CN105977746B - 用于轴向地间隔开滑环组件的传导环的设备及方法 - Google Patents

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CN105977746B CN201610135639.XA CN201610135639A CN105977746B CN 105977746 B CN105977746 B CN 105977746B CN 201610135639 A CN201610135639 A CN 201610135639A CN 105977746 B CN105977746 B CN 105977746B
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Abstract

一种用于确定滑环组件(100)的传导环(110)之间的轴向间距的设备(100)包括生成入射信号的信号发生器(102)、沿轴(108)轴向地间隔开的多个传导环(110)，其中多个传导环(110)包括以第一轴向距离(120)轴向地间隔开的第一传导环(110a)和第二传导环(110b)。轴(108)和多个传导环(110)浸入在液体浴(106)中或者包围在环氧树脂(111)中。第一绞合线对(124)电子地联接于信号发生器(102)和第一传导环(110a)和第二传导环(110b)的输入部(126,132)。第二绞合线对(134)在一端处电子地联接于第一传导环(110a)和第二传导环(110b)的输出部(136,140)。还公开了一种用于确定滑环组件(100)的传导环(110)之间的轴向间距的方法(200)。

Description

用于轴向地间隔开滑环组件的传导环的设备及方法
技术领域
本发明大体上涉及用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备及方法。
背景技术
涡轮机如风轮机、燃气涡轮、蒸汽涡轮、泵、风扇、发电机、马达和其它形式的商业装备经常包括轴、叶片和其它旋转构件。本领域中已知将一个或更多个传感器安装在旋转构件上以测量那些构件的各种特征，以便控制、监测和/或加强旋转构件的操作。例如，测量旋转构件的温度、速度、应力、应变、振动和/或其它特征的传感器可允许异常的早先检测、调整修理或维护计划，和/或加强操作的其它动作。
各种接触型滑环系统在本领域中已知用于将来自旋转构件的模拟传感器数据传输至定子构件，用于进一步分析和/或用于传输功率往返于滑环组件的可旋转部分。常规地，来自传感器的模拟信号经由传输线(即，线)发送至滑环组件的独立传导环。传导环沿滑环组件的可旋转中心开孔或轴部分同心地定位。静止接触臂或刷提供信号路径，用于将信号从传导环发送至静止装置，如，控制器、数据处理器等。对应的同心传导环大体上形成有可包括凹槽、槽口和/或适于滑动接触的大体上平或弓形的表面的截面形状。
为了适应涡轮机的测试和操作的不断提高的数据要求，通常必要的是将来自传感器的高频信号如数字化模拟信号经由传导环传输至静止装置。然而，横跨传导环的最大传输速率可由各种因素限制。
一个潜在限制因素在于由来自电阻抗中断的反射引起的波形失真。阻抗中断可每当不同形式的传输线和构件互连并且具有不同浪涌阻抗时遍及滑环组件发生。例如，在传导环处的高频信号损失和/或降级可随由来自阻抗失配的多个反射引起的信号频率增大。阻抗失配的最高发生率中的一些通常在传输线如来自传感器的绞合线对在传导环和/或在滑环组件的刷-传导环对接部和/或在连接器对接部处连接的情况下发生。
典型地，阻抗失配可通过增大或减小传送高频信号的传导环的接触表面区域(即，宽度)来缓解。然而，该方法可由于沿滑环组件的轴部分的中心开孔提供的有限轴向空间而限制允许的沿中心轴的给定轴向长度的传导环的数量。结果，特别是在其中滑环组件的总体轴向长度在争论中的情况中，可使用的数字传输的数量可为有限的。因此，用于确定提供横跨滑环组件的恒定或大致恒定的阻抗的滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备及方法将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点在以下描述中在下面阐明，或者可从描述为明显的，或者可通过实践本发明学习。
本发明的一个实施例为一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备。设备包括生成入射信号的信号发生器、生成入射信号的信号发生器、具有多个同心地对准的传导环的轴，该多个同心地对准的传导环沿轴轴向地间隔开，其中多个传导环包括以与第二传导环的第一轴向距离轴向地间隔开的第一传导环。轴和多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中。第一绞合线对在一端处电子地联接于信号发生器，并且在第二端处电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部。第二绞合线对在一端处电子地联接于第一传导环和第二传导环的输出部。
本发明的另一个实施例为一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的方法。该方法包括将经由信号发生器的第一入射信号经由电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部的第一绞合线对和电子地联接于第一和第二传导环的输出部的第二绞合线对传输横跨多个传导环中的第一传导环和第二传导环。第一传导环和第二传导环以第一轴向距离沿轴轴向地间隔开。多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中。该方法还包括在信号发生器处对第一入射信号的信号反射进行监测，其中信号反射指示穿过第一绞合线对、穿过第一或第二传导环或穿过第二线对中的至少一个的阻抗变化。该方法可使用以不同轴向距离轴向地间隔开的多个传导环中的其它成对传导环重复，直到实现期望的信号反射值。
