CN103475106A - 旋转体遥测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转体遥测装置及其遥测方法，该装置包括：采集发送机，利用次电磁感应线圈与接收调节机耦合连接，该采集发送机自次感应线圈获得电能以供该采集发送机运行，于接收解调机的主电磁感应线圈耦合该采集发送机运行时，将采集调整好的信号经模数转换并调制后以电磁感应方式将信号传送至接收解调机；接收解调机，利用主电磁感应线圈与该采集发送机耦合连接，将接收到的数据信号进行相应处理后转换为所需的数字或模拟信号传送给后端处理仪器，通过本发明，可使得在不改变旋转体测试结构的情况下，大大增强长期测量被测结构物理量的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试旋转体物理量技术，特别是涉及一种旋转体遥测装置及方法。
背景技术
测试旋转物体的物理量涉及到如何给旋转物体测试单元供电及如何将测试结果传输出来两个难题。传统的方式有以下三种：1、用集流环、电刷给旋转测试单元供电。2、利用电池给旋转测试单元供电。3、用两组线圈感应方式，一组线圈感应方式提供旋转单元电能，另外一组线圈负责将测试结果信号传递出来。然而，方式1对于高速旋转会带来电弧干扰测试效果，长期运行使电刷磨损亦会影响测试。方式2不适合长期测试。方式3结构体积大，不适合结构紧凑狭小空间的测试。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种旋转体遥测装置及方法，采用一组线圈既用来传递定子到转子间的能量，又在定子和转子间传递信号，有效地减小了旋转体遥测装置的体积，尤其适用于不改变被测机构的结构的测量场合。
本发明之另一目的在于提供一种旋转体遥测装置及方法，其通过在主电磁感应线圈侧并联电容器调节其带载能力，以不必在转子部分功率变化情况下重新设计定子、转子电路。
本发明之再一目的在于提供一种旋转体遥测装置及方法，其采用感应供电方式适合长期在线测试旋转体的参数。
为达上述及其它目的，本发明提出一种旋转体遥测装置，至少包括：
采集发送机，利用次电磁感应线圈与接收调节机耦合连接，该采集发送机自次感应线圈获得电能以供该采集发送机运行，于接收解调机的主电磁感应线圈耦合该采集发送机运行时，将采集调整好的信号经模数转换并调制后以电磁感应方式将信号传送至接收解调机；
接收解调机，利用主电磁感应线圈与该采集发送机耦合连接，将接收到的数据信号进行相应处理后转换为所需的数字或模拟信号传送给后端处理仪器。
进一步地，该采集发送机包括整流稳压单元、采集放大单元、模数转换单元、调制驱动单元及次电磁感应线圈，该整流稳压单元与该次电磁感应线圈两端连接，以将该次电磁感应线圈获得的电能进行整流稳压获得该采集发送机运行所需的电源；该采集放大单元用于将采集的信号进行调整放大，并将其传送至该模数转换单元；该模数转换单元将获得的信号进行模数转换后送至该调制驱动单元；该调制驱动单元将获得的数字信号进行调制后通过该次电磁感应线圈以电磁感应方式将信号传送给该接收解调机。
进一步地，该接收解调机包括检波单元、低通滤波单元以及解调放大单元、驱动单元、载波信号发生单元及主电磁感应线圈，该接收解调机通过该主电磁感应线圈接收该采集发送机发送的数据信号后，该检波单元对接收的数据信号进行检波，该低通滤波单元对检波后的信号进行低通滤波，该解调放大单元对滤波后的信号进行解调、放大后传送给该后端处理仪器进行处理，该载波信号发生单元产生射频纯载波，该驱动单元将射频纯载波进行功率放大后送至主电磁感应线圈，以提供主次电磁感应线圈传输能量和信号的载体。
进一步地，该接收解调机到该采集发送机间的能量传递和该接收解调机与该采集发送机间的信号传递采用同一组电磁感应线圈。
进一步地，主次电磁感应线圈圈数可变，载波信号的频率越高圈数越少。
进一步地，主次电磁感应线圈间的间隙可变，通过改变线圈间的间隙调节该采集发送机和该接收解调机间传递的能量。
进一步地，主次电磁感应线圈间相对位置可变，采用主次两个线圈同心方式或主次两个线圈平行方式。
进一步地，主次电磁感应线圈可分别或同时并联电容，通过并联谐振方式增强能量传送效率，并联的电容可变以此控制传递的能量。
