[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。该系统包括同轴安装到轴的发音轮以与该轴一起旋转。该发音轮具有周向齿排。该系统还包括传感器，该传感器被配置为通过生成交替测量信号来检测该齿排的通过。该齿的第一部分和该齿的第二部分围绕该排交替排列，使得该第一部分和第二部分向交替测量信号贡献相应的第一分量和第二分量。该第一部分的齿的高度在轮的轴向方向上变化，使得第一部分和第二部分的齿的相对高度随跨发音轮的轴向距离而变化，并且传感器相对于发音轮定位，使得由于高度的变化，轴的轴向位移使该传感器生成的信号相对于该第二分量的振幅来改变该第一分量的振幅，从而能够监测轴的轴向位置。

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GB1820822.3的优先权权益，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种轴监测系统，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故障能够伴随轴的轴向运动。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机组启动的校正动作，例如引擎关闭，以阻止该故障继续发展。

通常，发音轮和相关联的传感器用于测量轴速度。例如，图8示意性地示出了具有周向齿排的发音轮1和通过生成交替测量信号来检测齿排的通过的可变磁阻传感器2。当发音轮的每个齿接近传感器的极片的正面时，由于极片、发音轮和两者之间的气隙组成的磁路的磁阻的变化，绕在极片上的传导线所经历的磁通量发生变化。

本发明至少部分地基于一种实现方法，即此类布置方式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：

发音轮，该发音轮同轴地安装到该轴以与该轴一起旋转，该发音轮包括周向齿排；和

传感器，该传感器被配置为通过生成交替测量信号来检测该齿排的通过；

其中该齿的第一部分和该齿的第二部分围绕该排交替排列，使得该第一部分和第二部分向该交替测量信号贡献相应的第一分量和第二分量；并且

其中该第一部分的齿的高度在该轮的轴向方向上变化，使得该第一部分和该第二部分的齿的相对高度随着跨该发音轮的轴向距离而变化，并且该传感器相对于该发音轮定位，使得在使用中，由于高度的变化，该轴的轴向位移使该传感器生成的信号相对于该第二分量的振幅来改变该第一分量的振幅，从而能够监测该轴的轴向位置。

因此，有利的是，相对于发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，该传感器还可用于基于该交替测量信号来测量轴速度。

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，第一部分和第二部分的齿彼此轴向重叠。

第一部分和第二部分的齿在轴向范围内基本上相同，和/或沿它们的轴向中点轴向对齐。这些特征与第一分量和第二分量一致，两者均能够在该排的整个轴向范围内对信号作出贡献。

第一部分的齿的高度可以在轮的轴向方向上平滑地渐缩，以产生高度变化。

例如，第一部分的齿的高度可为渐缩的，使得沿径向该第一部分的齿在发音轮的一侧处比在轴向间隔开的另一侧处高。这样，第一部分的齿可以比另一侧（高侧）更靠近传感器，以产生具有轴向位置的第一分量的振幅的变化。