一种磁悬浮转子的检测装置、方法和磁悬浮电机与流程

1.本发明属于检测技术领域，具体涉及一种磁悬浮转子的检测装置、方法和磁悬浮电机，尤其涉及一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置、方法和磁悬浮电机。


背景技术：

2.电涡流传感器因为其无接触、结构简单等原因，而被广泛应用于电机(如磁悬浮电机)中相应部件的位移检测。比如，在磁悬浮电机中的磁悬浮转子转动时，电涡流传感器检测的对象是磁悬浮转子特定的环形表面，即转子轴的环形表面，简称检测面。而在实际生产过程中，如果磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀，则会导致依靠电磁感应现象来检测位移的电涡流传感器的检测数据(即位移检测信号)失真。
3.众所周知，磁悬浮轴承的精密控制是建立在位移传感器(即电涡流传感器)对磁悬浮转子悬浮位置的实时检测之上的，如果位移检测信号出现较大偏差，那磁悬浮转子必定无法保持稳定悬浮。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种磁悬浮转子的检测装置、方法和磁悬浮电机，以解决在磁悬浮电机中，采用电涡流传感器检测磁悬浮转子的悬浮位置，而当磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀时，会导致电涡流传感器的位移检测信号失真，进而影响磁悬浮转子的悬浮稳定性的问题，达到通过将磁悬浮转子的检测面设置为可拆卸的形式，在磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀时对磁悬浮转子的检测面进行更换，能够避免因磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀而导致的磁悬浮转子的悬浮位置的位移检测信号失真，有利于提高磁悬浮转子的悬浮稳定性的效果。
6.本发明提供一种磁悬浮转子的检测装置中，所述磁悬浮转子，具有转子轴；所述转子轴，具有检测面；所述检测面，为可拆卸检测面；所述磁悬浮转子的检测装置，包括：检测工装；所述检测工装，包括：检测轴承；所述转子轴，能够套装在所述检测轴承中，且所述可拆卸检测面能够处于所述检测轴承中；所述磁悬浮转子的检测装置，还包括：位移采集单元、信号处理单元和控制单元；其中，所述位移采集单元，设置在所述检测轴承的外围、且位于与所述可拆卸检测面上的设定检测点对应的位置处，被配置为在所述转子轴按设定转速转动一周的过程中，自所述可拆卸检测面处对所述转子轴的位移进行检测，得到自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位移信号，记为位移信号组；所述信号处理单元，被配置为对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数；所述控制单元，被配置为根据自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面是否合格；以及，若确定所述可拆卸检测面不合
格，则确定需要对所述可拆卸检测面进行更换，并继续对更换后的其他可拆卸检测面是否合格进行确定。
7.在一些实施方式中，在所述转子轴上，所述检测面的数量为两个；所述检测轴承的数量与所述检测面的数量一致；两个所述检测轴承之间的距离能够调节，以适配所述转子轴(1)的长度。
8.在一些实施方式中，所述可拆卸检测面，采用键合的方式，安装到所述转子轴的本体上。
9.在一些实施方式中，所述位移采集单元，包括：一对电涡流传感器；一对所述电涡流传感器中的每个所述电涡流传感器，设置在所述检测轴承的外围、且位于与所述可拆卸检测面上各自的设定检测点对应的位置处；一对所述电涡流传感器中一个电涡流传感器所在的设定检测点，与另一个电涡流传感器所在的设定检测点，呈180
°
设置。
10.在一些实施方式中，所述信号处理单元，包括：检波模块和信号调理模块；所述信号处理单元，对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数，包括：所述检波模块，被配置为基于设定的激励信号，对所述位移信号组进行检波处理，得到所述位移信号组的幅值信号组；所述信号调理模块，被配置为对所述幅值信号组进行运算放大处理，得到一组直流电压信号，作为所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数。
