一种轴向位置检测仪

技术领域

本发明涉及屏蔽泵轴承检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种轴向位置检测仪。

背景技术

随着全社会环保意识的增强，屏蔽泵等无泄露泵在众多行业中得到了广泛应用。屏蔽泵的性质决定使用滑动轴承，它的一项关键技术就是要做到传动部件的轴向力平衡，即：传动轴的轴向位移量必须在规定的范围内运行；在使用过程中，一旦轴向力失去平衡，将导致屏蔽泵迅速损坏，对化工企业而言，会造成很大的经济损失。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种轴向位置检测仪。

本发明采用的技术手段如下：

一种轴线位置检测仪，包括磁路闭环式电感位移传感器，所述磁路闭环式电感位移传感器包括恒流输出端，所述磁路闭环式电感位移传感器包括安装于导磁传感座的导磁套管以及固定于屏蔽泵机体的法兰式隔离套，所述导磁套管套设于所述法兰式隔离套外部，所述传感铁芯位于所述法兰式隔离套内部，励磁线圈安装于所述导磁套管内，所述传感铁芯位于所述法兰式隔离套内部且位于所述励磁线圈的中心，所述导磁传感座上与所述传感铁芯同轴固定安装有线性霍尔传感器，所述恒流源输出端连接至所述励磁线圈的两根导线上，所述传感铁芯上具有均匀的磁场，所述传感铁芯靠近所述导磁传感座的端面与所述线性霍尔传感器的最大距离为12mm，所述传感铁芯的另一端通过连接器连接于测量杆，所述测量杆固定安装于屏蔽泵传动轴；

所述屏蔽泵传动轴通过屏蔽泵滑动轴承安装于屏蔽泵机体，所述屏蔽泵传动轴在所述屏蔽泵机体内能够同时做旋转运动以及轴向运动；

所述线性霍尔传感器根据所述传感铁芯随所述屏蔽泵传动轴做轴向运动时与所述线性霍尔传感器之间的距离变化感应到的磁场强度变化输出相对应的线性电压VH；

线性电压VH经差动信号放大器处理后输出电压信号VA，并送至主控制电路进行运算处理得到距离数据。

进一步地，所述主控制电路包括中央处理器、A/D转换模块、串行数据发送模块及D/A转换模块；电压信号VA送至中央处理器模拟电压输入引脚，经所述A/D转换模块将模拟量转换成数字信号，所述中央处理器将数字信号进行运算处理后得到距离数据，其中，一路距离数据通过所述串行数据发送模块送至LED显示板，经数码管驱动器进行编码转换后，直接驱动数码管进行现场数字显示及光柱模拟位置显示，另一路距离数据送至所述D/A转换模块，将数字信号转换成模拟电流信号，输出至I/V转换模块，将电压信号转换成电流信号后送至接线端子电路，供用户DCS使用。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的轴向位置仪，用于监测屏蔽泵轴向位移量，当屏蔽泵的轴向力发生变化时，能及时检测出泵轴相应的位移量，现场显示位移数据，同时输出相应的4～20mA电流信号，用于报警及控制；同时具有隔离密封、非接触检测的特点，防爆、调试安装简单快捷，适合易燃、易爆的工况使用；并且能够实时监测屏蔽泵运行中传动轴的轴向位移量(轴向力)，超限立即报警，严重超限停泵，防止滑动轴承损坏，避免事故发生；省掉周期性拆泵检修，省工、省力、提高企业的经济效益。

基于上述理由本发明可在屏蔽泵轴承检测等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述轴向位置检测仪结构示意图。

图2为本发明所述轴向位置检测仪控制电路原理图。

图中：1、屏蔽泵机体；2、屏蔽泵滑动轴承；3、屏蔽泵传动轴；4、连接器；5、测量杆；6、法兰式密封隔离套；7、法兰式高温散热器；8、导磁套管；9、传感铁芯；10、线性霍尔传感器；11、导磁传感座；12、环氧树脂灌封胶；13、视窗玻璃；14、LED显示板；15、主控制电路板；16、接线端子电路板；17、励磁线圈；18、线圈骨架；19、磁力线方向；20、戈兰头；21、上端盖；22、仪表主壳体；23、侧端盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种轴线位置检测仪，包括磁路闭环式电感位移传感器，所述磁路闭环式电感位移传感器是一种将机械位移量转换为电压信号的传感器；

所述磁路闭环式电感位移传感器包括恒流输出端，所述磁路闭环式电感位移传感器包括安装于导磁传感座11的导磁套管8以及固定于屏蔽泵机体1的法兰式隔离套6，所述导磁套管8套设于所述法兰式隔离套6外部，所述传感铁芯9位于所述法兰式隔离套6内部，励磁线圈17通过线圈骨架18安装于所述导磁套管8内，图1中示出了磁力线方向19，所述传感铁芯9位于所述法兰式隔离套6内部且位于所述励磁线圈17的中心，所述导磁传感座11一端固定安装有与所述传感铁芯9同轴设置的线性霍尔传感器10，另一端通过灌注环氧树脂灌封胶12与仪表主壳体22绝缘密封连接；

