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霍尔开关在磁悬浮涡轮传感中的应用

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2021-08-10 08:41:34【
目前,由涡轮转子传感器制成的涡轮流量计和电流表以其测量精度高、价格低、耐压高、运行稳定等优点被广泛应用于各种测量领域。在涡轮流量计和海流计的流速传感器中,最关键的环节是尽可能使涡轮灵活转动,应用最广泛的是用高精度的轴承或顶针支撑涡轮随流体转动,因此轴承或顶针的摩擦系数应尽可能小。
 

 
然而,为了达到这种效果,轴承或顶针的精度非常高,也需要足够的润滑。所以有一些弊端;轴承或顶针的精度越高,庭院就越小。小杂质会卡住,影响全轮转动。要求使用环境清洁,需要设置一套润滑机构。润滑油也需要经常更换,维护成本高。这样的结构会产生很多影响测量精度的不确定因素。
近年来,在这种传感器中出现了一种利用电磁悬浮的新技术,可以解决影响涡轮旋转灵活性的问题。但是电磁线需要持续供电。一旦断电或电源不足,涡轮就不会浮动,传感器也不会工作。此时,传感器如果继续运行就会损坏;电磁线圈连续工作,使用寿命短,功耗大;制造成本远高于传统的轴或顶针传感器。采用电磁悬浮技术的涡轮转子传感器虽然解决了这类传感器的一些技术难题,但也产生了许多新的故障因素,因此这类传感器技术存在很大的技术缺陷,不适合广泛推广。
 
一种永磁磁悬浮涡轮传感结构,其特征在于,包括信号采集仓和固定在信号采集仓上的信号处理仓,轴向受力磁悬浮轴承通过中心架固定在信号采集仓内;轴向受力磁悬浮轴承的外壁上设有涡轮;信号采集磁钢安装在汽轮机远离轴向受力磁悬浮轴承的端部;信号处理仓内分别安装有霍尔开关和信号处理电路,其中霍尔开关适用于信号采集磁钢。
 

 
第一内磁环和第二内磁环的同一侧处于同一水平并有一段距离,形成两个磁极方向相同、内外有径向磁力线的磁环。当内磁环和外磁环的磁中心线重合时,理论上内磁环应该在外磁环中旋转停止,但这个重合点只存在于理论上,在实际应用中找不到。因此,通过调整件调整轴芯的轴向位置,然后将内磁环与外磁中心线之间的距离调整到合适的距离。因此,在涡轮的作用下,轴向受力磁轴承切削信号采集磁钢之间形成的磁场旋转,带来一组或多组南北交变切削磁场,激励霍尔开关发出开关信号,从而实现信号数据采集。

此轴承主要是利用磁铁同极相排斥的原理。将环形磁铁同极相对固定在轴芯和轴套上,相同两极留-定的距离,就会得到两个磁极方向相同且磁力线呈内外辐射状的磁环。当内磁环和外磁环的磁力中心线重合为零时,内磁环应旋停在外磁环中,但是这个重合点只是理论上存在,实际应用中找不到这个点。通过调整两个磁环磁力中心线之间的距离,当有了一定量的偏移距离后轴芯和轴套之间就实现了旋停。在允许范围内偏移距离越小,摩擦系数越小,稳定性越差;偏移距离越大,摩擦系数越大,稳定性越好。横向受力磁悬浮轴承整个机械接触面只有顶针一个点,其余各方均呈悬浮状态,就实现了轴向和橫向摩擦系数接近于零,因此对环境是否清洁的要求不高,无需润滑,涡轮就实现零功耗的磁悬浮。