11.在一些实施方式中，所述控制单元，根据自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面是否合格，包括：确定自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数中的最大位置参数和最小位置参数；确定所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，是否小于或等于设定误差范围；若所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，大于设定误差范围，则确定所述可拆卸检测面不合格。
12.与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮电机，包括：磁悬浮转子；所述磁悬浮转子，是经以上所述的磁悬浮转子的检测装置检测合格的转子。
13.与上述磁悬浮转子的检测装置相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮转子的检测方法中，所述磁悬浮转子，具有转子轴；所述转子轴，具有检测面；所述检测面，为可拆卸检测面；与所述转子轴相匹配，还设置有检测工装，所述检测工装，包括：检测轴承；所述转子轴，能够套装在所述检测轴承中，且所述可拆卸检测面能够处于所述检测轴承中；所述磁悬浮转子的检测方法，包括：在所述转子轴按设定转速转动一周的过程中，自所述可拆卸检测面处对所述转子轴的位移进行检测，得到自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位移信号，记为位移信号组；对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数；根据自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面是否合格；以及，若确定所述可拆卸检测面不合格，则确定需要对所述可拆卸检测面进行更换，并继续对更换后的其他可拆卸检测面是否合格进行确定。
14.在一些实施方式中，对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数，包括：基于设定的激励信号，对所述位移信号组进行检波处理，得到所述位移信号组的幅值信号组；对所述幅值信号组进行运算放大处理，得到一
组直流电压信号，作为所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数。
15.在一些实施方式中，根据自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面是否合格，包括：确定自所述可拆卸检测面处检测到的所述转子轴的一组位置参数中的最大位置参数和最小位置参数；确定所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，是否小于或等于设定误差范围；若所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，大于设定误差范围，则确定所述可拆卸检测面不合格。
16.由此，本发明的方案，通过确定磁悬浮转子的转子轴上的检测面，将转子轴上的每个检测面均设置为可拆卸的形式；并在每个检测面与电涡流传感器之间设置检测轴承，在转子轴转动的情况下，根据电涡流传感器输出的位移检测信号确定相应的检测面的材质和密度是否均匀，并在有检测面的材质和密度不均匀时对该检测面进行拆卸和更换，直至更换后的检测面的材质和密度均匀；从而，通过将磁悬浮转子的检测面设置为可拆卸的形式，在磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀时对磁悬浮转子的检测面进行更换，能够避免因磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀而导致的磁悬浮转子的悬浮位置的位移检测信号失真，有利于提高磁悬浮转子的悬浮稳定性。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
18.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
19.图1为本发明的磁悬浮转子的检测装置的一实施例的结构示意图；
20.图2为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置的一实施例的整体结构示意图；
21.图3为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置的一实施例的检测轴承结构的侧面结构示意图；
