用于测量旋转的转子的扩径的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于测量旋转的转子(5)取决于转子转速的扩径的方法，在该方法中，在距转子表面的基准距离处设有第一距离传感器(14)且与之直径相对地设有第二距离传感器(15)，所述距离传感器无接触地检测转子表面的距离且产生与时间相关的第一和第二电距离信号。为转子(5)配有零标记传感器(16)，该零标记传感器(16)扫描安装在转子(5)上的零标记且产生与时间相关的零标记电信号。将与时间相关的第一和第二距离信号以及与时间相关的零标记信号提供给电分析装置且由其处理，其中计算与转子旋转的每个时刻相关的旋转角度且将与每个时刻相关的旋转角度和同时的距离信号结合成与旋转角度相关的距离信号，由与旋转角度相关的距离信号计算出取决于旋转角度和转速的转子(5)的扩径。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于测量旋转的转子(5)取决于转子转速的扩径的方法，在该方法中，在距转子表面的基准距离处设有第一距离传感器(14)且与之直径相对地设有第二距离传感器(15)，所述距离传感器无接触地检测转子表面的距离且产生与时间相关的第一和第二电距离信号。为转子(5)配有零标记传感器(16)，该零标记传感器(16)扫描安装在转子(5)上的零标记且产生与时间相关的零标记电信号。将与时间相关的第一和第二距离信号以及与时间相关的零标记信号提供给电分析装置且由其处理，其中计算与转子旋转的每个时刻相关的旋转角度且将与每个时刻相关的旋转角度和同时的距离信号结合成与旋转角度相关的距离信号，由与旋转角度相关的距离信号计算出取决于旋转角度和转速的转子(5)的扩径。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于测量旋转的转子取决于转速的扩径的方法，其中在距转子表面的基准距离处设有第一距离传感器，所述第一距离传感器无接触地检测转子表面距距离传感器的距离。
技术介绍
转子在旋转时受到离心力且因此被扩径，即转子的直径增加。在最简单的情况中，扩径随转速成二次方地增加。如果希望精确地获知转子在其一定的使用中发生扩径的大小，以可考虑所述扩径，则必须在转子旋转时测量扩径。目前所使用的用于确定转子扩径的方法仅给出关于转子直径的结果。但在许多情况中，也关注于单独的转子扇区的扩径。 从Gu nther, P等人的Measurement of radial expans1n and tumbling mot1nof a high-speed rotor using an optical sensor system.Mechanical Systems andSignal Processing, Vol.25 (2011), 319至330页中已知一种用于借助于光学传感器系统测量高速旋转的转子的径向膨胀和摆动运动的方法。传感器系统包括三个激光多普勒距离传感器，所述传感器在相同的高度上且在角位置中沿转子周部布置，且与转子具有一个距离且相互以120°的角距布置。为确定三个距离传感器的精确地角度定向，在此在转子上安装触发传感器信号的光学标记，其中三个传感器的所触发的信号之间的相对于旋转频率的时间延迟用于确定传感器的精确的角距。传感器的电输出信号在测量时以与转子转速匹配的扫描率被扫描，且取决于旋转频率被调节为使得在转子回转时达到一定数量的测量点。对于每个扫描步骤，然后通过线性方程组的求解计算出质心和径向扩大，最后从更大量的相续的测量点计算出被认为是柱形测量体的转子的径向扩大的平均值。在此不进行转子扩径的与旋转角度相关的确定。 在DE101 44 643A1中描述了一种测量系统，所述测量系统带有多个与转子-定子系统的定子连接的且布置在转子上的无接触地测量的距离传感器，其中为检测定子和转子之间的径向距离设有两对相互直径对置的距离传感器。为确定转子的移动，将一对距离传感器的测量信号反号相加。为确定转子的径向扩大，将所有四个距离传感器的测量信号以正号加和。未提供用于与旋转角度相关地检测转子扩径的装置。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题是给出一种用于测量旋转的转子取决于转子转速的扩径的方法，所述方法实现了不受到转子中点移动的影响的对于单独的转子扇区在离心力载荷下的扩径的判断。 所述技术问题通过一种用于测量旋转的转子的取决于转子转速的扩径的方法解决。在根据本专利技术的方法中，在距转子表面的基准距离处设有第一距离传感器，所述距离传感器无接触地与时间相关地检测转子表面距距离传感器的距离且产生与时间相关的第一电距离信号。此外，为转子配有零标记传感器，所述零标记传感器与时间相关地扫描安装在转子上的零标记且产生与时间相关的零标记电信号。将与时间相关的第一距离信号和与时间相关的零标记信号提供到电分析装置且由其处理，方式是从零标记信号计算与转速和转子旋转的每个时刻相关的旋转角度，且将每个与时刻相关的旋转角度和同时的距离信号结合成与旋转角度相关的距离信号且由此计算出取决于旋转角度和转速的转子扩径。 