1.一种用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,包括采集组件、放大与转换电路以及控制组件,所述采集组件与所述放大与转换电路连接,所述放大与转换电路与所述控制组件连接,所述采集组件用于向所述轴承滚子发射超声波信号,接收所述轴承滚子的反射的回波信号并发送给所述放大与转换电路,所述放大与转换电路用于接收并将所述回波信号进行放大及模数转换后,发送给所述控制组件,所述控制组件用于接收并根据所述回波信号解析所述轴承滚子转动时的转速,其特征在于,所述采集组件安装在轴承座的通孔内,所述通孔沿垂直于轴承外圈的切线和滚子的切线方向设置,且采集组件的采集端朝向所述轴承滚子,并与所述轴承外圈齐平。
2.根据权利要求1所述的用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,其特征在于,所述采集组件为高温超声波探头,所述高温超声波探头的采集端还涂设有高温耦合剂,所述高温超声波探头的采集端朝向所述轴承滚子,并通过高温耦合剂与轴承外圈紧密贴合。
3.根据权利要求2所述的用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,其特征在于,所述放大与转换电路包括高速数据采集电路和脉冲发射接收电路,所述高速数据采集电路与所述控制组件连接,所述高速数据采集电路、脉冲发射接收电路以及采集组件依次连接;
所述高速数据采集电路:用于发送高频脉冲信号给所述脉冲发射接收电路,接收来自所述脉冲发射接收电路的模拟的回波信号,并将所述回波信号转化为数字的回波信号后,发送给所述控制组件;
所述脉冲发射接收电路:用于接收所述高频脉冲信号,并将所述高频脉冲信号转化为激励电压信号后,发送给所述高温超声波探头;接收来自所述采集组件的模拟的回波信号,并将所述模拟的回波信号放大后,发送给所述高速数据采集电路;
所述采集组件:用于接收所述激励电压信号,并将所述激励电压信号转化为超声波后,发射到所述轴承滚子上,接收所述轴承滚子的反射的模拟的回波信号并发送给所述脉冲发射接收电路。
4.根据权利要求3所述的用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,其特征在于,所述控制组件包括依次连接的包络处理模块、傅里叶变换模块以及转速计算模块,所述包络处理模块还与所述高速数据采集电路连接;
所述包络处理模块用于接收并对所述采集组件采集的回波信号进行包络处理,提取所述回波信号的包络信号,并将所述包络信号传输给所述傅里叶变换模块;
所述傅里叶变换模块用于接收并对所述包络信号进行快速傅里叶变换,得到所述轴承滚子的转动频率,并将所述轴承滚子的转动频率传输给所述转速计算模块;
所述转速计算模块用于接收所述转动频率,并根据转动频率和转速之间的计算公式计算所述轴承滚子的转速。
5.根据权利要求4所述的用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,其特征在于,所述包络处理模块通过以下公式对所述采集组件采集的回波信号进行包络处理:
xt表示包络信号;ft表示回波信号。
6.根据权利要求5所述的用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,其特征在于,所述傅里叶变换模块通过以下公式对所述包络信号进行快速傅里叶变换:
[fz,az]=max(fft(xt));
fz表示信号包络线x经过快速傅里叶变换后所得幅频谱第一个峰值所对应的频率,即为本次采样过程轴承滚子的转动频率,单位为hz,az为该频率下的幅值。
7.根据权利要求6所述的用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,其特征在于,转动频率和转速之间的计算公式为:
n为本次采样过程轴承滚子的转速,z表示轴承滚子的数目。
8.根据权利要求1-7中任意一项中所述的用于高速高温下的轴承滚子的转速测量系统,其特征在于,所述控制组件还包括监测模块,所述监测模块用于根据所述转速计算所述轴承滚子的滑差率,并将所述滑差率与预设的滑差率阈值进行比较,当所述滑差率大于预设的滑差率阈值时,判断所述轴承滚子存在打滑风险。