22.图4为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测方法的一实施例的流程示意图；
23.图5为本发明的磁悬浮转子的检测方法的一实施例的流程示意图；
24.图6为本发明的方法中对位移信号组进行处理的一实施例的流程示意图；
25.图7为本发明的方法中确定可拆卸检测面是否合格的一实施例的流程示意图。
26.结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
27.1-转子轴；2-检测轴承；3-可拆卸检测面；4-位移传感器；5-间隙(即转子轴与检测轴承之间的间隙)；6-转子轴的检测面材质不均匀处(假设转子轴的检测面材质不均匀处)；7-滚珠轴承。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
29.针对磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀，导致电涡流传感器监测数据失真从而影响整个磁悬浮系统稳定性的问题，本发明的方案，提出一种磁悬浮转子的检测装置，具体是一种检测面可拆卸的磁悬浮转子、以及针对检测面材质和密度不均匀检测装置，力求解决磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀而导致电涡流传感器监测数据失真从而影响整个磁悬浮系统稳定性的问题。
30.根据本发明的实施例，提供了一种磁悬浮转子的检测装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述磁悬浮转子，具有转子轴1。所述转子轴1，具有检测面。所述检测面，为可拆卸检测面3。
31.所述磁悬浮转子的检测装置，包括：检测工装。即，与所述转子轴1相匹配，还设置有检测工装，所述检测工装，包括：检测轴承2。所述转子轴1，能够套装在所述检测轴承2中，且所述可拆卸检测面3能够处于所述检测轴承2中。也就是说，所述检测轴承2，能够套设在所述转子轴1的外围。
32.在一些实施方式中，在所述转子轴1上，所述检测面的数量为两个。所述检测轴承2的数量与所述检测面的数量一致。两个所述检测轴承2之间的距离能够调节，如通过滑动件(如滑轨)进行调节，以适应所述转子轴1的不同长度。
33.图2为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置的一实施例的整体结构示意图。如图2所示，本发明的方案提供的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置，包括：转子轴1，转子轴1具有两个检测面，该两个检测面中一个检测面为转子轴1的前向检测面、另一个检测面为转子轴1的后向检测面，该两个检测面均为可拆卸检测面3。在转子轴1上每个检测面的外围，套设有一个检测轴承2，在该一个检测轴承2的外围的一对相对位置处设置有一对位移传感器，一对位移传感器中每个位移传感器4可以是电涡流传感器。针对两个检测面设置的两个检测轴承2各自的位置、以及两个检测轴承2之间的距离，可以根据转子轴1的长度和转子轴1上两个检测面的位置进行调整，比如可以通过滑轨来移动地调整。
34.其中，在转子轴1转动的情况下，每对位移传感器检测到的相应检测面处的位移信号，经信号处理及质检结果显示单元，进行信号处理，并对处理结果进行显示。
35.在一些实施方式中，所述可拆卸检测面3，采用键合的方式，安装到所述转子轴1的本体上。所述转子轴1的本体，是指所述转子轴1上除所述可拆卸检测面3之外的其余部分。
36.在图2所示的例子中，每个检测面可采用键合的方式固定到转子轴1上，以形成可拆卸检测面3。
37.所述磁悬浮转子的检测装置，还包括：位移采集单元、信号处理单元和控制单元。位移采集单元，如位移传感器4。信号处理单元，如检波电路及信号调理电路。控制单元，如mcu。
38.其中，所述位移采集单元，设置在所述检测轴承2的外围、且位于与所述可拆卸检测面3上的设定检测点对应的位置处，即设置在所述检测轴承2的外围、且与所述转子轴1上的所述可拆卸检测面3上的设定检测点对应的位置处，被配置为在所述转子轴1按设定转速转动一周的过程中，自所述可拆卸检测面3处对所述转子轴1的位移进行检测，得到自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位移信号，记为位移信号组。
39.在一些实施方式中，所述位移采集单元，包括：一对电涡流传感器。
40.一对所述电涡流传感器中的每个所述电涡流传感器，设置在所述检测轴承2的外围、且位于与所述可拆卸检测面3上各自的设定检测点对应的位置处。一对所述电涡流传感器中一个电涡流传感器所在的设定检测点，与另一个电涡流传感器所在的设定检测点，呈180