所述恒流源输出端连接至所述励磁线圈17的两根导线上，所述传感铁芯9上具有均匀的磁场，所述传感铁芯9靠近所述导磁传感座11的端面与所述线性霍尔传感器10的最大距离为12mm(即传感器的量程)，所述传感铁芯9的另一端通过连接器4连接于测量杆5，所述测量杆5固定安装于屏蔽泵传动轴3；

所述磁路闭环式电感位移传感器通过所述导磁套管8、所述传感铁芯9、所述励磁线圈17以及所述导磁传感座11形成闭环磁场；

所述屏蔽泵传动轴3通过屏蔽泵滑动轴承2安装于屏蔽泵机体1，由于在屏蔽泵机体1内支撑所述屏蔽泵传动轴3是屏蔽泵滑动轴承2，因此所述屏蔽泵传动轴3在做旋转运动的同时也做轴向运动；

所述法兰式隔离套6与所述屏蔽泵机体1之间密封，所述励磁线圈17通过所述导磁套管8套设于所述法兰式隔离套6外侧，使所述磁路闭环式电感位移传感器形成隔离密封式非接触型轴向位移传感器；

所述线性霍尔传感器10根据所述传感铁芯9随所述屏蔽泵传动轴3做轴向运动时与所述线性霍尔传感器10之间的距离变化感应到的磁场强度变化输出相对应的线性电压VH；

具体的，由于所述传感铁芯9处在闭环磁场的磁路上，所述线性霍尔传感器10与所述传感铁芯9同轴设置，固定安装于所述导磁传感座11，所述传感铁芯9在随所述屏蔽泵传动轴3做轴向运动时，与所述线性霍尔传感器10之间的距离是变化的，因此所述线性霍尔传感器10感应到的磁场强度也是变化的，根据霍尔效应原理，所述线性霍尔传感器10能够输出与磁场强度相对应的线性电压VH；

VH与距离并不构成线性关系，所以，线性电压VH需要经差动信号放大器进行放大及零点校正VH－VZ＝VA后输出电压信号VA，并将差动放大器输出的电压信号VA送到主控制电路进行运算处理得到距离数据。

进一步地，如图2所示，所述主控制电路包括中央处理器、A/D转换模块、串行数据发送模块及D/A转换模块；电压信号VA送至中央处理器模拟电压输入引脚，经所述A/D转换模块将模拟量转换成数字信号，所述中央处理器将数字信号进行运算处理后得到距离数据，其中，一路距离数据通过所述串行数据发送模块送至LED显示板14，经MAX7219数码管驱动器进行编码转换后，直接驱动数码管进行现场数字显示及光柱模拟位置显示，另一路距离数据送至所述D/A转换模块，将数字信号转换成模拟电流信号，输出至I/V转换模块，将电压信号转换成4～20mA的电流信号后送至4#接线端子电路，供用户DCS使用。

进一步地，所述主控制电路还包括开关量输入模块，所述开关量输入模块连接至AH543霍尔感应按键模块，用于供用户现场输入控制数据，对所述轴向位置检测仪进行调整操作。

进一步地，所述主控制电路还包括开关电源模块，所述开关电源模块在为所述线性霍尔传感器10提供激励电源的同时，与所述主控制电路的片内稳压模块连接，为主控制电路提供稳压电源。

进一步地，所述仪表主壳体22侧面设置有侧端盖23，顶部设置有上端盖21，底部设置有戈兰头20；所述仪表主壳体22内部设置有所述LED显示板14、主控制电路板15及接线端子电路板16；所述上端盖21设置有用于查看所述LED显示板14的视窗13；所述LED显示板14上布设有用于显示检测距离数据的LED显示电路，所述主控制电路板15上布设有所述主控制电路，所述接线端子电路板16上布设有所述接线端子电路，所述LED显示板14、所述主控制电路板15及所述接线端子电路板16在所述仪表主壳体22内部的布局可以如图1所示，也可以按照实际的使用需求进行布局。

进一步地，所述轴向位置检测仪共有三个数据输入键SET、▲、▼，为了现场的操作安全均使用磁性笔，笔上磁场透过防爆玻璃感应到AH543霍尔感应按键模块上，然后通过开关量输入模块将信号送到中央处理器的I/O接口，中央处理器根据接口的状态，处理输入的数据，供仪表实际运行时使用。

进一步地，本发明所述的轴向位置检测仪的测量范围为0～12.00mm，使用温度为－40～180℃，工作压力为0～4.0Mpa，电源电压为DC24V，防护等级为IP65，防爆等级为EXdⅡc T4 Gb。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。