[发明专利]一种气体轴承装配检测装置、方法和系统

说明书

本发明提供了一种气体轴承装配检测装置、方法和系统，涉及气体轴承技术领域。所述装置包括：待检测的气体轴承本体，气体轴承本体包括定子和转子，定子上开设有内壁形状为半球面的安装槽，转子设置于安装槽内，且能够相对于定子转动；其中，转子由导电材料制成；安装于定子的内壁上的电容测量单元，电容测量单元包括相互间隔设置的发射电极和接收电极；信号发生电路，与发射电极连接，用于向发射电极输入激励检测电压；信号采集电路，与接收电极连接，用于采集接收电极上的电压信号。本发明通过在定子的内壁上安装电容测量单元，在工作过程中获取电容测量单元的电容值，利用电容变间隙式测量原理，实现对气体轴承装配误差的直接检测。

技术领域

本发明涉及气体轴承技术领域，特别涉及一种气体轴承装配检测装置、方法和系统。

背景技术

气体轴承具有高转速、长寿命、无油润滑、结构紧凑等诸多优点，被认为是在高温、高速工况下代替常规油膜润滑的滚动轴承和滑动轴承的理想产品，因此被广泛应用于航空航天和国防等关键领域中的高速旋转设备中。

装配误差是气体轴承制造过程中的关键指标，决定着气体轴承的成品率和工作稳定性。对气体轴承的装配误差进行实时检测，能够实时掌握气体轴承装配过程中的几何状态，可以在航天军工关键设备的制造过程中发挥重要作用。然而由于气体轴承装配误差的微小性、气膜所处空间的密闭性导致气体轴承装配误差的测量极为困难。传统的检测方法是通过安装通用位移传感器来测量轴心轨迹，然后结合气体轴承形状间接计算获得装配误差。此方法由于是间接测量，会引入较大误差，同时通用位移传感器安装难度大，不利于气体轴承的小型化和集成化。

发明内容

本发明实施例提供一种气体轴承装配检测装置、方法和系统，以解决气体轴承装配误差测量困难的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种气体轴承装配检测装置，包括：

待检测的气体轴承本体，所述气体轴承本体包括定子和转子，所述定子上开设有内壁形状为半球面的安装槽，所述转子设置于所述安装槽内，且能够相对于所述定子转动；其中，所述转子由导电材料制成；

安装于所述定子的内壁上的电容测量单元，所述电容测量单元包括相互间隔设置的发射电极和接收电极；

信号发生电路，与所述发射电极连接，用于向所述发射电极输入激励检测电压；

信号采集电路，与所述接收电极连接，用于采集所述接收电极上的电容信号。

进一步地，所述发射电极包括填充区域，所述接收电极设置于所述填充区域中，且所述接收电极与所述发射电极之间通过绝缘介质隔离。

进一步地，所述电容测量单元的外表面弧度与所述定子的安装槽的弧度重合。

进一步地，每一所述电容测量单元对应一导线组，所述导线组安装于所述定子上，包括与所述发射电极连接的第一导线和与接收电极连接的第二导线；

其中所述第一导线和所述第二导线中的至少部分在所述定子上露出，所述第一导线用于连接所述信号发生电路，所述第二电线用于连接所述信号采集电路。

进一步地，所述信号发生电路包括：依次连接的数模转换器、第一放大器、容性负载驱动器和短路保护电路；

其中，所述数模转换器为所述信号发生电路的输入端，所述短路保护电路为所述信号发生电路的输出端。

进一步地，所述信号采集电路包括：依次连接的电容桥式检测电路、第二放大器、滤波器、模数转换器；

其中，所述电容桥式检测电路为所述信号采集电路的输入端，所述模数转换器为所述信号采集电路的输出端。

本发明实施例还提供一种检测方法，应用于如上所述的气体轴承装配检测装置，所述方法包括：