在一方面，技术方案1. 一种用于确定滑环之间的轴向间距用于阻抗匹配穿过滑环组件的高频信号的设备，所述设备包括：
生成入射信号的信号发生器；
轴，其具有沿所述轴轴向地间隔开的多个同心对准的传导环，其中所述多个传导环包括与第二传导环以第一轴向距离轴向地间隔开的第一传导环，其中所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中；
第一绞合线对，其在一端处电子地联接于所述信号发生器，并且在第二端处电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输入部，
第二绞合线对，其在一端处电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输出部。
技术方案2. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述信号发生器构造成对所述入射信号的信号反射进行监测。
技术方案3. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述信号发生器为时域反射计。
技术方案4. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中，其中所述液体包括橄榄油。
技术方案5. 根据技术方案4所述的设备，其特征在于，所述液体在125摄氏度下具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数的介电常数。
技术方案6. 根据技术方案4所述的设备，其特征在于，所述液体具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数。
技术方案7. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述液体或所述环氧树脂具有等于FR4 PCB材料的介电常数。
技术方案8. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对具有大致相同的恒定阻抗。
技术方案9. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对具有125ohm的恒定阻抗。
技术方案10. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对为34AWG125-ohm绞合线对。
技术方案11. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对经由CAT5e网络线缆电子地联接于所述信号发生器，其中所述信号发生器使用所述CAT5e网络线缆的已知阻抗校准。
技术方案12. 一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的方法，包括：
将经由信号发生器的第一入射信号经由电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部的第一绞合线对和电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输出部的第二绞合线对传输横跨多个传导环中的第一传导环和第二传导环，其中所述第一传导环和所述第二传导环以第一轴向距离沿轴轴向地间隔开，其中所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中；以及
在所述信号发生器处对所述第一入射信号的信号反射进行监测，其中信号反射指示穿过所述第一绞合线对、横跨所述第一或第二传导环或穿过所述第二线对中的至少一个的阻抗变化。
技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，如果检测到所述第一入射信号的信号反射，则所述方法还包括：
将经由所述信号发生器的第二入射信号经由电子地联接于第三和第四传导环的输入部的第三绞合线对和电子地联接于所述第三和第四传导环的输出部的第四绞合线对传输横跨所述多个传导环中的第三传导环和第四传导环，其中所述第三传导环和所述第四传导环以第二轴向距离轴向地间隔开；以及
在所述信号发生器处对所述第二入射信号的信号反射进行监测；并且
其中如果检测到所述第一入射信号和所述第二入射信号的信号反射，则所述方法还包括比较来自所述第一和第二入射信号的信号反射值，以及基于所述最低信号反射值来选择期望的轴向间距。
技术方案14. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中，其中所述液体包括橄榄油。
技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述液体在125摄氏度下具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数的介电常数。
技术方案16. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述液体具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数。
技术方案17. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述液体或所述环氧树脂具有等于FR4 PCB材料的介电常数。
技术方案18. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述入射信号经由时域反射计生成。
