[发明专利]轴监测系统

说明书

本公开题为“轴监测系统”，提供了一种用于监测旋转轴的轴向位置的监测系统。该系统包括音轮（56），该音轮与轴（54,62）同轴安装以随该轴旋转。音轮包括周向齿排。该系统还包括传感器（60），该传感器被配置为通过生成交替测量信号来检测齿排的通过。齿围绕排配置，使得齿对该交替测量信号贡献分量。齿沿轮（56）的轴向方向渐缩，并且传感器（60）相对于音轮被定位成使得在使用中轴（54,62）的轴向位移导致由传感器生成的信号改变分量的振幅和脉冲宽度中的一者或两者，从而可监测轴的该轴向位置。

相关申请的交叉引用

本说明书基于并要求2018年12月20日提交的英国专利申请号GB1820826.4的优先权的权益，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及轴监测系统，并且具体地涉及用于监测旋转轴的轴向位置的监测系统。

背景技术

相关技术的描述

在气体涡轮引擎中，轴或轴的轴向位置轴承的即将或实际失效可伴随轴的轴向移动。因此，希望监测此类轴的轴向位置，以便能够执行合适的自动或由机组启动的校正动作，例如关闭引擎以防止失效的发生。另外，监测轴的轴向位置可在进一步的失效发生之前显示轴承的机械磨损。

常规上，音轮和相关联的传感器用于测量轴速。例如，图10示意性地示出了具有周向齿排的音轮1和可变磁阻传感器2，该可变磁阻传感器通过生成交替测量信号来检测齿排的通过。当音轮的每个齿靠近传感器的极片的正面时，围绕极片缠绕的导线所经历的磁通量发生变化，这是由于磁路的磁阻的变化，该磁路由极片、音轮和两者之间的气隙组成。

本发明至少部分地基于以下认识：此类布置可适于监测轴的轴向位置。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于监测旋转轴的轴向位置的监测系统，该系统包括：音轮，该音轮与轴同轴安装以随其旋转，该音轮包括周向齿排；以及传感器，该传感器被配置为通过生成交替测量信号来检测齿排的通过；其中，齿围绕排配置，使得齿对交替测量信号贡献分量；和

其中，齿沿轮的轴向方向渐缩，使得齿的相对比例随跨音轮的轴向距离而变化，并且传感器相对于音轮被定位成使得在使用中轴的轴向位移导致由传感器生成的信号由于相对比例的变化而改变分量的振幅和脉冲宽度中的一者或两者，从而可监测轴的轴向位置。因此，轴的轴向位移导致由传感器生成的信号改变信号分量的信号峰值的振幅和持续时间中的一者或两者，从而可监测轴的轴向位置。

因此，有利地，相对于音轮适当定位的单个传感器可提供用于检测轴的轴向位移的单个信号。此外，传感器可用于基于交替测量信号来测量轴速。

现在将阐述本公开的可选特征部。这些特征部可单独地或以与本公开的任何方面的任意组合应用。

通常，齿在轴向范围上可基本上相同，并且可沿其轴向中点对齐，使得每个相应的齿对齿的整个轴向范围上的信号做贡献。

第一部分的齿可沿轮的轴向方向平滑地渐缩以产生相对比例的变化。

例如，齿在高度上可以是渐缩的，使得齿在音轮的一侧比在音轮的轴向间隔的另一侧径向更高。因此，齿的一侧（高侧）可比另一侧更靠近传感器，以产生随轴向位置的振幅、脉冲宽度或信号的变化。

齿在宽度上可以是渐缩的，使得齿在音轮的一侧比在音轮的轴向间隔的另一侧轴向更宽。这样，齿的一侧（较宽侧）可比另一侧更宽，以产生随轴向位置的脉冲宽度（即信号峰值的持续时间）的变化。因此，齿可保持与传感器基本上等距。

渐缩的量可随跨音轮的轴向距离线性地变化。另选地，渐缩的量可随跨音轮的轴向距离非线性地（例如，指数地）变化。这样，监测系统的灵敏度可随轴向位置而变化。