CN202550813U - 一种单滑环多通道转子信号传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单滑环多通道转子信号传输装置，有k×n个导体片和非导体片相间的滑环，滑环固定在转子上，k×n个导体片分别同转子上的k×n个信号线连接，其中n为通道数，k为单个通道的信号路数；滑环上的n组k个导体片随着转子旋转依次同k个电刷接触；k个电刷固定在静止装置上，与外接k个信号线连接，k个信号线将接收的数据送信号处理装置，信号处理装置进行数据的平滑处理，实现多通道信号传输。相比多滑环引出装置，仅需要一个滑环即可实现多通道信号传输，具有结构简单、紧凑、成本低的优点；相比无线传输装置，旋转物体上不需要信号发射装置等易受干扰、易损坏的电子类器件，可靠性高、更适合相对恶劣的使用环境。

Description

一种单滑环多通道转子信号传输装置

技术领域

本实用新型涉及一种信号传输技术，特别涉及一种单滑环多通道转子信号传输装置。

背景技术

对于旋转物体与静止物体之间的多通道信号传输问题，目前的解决方案主要有以下两种：1）多滑环引出装置：该结构中每一个信号线都需要与一个独立的滑环对应；当旋转物体与静止物体之间的信号较多时，需要大量的滑环和电刷，导致整个装置结构复杂、占用空间大、可靠性降低。2）无线传输装置：采用射频、蓝牙、红外等无线发射接收装置，避免了滑环等机械结构。但这种装置成本高，不适合恶劣的工作环境，比如高速电机转子具有强磁场（达到几千高斯）、强辐射、高离心力（达到几百Mpa）、高温（达100摄氏度左右）、强振动等特点。

发明内容

本实用新型是针对现在旋转物体与静止物体之间的多通道信号传输装置结构复杂、成本高问题，提出了一种单滑环多通道转子信号传输装置，结构更合理和简单，成本低。

本实用新型的技术方案为：一种单滑环多通道转子信号传输装置，有k×n个导体片和非导体片相间的滑环，滑环固定在转子上，k×n个导体片分别同转子上的k×n个信号线连接，其中n为通道数，k为单个通道的信号路数；k个电刷固定在静止装置上，与外接k个信号线连接，滑环随着转子旋转，k个电刷依次与滑环接触； k个信号线将接收的数据送信号处理装置，信号处理装置进行数据的平滑处理，实现多通道信号传输。

所述非导体片包括隔离非导体片和定位信号非导体片，隔离非导体片置于每个通道的导体之间，定位信号非导体片置于通道和通道之间，定位信号非导体片与隔离非导体片宽度不同。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型单滑环多通道转子信号传输装置，相比多滑环引出装置，仅需要一个滑环即可实现多通道信号传输，具有结构简单、紧凑、成本低的优点；相比无线传输装置，旋转物体上不需要信号发射装置等易受干扰、易损坏的电子类器件，可靠性高、更适合相对恶劣的使用环境。

附图说明

图1是本实用新型单滑环多通道转子信号传输装置原理图。

具体实施方式

一种单滑环多通道转子信号传输装置包括：1个具有k×n个导体片和非导体片相间的滑环，固定在转子上，k×n个导体片分别同转子上的k×n个信号线连接，其中n为通道数，k为单个通道所需要的信号路数；k个电刷，固定在静止装置上，与外接k个信号线连接，单时刻实现单个通道的信号传输；1套信号处理装置，将k个信号线中接收的数据还原为k×n个信号，并进行数据的平滑处理，从而实现多通道信号传输。

以发电机转子温度信号传输为例，说明本装置的功能。假设发电机转子上需要n个温度测试点，因此需要埋设n个pt100温度传感器（采用三线制连接），其中每个温度传感器有k个引脚（此处k=3），则转子共需要引出k×n根信号线并分别与滑环中的k×n个导体片连接，用于发出n路通道的温度信息。k个电刷每个位置仅同1个温度传感器的k个引脚连接，传输1个温度测试点的信号，则转子每旋转一周，则完成对n个温度测试点的采集。k个电刷引出的数据经过信号处理装置，实现n路通道信号的再现。为了辨识n路信号，滑环上具有导体片和非导体片相间的结构，并且具有一个巧妙地数据清零结构，从而准确的“告诉“信号处理器当前接收的是哪个温度传感器的信号。由于转子转速通常具有几十转/秒的转速，因此每秒钟可以对单个温度测试点进行几十次的数据采集，对于温度、压力等变化较为缓慢的信号完全满足精度需求。

以温度信号传输为例，介绍单滑环多通道转子信号传输装置的原理。如图1所示原理图，假设转子有3个温度测试点（通道数为3，分别用1、2、3表示），选用pt100作为温度传感器10、11、12，采用三线制接法，每个传感器需要3根引线，每个通道为3路，分别用a、b、c表示，例如第1个通道有1a、1b、1c共3路。

虚线内部A为运动部件，跟随转子旋转，包括传感器、引线、滑环。非运动部件包括电刷、引线、信号处理器B。

本实用新型装置的关键在于滑环的设计，将滑环直线展开后， 1、2、3通道信号片在空间上均匀分布，如图第1通道信号片由导体片14，中间由非导体13材料隔开，为了能辨别出三通道信号，三通道信号之间还需要定位信号片14，因此定位用的非导体片14与隔离用非导体片13宽度不同。

假设转子旋转，温度传感器开始传输数据，传感器10、11、12分别传输[1a，1b，1c]、[2a，2b，2c]、[3a，3b，3c]，在信号变化较缓慢且电机转速较高的情况下，可认为在转子旋转一周信号恒定。在信号处理器中设定，当电刷与非导体片13接触时，信号为[0，0，0]，与隔离导体片14接触时，信号为[00，00，00]，则电刷将依次与导体片和非导体片接触。为了更具一般性，我们将电刷的初始位置放在传感器11对应的导体片上，则信号处理器接收的数据为[2a，2b，2c；0，0，0；3a，3b，3c；00，00，00；1a，1b，1c；0，0，0] ，由于定位信号和隔离信号的存在，信号处理器很容易辨识出传感器10、11、12的信号分别为[1a，1b，1c]、[2a，2b，2c]、[3a，3b，3c]。

Claims (2)

1.一种单滑环多通道转子信号传输装置，其特征在于，有k×n个导体片和非导体片相间的滑环，滑环固定在转子上，k×n个导体片分别同转子上的k×n个信号线连接，其中n为通道数，k为单个通道的信号路数；k个电刷固定在静止装置上，与外接k个信号线连接，滑环随着转子旋转，k个电刷依次与滑环接触； k个信号线将接收的数据送信号处理装置，信号处理装置进行数据的平滑处理，实现多通道信号传输。

2.根据权利要求1所述单滑环多通道转子信号传输装置，其特征在于，所述非导体片包括隔离非导体片和定位信号非导体片，隔离非导体片置于每个通道的导体之间，定位信号非导体片置于通道和通道之间，定位信号非导体片与隔离非导体片宽度不同。

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