作为推断机器健康系统的一部分的用于无中断测量轴向磁通量的分裂线圈布置

技术领域

本申请涉及轴向磁通量传感器及相关系统和方法。

背景技术

某些类型的机械具有圆柱形几何形状，并沿径向和轴向产生磁场。轴向磁通量传感器感测沿轴向的磁通量。

发明内容

描述了轴向磁通量传感器。在一些实施例中，轴向磁通量传感器包括在其上具有导电迹线的多个基板，在其他实施例中为单个基板或无基板。当提供多个基板时，基板耦合在一起，使得导电迹线连接形成线圈。线圈可以是连续的多回路线圈。当基板耦合在一起时，它们可以限定开口来容纳轴或其他设备。

根据本申请的一个方面，提供一种轴向磁通量传感器装置，包括：第一基板；第二基板，与所述第一基板可耦合以形成基本平面的闭环；所述第一基板上的第一多个部分回路导电迹线；所述第二基板上的第二多个部分回路导电迹线；和第一插脚和插座连接器、以及第二插脚和插座连接器，被配置为在单个、连续、基本上平面的多回路线圈中耦合第一和第二多个部分回路导电迹线。

根据本申请的一个方面，提供一种通量检测系统，包括：电机，包括外壳和从外壳中伸出的轴；轴向通量传感器，位于所述外壳外的轴周围，包括：第一和第二耦合支架，形成所述轴穿过的开口；所述第一支架上的第一多个部分回路导电迹线；所述第二支架上的第二多个部分回路导电迹线；将所述第一多个部分回路导电迹线与所述第二多个部分回路导电迹线耦合的第一迹线连接器；将所述第一多个部分回路导电迹线与所述第二多个部分回路导电迹线耦合的第二迹线连接器；和读出电路，耦合到所述第一多个部分回路导电迹线的至少一个迹线，并被配置为放大来自所述至少一个迹线的信号。

根据本申请的一个方面，提供一种用于感测轴向磁通量的传感器，该传感器包括：两个可耦合的基板，可耦合以形成基本平面的闭环；所述两个基板中的一个基板上的部分回路导电迹线；所述两个基板中另一个基板上的部分回路导电迹线；和两个迹线连接器，被配置为将所述两个基板上的部分回路导电迹线耦合在单个、连续、基本上平面的多回路线圈中。

根据本申请的一个方面，轴向磁通量传感器装置，包括：刚性基板；所述刚性基板上的第一多个部分回路导电迹线；所述导电迹线的柔性带，一端耦合到所述刚性基板，并在所述柔性带的第二端可耦合到第一基板；第一插脚和插座连接器，被配置为将所述柔性带的第二端耦合到所述刚性基板，以形成单个、连续、基本上平面的多回路线圈。

附图说明

将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应当理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在它们出现的所有图中由相同的附图标记表示。