技术方案19. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对具有大致相同的恒定阻抗。
技术方案20. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对为34AWG125-ohm绞合线对。
技术方案21. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述第一绞合线对经由CAT5e网络线缆电子地联接于所述信号发生器，所述方法还包括使用所述CAT5e网络线缆的已知阻抗校准所述信号发生器。
在另一方面，技术方案1. 一种用于确定滑环之间的轴向间距用于阻抗匹配穿过滑环组件的高频信号的设备，所述设备包括：
生成入射信号的信号发生器；
轴，其具有沿所述轴轴向地间隔开的多个同心对准的传导环，其中所述多个传导环包括与第二传导环以第一轴向距离轴向地间隔开的第一传导环，其中所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中；
第一绞合线对，其在一端处电子地联接于所述信号发生器，并且在第二端处电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输入部，
第二绞合线对，其在一端处电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输出部。
技术方案2. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述信号发生器构造成对所述入射信号的信号反射进行监测。
技术方案3. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述信号发生器为时域反射计。
技术方案4. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中，其中所述液体包括橄榄油。
技术方案5. 根据技术方案4所述的设备，其特征在于，所述液体在125摄氏度下具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数的介电常数。
技术方案6. 根据技术方案4所述的设备，其特征在于，所述液体具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数。
技术方案7. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述液体或所述环氧树脂具有等于FR4 PCB材料的介电常数。
技术方案8. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对具有大致相同的恒定阻抗。
技术方案9. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对具有125ohm的恒定阻抗。
技术方案10. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对为34AWG125-ohm绞合线对。
技术方案11. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对经由CAT5e网络线缆电子地联接于所述信号发生器，其中所述信号发生器使用所述CAT5e网络线缆的已知阻抗校准。
技术方案12. 一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的方法，包括：
将经由信号发生器的第一入射信号经由电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部的第一绞合线对和电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输出部的第二绞合线对传输横跨多个传导环中的第一传导环和第二传导环，其中所述第一传导环和所述第二传导环以第一轴向距离沿轴轴向地间隔开，其中所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中；以及
在所述信号发生器处对所述第一入射信号的信号反射进行监测，其中信号反射指示穿过所述第一绞合线对、横跨所述第一或第二传导环或穿过所述第二线对中的至少一个的阻抗变化。
技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，如果检测到所述第一入射信号的信号反射，则所述方法还包括：
将经由所述信号发生器的第二入射信号经由电子地联接于第三和第四传导环的输入部的第三绞合线对和电子地联接于所述第三和第四传导环的输出部的第四绞合线对传输横跨所述多个传导环中的第三传导环和第四传导环，其中所述第三传导环和所述第四传导环以第二轴向距离轴向地间隔开；以及
在所述信号发生器处对所述第二入射信号的信号反射进行监测；并且
其中如果检测到所述第一入射信号和所述第二入射信号的信号反射，则所述方法还包括比较来自所述第一和第二入射信号的信号反射值，以及基于所述最低信号反射值来选择期望的轴向间距。
技术方案14. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中，其中所述液体包括橄榄油。
技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述液体具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数。
本领域技术人员将在审阅说明书时更好地认识到此类实施例及其它实施例的特征和方面。
附图说明
包括对本领域技术人员而言的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在包括参照附图的说明书的其余部分中更详细阐明，在该附图中：
