[发明专利]用于旋转机器的状态测量设备

权利要求书

1.一种用于旋转机器的状态测量设备，该设备包括：

旋转机器，其包括：

在使用状态不旋转的静止部件；和

可旋转地支撑于所述静止部件的旋转部件；以及

状态测量装置，其包括：

与所述旋转部件或与所述旋转部件一起旋转的部件同心地设 置的编码器；

支撑并固定于所述静止部件的传感器装置；以及

操作器，

其中，所述编码器具有：

设置在所述编码器的圆周表面上的检测表面；和

沿着圆周方向以相等距离交替地设置在所述检测表面上的第 一特征部分和第二特征部分，

其中，所述检测表面的轴向外半部分是第一特征变化部分，而所 述检测表面的轴向内半部分是第二特征变化部分，所述第一特征变化 部分和第二特征变化部分的特征沿着圆周方向以相等间距交替地变 化；所述第一特征变化部分和第二特征变化部分中的至少一个的特征 变化的相位沿着轴向逐渐变化，并且所述第一特征变化部分的特征变化的 相位与所述第二特征变化部分的特征变化的相位不同；

其中，所述传感器装置包括六个传感器，每个传感器都包括一检 测部分，用于响应于与该检测部分相对的那部分的特征的变化而改变 输出信号，其中三个传感器的三个检测部分与第一特征变化部分相对， 使得这三个传感器的圆周方向位置彼此不同，而另外三个传感器的检 测部分与第二特征变化部分相对，使得该另外三个传感器的圆周方向 位置彼此不同，

其中，所述操作器具有根据所述传感器的输出信号之间的相位差 的至少两个相位差，沿着两个或更多个方向，计算所述编码器相对于 所述静止部件的位移或倾斜的功能。

2.根据权利要求1的状态测量设备，其中所述六个传感器包括三 个传感器组，每个传感器组包括一对所述传感器，并且

其中，当由彼此正交的x轴、y轴和z轴构成的三维直角坐标的y 轴与静止部件的中心轴线重合时，所述操作器具有根据在选自这些传 感器的每两个传感器的五种组合中的两个传感器的输出信号之间的五 个相位差，计算编码器相对于静止部件的沿着x轴方向的位移x、沿着 y轴方向的位移y和沿着z方向的位移z、x轴圆周倾斜Φx和z轴圆周 倾斜Φz的功能。

3.根据权利要求2的状态测量设备，其中每两个传感器的五种组 合包括构成彼此相同的传感器组的每两个传感器的三种组合，和构成 彼此不同的传感器组的每两个传感器的两种组合。

4.根据权利要求2的状态测量设备，其中构成每个传感器组的一 个传感器的检测部分和另一个传感器的检测部分沿着圆周方向在相同 的位置上，并且分别与所述第一特征变化部分和第二特征变化部分相 对。

5.根据权利要求2的状态测量设备，其中，沿着圆周方向，构成 每个传感器组的一个传感器的检测部分与所述第一特征变化部分在相 等距离的位置处相对，而另一个传感器的检测部分与所述第二特征变 化部分在相等距离的位置处相对。

6.根据权利要求1的状态测量设备，其中所述第一特征变化部分 和第二特征变化部分的所述另一个特征变化部分的特征变化中的相位 沿着轴向不变化。

7.根据权利要求1的状态测量设备，其中所述操作器具有根据由 该操作器计算的所述编码器相对于静止部件的位移和倾斜，计算施加 在静止部件和旋转部件之间的外力的功能。

8.根据权利要求7的状态测量设备，其中所述操作器具有根据由 该操作器计算的所述编码器相对于静止部件的位移和倾斜，计算所述 旋转部件沿着轴向在所述静止部件的预定位置上的径向位移的功能， 和根据所述径向位移，计算沿着与所述径向位移相同方向、施加在静 止部件和旋转部件之间的径向载荷的功能。

9.根据权利要求8的状态测量设备，其中沿着与用于计算的径向 位移相同的方向的所述旋转机器的弹性中心的轴向位置是沿着该轴向 的所述静止部件的预定位置。