图1A示出了根据本申请的非限制性实施例的处于分离状态的两个轴向磁通量传感器。

图1B示出了根据非限制性实施例应用的处于传感器的两个部件耦合在一起的状态下的图1A的轴向磁通量传感器。

图2A图示了根据本申请的非限制性实施例的图1A的轴向磁通量传感器在分离状态下的示例实施方式，示出了迹线连接器的示例实施方式。

图2B示出了根据本申请的非限制性实施例的处于传感器的两个部件耦合在一起的状态下的图2A的轴向磁通量传感器。

图3图示了根据本申请的非限制性实施例的图1A和2A的轴向磁通量传感器的电路的示例。

图4A示出了轴向磁通量传感器的第一侧，其在基板的一侧包括与图1B的轴向磁通量传感器相同的部件。

图4B示出了图4A的轴向磁通量传感器的背面。

图5示出了根据非限制性实施例的被配置为监测机械操作的轴向磁通量传感器的非限制性示例。

图6示出了将轴向磁通量传感器耦合到电机的一种方式的非限制性示例。

图7示出了包括导电线圈的多个基板，基板堆叠在一起以监测一件设备的轴向磁通量。

图8示出了可围绕电机的轴以形成单个、连续、多回路线圈的方式连接的多线电缆。

图9A图示了根据本申请的非限制性实施例的在刚柔结合印刷电路板(PCB)上的轴向磁通量传感器的示例实施方式。

图9B示出了将图9A的轴向磁通量传感器耦合到电机的一种方式的非限制性示例。

具体实施方式

本申请的方面涉及用于感测机械的轴向磁通量的传感器。某些机械(例如电机)可能包括运动部件，例如轴。指示电机等机器健康状况的一项可检测特征是它们产生的轴向磁通量。例如，对于某些机器，较大的轴向磁通量可能是机器健康状况不佳的标志。在某些情况下，轴向磁通量大小的变化可能是设备操作发生变化或机器健康状况恶化的标志。因此，监测机器的轴向磁通量可以提供关于机器健康的有价值的信息，并且可以用于做出关于机器维护和/或更换的必要性和时间安排的决定。

在一些实施例中，用于感测轴向磁通量的传感器被配置为应用于机械或从机械移除而无需拆卸机械。一些产生轴向磁场的机器包括可旋转的轴或转子。可旋转轴通常耦合到系统的其他组件。因此，本申请的各方面提供轴向磁通量传感器，其可以通过将轴周围的离散件耦合在一起以形成完整的线圈而无需拆卸机械，从而减少或完全消除机器停机时间并简化轴向通量传感器的定位过程。在一些实施例中，本文所述的轴向通量传感器包括可相互耦合且具有导电迹线的多个基板。将基板耦合在一起将迹线连接成连续环路，轴向磁通量可以通过该环路并被传感器检测到。

图1A示出了根据本申请的非限制性实施例的处于分离状态的两个轴向磁通传感器。轴向磁通传感器100包括处于分离状态的第一基板102a和第二基板102b。轴向磁通量传感器包括导电迹线104，包括第一基板102a上的第一多条导电迹线106a和第二基板102b上的第二多条导电迹线106b。轴向磁通量传感器100还包括第一迹线连接器108a和第二迹线连接器108b。第一迹线连接器108a包括第一基板102a上的第一部分110a和第二基板102b上的第二部分110b。第二迹线连接器108b包括第一基板102a上的第一部分112a和第二基板102b上的第二部分112b。轴向磁通量传感器100还包括电耦合到导电迹线104并且具体地，在该非限制性示例中，耦合到第二多个导电迹线106b的电路114。

第一基板102a和第二基板102b可以是任何合适类型的基板。在一些实施例中，两者都是印刷电路板(PCB)。然而，可以使用其他材料，只要它们可以支持导电迹线或导电路径。

第一基板102a和第二基板102b可以具有任何合适的形状以允许轴向磁通量传感器感测轴向定向的磁通量。在图1A和1B的非限制性示例中，它们的形状使得当耦合在一起时，如图1B所示，存在开口116，其可以容纳马达轴或其他机械部件。此外，基板102b被成形为使得它可以支撑电路114。例如，基板102b在第二多个导电迹线的侧面具有足够的空间，电路可以放置在那里。

轴向磁通量传感器100包括两个基板102a和102b，但也可以使用其他数量的基板。例如，可以使用三个基板(例如，大小分别代表大约三分之一的圆)、四个基板(例如，大小分别代表大约四分之一圆)，或其他合适的数量的基板。在至少一些实施例中，使用两个基板足以形成导电迹线的闭合环路，如图1B所示，通过将基板围绕电机轴或其他设备定位。使用大量基板可能会增加传感器的复杂性，但在某些情况下可能有助于将基板安装在要监控的机器周围。

如图1B所示，第一基板102a和第二基板102b可以以与开口116形成闭合回路的方式耦合在一起。第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b是部分环路导电迹线。第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b可以耦合在一起以形成单个连续的多回路线圈。在一些实施例中，线圈基本上是平面的。如将在下文结合图2A和2B进一步描述的，第一迹线连接器108a和第二迹线连接器108b有助于将第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b耦合成单个多回路线圈。

