁聯軸器磁體個數為10個，檢測導線矩形布線，通過在隔離套外圈表面側端沿徑向圓周均布三組檢測導線7-8，9-10，11-12，其中檢測導線7，9，11相隔機械角度120度，同時相差電角度120度，檢測導線7-8，9-10，11-12分別相差機械角度36度，即電角度180度。6根檢測導線串聯連接構成檢測器.檢測器由軟性薄膜印刷電路或漆包線按參考圖4、圖5、圖8方法，沿隔離套軸向排放，用膠粘在隔離套上。發電導線共5對，分別相差機械角度36度，串聯連接，由軟性薄膜印刷電路或漆包線按參考圖8方法，沿隔離套排放，用膠粘在隔離套上。
圖11為檢測裝置原理圖，三組檢測導線各產生相差120度電角度正弦動生電動勢信號，串聯相加後送入信號變換電路24進行放大、濾波，送顯示器25，動態顯示磁力泵永磁聯軸器間隙。同時，該信號去比較器22，與固定電壓比較後產生報警信號，當磁力泵永磁聯軸器間隙達到預定間隙時進行報警。5對發電導線串聯產生正弦型動生電動勢，經電源電路21整流、濾波後為裝置提供工作電源。
本發明基本原理如圖2所示，永磁聯軸器旋轉時，檢測導線在永磁聯軸器隔離套上做切割磁力線運動，假設磁力泵電機轉速為n，隔離套半徑為R，徑向磁感應強度為B，檢測導線有效長為L時，檢測導線中的電子受到洛侖慈力Fm的作用，在檢測導線中產生電場，該電場又對電子產生與Fm方向相反，大小相等的電場力Fe，並在檢測導線兩端產生動生電動勢，動生電動勢E大小為E＝2πn RBL。圖3所示為不同負載時，即永磁聯軸器內外磁體錯位角不同時，磁力泵永磁聯軸器之間氣隙徑向磁感應強度在隔離套外圈表面沿徑向分布規律近似為正弦函數，函數周期為2個磁體的張角。安裝在隔離套上的三組檢測導線分別產生與永磁聯軸器之間間隙成反比、相差120度電角度的正弦動生電動勢信號，三組檢測導線總動生電動勢為三個相差120度電角度的正弦信號之矢量和。當內外磁體間隙相等時，總動生電動勢大小為零。當內外磁體間隙不等時，其差越大，總動生電動勢也越大。
本發明採用基於檢測導線切割磁場時由於洛侖慈力作用產生動生電動勢原理，三組檢測導線串聯使信號引出線只有兩個，信號處理通道只有一個，針對磁力泵永磁聯軸器磁體個數設計的檢測導線安裝位置，使檢測裝置設計更加合理、可靠。
實施例2.參考圖6、圖7、圖9，假設永磁聯軸器磁體個數為10個，檢測導線矩形布線，通過在隔離套外圈表面側端沿徑向圓周均布三組檢測導線7-8-13-14、9-10-15-16、11-12-17-18，其中檢測導線7、9、11相隔機械角度120度，檢測導線7-8-13-14、9-10-15-16、11-12-17-18分別相差機械角度36度。12根檢測導線串聯連接構成檢測器.檢測器由軟性薄膜印刷電路或漆包線按參考圖6、圖7、圖9方法，沿隔離套軸向排放，用膠粘在隔離套上。發電導線共5對，分別相差機械角度36度，串聯連接，由軟性薄膜印刷電路或漆包線按參考圖9方法，沿隔離套軸向排放，用膠粘在隔離套上。
實施例3.參考圖10，假定永磁聯軸器磁體個數為10個，檢測導線矩形布線，通過在隔離套外圈表面側端沿徑向圓周相隔180度設置二組檢測導線，每組組內檢測導線為4根，相隔36度。所有檢測導線依次串聯連接，構成檢測器，只有兩個引出端。檢測器由軟性薄膜印刷電路或漆包線按參考圖10方法，沿隔離套軸向排放，用膠粘在隔離套上。發電導線共5對，分別相差機械角度36度，串聯連接，由軟性薄膜印刷電路或漆包線按參考圖10方法，沿隔離套排放，用膠粘在隔離套上。
權利要求
1.磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置，其包括檢測器、工作電源、信號處理電路，其特徵是檢測器為在隔離套外圈表面沿徑向設置不少於二組的檢測導線，每組動生電動勢之總和為零的檢測導線由偶數根檢測導線組成，根據永磁聯軸器磁體個數m，每組組內檢測導線空間位置彼此相隔360/m度，即180度電角度；所有檢測導線依次串聯連接，構成檢測器，只有兩個引出端。
2.根據權利要求1所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置，其特徵是上述檢測導線設置為二組時，彼此相隔180度，各組檢測導線產生的動生電動勢電角度也相差180度。
3.根據權利要求1所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置，其特徵是上述檢測導線設置為三組時，彼此相隔120度，各組檢測導線產生的動生電動勢電角度也相差120度。
4.根據權利要求1所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置，其特徵是所有檢測導線及其連接線採用軟性薄膜印刷電路或漆包線固定於磁力泵隔離套外表面上的磁力泵外磁鋼與內磁鋼之間邊側或中間位置。
5.根據權利要求1所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置，其特徵是工作電源由在隔離套外圈表面設置的發電導線連接整流、濾波電路而成；發電導線沿隔離套外圈表面軸向互相平行、沿徑向相差360/m度，即180度電角度；所有發電導線串聯連接，只有兩個引出端。
6.根據權利要求5所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置，其特徵是所有發電導線及其連接線採用軟性薄膜印刷電路或漆包線固定於磁力泵隔離套外表面上的磁力泵外磁鋼與內磁鋼之間邊側或中間位置。
7.根據權利要求1所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置，其特徵是所述的信號處理電路包括信號變換電路、比較器、報警電路、顯示器，其中比較器、報警電路依次連接組成一路，顯示器為另一路，分別與信號變換電路相連而成。
8.根據權利要求1所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測裝置的方法，其特徵是由檢測器獲取檢測信號，引出到信號變換電路，進行放大和濾波，然後再分二路，一路去比較、判斷、報警電路，在達到限位值時發出報警信號，一路送顯示器，動態顯示磁力泵永磁聯軸器間隙狀態。
9.根據權利要求8所述的磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測方法，其特徵是發電導線串聯產生正弦型動生電動勢，經整流、濾波電路後為裝置提供工作電源。
全文摘要
本發明提供一種磁力泵永磁聯軸器間隙在線監測方法與裝置，可實現對磁力泵滑動軸承磨損狀態進行在線監測，通過在隔離套外圈表面沿徑向設置不少於二組的檢測導線。每組檢測導線又由偶數根檢測導線組成，所有檢測導線串聯連接，通過切割永磁聯軸器間隙磁場產生動生電動勢信號，永磁聯軸器間隙相等時，各組檢測導線動生電動勢之總和為零。由檢測導線獲取檢測信號，引出進行放大和濾波，然後送到顯示器動態顯示磁力泵永磁聯軸器間隙狀態，同時進行比較、判斷，在達到限位值時發出報警信號。本發明能準確地反映磁力泵永磁聯軸器內外轉子之間徑向間隙，性能可靠，安裝調試方便，結構設計合理，提高了磁力泵的運行安全、可靠性。
文檔編號G01B7/14GK1724967SQ20051004006
公開日2006年1月25日 申請日期2005年5月18日 優先權日2005年5月18日
發明者曾培 申請人:江蘇大學