專利名稱：一種基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量設(shè)備，特別涉及一種基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸測(cè)量系統(tǒng)主要有以下兩種1，在軸上粘貼電阻應(yīng)變片的方法來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)，這種方法必須要在旋轉(zhuǎn)軸上增加應(yīng)變片系統(tǒng)和粘貼設(shè)備，對(duì)于具有不改變軸系布局和在線測(cè)量要求的被測(cè)對(duì)象，顯然是不合適的；2，在軸上附加上兩對(duì)齒輪的磁電相位差測(cè)量系統(tǒng)，由于也要改變軸系的與布局和在軸上增加了較大的質(zhì)量，對(duì)于具有不改變軸系布局和在線測(cè)量要求的被測(cè)對(duì)象，也是不合適的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸測(cè)量存在的問(wèn)題，提出了一種基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，在基本不改變被測(cè)軸原始狀態(tài)的條件下，采用光纖傳感技術(shù)，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行非接觸式的動(dòng)態(tài)在線扭矩測(cè)量。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，在被測(cè)對(duì)象的旋轉(zhuǎn)軸上，相距設(shè)定位置處加工刻出至少兩排等分的數(shù)條條文色標(biāo)，在旋轉(zhuǎn)軸外圍套上傳感器定位套筒，使定位套筒與條文色標(biāo)保持測(cè)量距離，正對(duì)每排條文色標(biāo)并且在傳感器定位套筒內(nèi)圈，以旋轉(zhuǎn)軸為中心軸均勻夾角布置至少3個(gè)傳感器，傳感器定位套筒被螺栓連接組件牢固固定在連接組件，傳感器信號(hào)送控制器。所述傳感器為激光光纖傳感器。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行非接觸式的動(dòng)態(tài)在線扭矩測(cè)量，旋轉(zhuǎn)軸上沒(méi)有附屬的機(jī)械零部件，激光光纖探頭的幾何尺寸能滿足測(cè)試環(huán)境要求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，被測(cè)對(duì)象為花鍵旋轉(zhuǎn)軸1，在花鍵旋轉(zhuǎn)軸1相距L長(zhǎng)度的位置處，采用加工中心，在其上刻出等分的30條兩排條文色標(biāo)，在花鍵軸外圍套上一個(gè)傳感器定位套筒 3，該套筒上相對(duì)于兩排條文色標(biāo)處各加裝三個(gè)激光光纖探頭2，三個(gè)光纖探頭各成120° 布置，整個(gè)花鍵軸1上的傳感器定位套筒3被螺栓連接組件4牢固固定在連接組件5上，從而當(dāng)花鍵旋轉(zhuǎn)軸1旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，各光纖探頭2和條文色標(biāo)保持了相對(duì)的安全距離。隨著花鍵旋轉(zhuǎn)軸1在不同工況下的旋轉(zhuǎn)，花鍵旋轉(zhuǎn)軸1在不同載荷下產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的角變形，角變形使得花鍵旋轉(zhuǎn)軸1上的條文色標(biāo)產(chǎn)生相位差，相位差的狀態(tài)由各組光纖進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。各組光纖所測(cè)量得到的相位差和被測(cè)花鍵旋轉(zhuǎn)軸1的被測(cè)扭矩值成對(duì)應(yīng)關(guān)系，即采用光纖進(jìn)行相位差測(cè)量，結(jié)果可以得到準(zhǔn)確的花鍵旋轉(zhuǎn)軸1的扭矩變化數(shù)據(jù)。
在花鍵旋轉(zhuǎn)軸1上相距L的距離上設(shè)有2道30等分色標(biāo)，當(dāng)被測(cè)主軸受主機(jī)輸出扭矩驅(qū)動(dòng)后，在被測(cè)長(zhǎng)度L上產(chǎn)生相對(duì)角位移，由激光光纖探頭2檢測(cè)出相對(duì)角位移量。方案中采用二組圓周120°均勻分布各三個(gè)激光光纖探頭2，從而降低由于被測(cè)軸的橢圓度、 同軸度、徑向跳動(dòng)和幾何尺寸等偏差對(duì)測(cè)量所產(chǎn)生的誤差。
權(quán)利要求
1.一種基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，在被測(cè)對(duì)象的旋轉(zhuǎn)軸上，相距設(shè)定位置處加工刻出至少兩排等分的數(shù)條條文色標(biāo)，在旋轉(zhuǎn)軸外圍套上傳感器定位套筒，使定位套筒與條文色標(biāo)保持測(cè)量距離，正對(duì)每排條文色標(biāo)并且在傳感器定位套筒內(nèi)圈，以旋轉(zhuǎn)軸為中心軸均勻夾角布置至少3個(gè)傳感器，傳感器定位套筒被螺栓連接組件牢固固定在連接組件，傳感器信號(hào)送控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為激光光纖傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于光纖的旋轉(zhuǎn)軸扭矩非接觸動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，在被測(cè)對(duì)象上加工相距一段距離的條文色標(biāo)，在條文色標(biāo)上方加裝光纖探頭，把光纖探頭牢固固定在連接組件上。當(dāng)被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，隨著軸在不同工況下的旋轉(zhuǎn)，花鍵旋轉(zhuǎn)軸在不同載荷下產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的角變形，角變形使得花鍵旋轉(zhuǎn)軸上的條文色標(biāo)產(chǎn)生相位差，各組光纖所測(cè)量得到的相位差和被測(cè)花鍵旋轉(zhuǎn)軸的被測(cè)扭矩值成對(duì)應(yīng)關(guān)系，光纖進(jìn)行相位差測(cè)量結(jié)果可以得到準(zhǔn)確的花鍵旋轉(zhuǎn)軸的扭矩變化數(shù)據(jù)。對(duì)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行非接觸式的動(dòng)態(tài)在線扭矩測(cè)量，旋轉(zhuǎn)軸上沒(méi)有附屬的機(jī)械零部件，激光光纖探頭的幾何尺寸能滿足測(cè)試環(huán)境要求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01L3/14GK102494817SQ201110366679
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者倪昔東, 吉鴻磊, 戚培蕓, 李濤, 王躍武, 陳永培 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所