第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b可以包括任何合适数量的导电迹线以提供用于检测轴向磁通量的期望灵敏度。导电迹线的数量越多，灵敏度就越高。然而，基板上可以容纳多少条迹线可能存在实际限制。在图1A-B、2A-B、4A-B和9A的示例中，每个导电迹线都位于靠近电路的低噪声放大器的位置。本地放大减少了所需的循环数。例如，提供大约30倍增益的本地放大器可以将生成等效幅度信号所需的环路数量减少30倍。这反过来又简化了走线连接器和基板设计。一般而言，局部放大降低了设计复杂性和成本，并允许整体轴向磁通量传感器的尺寸更小。在所示示例中，第一和第二多条导电迹线中的每一个包括五个导电迹线。在替代实施例中，可以使用更少或更多。

第一多条导电迹线和第二多条导电迹线可以是基本上平面的。如本文所述，传感器可用于检测定向通过通过连接第一多个导电迹线和第二多个导电迹线而形成的线圈的轴向磁通量。使导电迹线呈现基本平面形状允许当磁通量定向通过线圈时在导电迹线中感应电流。

导电迹线104可以由任何合适的导电材料形成。如上所述，在一些实施例中，第一基板102a和第二基板102b是PCB。在这样的实施例中，导电迹线104可以是PCB上的迹线。然而，并非所有实施例都在这方面受到限制。例如，在一些实施例中，导线可以用作导电迹线104。

导电迹线104可以呈现任何合适的形状。在一些实施例中，例如图1B所示的实施例，可能希望导电迹线在耦合在一起时形成基本上圆形的回路。因此，在一些实施例中，第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b成形为半圆形。然而，并非所有实施例都在这方面受到限制，因为非圆形(例如，椭圆形)回路可以替代地通过连接第一和第二多条导电迹线来形成。多条导电迹线因此可以是半圆形、部分环、弯曲段或呈现其他形状。

第一迹线连接器108a和第二迹线连接器108b可以是适用于连接基板102a和102b上的导电迹线104的各种类型的电连接器。一个示例，在图2A和2B中示出并且在下面结合这些图进一步描述，是迹线连接器108a和108b可以是插脚和插座连接器。在替代实施例中可以使用其他类型的可插拔或可分离迹线连接器。第一迹线连接器108a和第二迹线连接器108b可以适当地配置为将第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b耦合成单个连续的多回路线圈。在一些实施例中，单个连续多环线圈基本上是平面的。在一些实施例中，这意味着两个迹线连接器中的一个可以以一对一的关系耦合第一和第二多条导电迹线，而迹线连接器中的另一个不能。详细示例在图2A和2B中示出并且在下文结合这些图进一步描述。

图1A和1B的电路114在所示示例中耦合到第二多条导电迹线106b并且被配置为接收在线圈中产生的信号-当第一和第二多条导电迹线耦合时形成-响应通过开口116的磁通量。电路可以包括低噪声放大器和可选的模数转换器(ADC)。电路114的非限制性示例在图3中示出并且在下面结合该图进一步描述。应当理解，在替代实施例中，电路114可以在基板106a上并且耦合到第一多个导电迹线106a。在替代实施例中，一些电路可以在基板106a上并且一些电路可以在基板106b上。

为了使用轴向磁通量传感器100，第一基板102a和第二基板102b可以耦合在一起，如图1B所示。使用第一和第二迹线连接器108a和108b、夹具或任何其他合适的耦合器，耦合的第一和第二基板102a和102b可以围绕电机或其他机械部件的轴耦合。来自机器的轴向磁通量可以穿过开口116，在导电迹线104中产生电流。电路114可以检测电流并产生输出信号。输出信号可以是电流的指示，可以是机器健康状态的指示，或者可以是任何其他合适的信号。

图2A图示了根据本申请的非限制性实施例的图1A的轴向磁通量传感器在分离状态下的示例实施方式，示出了迹线连接器的示例实施方式。图2A中的许多组件与图1A中的相同，由相同的附图标记表示，因此现在不再详细描述。轴向磁通量传感器200包括第一迹线连接器208a和第二迹线连接器208b，它们分别是图1A的第一迹线连接器108a和第二迹线连接器108b的实施方式的非限制性示例。第一迹线连接器208a包括第一基板102a上的第一部分210a和第二基板102b上的第二部分210b。第二迹线连接器208b包括第一基板102a上的第一部分212a和第二基板102b上的第二部分212b。此外，轴向磁通量传感器200包括桥迹线阵列215和旁路迹线217。

