[发明专利]磁电式转速传感器及转速检测系统

说明书

本申请提供一种磁电式转速传感器及转速检测系统，磁电式转速传感器包括外壳、探头和连接器，外壳和转动件相对固定，且外壳的长度方向沿转动件的轴向延伸，探头设置在外壳内，探头包括导磁铁芯、感应线圈、第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体、导磁铁芯和第二永磁体沿外壳的长度方向依次排列，第一永磁体和第二永磁体具有相同的磁极排布方向，感应线圈围绕导磁铁芯的外侧，以在外壳的侧方形成用于测量转动件转速的感应磁场，且感应线圈与连接器电连接。本申请提供的磁电式转速传感器能产生较大的磁通量变化，增强磁电式转速传感器输出的电信号。

技术领域

本申请涉及转速传感器技术领域，尤其涉及一种磁电式转速传感器及转速检测系统。

背景技术

旋转机械的转速测量是确保旋转机械安全运行的监测参数之一。如果旋转机械的转速参数监测失效，将会造成旋转机械的转速失去控制，从而导致机组失速、超速，甚至飞车，造成重大的设备损坏事故。常规转速测量方法为：在旋转机械的主轴上安装一个测速发讯部件(例如齿轮盘、凹槽、凸键)，测速传感器(例如磁电式转速传感器、涡流式位移传感器、霍尔传感器、电感式传感器、接近开关)安装于旋转机械的主轴径向，通过测速传感器测量旋转机械的主轴的转速。其中，磁电式转速传感器由于其结构简单、可靠性高，得到广泛应用。

如图1a和图1b所示，常规磁电式转速传感器包括感应线圈、铁芯、永磁体。感应线圈安装于铁芯(纯铁)上，铁芯一端为永磁体，另一端为信号感应面，永磁体在感应线圈和铁芯所在空间建立稳定的磁场。通常传感器轴线垂直于主轴，信号感应面位于传感器顶端(即旋转轴径向)，正对测速发讯部件。传感器感应测速发讯部件旋转引起的感应线圈空间磁场变化，利用磁电感应原理将磁场变化转化为转速脉冲电信号。旋转机械包括主轴和壳体，主轴延伸至壳体外部，主轴与壳体通过机械密封防止内部液体泄漏，用于测量转速的测速发讯部件安装于壳体外部的主轴上。

但是，在一些磁电式转速传感器需安装在平行于主轴的套管内的场景中，主轴上测速发讯部件与磁电式转速传感器表面之间的安装间隙(6±1.5mm)远大于常规磁电式转速传感器安装间隙(1mm)。由于安装间隙较大，使磁电式转速传感器测量转速时感应线圈内部的磁通量变化小，导致磁电式转速传感器输出的电信号较微弱。

发明内容

本申请提供一种磁电式转速传感器及转速检测系统，该磁电式转速传感器能产生较大的磁通量变化，增强磁电式转速传感器输出的电信号。

第一方面，本申请提供了一种磁电式转速传感器，磁电式转速传感器用于测量转动件的转速，磁电式转速传感器包括外壳、探头和连接器，外壳和转动件相对固定，且外壳的长度方向沿转动件的轴向延伸，探头设置在外壳内，探头包括导磁铁芯、感应线圈、第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体、导磁铁芯和第二永磁体沿外壳的长度方向依次排列，第一永磁体和第二永磁体具有相同的磁极排布方向，感应线圈围绕导磁铁芯的外侧，以在外壳的侧方形成用于测量转动件转速的感应磁场，且感应线圈与连接器电连接。

可选的，本申请提供的磁电式转速传感器，第一永磁体、导磁铁芯和第二永磁体在外壳的长度方向上并列设置，且第一永磁体和第二永磁体相对于导磁铁芯对称设置。

可选的，本申请提供的磁电式转速传感器，探头还包括骨架体，感应线圈绕设在骨架体上，骨架体具有两端开口的中空腔体，至少部分导磁铁芯位于中空腔体内，中空腔体和导磁铁芯之间具有用于均匀磁场分布的气隙。

可选的，本申请提供的磁电式转速传感器，气隙的数量为一个，且气隙经过磁电式转速传感器在外壳长度方向上的中心。

可选的，本申请提供的磁电式转速传感器，气隙的数量为多个，且气隙相对于磁电式转速传感器在外壳长度方向上的中心对称设置。

可选的，本申请提供的磁电式转速传感器，第一永磁体和第二永磁体分别抵接在骨架体的沿外壳长度方向的两端，以封闭中空腔体，第一永磁体和导磁铁芯的端部之间，以及第二永磁体和导磁铁芯的端部之间均形成气隙。