°
设置。
41.在磁悬浮转子设计的时候，将磁悬浮转子的转子轴上待位移传感器检测的部分设计为可拆卸的检测面，如图2所示，若检测不合格可只进行检测面的替换而不用将整个转子回炉重造。磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置的两个检测轴承可自由调节距离，以适应不同长度的转子轴1。一对位移传感器呈180
°
摆放且位置相对固定。
42.所述信号处理单元，设置在所述位移采集单元与所述控制单元之间，被配置为对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数。
43.在一些实施方式中，所述信号处理单元，包括：检波模块和信号调理模块。
44.所述信号处理单元，对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数，包括：
45.所述检波模块，被配置为基于设定的激励信号，对所述位移信号组进行检波处理，得到所述位移信号组的幅值信号组。
46.所述信号调理模块，被配置为对所述幅值信号组进行运算放大处理，得到一组直流电压信号，作为所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数。
47.图3为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置的一实施例的检测轴承结构的侧面结构示意图。如图3所示，一对位移传感器检测到的位移信号，与激励信号，一起输入至检波电路的输入端。检波电路的输出端，经两级运放电路后输出用于表示该一对位移传感器所检测的检测面的位置信号的直流电压信号至mcu。mcu基于该检测面的位置信号判断该检测面的材质和密度是否合格，并将判断结果输出至显示屏进行显示。该显示屏，可以是触摸屏。该触摸屏，还可以用于人机交互操作。
48.在图3所示的例子中，转子轴1与检测轴承2之间具有间隙5，以方便转子轴1装入检测轴承2中。检测轴承2具体可以是滚珠轴承7。假定转子轴1的检测面具有材质和密度不均匀处6，通过磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置可以对该不均匀处6进行检测。
49.如图2和图3所示的例子，每个检测轴承2具体可以是滚珠轴承，每个滚珠轴承上有呈180度摆放且位置相对固定的一对电涡流传感器，该一对电涡流传感器检测到的位移信号，经过信号处理及质检结果显示单元，进行谐振、检波和放大等一些列信号调理后，传输到主控mcu中。本发明的方案提出的检测过程可视为磁悬浮主轴生产过程中的一道工序，结构简单，操作方便，仅由滚珠轴承和触摸屏组成。本发明的方案所涉及的磁悬浮系统由于采用非接触式的电涡流位移传感器，而位移信号对其稳定控制至关重要，所以对检测面的要求比较高。
50.整个电涡流传感器就依靠电磁感应定律来实现对在传感器测量范围内的金属的非接触式测量。当金属导体被置于变化磁场环境中，金属导体内部将会产生一圈圈的闭合的旋涡状感应电流，称之为电涡流。在高频正弦激励信号作用下，电磁感应产生的电涡流的
变化可以转化为电涡流位移传感器线圈和固定电容(如电池c)组成lc并联谐振电路的等效阻抗的变化。这种等效阻抗的变化可以经过后续的处理转化成电涡流位移传感器的模拟电信号输出，经由峰值检波、滤波处理、运算放大之后传进主控芯片mcu。
51.其中，由于一对电涡流传感器与滚珠轴承的几何中心位置相对固定，因此一对电涡流传感器的位移检测信号理论上应保持不变，但实际过程中由于转子轴1的检测面材质和密度不均匀等因素，使一对电涡流传感器的检测出的位移信号有波动。在磁悬浮转子旋转一周的过程中，mcu的程序记录位置信号(即位移信号)并找出其中的最大值x
max
和最小值x
min
，并判断|x
max-x
min
|的值是否在设定的误差带δ的范围内：若是则说明磁悬浮转子合格，若否则说明磁悬浮转子不合格。误差带δ表示不影响磁悬浮轴承控制精度下可接受的位移信号的波动误差。
52.所述控制单元，被配置为根据自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面3是否合格。以及，
53.在一些实施方式中，所述控制单元，根据自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面3是否合格，包括：
54.所述控制单元，具体还被配置为确定自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数中的最大位置参数和最小位置参数。