在该非限制性示例中，第一迹线连接器208a和第二迹线连接器208b是插脚和插座连接器。第一部分210a是插脚和插座连接器的可接收部分。第二部分210b是插脚和插座连接器的插头部分。类似地，第一部分212a是插脚和插座连接器的插头部分。第二部分212b是插脚和插座连接器的插座部分。

在图2A的示例中，第一迹线连接器208a和第二迹线连接器208b在它们如何连接到导电迹线104方面彼此不同，使得当连接时，第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b形成单个连续的多回路线圈。第二迹线连接器208b以一对一的关系连接第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b。第一迹线连接器208a没有。相反，第一迹线连接器208a的第二部分210b将第二多条导电迹线106b中的少于全部(在这种情况下为四个)连接到第一多条导电迹线106a。引脚219a、219b、219c和219d将第二多个导电迹线106b的导电迹线之一连接到第一多个导电迹线106a的导电迹线。然而，从图2A和2B可以看出，引脚219a-219d没有连接到第二多个导电迹线106b的对应导电迹线。例如，虽然插脚219a是最外的插脚，但它并不连接到最外的导电迹线221a，而是连接到第二个最外的导电迹线221b。同样，插脚219b连接到中间导电迹线221c。插脚219c连接到第二个最里面的导电迹线221d。引脚219d连接到最里面的导电迹线221e。这些连接由桥接迹线阵列215制成，该桥接迹线阵列215包括各个单独迹线223，它们桥接插脚219a-219d和它们所连接的导电迹线之间的偏移。最外面的导电迹线221a连接到电路114。同样地，插脚219e-在这种情况下，第二部分210b的最里面的插脚219e-通过绕过第二多个导电迹线106b的旁路迹线217耦合到电路114。由第二部分210b与电路114和第二多个导电迹线106b进行的连接的图示配置允许第一迹线连接器208a和第二迹线连接器208b将第一多个导电迹线106a和第二多个导电迹线106b耦合成单个连续的多回路线圈。

桥迹线阵列215可以采用任何合适的形式来实现第二部分210b的引脚与第二多个导电迹线106b的耦合。在所示示例中，桥迹线阵列215包括以相对于第二多个导电迹线106b的角度定向的迹线223。其他配置是可能的。

旁路迹线217可以采用任何合适的形式用于将插脚219e连接到电路114而不接触第二多个导电迹线106b。在一些实施例中，旁路迹线217可以在基板102b的与第二多条导电迹线106b不同的层上。例如，在一些示例中，旁路迹线217可以在基板102b的背面。当基板102b为PCB时，旁路迹线217可实施为PCB的中层导电层，而第二多条导电迹线可实施为PCB的最上层导电层。其他配置也是可能的。根据非限制性示例，电路114的放大器可以位于靠近导电迹线106b的位置。使放大器靠近导电迹线的一个好处是减少连接导电迹线106b和电路放大器(例如旁路迹线217)的迹线中的寄生电磁拾取。

图2B示出了根据本申请的非限制性实施例的当传感器的两个部件耦合在一起时图2A的轴向磁通量传感器。在这种状态下，第一多条导电迹线106a和第二多条导电迹线106b耦合成单个连续的多回路线圈。磁通量通过开口116在连续的多回路线圈中产生电流，该电流可以被电路114检测到。

可以使用任何合适的方式将传感器的基板耦合在一起。在一些实施例中，迹线耦合器可能足以将基板保持在一起。在其他实施例中，可以提供额外的耦合器以增强耦合的稳定性。例如，可以采用夹具、磁耦合器或其他耦合机构。在图2B的示例中，包括夹具220以将基板耦合在一起。在一些实施例中可以使用一个以上的夹具。

