[发明专利]转轴的轴向位移检测装置、方法及磁轴承系统

权利要求书

1.一种转轴的轴向位移检测装置，其特征在于，包括用于采集转轴的第一信号的第一检测模块和用于采集第二信号的第二检测模块，所述第一信号与转轴位移和温度漂移信号相关，所述第二信号与温度漂移信号相关；

所述第一检测模块和所述第二检测模块的信号输出端连接逻辑运算模块的信号输入端，所述逻辑运算模块用于对所述第一信号和第二信号进行调理运算以将所述第一信号中的温度漂移信号去除获得最终的轴向位移信号；所述第一检测模块包括第一传感器和第二传感器，所述逻辑运算模块包括第一差分调理模块、第二差分调理模块和加和模块，所述第一差分调理模块用于对所述第一传感器和所述第二检测模块的输出信号执行求差运算，所述第二差分调理模块用于对所述第二传感器和所述第二检测模块的输出信号执行求差运算，所述加和模块用于对所述第一差分调理模块和所述第二差分调理模块的输出信号执行求和运算。

2.根据权利要求1所述的转轴的轴向位移检测装置，其特征在于，所述转轴上加工有台阶面，所述第一传感器和所述第二传感器垂直于转轴的台阶面安装。

3.根据权利要求2所述的转轴的轴向位移检测装置，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器到转轴的距离之和为定值。

4.根据权利要求2或3所述的转轴的轴向位移检测装置，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器分别安装于套接在转轴外侧的圆环的某一直径的两端。

5.根据权利要求2所述的转轴的轴向位移检测装置，其特征在于，所述第二检测模块包括第三传感器，所述第三传感器安装在转轴的轴线方向上，所述第三传感器到转轴的距离大于预设的距离阈值，以使所述第三传感器与转轴不产生感应信号。

6.根据权利要求1所述的转轴的轴向位移检测装置，其特征在于，第一差分调理模块和所述第二差分调理模块的结构相同，包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端连接第一电阻后作为第一差分调理模块或第二差分调理模块的正相输入端，所述第一运算放大器的负相输入端连接第二电阻后作为第一差分调理模块或第二差分调理模块的负相输入端，所述第一运算放大器的正相输入端与所述第一运算放大器的输出端并联第三电阻，所述第一运算放大器的负相输入端通过第四电阻接地，所述第一运算放大器的输出端连接第五电阻后作为所述第一差分调理模块或第二差分调理模块的信号输出端。

7.根据权利要求1所述的转轴的轴向位移检测装置，其特征在于，所述加和模块包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正向输入端作为所述加和模块的信号输入端，所述第二运算放大器的正向输入端连接第六电阻后接地，所述第二运算放大器的负向输入端和输出端并联有第七电阻，所述第七电阻和所述第二运算放大器的连接节点连接第八电阻后接地，所述第二运算放大器的输出端作为所述加和模块的信号输出端。

8.一种应用权利要求1-7任一项所述的转轴的轴向位移检测装置的转轴的轴向位移检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取转轴的轴向位移检测装置中第一检测模块输出的第一信号以及第二检测模块的输出的第二信号；

根据第一信号与转轴位移和温度漂移信号的关系、第二信号与温度漂移信号的关系，对所述第一信号和第二信号进行调理运算以将所述第一信号中的温度漂移信号去除获得最终的轴向位移信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一信号与转轴位移和温度漂移信号的关系：

（8）

（9）

式中，为第一检测模块中第一传感器的输出信号，为第一检测模块中第二传感器的输出信号，d₁第一传感器与转轴之间的距离，d₂为第二传感器与转轴之间的距离，为常数， 为温度漂移参数。