55.所述控制单元，具体还被配置为确定所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，是否小于或等于设定误差范围。设定误差范围，如误差带δ。
56.所述控制单元，具体还被配置为若所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，大于设定误差范围，则确定所述可拆卸检测面3不合格。当然，若所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，小于或等于设定误差范围，则确定所述可拆卸检测面3合格。
57.图4为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测方法的一实施例的流程示意图。如图4所示，本发明的方案提供的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测方法，包括：
58.步骤1、将磁悬浮转子的转子轴1装入检测装置中，位移传感器4对准检测面，开始检测。
59.步骤2、控制转子轴1按设定转速转动一周，如手动缓慢转动转子轴1一周。
60.步骤3、电涡流传感器通过电磁感应原理，将与转子轴1的检测面的表面距离的变化量转化为电涡流传感器与谐振电容(如电容c)的并联阻抗值的变化量。磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置通过输入正弦波激励信号，来识别这种变化，经过运算放大器的放大，传到mcu中。mcu的程序记录转子轴1旋转一周的位置信号并找出其中最大值x
max
和最小值x
min
。误差带δ表示不影响磁悬浮轴承控制精度下可接受的位移信号的波动误差。判断|x
max-x
min
|的值是否在误差带δ内，是则转子合格，否则不合格，并在屏幕上显示出来。
61.步骤4、如果转子合格，则结束检测。否则，对检测面进行更换，再回到步骤1重新检测，直至合格为止。
62.所述控制单元，还被配置为若确定所述可拆卸检测面3不合格，则确定需要对所述可拆卸检测面3进行更换，并继续对更换后的其他可拆卸检测面是否合格进行确定，直至更
换后的其他可拆卸检测面合格。
63.本发明的方案针对使用电涡流传感器的磁悬浮电机，提出一种可拆卸检测面的转子轴，当检测面材质和密度检测不合格时，可进行拆卸更换。还提出一种磁悬浮转子的检测装置，在磁悬浮转子安装之前，加入磁悬浮转子的检测面材质和密度的检测环节，以甄别不合格的转子轴，保证了磁悬浮转子的稳定悬浮精度。在不合格品的处理上，引入可拆卸的检测面，这样只需要更换不合格磁悬浮转子的检测面即可，省去了不合格品的回炉重造工作，大大降低了合格转子的制造成本。从而，解决了因磁悬浮转子轴的检测面材质不均匀导致电涡流传感器监测数据失真，从而影响整个转子悬浮稳定的问题。
64.采用本发明的技术方案，通过确定磁悬浮转子的转子轴上的检测面，将转子轴上的每个检测面均设置为可拆卸的形式。并在每个检测面与电涡流传感器之间设置检测轴承，在转子轴转动的情况下，根据电涡流传感器输出的位移检测信号确定相应的检测面的材质和密度是否均匀，并在有检测面的材质和密度不均匀时对该检测面进行拆卸和更换，直至更换后的检测面的材质和密度均匀。从而，通过将磁悬浮转子的检测面设置为可拆卸的形式，在磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀时对磁悬浮转子的检测面进行更换，能够避免因磁悬浮转子的检测面材质和密度不均匀而导致的磁悬浮转子的悬浮位置的位移检测信号失真，有利于提高磁悬浮转子的悬浮稳定性。
65.根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮转子的检测装置的一种磁悬浮电机。该磁悬浮电机可以包括：磁悬浮转子。所述磁悬浮转子，是经以上所述的磁悬浮转子的检测装置检测合格的转子。
66.由于本实施例的磁悬浮电机所实现的处理及功能基本相应于装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
67.采用本发明的技术方案，通过确定磁悬浮转子的转子轴上的检测面，将转子轴上的每个检测面均设置为可拆卸的形式。并在每个检测面与电涡流传感器之间设置检测轴承，在转子轴转动的情况下，根据电涡流传感器输出的位移检测信号确定相应的检测面的材质和密度是否均匀，并在有检测面的材质和密度不均匀时对该检测面进行拆卸和更换，直至更换后的检测面的材质和密度均匀，省去了不合格品的回炉重造工作，大大降低了合格转子的制造成本。
68.根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮电机的一种磁悬浮转子的检测方法，如图5所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述磁悬浮转子，具有转子轴1。所述转子轴1，具有检测面。所述检测面，为可拆卸检测面3。与所述转子轴1相匹配，还设置有检测工装，所述检测工装，包括：检测轴承2。所述转子轴1，能够套装在所述检测轴承2中，且所述可拆卸检测面3能够处于所述检测轴承2中。也就是说，所述检测轴承2，能够套设在所述转子轴1的外围。
69.所述磁悬浮转子的检测方法，包括：步骤s110至步骤s140。
70.在步骤s110处，通过位移采集单元，在所述转子轴1按设定转速转动一周的过程中，自所述可拆卸检测面3处对所述转子轴1的位移进行检测，得到自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位移信号，记为位移信号组。所述位移采集单元，设置在所述检测轴承2的外围、且位于与所述可拆卸检测面3上的设定检测点对应的位置处，即设置在
所述检测轴承2的外围、且与所述转子轴1上的所述可拆卸检测面3上的设定检测点对应的位置处。位移采集单元，如位移传感器4。
71.在步骤s120处，对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数。
72.在一些实施方式中，步骤s120中对所述位移信号组进行处理，得到自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数的具体过程，参见以下示例性说明。
73.下面结合图6所示本发明的方法中对位移信号组进行处理的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s120中对位移信号组进行处理的具体过程，包括：步骤s210和步骤s220。
74.步骤s210，基于设定的激励信号，对所述位移信号组进行检波处理，得到所述位移信号组的幅值信号组。
75.步骤s220，对所述幅值信号组进行运算放大处理，得到一组直流电压信号，作为所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数。
76.图3为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置的一实施例的检测轴承结构的侧面结构示意图。如图3所示，一对位移传感器检测到的位移信号，与激励信号，一起输入至检波电路的输入端。检波电路的输出端，经两级运放电路后输出用于表示该一对位移传感器所检测的检测面的位置信号的直流电压信号至mcu。mcu基于该检测面的位置信号判断该检测面的材质和密度是否合格，并将判断结果输出至显示屏进行显示。该显示屏，可以是触摸屏。该触摸屏，还可以用于人机交互操作。
77.在图3所示的例子中，转子轴1与检测轴承2之间具有间隙5，以方便转子轴1装入检测轴承2中。检测轴承2具体可以是滚珠轴承7。假定转子轴1的检测面具有材质和密度不均匀处6，通过磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置可以对该不均匀处6进行检测。
78.如图2和图3所示的例子，每个检测轴承2具体可以是滚珠轴承，每个滚珠轴承上有呈180度摆放且位置相对固定的一对电涡流传感器，该一对电涡流传感器检测到的位移信号，经过信号处理及质检结果显示单元，进行谐振、检波和放大等一些列信号调理后，传输到主控mcu中。本发明的方案提出的检测过程可视为磁悬浮主轴生产过程中的一道工序，结构简单，操作方便，仅由滚珠轴承和触摸屏组成。本发明的方案所涉及的磁悬浮系统由于采用非接触式的电涡流位移传感器，而位移信号对其稳定控制至关重要，所以对检测面的要求比较高。
79.整个电涡流传感器就依靠电磁感应定律来实现对在传感器测量范围内的金属的非接触式测量。当金属导体被置于变化磁场环境中，金属导体内部将会产生一圈圈的闭合的旋涡状感应电流，称之为电涡流。在高频正弦激励信号作用下，电磁感应产生的电涡流的变化可以转化为电涡流位移传感器线圈和固定电容(如电池c)组成lc并联谐振电路的等效阻抗的变化。这种等效阻抗的变化可以经过后续的处理转化成电涡流位移传感器的模拟电信号输出，经由峰值检波、滤波处理、运算放大之后传进主控芯片mcu。
80.其中，由于一对电涡流传感器与滚珠轴承的几何中心位置相对固定，因此一对电涡流传感器的位移检测信号理论上应保持不变，但实际过程中由于转子轴1的检测面材质和密度不均匀等因素，使一对电涡流传感器的检测出的位移信号有波动。在磁悬浮转子旋
转一周的过程中，mcu的程序记录位置信号(即位移信号)并找出其中的最大值x
max
和最小值x
min
，并判断|x
max-x
min
