一种动平衡电测用振动传感器装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种动平衡电测用振动传感器装置，主要包括振动体组件、驻体组件和振动膜片。振动信号由双膜片和顶杆组成的拾振单元输入，顶杆带动振动体和驻体体间的相对运动，变化的线圈磁通量而产生感应电动势，引出该电信号作为振动传感器的输出，从而实现了将机械振动能转化为电能。其特征在于：组件化结构使其能灵活选用动圈或动磁铁的方式，选择不同柔性的膜片可改变传感器灵敏度，为动平衡电测提供普适性的振动传感器，通用性好，灵敏度调节容易；设计的渐开线镂空结构的圆形弹簧片，除具有传统波形弹片同样的定心和导向性能外，具有更强的抗侧向失稳能力，其刚度非线性也更小；反串联的双线圈结构比传统的单线圈传感器有更好的线性度；所用元件容易制造，成本较低。
【专利说明】一种动平衡电测用振动传感器装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械振动测量【技术领域】，尤其涉及传感器【技术领域】，具体是指一种用于动平衡电测系统中的振动传感器。
【背景技术】
[0002]材料、工艺和装配等因素会造成旋转机械的转子的几何中心与旋转中心不重合，即转子存在不平衡量，这种不平衡量产生的不平衡惯性力作用在转子轴承上，将引起振动噪声和加速轴承磨损，直接降低机械设备的整体性能，影响设备的使用寿命甚至造成重大事故。因此，旋转机械动平衡测量用动平衡电测系统的性能好坏将直接影响到机械设备的整体性能。
[0003]振动传感器是动平衡电测系统的关键部分。在各种类型的传感器中，磁电式速度传感器不需要辅助电源，结构简单，价格便宜，灵敏度高，在使用频率范围内能输出较强的电压信号，频带宽，输出功率大，测量电路也较简单，输出阻抗低，且动平衡电测设备的应用环境不会产生强磁场。从机械接收原理方面来说，惯性式结构的传感器全部重量都必须附加在被测物体上，这会对振动测量结果产生较大的附加质量影响。因此，相对式磁电速度传感器比较适合应用于动平衡电测设备中。
[0004]目前振动传感器大多属于惯性式磁电传感器，且市场上的相对式磁电传感器主要是动圈型传感器和用于测量转速的磁电转速传感器。专利号201120115325.6公开的磁电式机械振动传感器是一种相对式电磁传感器，其采用了弹簧和磁钢组成的拾振单元及电感感应磁场变化的方式，不能满足动平衡电测设备的处理对象和平衡精度的要求。专利号201320203784.9公开的振动传感器利用磁弹簧原理直接测量旋转机械的振动速度，也不适合动平衡测试。动平衡电测用振动传感器基本都是动平衡设备厂家根据需求定制，通用性差，成本较高，且存在老化失灵维修更换的不便。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是针对目前机械式振动传感器不能完全满足动平衡电测设备要求，所存在的通用性差、成本较高、灵敏度调节和维修更换不便等问题，提出一种方便实用、组件化、低成本的动平衡电测用相对式磁电振动传感器。
[0006]本实用新型为了实现上述目的而采取的技术方案，包括外壳、振动体组件、驻体组件和振动膜片，所述振动体组件，是振动体紧固在顶杆上组成的可动部分，顶杆由两片振动膜片支撑，顶杆一端伸出与振动源相连；所述驻体组件，是以磁轭为支撑，用压板和隔层等部件固定驻体体，构成的固定部分；所述振动膜片，是传感器的拾振元件，其振动直接驱动振动体运动，当振动信号输入顶杆时，顶杆带动振动体运动，振动组件和驻体组件产生的相对运动引起线圈磁通量变化而产生感应电动势，采用组件化结构，能灵活选用动圈或动磁铁的方式，所采用的双膜片加顶杆的拾振单元，选择不同柔性的膜片改变传感器灵敏度，能为动平衡电测提供普适性的振动传感器。
[0007]进一步地，所述振动膜片采用以圆心为参考点的渐开线掏空结构的圆形弹簧片，起到定心和导向作用。直径的不同、渐开线的宽细和条数的不同，都能改变该振动膜片的参数，但其结构是一致的。
[0008]进一步地，所述驻体组件采用磁轭作为主体支撑，可将永磁体或线圈固定在磁轭上，在磁轭两端加过渡圈后，用压板固定膜片，形成线圈和永磁体做相对运动的空腔，驻体组件固定在安装底座上。
[0009]进一步地，所述振动组件以顶杆为轴心，搭载线圈或永磁体，由两片振动膜片支撑。