图1为如可并入本发明的一个或更多个实施例的示例性滑环组件的一部分的局部断面侧视图；
图2为根据本发明的至少一个实施例的用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备的一部分的放大视图；
图3为根据本发明的至少一个实施例的用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备的一部分的放大视图；以及
图4为用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的示例性方法的框图。
部件列表
10 滑环组件
12 中心轴
14 定子/静止部分
16 转子轴
18 模数转换器
20 数据采集系统
22 传导环
24 轴向中心线
26 电绝缘材料
28 线
22 接触部件
32 线对
34 线对
35-99 未使用
100 设备
102 信号发生器
104 浴/容器
106 液体
108 轴
110 传导环
110(a) 第一传导环
110(b) 第二传导环
110(c) 第三传导环
110(d) 第四传导环
111 环氧树脂
112 轴向中心线
114 信号输出部端子
116 显示器
118 电绝缘材料
120 第一轴向距离
122 第一线
124 第一绞合线对
126 输入部
128 第二线
130 输入部
132 第一线
134 第二绞合线对
136 输出部
138 第二线
140 输出部
142 第二轴向距离
144 第一线
146 第三绞合线对
148 输入部
150 第二线
152 输入部
154 第一线
156 第四绞合线对
158 输出部
160 第二线
162 输出部
164 LAN-CAT5e网络线缆
165-199 未使用
200 方法
202 步骤
204 步骤。
具体实施方式
各个实例经由本发明的说明来提供，而不限制本发明。实际上，对本领域技术人员将显而易见的是，可在本发明中作出修改和变型，而不脱离其范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例上以产生又一个实施例。因此，意图是本发明覆盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类修改和变型。
尽管本发明的示例性实施例将出于图示目的大体上在构造用于以相对高频率传输数字化信号的一种类型的滑环组件的背景下描述，但本领域技术人员将容易认识到，本发明的实施例可应用于任何滑环组件，其用于传输数据、控制或其它信号或功率往返于联接于旋转轴的各种电子装置和/或传感器。
现在参照附图，其中同样的标记遍及附图指示相同的元件，图1提供了示例性滑环组件10的功能框图。在特定实施例中，如图1中所示，滑环组件10大体上包括可旋转的中心轴12，其由定子或静止部分14沿周向包绕。中心轴12可构造成在一端处联接于转子轴16如燃气涡轮的转子轴。
在各种实施例中，模数转换器18可设置在转子轴16内。模数转换器18可电子地联接于各种传感器如热电偶(未示出)，其联接于附接于转子轴16的一个或更多个旋转构件。模数转换器18将来自传感器的模拟信号数字化成数字化高频信号，其传输至滑环组件10，并且传输到静止控制器或数据采集单元20上。
滑环组件还包括多个传导环22，其同心地对准并且沿中心轴12相对于其轴向中心线24轴向地间隔开。传导环22中的至少一些可将模拟和高频数字信号从传感器和/或数字电子装置传递穿过滑环组件10并且传递到数据处理器20上。传导环22中的至少一些可用于将功率传递至模数转换器18或电子地在中心轴12下游的其它装置。各个传导环22由电绝缘材料26与相邻传导环22轴向地分离。传导环22中的至少一些可经由线28电子地联接于模数转换器。
多个刷或接触部件30固定地连接于滑环组件10的定子部分14。各个接触部件30与对应的传导环22轴向地对准，并且构造成与对应的传导环22可滑动地接合，因此限定了两个构件之间的信号或电流路径。在各种实施例中，接触部件30经由多条线或线对32,34电子地联接于数据处理器20和/或电源(未示出)。传感器与数据处理器20之间的信号的阻抗匹配，特别是关于由模数转换器18提供的数字化或高频数字信号，对于减小信号噪音和/或信号的不纯而言为关键的，该信号噪音和/或信号的不纯可由来自限定在其间的沿信号路径的阻抗中断/失配的高速信号反射引起。
图2和3均提供了用于确定滑环组件10的传导环之间的轴向间距用于阻抗匹配穿过滑环组件10的高频信号的设备100的至少一个实施例。如本文中描述和要求权利的设备100可用于确定如图1中所示的滑环组件10的传导环之间的适合或所需的轴向间距，和/或适合的布线，以便提供穿过滑环组件的特别针对高频信号的恒定阻抗。在各种实施例中，设备100包括信号发生器102。在一个实施例中，如图1中所示，设备100包括至少部分地填充有液体106的浴或容器104。设备还包括轴108，其具有沿轴108相对于轴108的轴向中心线112轴向地间隔开的多个同心对准的传导环110。在特定实施例中，如图3中所示，多个传导环110包围在环氧树脂111内。传导环110之间的轴向距离可从传导环110的外缘、内缘或中心(如所示)测量。
在各种实施例中，信号发生器102包括信号输出部端子114。在特定实施例中，信号发生器102包括显示器116。显示器116可包括图形和/或数字显示器。在特定实施例中，信号发生器102构造成生成和传输入部射信号，并且沿导体如线和/或传导环经由输出部端子114接收/测量入射信号的反射。在各种实施例中，信号发生器102包括时域反射计。时域反射计是市售的，如，由MOHR, L.L.C.(Richland, Washington)销售的MOHR CT100系列TDR线缆测试器。