距离信号的旋转角度相关性能够实现对于每个通过与零点相关的旋转角度所确定的、由测量检测到的转子表面轨迹的点确定由离心力导致的取决于转速的转子扩径。 但在转子旋转时可能产生转子振动，所述转子振动叠加在由距离传感器所产生的距离信号上，所述转子振动可以是通过不平衡或冲击所导致的一阶振动。此外，通过例如通过滑动轴承的转子支承的影响可能出现振动，所述振动的频率小于或大于一阶振动的频率。此外，转子围绕其振动的转子中点可能在不同的转速下移动。转子通常以垂直轴线支承在滑动轴承内，且可因此侧向运动，且在不同的转速下具有不同的稳定点。所述影响和尤其是取决于转速的转子轴线移动叠加在所测量的距离信号上，且因此影响测量结果的精度。 为去除转子中点移动的干扰影响，根据本专利技术的建议，在转子的背离第一距离传感器的一侧上与第一距离传感器直径相对地在基准距离上布置第二距离传感器，所述第二距离传感器无接触地与时间相关地检测转子表面距所述第二距离传感器的距离且产生与时间相关的第二电距离信号，将所述第二电距离信号提供给电分析装置且由其处理。 如果将对置的距离传感器的第一和第二距离信号相加，则因此去除了所有干扰的转子振动和移动，因为转子在两个距离传感器的一个的方向上所进行的运动被另一个距离传感器以相同的程度从所述转子去除。但两个距离传感器的距离信号的简单相加的缺点是对于转子扩径的判断分别仅可相对于直径而言，因为从第一和第二距离传感器的加和不可确定扩径的哪些份额来自例如旋转角度0°且扩径的哪些份额来自例如旋转角度180°。但在此有利是消除了所有被测量所检测的转子振动，即使其频率大于一阶振动频率。未消除转子表面的局部改变，而是与对置的表面相加地给出。 为获得无转子中点移动的对于与转子扇区相关的扩径的判断，根据本专利技术的第一建议，将在对应于转子的0°旋转角度的第一时刻Ttl检测的第一距离传感器的第一距离信号与在转子转过半圈之后在时刻T18tl检测的第一距离传感器的第二距离信号相加为第一信号和，且将在第一时刻Ttl检测的第二距离传感器的第一距离信号与在时刻T18tl检测的第二距离传感器的第二距离信号相加为第二信号和，然后将第二信号和从第一信号和中减去，且通过将求减获得的差信号除以4而形成信号修正值。 在以此方式获得的信号修正值中消除一阶振动的影响，其频率小于一阶振动的振动可通过求平均值已事先消除。也可将在信号和中双倍存在的、传感器基准距离的差通过与确定基准距离的参考测量相关联而去除。 所获得的信号修正值对应于转子的旋转轴线在测量转速下的移动，且可从在同一测量中确定的距离传感器的与旋转角度相关的距离信号中减去。在距离信号中所包含的一阶干扰振动通过随后的滤波去除。因此，以仅一个距离传感器的距离信号实现了对于转子扩径的与旋转角度相关的判断。另外的传感器的距离信号仅对于转子轴线移动的确定和描述此移动的信号修正值是必需的。 根据本专利技术的另外的建议，可在转子的轴向方向上远离第一距离传感器的转子位置(从此位置已知转子表面形状和扩径)中在距转子的基准距离中设有第二距离传感器，所述第二距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量旋转的转子(5)的取决于转子转速的扩径的方法，其中在距转子表面的基准距离处设有第一距离传感器(14)，所述第一距离传感器无接触地与时间相关地检测转子表面距第一距离传感器(14)的距离且产生与时间相关的第一电距离信号，为所述转子(5)配有零标记传感器(16)，所述零标记传感器与时间相关地扫描安装在所述转子(5)上的零标记且产生与时间相关的零标记电信号，其中，将与时间相关的第一距离信号和与时间相关的零标记信号提供给电分析装置(17)且由该电分析装置处理，方式是从所述零标记信号计算与转速和转子旋转的每个时刻相关的旋转角度，且将每个与时刻相关的旋转角度和同时的距离信号结合成与旋转角度相关的距离信号且由此计算出取决于旋转角度和转速的转子(5)的扩径，其中，在转子(5)的背离第一距离传感器(14)的一侧(5)上与所述第一距离传感器(14)直径相对地在距转子(5)的基准距离上设有第二距离传感器(15)，所述第二距离传感器无接触地与时间相关地检测转子表面距所述第二距离传感器(15)的距离且产生与时间相关的第二电距离信号，将所述第二电距离信号提供给电分析装置(17)且由该电分析装置处理，且将在对应于转子的0°旋转角度的第一时刻T0检测到的第一距离传感器(14)的第一距离信号与在转子转过半圈之后在时刻T180检测到的第一距离传感器(14)的第二距离信号相加为第一信号和，且将在第一时刻T0检测到的第二距离传感器(15)的第一距离信号与在时刻T180检测的第二距离传感器(15)的第二距离信号相加为第二信号和，从第一信号和中减去第二信号和，且通过将所获得的差信号除以4而形成信号修正值，且从所述信号修正值中减去同一测量中确定的与旋转角度相关的距离传感器(14或15)的距离信号。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M哈特奈杰尔，K特鲁肯米勒，
申请(专利权)人：申克罗泰克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE