[发明专利]多信号采集的测速及反转保护控制装置和反转判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转机械设备的保护控制装置，具体地说是一种多信号采集的测速及反转保护控制装置和反转判定方法。

背景技术

电厂的汽轮发动机、工业汽轮机、内燃机、水泵及风速等各种旋转机械设备均需要转速测量和保护控制。

市场上各类转速表很多，但多数是配指定的传感器，对不同信号及传感器做不到通用，标准难统一，不能满足国际市场需要。带反转保护的转速表也有，但原理上存在一定的缺陷。总结判定正反转的方法有以下几种：

1、在旋转机械的轴承齿轮方位，安装二个相互垂直的传感器，分别定为第一为主传感器，第二为副传感器。当正转时，主传感器信号和副传感器信号间的相位差为30℃；反转时,两信号间相位差为90℃。这样利用正反转鉴别电路就能鉴别出机械的正反转，但是这种方法的缺点是成本高，安装不方便。

2、水泵转速测定及保护装置专利（申请号为97205954.7）用一个传感器加特殊齿轮来判断正反转。齿轮上加工几组大、中、小齿尖，宽度3：2：1。处理器经过判断不同脉冲序列即可判断正反转，但是该方法缺点是加工工艺较难，且使齿轮数量相对较少，减低转速测量精度。

3、用于内燃机的反转检测装置专利（申请号为200580023415.X）利用多个齿和一残齿部分，传感器经过时候根据产生的不同模拟信号的斜度或者说是不同校准信号输出来判定正反转。但是，这种方法对高速情况不太适宜，安装位置要求严格，抗干扰能力较低。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种多信号采集的测速及反转保护控制装置，其不仅能够测定旋转机械设备的转速，进行正反转检测和保护，而且能够测量精度高、抗干扰能力强；

本发明还提供了一种正反转判定方法，其通过一种测速齿轮进行被测旋转机械设备的正反转判定。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：多信号采集的测速及反转保护控制装置，包括信号采集装置和控制器，所述信号采集装置用以采集被测旋转机械设备的旋转信号，其特征是，所述控制器的信号输入端与信号采集装置连接，控制输出端与上位机或被测旋转机械设备的控制装置连接；

所述信号采集装置包括信号发生装置和/或信号检测装置；

所述控制器包括单片机、信号采集电路、脉冲整形电路、反相电路、DA转换模块、继电器输出电路、模拟信号输出电路、通讯模块、远程复位和旁路输入电路、按键模块、存储器模块、显示模块和电源模块；所述信号采集电路包括信号处理电路和比较电路，所述信号处理电路的输入端与模拟信号采集装置连接，输送到与比较电路的输入端连接，所述比较电路的输入端与脉冲整形电路连接，所述脉冲整形电路通过光电隔离电路分别与单片机和反相电路的输入端连接，所述反相电路的输出端与单片机连接；所述DA转换模块的输入端通过光电隔离电路与单片机连接，输出端与比较器的输入端连接；所述的继电器输出电路、模拟信号输出电路、通讯模块以及远程复位和旁路输入电路分别通过光电隔离电路与单片机连接；所述的按键模块、存储器模块、显示模块和电源模块分别与单片机连接。

优选地，所述信号发生装置包括电压信号发生装置和/或多波形信号发生器。

优选地，所述信号检测装置包括旋转编码器，所述旋转编码器设置在被测旋转机械设备的转轴上。

优选地，所述信号检测装置包括测速齿轮和非接触式检测装置，所述测速齿轮固定在被测旋转机械设备的转轴上，所述非接触式检测装置通过固定支架设置在测速齿轮的齿尖附近且与控制器连接；

所述测速齿轮的外周设置有若干组齿根和齿尖，所述若干组中的一组齿根和齿尖的宽度大于其它组齿根和齿尖的宽度，测速齿轮通过轴孔固定在被测旋转机械设备的转轴上；

所述非接触式检测装置包括磁电转速传感器、磁阻式转速传感器、霍尔转速传感、电涡流传感器和门接近开关。