[0010]进一步地，所述线圈采用反串联连接的双线圈，永磁电位于磁轭和线圈的中心，且留有相对运动的空腔。
[0011]本实用新型的有益效果是:组件化结构使其能灵活选用动圈或动磁铁的方式，加上所用的双膜片和顶杆的拾振单元，能通过选择不同柔性的膜片改变传感器灵敏度，为动平衡电测提供普适性的振动传感器，通用性好，灵敏度调节容易；设计的渐开线镂空结构的圆形弹簧片，除具有传统波形弹片同样的定心和导向性能外，具有更强的抗侧向失稳能力，其刚度非线性也更小；反串联的双线圈结构比传统的单线圈传感器有更好的线性度；所用元件容易制造，成本较低。
[0012]本实用新型虽然是针对动平衡电测用的振动传感器，但也能在需要相对式磁电振动传感器的其他场合应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型的振动膜片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如图1所示为本实用新型动平衡电测用振动传感器的一个实施例的结构示意图，它包括驻体磁轭I，过渡圈2，压板3，隔层4，支架5，永磁体6，线圈壳7，线圈8，顶杆9，振动膜片10，外壳11，安装底座12，所述驻体磁轭I既是磁路也是整个传感器的支撑，与过渡圈2、压板3、隔层4、支架5、永磁体6 —起组成该传感器的驻体组件，驻体组件固定在安装底座12上。所述顶杆9位于传感器的轴心，与线圈壳7，线圈8 —起组成该传感器的振动体组件。顶杆9紧固在拾振元件两片振动膜片10上，振动信号从顶杆9输入，带动线圈8振动和永磁体6相对运动，引起线圈磁通量变化而产生感应电动势，引出该电信号作为振动传感器的输出，从而实现了将机械振动能转化为电能。
[0017]本实施例的驻体组件和振动组件分别采用的是永磁体6和线圈8作为驻体体和振动体，构成了一个动圈式磁电振动传感器，然而，只要在图1所述中更换不同的隔层4，支架5，永磁体6，线圈壳7和顶杆9，永磁体固定在顶杆上，线圈固定在驻体磁轭上，即可改装成动磁铁式磁电振动传感器。
[0018]本实施例的两个线圈8米用反串联连接，相对运动时两个线圈磁通量一个增大一个减小，产生同向的感应电动势，差动作用后总的感应电动势是两段线圈分别产生的感应电动势之差。
[0019]本实施例中一种优选的振动膜片10如图2所示，在振动膜片10上设有定位孔13，安装孔14，镂空部分15，中心孔16。中心孔16用于固定顶杆，镂空部分15的形状是绕中心点的渐开线，该结构可以优化振动膜片10的性能，使其具有更强的抗侧向失稳能力，其刚度非线性也更小。
[0020]应当理解的是，上述针对本实用新型的实施例描述较为具体，在不离背本实用新型的精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种动平衡电测用振动传感器，其特征在于，包括振动体组件、驻体组件和振动膜片，振动信号由双膜片和顶杆组成的拾振单元输入，顶杆带动振动体和驻体体间的相对运动，变化的线圈磁通量而产生感应电动势，引出该电信号作为振动传感器的输出，从而实现了将机械振动能转化为电能。
2.根据权利要求1所述的一种动平衡电测用振动传感器，其特征在于:所述的振动体组件，振动体紧固在顶杆上组成可动部分，顶杆由两片振动膜片支撑，顶杆一端伸出与振动源相连。
3.根据权利要求1所述的一种动平衡电测用振动传感器，其特征在于:所述的驻体组件，以磁轭为支撑，用压板和隔层等部件固定驻体体，构成固定部分。
4.根据权利要求1所述的一种动平衡电测用振动传感器，其特征在于:采用双振动膜片为传感器的拾振元件，其振动直接驱动振动体运动。
5.根据权利要求1至4所述的一种动平衡电测用振动传感器，其特征在于:组件化结构使其能灵活选用动圈或动磁铁的方式，选择不同柔性的膜片可改变传感器灵敏度。
6.根据权利要求1至4所述的一种动平衡电测用振动传感器，其特征在于:振动膜片是渐开线镂空结构的圆形弹簧片。
7.根据权利要求1至4所述的一种动平衡电测用振动传感器，其特征在于:采用反串联的双线圈结构，差动作用产生的总的感应电动势是两段线圈分别产生的感应电动势之差。
【文档编号】G01M1/02GK204255491SQ201420703249
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】万振华, 何超, 姜法永, 周立, 王芸 申请人:九江精密测试技术研究所