轴108可由具有与滑环组件10的中心轴12(例如，如图1中所示)同样或大致相同的电性质的材料形成。在特定实施例中，轴108具有与中心轴12同样或大致相同的介电常数。轴108和/或传导环100可尺寸和/或形状确定成与用于滑环组件的中心轴和/或传导环的规格相同或大致相同。在特定实施例中，传导环110中的至少一些经由电绝缘材料118与相邻传导环110轴向地间隔开。电绝缘材料118可包括环氧树脂111，其适合于高温环境中的延长操作。在各种实施例中，传导环110具有恒定阻抗。在特定实施例中，传导环110的恒定阻抗在50ohm到150ohm之间。在一个实施例中，传导环110的恒定阻抗为100ohm。在一个实施例中，传导环110的恒定阻抗为125ohm。
在一个实施例中，多个传导环110中的第一传导环110(a)以第一轴向距离120与第二传导环110(b)相对于中心线112轴向地间隔开。第一绞合线对124的第一线122在第一绞合线对122的一端处电子地联接于第一传导环110(a)的输入部126，并且第一绞合线对124的第二线128电子地联接于第二传导环110(b)的输入部130。第一绞合线对124具有恒定阻抗。第一绞合线对124的恒定阻抗可与第一传导环110(a)的恒定阻抗相同或大致相同。在特定实施例中，第一绞合线对124的恒定阻抗在50ohm到150ohm之间。在一个实施例中，第一绞合线对124的恒定阻抗为100ohm。在一个实施例中，第一绞合线对124的恒定阻抗为125ohm。
第二绞合线对134的第一线132在第二绞合线对134的一端处电子地联接于第一传导环110(a)的输出部136。第二绞合线对134的第二线138电子地联接于第二传导环110(b)的输出部140。第二绞合线对134具有恒定阻抗。第二绞合线对134的恒定阻抗可与第一传导环110(a)的恒定阻抗相同或大致相同。第二绞合线对134的恒定阻抗可与第一绞合线对124的恒定阻抗相同或大致相同。在特定实施例中，第二绞合线对134的恒定阻抗在50ohm到150ohm之间。在一个实施例中，第二绞合线对134的恒定阻抗为100ohm。在一个实施例中，第二绞合线对134的恒定阻抗为125ohm。
在一个实施例中，多个传导环110中的第三传导环110(c)以第二轴向距离142与第四传导环110(d)相对于中心线112轴向地间隔开。第三绞合线对146的第一线144在第三绞合线对146的一端处电子地联接于第三传导环110(c)的输入部148。第三绞合线对146的第二线150电子地联接于第四传导环110(d)的输入部152。第三绞合线对146具有恒定阻抗。第三绞合线对146的恒定阻抗可与第二传导环110(b)的恒定阻抗相同或大致相同。在特定实施例中，第三绞合线对146的恒定阻抗在50ohm到150ohm之间。在一个实施例中，第三绞合线对146的恒定阻抗为100ohm。在一个实施例中，第三绞合线对146的恒定阻抗为125ohm。
第四绞合线对156的第一线154在第四绞合线对156的一端处电子地联接于第三传导环110(c)的输出部158。第二绞合线对156的第二线160电子地联接于第四传导环110(d)的输出部162。第四绞合线对156具有恒定阻抗。第四绞合线对156的恒定阻抗可与第二传导环110(b)的恒定阻抗相同或大致相同。第四绞合线对156的恒定阻抗可与第三绞合线对146的恒定阻抗相同或大致相同。在特定实施例中，第四绞合线对156的恒定阻抗在50ohm到150ohm之间。在一个实施例中，第四绞合线对156的恒定阻抗为100ohm。在一个实施例中，第四绞合线对156的恒定阻抗为125ohm。
应当认识到的是，轴108可包括如关于传导环110(a-d)所示和所述沿轴108以各种轴向距离轴向地间隔开并且成对接线的任何数量的传导环110。在特定实施例中，传导环110中的各个或多个传导环110中的传导环110中的至少一些经由绞合线对类似地成对接线。
在各种实施例中，第一绞合线对124和第二绞合线对146具有大致相同的恒定阻抗。在一个实施例中，第一绞合线对124和第二绞合线对146两者在浸入在液体如橄榄油中和/或包围在环氧树脂111内时具有相同或大致相同的阻抗。在一个实施例中，第一绞合线对122和第二绞合线对134具有125ohm的恒定阻抗。在一个实施例中，第三绞合线对146和第四绞合线对156具有125ohm的恒定阻抗。在特定实施例中，第一绞合线对122和第二绞合线对134为34AWG125-ohm绞合线对。在特定实施例中，第三绞合线对146和第四绞合线对156为小规格的绞合线对，如，34AWG125-ohm绞合线对。
在特定实施例中，第一绞合线对124和/或第三绞合线对146电子地联接于信号发生器102的端子输出部114。在特定实施例中，第一绞合线对124和/或第三绞合线对146经由LAN线缆164电子地联接于信号发生器102的端子输出部114。在一个实施例中，LAN线缆164为CAT5e网络线缆。第二绞合线对134的第一线132和第二线138和/或第四绞合线对156的第一线154和第二线160可为开放或未端接的。
在各种实施例中，包括多个传导环110的轴108浸入在以浴104保持的液体106中。在其它实施例中，包括多个传导环110的轴108包围或在环氧树脂111内。液体106具有预先限定的介电常数。在一个实施例中，液体106在125摄氏度下具有等于玻璃增强环氧树脂111如FR4 PCB材料的介电常数。在一个实施例中，液体包括市售橄榄油。在一个实施例中，橄榄油为特级初榨橄榄油，其也是市售的。
