技术摘要：
本发明公开了一种轴承保持架转速测量系统，包括传感器模块，包括固定在保持架端面的磁性薄膜和用于接收磁性信号的磁阻传感器；采集模块，用于采集磁阻传感器接收的磁性信息并传输给信号处理模块；处理模块，用于对所述磁性信号进行时频分析以计算磁性数据信号的幅值和  全部
背景技术：
众所周知轴承是机械的核心部件，负责力与矩传递，同时也是设备安全、高效精密 和稳定运行的主要因素。因此，对航空主轴保持架进行转速测量，探究打滑对滚动轴承稳定 运行的影响，为轴承设计优化提供重要数据，对航空发动机的正常运行乃至整个航空工业 的持续健康发展都有重要的意义。 应用航空航天领域的轴承一般转速较高，工作环境比较苛刻，对轴承的性能要求 也比较高，保持架作为该类轴承非常关键的零部件，保持架的动态性能及可靠性会影响到 整个轴承的工作性能，近几年保持架转速测量多选用超声波测量保持架转速速法，如公开 号CN108957023A的中国发明专利公开了一种基于超声波的轴承保持架转速的测量系统及 方法，利用超声波对保持架转速进行实时测量，超声探头固定在轴承外圈上；又如公开号 CN108196259A的中国发明专利公开了一种基于超声的滚动轴承保持瞬时速度的测量方法， 利用滚动轴承外圈圆周方向并排安置两个超声波传感器探头，依据两个超声波传感器探头 发射信号的反射率，计算得到滚动轴承保持架的瞬时速度。 以上两个发明均使用超声波传感器探头测量保持架转速，但超声波探头易受到外 部振动、气流、噪声等容易影响，降低测量精度，且无法实现高温油雾环境下测量。 现有技术中还有采用霍尔传感器轴承测速法，如公开号CN209198485U的中国实用 新型专利公开了一种轴承测速传感器，利用霍尔效应，并将被测机构与旋转轴间通过电机 轴吸合磁铁吸合，让测速结构形成封闭形式，但霍尔传感器本身存在的灵敏度低、容易受应 力和温度影响、响应频率低以及功耗大的缺点，使其测量转速准确度受到限制和影响。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有技术中的存在的，测量保持架转速加装部件、测量精度低、造 价高、体积大和不适应高温油雾环境条件问题。 首先，本发明采用的TMR隧道磁阻传感器，具有对油雾、振动、环境气流等不敏感， 测试精度高，误差小，噪声小、不丢波等特点，可广泛应用于各类滚动轴承和旋转部件转速 测量，包括航空发动机、燃气轮机、飞机、船舶、风电、轨道交通等领域；其次，本发明采用保 持架端面安装纳米磁性薄膜，厚度薄、制备简单操作便捷、不破坏结构且无需加装多余配 件，解决了该领域研究的难点；最后，本发明所采用电涡流传感器转速设定预定参数值进行 校验和故障判断，对失速丢波和现象进行有效地监测。 一种轴承保持架转速测量系统，包括：传感器模块，包括固定在保持架端面的磁性 薄膜和用于接收磁性信号的磁阻传感器；采集模块，用于采集磁阻传感器接收的磁性信息 并传输给信号处理模块；处理模块，用于对所述磁性信号进行时频分析以计算磁性数据信 3 CN 111579812 A 说　明　书 2/6 页 号的幅值和频率，获得磁性数据信号的频域波形图，并经过波形解析计算得到保持架的转 速。 进一步的，所述磁阻传感器为TMR隧道磁阻传感器。 进一步的，所述处理模块包括：存储子模块，用于存储磁性信号数据； 分析子模块，对所述磁性信号数据进行时频分析以得到信号的幅值和频率，并通 过快速傅里叶变换得到保持架的转速信息； 诊断子模块，用于将所述轴承保持架的转速与预定参数值进行对比以判定是否存 在故障； 诊断子模块，用于将所述轴承保持架的转速与预定参数值进行对比以判定是否存 在故障； 进一步的，所述采集模块包括采集器，通过板卡采集TMR隧道磁阻传感器接收的磁 性数据；传输子模块，用于将磁性信息数据发送到信号处理显示模块；电源子模块为模块电 源供应器。 进一步的，所述磁性薄膜为固定在保持架端面上的一层微米级厚度的磁性层，所 述磁性层上具有N极和S极排列的磁性编码信息。 进一步的，所述磁性编码信息排列方法为N极和S极交替排列或磁极同向排列。 进一步的，所述磁性薄膜为纳米材料制成，所述纳米材料采用银包覆钕铁硼、银包 覆钐钴磁、聚二甲基硅氧烷包覆钕铁硼磁铁或聚二甲基硅氧烷包覆钐钴磁中的一种或多 种。 进一步的，所述磁性薄膜的厚度小于100μm。 进一步的，所述通过控制磁性薄膜厚度控制，可控制携带残磁量。 进一步的，所述磁性薄膜通过烧结、旋涂或丝网印刷中的一种或多种方式固定在 保持架端面上；所述磁性薄膜的磁极数量为一个或多个。 进一步的，所述TMR磁阻传感器的探头垂直安装在保持架端面上方。 进一步的，所述TMR磁阻传感器探头与保持架端面磁性薄膜保持1毫米～5毫米的 间距。 进一步的，所述测量系统还包括用于校验的电涡流传感器，所述电涡流传感器安 装在保护罩上与轴垂直并保持1毫米以内的间距。 进一步的，所述轴承转轴上切割一个小缺口用于配合电涡流传感器测量转轴的转 速。 进一步的，所述预定参数值是以电涡流传感器转速为基准设定的阈值。 进一步的，所述TMR隧道磁阻传感器转速超出阈值时，所述诊断子模块判断发出失 速故障提示。 进一步的，所述故障子模块对比TMR隧道磁阻传感器和电涡流传感器采集的波形， 当TMR隧道磁阻传感器波形间断、不规律、间隔不均匀时即发生丢波，所述诊断子模块判断 发出丢波故障提示。 进一步的，所述故障提示报警包括显示器报警和音频报警。 本发明技术方案的有益效果： (1)通过非接触式测量保持架转速，降低对测量结果的影响，数据准确； 4 CN 111579812 A 说　明　书 3/6 页 (2)采用纳米磁性薄膜安装在保持架含上，厚度轻薄，残磁量可控，且不破坏保持 架结构，避免了安全隐患； (3)选用磁性薄膜制备操作简单、价格低廉，适合工业推广应用和现有轴承的改 造； (4)采用的TMR磁阻隧道传感器，具有低耗能，寿命长，对环境不敏感的特点； (5)采用电涡流传感器对磁阻传感器进行校验，可校验失速和丢波并发出报警提 示。 附图说明 图1为本发明测量系统结构示意图； 图2为本发明保持架切面示意图； 图3为本发明TMR磁阻隧道传感器和电涡流传感器位置示意图； 图4为本发明TMR隧道磁阻传感器和电涡流传感器测量轴承和电机转速的对比图； 图5为本发明TMR隧道磁阻传感器和电涡流传感器测量转速测试偏差线形图； 图6为本发明采样频率10kHz条件下两种传感器的采集数据波形图对比； 图中：1-保持架、2-磁性薄膜、3-TMR隧道磁阻传感器探头面、4-TMR隧道磁阻传感 器、5-电涡流传感器、6-轴承、7-轴、8-电机、9-联轴器、10-防护罩。