图3图示了根据本申请的非限制性实施例的图1A和2A的轴向磁通量传感器的电路114的示例。电路314包括放大器302、滤波器304和ADC306。在替代实施例中可以包括其他配置，包括比所示出的那些更多或更少的组件。

如前面结合图1B和2B所述，放大器302耦合到连续多回路线圈的输出。即，线圈的两端馈入放大器302。一般来说，组成线圈的回路越多，通过开口116的磁通量将产生的信号幅度越大。然而，当轴向磁通量传感器被实现为基板上的迹线时，如图1B和2B中所示，对于可以形成多少个回路可能存在实际限制，并且该数量可能不足以产生具有所需幅度的信号。如图1B和2B所示，五个回路在某些应用中可能足以产生所需的信号幅度，但对于其他应用可能不够。因此，在一些实施例中，可以为预期的应用选择循环的数量。放大器302提供所需的放大水平以使来自环路的信号可用。因为来自线圈的信号幅度可能相对较小，所以在至少一些实施例中放大器302可以是低噪声放大器(LNA)。以这种方式，可以实现显着的放大而不会给信号增加显着的噪声。放大器302可提供十与一百之间、二十与五十之间、二十五与四十之间的增益，或这些范围内的任何增益或增益范围。在一些实施例中，来自线圈的信号幅度可以在纳伏或微伏的数量级上，因此在上面列出的范围内的增益可以将信号幅度增加到更可用的水平。

滤波器304是可选的。当包括时，滤波器304可以被耦合以接收和滤波来自放大器302的放大信号。滤波器304可以是用于去除不想要的信号的任何合适类型的滤波器。例如，滤波器可以是低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器。滤波器可以被构造成以对应于被监测机器的预期操作频率的频率隔离信号。例如，如果轴向通量传感器被用于监测具有60Hz旋转速率的机器，则滤波器304可用于隔离大约该频率的信号。然而，在其他实施例中可以执行其他形式的滤波。

ADC 306也是可选的。在一些实施例中，ADC 306被包括在基板102b上以将来自线圈的信号数字化。可选地，可以在ADC 306下游的基板102b上提供另外的数字处理电路。这种数字处理电路可以包括滤波或其他数字电路。在一些实施例中，ADC 306从基板102b上的电路314中省略。轴向磁通量传感器可以输出模拟信号，并且可以在传感器之外执行任何数字化，例如在单独的处理器中。

根据本申请的一个方面，通过耦合其上具有导电迹线的多个基板组装的轴向磁通量传感器包括位于基板两侧的导电迹线。图4A和4B图示了非限制性示例。图4A示出了轴向磁通量传感器400的第一侧，包括在基板102a和102b的一侧上与图1B的轴向磁通量传感器100相同的部件。然而，轴向磁通量传感器400另外包括在基板的相对侧上的导电迹线，如图4B所示。

图4B示出轴向磁通量传感器400的背面。导电迹线420形成轴向磁通量传感器的单个连续多回路线圈的一部分。也就是说，背面的导电迹线连接到基板102a和102b的正面(图4A)上的导电迹线，有效地加长了线圈并增加了线圈的环数。对于给定的轴向磁通量，这种配置将从线圈提供比仅在基板102a和102b的一侧上仅具有导电迹线的基本上等效的传感器更大的电信号输出。

图4A和4B中所示的导电迹线可以以任何合适的方式耦合在一起以形成单个回路。例如，插塞、通孔、导电柱或其他导电结构可以将基板两侧上的导电迹线连接在一起。如果基板是PCB，则导电通孔可能会在PCB的正面和背面之间延伸。可以通过在PCB中电镀孔或以任何其他合适的方式来形成导电通路。

根据本申请的一个方面，轴向磁通量传感器可以包括位于基板两侧的迹线连接器。例如，轴向磁通量传感器400的背面上的附加迹线连接器可以增加回路的密度并增加传感器的刚性。

如上所述，本文所述的轴向磁通量传感器可用于监测机械的操作。图5图示了非限制性示例。系统500包括具有轴504的马达502和轴向通量传感器506。可选地，可以包括额外的传感器508、510和512。