为达到上述目的，本发明还提供一种旋转体遥测装置的遥测方法，包括如下步骤：
自次电磁感应线圈获得电能以提供采集发送机运行所需的电源；
于主电磁感应线圈耦合该采集发送机运行时，该采集发送机将采集的信号经放大、模数转换、调制后以电磁感应方式传送给接收解调机；
该接收解调机将接收到数据信号经检波、滤波及解调放大后转换为所需的数字或模拟信号传送给后端处理仪器。
进一步地，自次电磁感应线圈获得电能经整流稳压单元予以整流稳压而获得该采集发送机运行所需的电源。
与现有技术相比，本发明一种旋转体遥测装置及其遥测方法采用一组线圈既用来传递定子到转子间的能量，又在定子和转子间传递信号，有效地减小了旋转体遥测装置的体积，尤其适用于不改变被测机构的结构的测量场合。另外本发明通过在主电磁感应线圈侧并联电容器调节其带载能力，这样不必在转子部分功率变化情况下重新设计定、转子电路；另外本发明采用感应供电方式适合长期在线测试旋转体的参数
附图说明
图1为本发明一种旋转体遥测装置的系统架构图；
图2为本发明之旋转体遥测装置的主次电磁感应线圈的两种方式示意图；
图3为本发明一种旋转体遥测装置的遥测方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种旋转体遥测装置的系统架构图。如图1所示，本发明一种旋转体遥测装置，包括：采集发送机（转子）10及接收解调机（定子）20。
其中，采集发送机（转子）10与接收解调机（定子）20通过电磁感应线圈耦合连接，采集发送机（转子）10自转子电磁感应线圈（次感应线圈）获得电能以供转子运行，于接收解调机（定子）20端的定子电磁感应线圈（主感应线圈）耦合转子运行时，采集发送机（转子）10将采集调整好的信号经模数转换并调制后以电磁感应方式将信号传送接收解调机（定子）20，接收解调机（定子）20通过定子电磁感应线圈接收数据信号，病将接收到的数据信号进行相应处理后转换为所需的数字或模拟信号传送给后端处理仪器。在本发明较佳实施例中，定子到转子间的能量传递和定子转子间的信号传递采用同一组电磁感应线圈，定子电磁感应线圈（主感应线圈）输出的能量是模拟式或数字式
具体地说，采集发送机（转子）10包括整流稳压单元101、采集放大单元102、模数转换单元103、调制驱动单元104及转子电磁感应线圈（次电磁感应线圈）。整流稳压单元101与转子电磁感应线圈两端连接，以将转子电磁感应线圈获得的电能进行整流稳压获得转子（采集发送机）运行所需的电源；采集放大单元102用于将采集的信号进行调整放大，并将其传送至模数转换单元103；模数转换单元103将获得的信号进行模数转换后送至调制驱动单元104；调制驱动单元104将获得的数字信号进行调制后通过电磁感应线圈以电磁感应方式将信号传送给接收解调机（定子）20,在本发明中较佳实施例中，模数转换单元103将信号转换为数字信号后，调制驱动单元104采用负载调制，其调制方式可以是调幅、调频或调相。
接收解调机（定子）20进一步包括检波单元201、低通滤波单元202以及解调放大单元203、驱动单元204、载波信号发生单元205及定子电磁感应线圈（主电磁感应线圈），接收解调机（定子）20通过定子电磁感应线圈接收采集发送机（转子）10发送的数据信号后，检波单元201对接收的数据信号进行检波，低通滤波单元202对检波后的信号进行低通滤波；解调放大单元203对滤波后的信号进行解调、放大后传送给后端处理仪器进行处理。载波信号发生单元205用于产生射频纯载波，驱动单元204将射频纯载波进行功率放大后送至主电磁感应线圈，以提供主次电磁感应线圈传输能量和信号的载体
需说明的是，在本发明较佳实施例中，主次电磁感应线圈圈数可变，载波信号的频率越高圈数越少。主次电磁感应线圈间的间隙可变，通过改变线圈间的间隙调节转子和定子间传递的能量。另外，主次电磁感应线圈间相对位置可变，可采用主次两个线圈同心方式或主次两个线圈平行方式，如图2所示。较佳的，为调节其带载能力，主次电磁感应线圈可分别或同时并联电容，通过并联谐振方式增强能量传送效率，并联的电容可变以此控制传递的能量。
图3为本发明一种旋转体遥测装置的遥测方法的步骤流程图。如图3所示，本发明一种旋转体遥测装置的遥测方法，包括如下步骤：