|的值是否在设定的误差带δ的范围内：若是则说明磁悬浮转子合格，若否则说明磁悬浮转子不合格。误差带δ表示不影响磁悬浮轴承控制精度下可接受的位移信号的波动误差。
81.在步骤s130处，根据自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面3是否合格。以及，
82.在一些实施方式中，步骤s130中根据自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数，确定所述可拆卸检测面3是否合格的具体过程，参见以下示例性说明。
83.下面结合图7所示本发明的方法中确定可拆卸检测面3是否合格的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s130中确定可拆卸检测面3是否合格的具体过程，包括：步骤s310至步骤s330。
84.步骤s310，确定自所述可拆卸检测面3处检测到的所述转子轴1的一组位置参数中的最大位置参数和最小位置参数。
85.步骤s320，确定所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，是否小于或等于设定误差范围。设定误差范围，如误差带δ。
86.步骤s330，若所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，大于设定误差范围，则确定所述可拆卸检测面3不合格。当然，若所述最大位置参数与所述最小位置参数之间的差值的绝对值，小于或等于设定误差范围，则确定所述可拆卸检测面3合格。
87.图4为本发明的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测方法的一实施例的流程示意图。如图4所示，本发明的方案提供的一种磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测方法，包括：
88.步骤1、将磁悬浮转子的转子轴1装入检测装置中，位移传感器4对准检测面，开始检测。
89.步骤2、控制转子轴1按设定转速转动一周，如手动缓慢转动转子轴1一周。
90.步骤3、电涡流传感器通过电磁感应原理，将与转子轴1的检测面的表面距离的变化量转化为电涡流传感器与谐振电容(如电容c)的并联阻抗值的变化量。磁悬浮转子轴的检测面材质和密度不均匀的检测装置通过输入正弦波激励信号，来识别这种变化，经过运算放大器的放大，传到mcu中。mcu的程序记录转子轴1旋转一周的位置信号并找出其中最大值x
max
和最小值x
min
。误差带δ表示不影响磁悬浮轴承控制精度下可接受的位移信号的波动误差。判断|x
max-x
min
|的值是否在误差带δ内，是则转子合格，否则不合格，并在屏幕上显示出来。
91.步骤4、如果转子合格，则结束检测。否则，对检测面进行更换，再回到步骤1重新检测，直至合格为止。
92.在步骤s140处，若确定所述可拆卸检测面3不合格，则确定需要对所述可拆卸检测面3进行更换，并继续对更换后的其他可拆卸检测面是否合格进行确定，直至更换后的其他可拆卸检测面合格。
93.本发明的方案针对使用电涡流传感器的磁悬浮电机，提出一种可拆卸检测面的转子轴，当检测面材质和密度检测不合格时，可进行拆卸更换。还提出一种磁悬浮转子的检测
装置，在磁悬浮转子安装之前，加入磁悬浮转子的检测面材质和密度的检测环节，以甄别不合格的转子轴，保证了磁悬浮转子的稳定悬浮精度。在不合格品的处理上，引入可拆卸的检测面，这样只需要更换不合格磁悬浮转子的检测面即可，省去了不合格品的回炉重造工作，大大降低了合格转子的制造成本。从而，解决了因磁悬浮转子轴的检测面材质不均匀导致电涡流传感器监测数据失真，从而影响整个转子悬浮稳定的问题。
94.由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述磁悬浮电机的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
95.采用本实施例的技术方案，通过确定磁悬浮转子的转子轴上的检测面，将转子轴上的每个检测面均设置为可拆卸的形式；并在每个检测面与电涡流传感器之间设置检测轴承，在转子轴转动的情况下，根据电涡流传感器输出的位移检测信号确定相应的检测面的材质和密度是否均匀，并在有检测面的材质和密度不均匀时对该检测面进行拆卸和更换，直至更换后的检测面的材质和密度均匀，保证了磁悬浮转子的稳定悬浮精度。
96.综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
97.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。