马达502可以是任何合适类型的马达。此外，马达502是可以用轴向磁通量传感器监测的一件机械的非限制性示例。马达502具有外壳503和从外壳内部延伸到外壳外部的轴504。轴可以旋转，例如沿箭头R指示的方向。尽管为了图示的简单性未示出，但轴504可以在其与电机相对的端部连接到其他机械，这意味着如果不拆开电机或连接到电机的设备，则可能无法接近轴504的端部。因此，所述类型的轴向磁通量传感器在允许传感器围绕轴放置而不需要移除设备方面可能是有益的。

轴向磁通传感器506可以是本公开中描述的任何轴向磁通传感器。轴向磁通量传感器506被示为具有线圈507，其可以是本文所述的任何类型的线圈。如图所示，轴向磁通量传感器506设置在外壳503外部的轴504周围。电机可以在外壳503外部产生净轴向磁场505。注意，在外壳内可能没有净轴向磁场。通过轴向磁通传感器506的开口的轴向磁场505在轴向磁通传感器的线圈507中产生电流。可以处理电流以确定轴向磁场的特性，例如其幅度、频率或其他感兴趣的特性。作为结果可以确定马达502的操作和/或健康状况。例如，如果轴向磁场太大、太小、偏离基线值太大、以非典型频率为特征，或者以其他方式指示电动机502的异常或恶化操作，则可以采取纠正措施。例如，马达502的维护或更换可以在故障之前进行。因此，机器停机时间可以得到控制并尽可能减少。

在一些实施例中，电机502的机器健康监测可以涉及不仅仅分析轴向磁场505。例如，振动、声音、定子电流、轴电流和/或径向磁通量也可以被监测，并且可以评估所有监测的结果以评估电机的健康状况502。因此可以可选地提供传感器508、510和512。这些传感器可以是加速度计、陀螺仪、麦克风或其他合适传感器的任何组合。尽管轴向磁通量传感器506和传感器508、510和512被示为是分开的，但在一些实施例中，可以提供包括各种类型传感器的单个传感器外壳并且相对于电动机502适当地定位。即，本申请的多个方面提供了一种机器健康监测传感器，其一个部件是本文所述类型的轴向磁通量传感器。

轴向磁通量传感器506可以以任何合适的方式连接到马达以允许检测轴向磁通量。图6示出了将轴向磁通量传感器耦合到电机的一种方式的非限制性示例。电动机502以简化形式示出。轴向磁通量传感器在基板102a的背面具有磁体602。磁体可以耦合到电机外壳的外部或要监测的其他机械部件，例如电机502。这样，轴向磁通量传感器可以固定在适当的位置，而不接触它所围绕的轴放置。作为磁铁的替代品，可以使用粘合剂、夹具、钩环紧固件或其他耦合机构来将轴向磁通量传感器固定到被监控的机器上。

根据本申请的一个方面，可以将包括导电线圈的多个基板堆叠在一起以监测一件设备的轴向磁通量。图7图示了非限制性示例。如图所示，轴向磁通量传感器506的多个实例506

当提供轴向磁通量传感器的多个实例时，它们可以以任何合适的方式耦合在一起。例如，柱、杆、销或其他连接器可以将轴向磁通量传感器耦合在一起。结合起来，轴向磁通量传感器的多个实例可以被认为是具有堆叠基板的单个轴向磁通量传感器。

根据本申请的一个方面，多线电缆可围绕电机的轴以形成单个、连续、多回路线圈的方式连接。例如，在一些实施例中可以使用容纳多个隔离导电芯的单个电缆护套。单个连续的多回路线圈可以以本文前面关于轴向磁通量传感器的前述实施例描述的方式操作，以检测轴向磁通量。通过具有容纳导体的单个护套，例如带状电缆，在一些实施例中，电缆将只需要缠绕在被监测的机器上一次。图8图示了适合缠绕在机器上以监测轴向磁通量的多线电缆的非限制性示例。

轴向磁通量传感器800包括具有连接器804a和804b的电缆802。电缆802包括多根电线。连接器804a和804b将多根线耦合以形成单个连续的多回路线圈。例如，连接器804a和804b可以像图2B的第一迹线连接器208a那样配置。连接器804a和804b允许围绕电机502的轴形成线圈(其以简化形式示出)。电缆可以以任何合适的方式固定在适当的位置以便不接触轴504。例如，电缆可以安装到基板、管或其他刚性结构上以确保其保持环形而不接触轴504.