步骤301，自转子电磁感应线圈获得电能以提供转子运行所需的电源。在本发明较佳实施例中，自转子电磁感应线圈获得电能经转子整流稳压单元予以整流稳压而获得转子运行所需的电源。
步骤302，于定子电磁感应线圈耦合转子运行时，采集发送机（转子）将采集的信号经放大、模数转换、调制后以电磁感应方式传送给接收解调机（定子）。
步骤303，接收解调机（定子）将接收到数据信号经检波、滤波及解调放大后转换为所需的数字或模拟信号传送给后端处理仪器。
综上所述，本发明一种旋转体遥测装置及其遥测方法采用一组线圈既用来传递定子到转子间的能量，又在定子和转子间传递信号，有效地减小了旋转体遥测装置的体积，尤其适用于不改变被测机构的结构的测量场合。另外本发明通过在主电磁感应线圈侧并联电容器调节其带载能力，这样不必在转子部分功率变化情况下重新设计定、转子电路；另外本发明采用感应供电方式适合长期在线测试旋转体的参数。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (10)
1.一种旋转体遥测装置，至少包括：
采集发送机，利用次电磁感应线圈与接收调节机耦合连接，该采集发送机自次感应线圈获得电能以供该采集发送机运行，于接收解调机的主电磁感应线圈耦合该采集发送机运行时，将采集调整好的信号经模数转换并调制后以电磁感应方式将信号传送至接收解调机；
接收解调机，利用主电磁感应线圈与该采集发送机耦合连接，将接收到的数据信号进行相应处理后转换为所需的数字或模拟信号传送给后端处理仪器。
2.如权利要求1所述的一种旋转体遥测装置，其特征在于：该采集发送机包括整流稳压单元、采集放大单元、模数转换单元、调制驱动单元及次电磁感应线圈，该整流稳压单元与该次电磁感应线圈两端连接，以将该次电磁感应线圈获得的电能进行整流稳压获得该采集发送机运行所需的电源；该采集放大单元用于将采集的信号进行调整放大，并将其传送至该模数转换单元；该模数转换单元将获得的信号进行模数转换后送至该调制驱动单元；该调制驱动单元将获得的数字信号进行调制后通过该次电磁感应线圈以电磁感应方式将信号传送给该接收解调机。
3.如权利要求2所述的一种旋转体遥测装置，其特征在于：该接收解调机包括检波单元、低通滤波单元以及解调放大单元、驱动单元、载波信号发生单元及主电磁感应线圈，该接收解调机通过该主电磁感应线圈接收该采集发送机发送的数据信号后，该检波单元对接收的数据信号进行检波，该低通滤波单元对检波后的信号进行低通滤波，该解调放大单元对滤波后的信号进行解调、放大后传送给该后端处理仪器进行处理，该载波信号发生单元产生射频纯载波，该驱动单元将射频纯载波进行功率放大后送至该主电磁感应线圈，以提供主次电磁感应线圈传输能量和信号的载体。
4.如权利要求1所述的一种旋转体遥测装置，其特征在于：该接收解调机到该采集发送机间的能量传递和该接收解调机与该采集发送机间的信号传递采用同一组电磁感应线圈。
5.如权利要求1所述的一种旋转体遥测装置，其特征在于：主次电磁感应线圈圈数可变，载波信号的频率越高圈数越少。
6.如权利要求1所述的一种旋转体遥测装置，其特征在于：主次电磁感应线圈间的间隙可变，通过改变线圈间的间隙调节该采集发送机和该接收解调机间传递的能量。
7.如权利要求1所述的一种旋转体遥测装置，其特征在于：主次电磁感应线圈间相对位置可变，采用主次两个线圈同心方式或主次两个线圈平行方式。
8.如权利要求1所述的一种旋转体遥测装置，其特征在于：主次电磁感应线圈可分别或同时并联电容，通过并联谐振方式增强能量传送效率，并联的电容可变以此控制传递的能量。
9.一种旋转体遥测装置的遥测方法，包括如下步骤：
自次电磁感应线圈获得电能以提供采集发送机运行所需的电源；
于主电磁感应线圈耦合该采集发送机运行时，该采集发送机将采集的信号经放大、模数转换、调制后以电磁感应方式传送给接收解调机；
该接收解调机将接收到数据信号经检波、滤波及解调放大后转换为所需的数字或模拟信号传送给后端处理仪器。
10.如权利要求9所述的一种旋转体遥测装置的遥测方法，其特征在于：自次电磁感应线圈获得电能经整流稳压单元予以整流稳压而获得该采集发送机运行所需的电源。
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