如图2中所示和本文中所述的设备100可用于识别传导环110之间的适当的轴向间距，并且/或者在设计或指定滑环组件时选择线或线对，以便避免、减小或最小化横跨滑环组件的阻抗下降。图3提供了用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的示例性方法200的框图。在202处，方法200包括将经由信号发生器102的第一入射信号经由电子地联接于第一传导环110(a)和第二传导环110(b)的输入部126,130的第一绞合线对124和电子地联接于第一传导环110(a)和第二传导环110(b)的输出部136,140的第二绞合线对(134)传输横跨多个传导环110中的第一传导环110(a)和第二传导环110(b)，其中第一传导环110(a)和第二传导环110(b)以第一轴向距离120沿轴108轴向地间隔开，并且其中轴108和多个传导环110浸入在液体的浴中或包围在环氧树脂111中。在204处，方法200包括在信号发生器102处对第一入射信号的信号反射进行监测，其中信号反射指示穿过第一绞合线对112、横跨第一传导环110(a)和第二传导环110(b)或穿过第二线对134中的至少一个的阻抗变化。
在一个实施例中，其中如果检测到第一阻抗信号的信号反射，则方法200还包括将经由信号发生器102的第二入射信号经由第三绞合线对146和第四绞合线对156传输横跨多个传导环110中的第三传导环110(c)和第四传导环110(d)，其中第三传导环110(c)和第四传导环110(d)以第二轴向距离142轴向地间隔开。方法200还包括在信号发生器102处对第二入射信号的信号反射进行监测。如果检测到第一入射信号和第二入射信号的信号反射，则方法200还包括比较来自第一入射信号和第二入射信号的信号反射值，以及基于最低信号反射值来选择第一轴向距离120与第二轴向距离142之间的期望轴向间距。
在方法200的一个实施例中，其中轴108和多个传导环110浸入在液体106的浴104中，液体106具有等于玻璃增强环氧树脂111的介电常数。在方法200的一个实施例中，液体106具有等于FR2 PCB材料的介电常数。在方法200的一个实施例中，液体106包括橄榄油。在方法200的一个实施例中，入射信号经由时域反射计生成。在方法200的一个实施例中，第一绞合线对124和第二绞合线对134具有大致相同的恒定阻抗。在方法200的一个实施例中，第一绞合线对124和第二绞合线对134为34AWG125-ohm绞合线对。
在一个实施例中，其中第一绞合线对124经由LAN线缆164电子地联接于信号发生器102，方法200还包括使用CAT5e网络线缆的已知阻抗来校准信号发生器。在一个实施例中，方法200还包括将经由信号发生器102的第二入射信号经由电子地联接于第三传导环110(c)的输入部148和第四传导环110(d)的输入部152的第三绞合线对146传输横跨第三传导环110(c)和第四传导环110(d)，并且穿过分别电子地联接于第三传导环110(c)和第四传导环110(d)的输出部158,162的第四绞合线对156，其中第三传导环110(c)和第四传导环110(d)以第二轴向距离142沿轴108轴向地间隔开。第二轴向距离142大于或小于第一轴向距离120。
在特定实施例中，方法200还包括在信号发生器处对第二入射信号的信号反射进行监测，并且其中如果检测到第一入射信号和第二入射信号的信号反射，则方法200还包括比较来自第一入射信号和第二入射信号的信号反射值，以及至少部分地基于最低信号反射值来选择用于滑环组件的传导环的轴向间距。
在一个实施例中，设备可特别用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距，以实现穿过滑环组件10的100ohm的阻抗。第一绞合线对122和第二绞合线对134和/或第三绞合线对146和第四绞合线对156具有125ohm的恒定阻抗。这可通过对第一和第二绞合线对122,134和第三和第四绞合线对146,156两者使用34AWG125-ohm的绞合线对来实现。第一绞合线对122和第二绞合线对134和/或第三绞合线对146和第四绞合线对156的绞合保持尽可能接近对应传导环110(a-d)的对应输入部126, 130, 148, 152和对应输出部136, 140, 158,162。包括多个传导环110，特别是传导环110(a-d)的轴108浸入在特级初榨橄榄油中或者包围在环氧树脂111内。信号发生器102为时域反射计，并且使用LAN线缆164如CAT5e网络线缆的已知阻抗校准。第二绞合线对134和第四绞合线对156为开放或未端接的。
第一绞合线对124经由CAT5e网络线缆164电子地联接于信号发生器102。入射信号由信号发生器102生成。信号发生器102对入射信号的信号反射进行监测，其指示沿第一和第二绞合线对124,134和/或传导环110(a-b)的阻抗失配。如果不存在阻抗失配或中断的指示和/或可接受指示，则传导环110(a-b)之间的轴向间距120将指定用于滑环组件。
如果检测到阻抗失配，则第三绞合线对146经由CAT5e网络线缆164电子地联接于信号发生器102。入射信号由信号发生器102生成。信号发生器102对入射信号的信号反射进行监测，其指示沿第三和第四绞合线对146,156和/或传导环110(c-b)的阻抗失配。如果不存在阻抗失配或中断的指示和/或可接受指示，则传导环110(c-d)之间的轴向间距142将指定用于滑环组件。如果检测到阻抗失配，则该过程可重复，直到确定适当的轴向间距，其提供了穿过对应的绞合线对和对应的传导环110的恒定100ohm阻抗。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于确定滑环之间的轴向间距用于阻抗匹配穿过滑环组件(10)的高频信号的设备(100)，所述设备(100)包括：
生成入射信号的信号发生器(102)；
轴(108)，其具有沿所述轴(108)轴向地间隔开的多个同心对准的传导环(110)，其中所述多个传导环(110)包括与第二传导环(110b)以第一轴向距离(120)轴向地间隔开的第一传导环(110a)，其中所述轴(108)和所述多个传导环(110)浸入在液体(106)的容器中或者包围在环氧树脂(111)中；
第一绞合线对(124)，其在一端处电子地联接于所述信号发生器(102)，并且在第二端处电子地联接于所述第一传导环(110a)和所述第二传导环(110b)的输入部(126,130)，