根据本申请的一个方面，轴向磁通量传感器可以包括单个迹线连接器以将导电迹线耦合在一起形成单个连续的多回路线圈。在一些实施例中，这样的配置包括具有多个导电迹线的单个基板，所述多个导电迹线部分地在基板上并且部分地离开基板，并且被配置成连接成环路。根据本申请的一个方面，轴向磁通量传感器包括具有导电迹线的单个基板。单一基板可以是任何合适类型的基板。在一些实施例中，基板是柔性印刷电路板(PCB)，并且在一些实施例中，基板是刚柔结合印刷电路板(PCB)。例如，根据本申请的一个方面，轴向磁通量传感器装置，包括：刚性基板；所述刚性基板上的第一多个部分回路导电迹线；所述导电迹线的柔性带，一端耦合到所述刚性基板，并在所述柔性带的第二端可耦合到第一基板；第一插脚和插座连接器，被配置为将所述柔性带的第二端耦合到所述刚性基板，以形成单个、连续、基本上平面的多回路线圈。图9A和9B示出了一个示例。

图9A图示了根据本申请的非限制性实施例的刚性-柔性印刷电路板(PCB)上的轴向磁通量传感器。轴向磁通量传感器900包括刚柔结合基板，具有柔性部分902a和刚性部分902b。轴向磁通量传感器包括导电迹线904。根据一些示例，导电迹线904可以构成或位于刚性-柔性PCB的柔性部分上。根据一些示例，导电迹线904可以部分地位于柔性部分上并且部分地位于刚柔结合PCB的刚性部分上。

轴向磁通量传感器900还包括迹线连接器908a。迹线连接器908a包括不在刚性部分902b上但连接到柔性部分902a的第一部分910a，以及在基板的刚性部分902b上的第二部分910b。刚柔结合基板的柔性部分902a可以弯曲和/或弯曲以连接和断开迹线连接器908a。

在图9A和9B的非限制性示例中，基板的形状使得当柔性部分902a缠绕在一台机器周围并耦合到刚性部分902b时，如图9A所示，存在开口916，该开口可以容纳如图9B所示的电机轴或其他机械部件。如本文所述，基板的形状使其可以支撑电路914。例如，刚性部分902b具有足够的空间到导电迹线的侧面，电路可以放置在那里。

如本文所述，虽然轴向磁通量传感器900包括具有刚性和柔性部分的单个基板，但是可以使用任何其他数量和组合的基板类型。例如，可以使用三个基板(例如，大小分别代表大约三分之一的圆)、四个基板(例如，大小分别代表大约四分之一圆)或具有一个或多个刚性和/或柔性基板的或其他合适的数量。

如图9B所示，轴向磁通量传感器900的基板可以以与开口916形成闭合回路的方式连接。导电迹线904可以在连接器908a处与其自身耦合以形成单个、连续、多环形线圈。在一些实施例中，线圈基本上是平面的。连接器908a允许围绕电机502的轴形成刚柔结合PCB(其以简化形式示出)。基板的柔性部分可以以任何合适的方式固定在适当的位置，以便不接触轴504。例如，柔性部分可以安装到基板、管或其他结构上，以确保其保持环形而不接触轴504。

如本文所述的轴向磁通量传感器可用于机器的基于状态的监测。从轴向磁通量传感器检测到的信息可以单独使用，也可以与来自其他传感器的数据结合使用，以监测机器的运行状况。由于所监测的状况，机器的维护、修理或更换可以在机器发生重大且代价高昂的问题之前安排。在一些实施例中，机器故障的发生可以基于监测的条件数据来预测，这可以允许在任何这样的故障之前采取适当的纠正措施。因此可以节省机器停机时间和成本。