第二绞合线对(134)，其在一端处电子地联接于所述第一传导环(110a)和所述第二传导环(110b)的输出部(136,140)。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述信号发生器(102)构造成对所述入射信号的信号反射进行监测。
3.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述信号发生器(102)为时域反射计。
4.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述轴(108)和所述多个传导环(110)浸入在液体(106)的容器中，其中所述液体(106)包括橄榄油。
5.根据权利要求4所述的设备(100)，其特征在于，所述液体(106)在125摄氏度下具有等于玻璃增强环氧树脂(111)的介电常数的介电常数。
6.根据权利要求4所述的设备(100)，其特征在于，所述液体(106)具有等于玻璃增强环氧树脂(111)的介电常数。
7.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述液体(106)或所述环氧树脂(111)具有等于FR4 PCB材料的介电常数。
8.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述第一绞合线对(124)和所述第二绞合线对(134)具有大致相同的恒定阻抗。
9.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述第一绞合线对(124)和所述第二绞合线对(134)具有125ohm的恒定阻抗。
10.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对(134)为34AWG125-ohm绞合线对。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对经由CAT5e网络线缆电子地联接于所述信号发生器，其中所述信号发生器使用所述CAT5e网络线缆的已知阻抗校准。
12.一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的方法，包括：
将经由信号发生器的第一入射信号经由电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部的第一绞合线对和电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输出部的第二绞合线对传输横跨多个传导环中的第一传导环和第二传导环，其中所述第一传导环和所述第二传导环以第一轴向距离沿轴轴向地间隔开，其中所述轴和所述多个传导环浸入在液体的容器中或者包围在环氧树脂中；以及
在所述信号发生器处对所述第一入射信号的信号反射进行监测，其中信号反射指示穿过所述第一绞合线对、横跨所述第一或第二传导环或穿过所述第二绞合线对中的至少一个的阻抗变化。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，如果检测到所述第一入射信号的信号反射，则所述方法还包括：
将经由所述信号发生器的第二入射信号经由电子地联接于第三和第四传导环的输入部的第三绞合线对和电子地联接于所述第三和第四传导环的输出部的第四绞合线对传输横跨所述多个传导环中的第三传导环和第四传导环，其中所述第三传导环和所述第四传导环以第二轴向距离轴向地间隔开；以及
在所述信号发生器处对所述第二入射信号的信号反射进行监测；并且
其中如果检测到所述第一入射信号和所述第二入射信号的信号反射，则所述方法还包括比较来自所述第一和第二入射信号的信号反射值，以及基于最低信号反射值来选择期望的轴向间距。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述轴和所述多个传导环浸入在液体的容器中，其中所述液体包括橄榄油。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述液体具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI699945B (zh) * 2019-04-12 2020-07-21 泓記精密股份有限公司 集電環轉子模組及其製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711942A (en) * 1968-01-04 1973-01-23 Amp Inc Coaxial connector controlled characteristic impedance process
JPS52138151A (en) * 1976-05-14 1977-11-18 Hitachi Ltd Slip ring
US6517357B1 (en) * 2000-11-22 2003-02-11 Athan Corporation Slip ring and brush assembly for use in a video recorder
JP2008130319A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Tamagawa Seiki Co Ltd スリップリング
CN202308720U (zh) * 2010-11-04 2012-07-04 日本电产伺服有限公司 滑环装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231374A (en) 1991-09-23 1993-07-27 Michigan Scientific Corporation Apparatus and method for acquiring electrical signals from rotating members
JPH05325086A (ja) * 1992-05-22 1993-12-10 Shimadzu Corp 信号伝送機構
JPH06167528A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Isuzu Motors Ltd コネクタの接続検査方法
JPH10143791A (ja) * 1996-11-12 1998-05-29 Toshiba Corp スリップリング機構
US5952762A (en) * 1997-03-18 1999-09-14 Michigan Scientific Corporation Slip ring amplifier
US6472791B1 (en) * 2000-06-30 2002-10-29 General Electric Copmay Envelope for slip-ring contacting members in high-power rotary current collector system
US6437578B1 (en) * 2000-11-14 2002-08-20 Tektronix, Inc. Cable loss correction of distance to fault and time domain reflectometer measurements
US7001184B2 (en) * 2002-12-20 2006-02-21 Unit Industries Slip ring with connector pins
US6956445B2 (en) 2003-02-19 2005-10-18 Electro-Tec Corp. Broadband high-frequency slip ring system
US7142071B2 (en) * 2003-02-19 2006-11-28 Moog Inc. Broadband high-frequency slip-ring system
US7019431B1 (en) * 2004-10-20 2006-03-28 Rt Patent Company, Inc. Hydrodynamic slip ring
US8528192B2 (en) * 2008-06-30 2013-09-10 General Electric Company Fixture for removing slip rings from rotating electrical machinery
US8426991B2 (en) * 2009-03-06 2013-04-23 Nisca Corporation Power generator converting fluid energy into electrical energy and power generation system of the same
WO2011005039A2 (ko) * 2009-07-09 2011-01-13 Park Jae-Soon 계자극 발생기와 회전하는 직류공급용 브러쉬에 의한 교류 발전장치 및 직류 발전장치
US20130200626A1 (en) * 2010-04-07 2013-08-08 Ocean Harvesting Technologies Ab Wave Energy Converter and Transmission
US8558429B2 (en) * 2011-01-05 2013-10-15 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for lifting brushes of an induction motor
JP6116159B2 (ja) * 2012-08-27 2017-04-19 キヤノン株式会社 スリップリング、スリップリング電気システム、及びロボット
US9240660B1 (en) * 2014-11-18 2016-01-19 General Electric Company Slip ring assembly and method for impedance matching high frequency signals across the slip ring assembly

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711942A (en) * 1968-01-04 1973-01-23 Amp Inc Coaxial connector controlled characteristic impedance process
JPS52138151A (en) * 1976-05-14 1977-11-18 Hitachi Ltd Slip ring
US6517357B1 (en) * 2000-11-22 2003-02-11 Athan Corporation Slip ring and brush assembly for use in a video recorder
JP2008130319A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Tamagawa Seiki Co Ltd スリップリング
CN202308720U (zh) * 2010-11-04 2012-07-04 日本电产伺服有限公司 滑环装置

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