專利名稱：一種基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量設備，特別涉及一種基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統。
背景技術：
目前，旋轉軸扭矩非接觸測量系統主要有以下兩種1，在軸上粘貼電阻應變片的方法來設計測量系統，這種方法必須要在旋轉軸上增加應變片系統和粘貼設備，對于具有不改變軸系布局和在線測量要求的被測對象，顯然是不合適的；2，在軸上附加上兩對齒輪的磁電相位差測量系統，由于也要改變軸系的與布局和在軸上增加了較大的質量，對于具有不改變軸系布局和在線測量要求的被測對象，也是不合適的。

發明內容
本發明是針對現在旋轉軸扭矩非接觸測量存在的問題，提出了一種基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統，在基本不改變被測軸原始狀態的條件下，采用光纖傳感技術，對旋轉軸進行非接觸式的動態在線扭矩測量。本發明的技術方案為一種基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統，在被測對象的旋轉軸上，相距設定位置處加工刻出至少兩排等分的數條條文色標，在旋轉軸外圍套上傳感器定位套筒，使定位套筒與條文色標保持測量距離，正對每排條文色標并且在傳感器定位套筒內圈，以旋轉軸為中心軸均勻夾角布置至少3個傳感器，傳感器定位套筒被螺栓連接組件牢固固定在連接組件，傳感器信號送控制器。所述傳感器為激光光纖傳感器。本發明的有益效果在于本發明基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統，對旋轉軸進行非接觸式的動態在線扭矩測量，旋轉軸上沒有附屬的機械零部件，激光光纖探頭的幾何尺寸能滿足測試環境要求，具有結構簡單、設計巧妙、穩定性好的優點。


圖1為本發明基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，被測對象為花鍵旋轉軸1，在花鍵旋轉軸1相距L長度的位置處，采用加工中心，在其上刻出等分的30條兩排條文色標，在花鍵軸外圍套上一個傳感器定位套筒 3，該套筒上相對于兩排條文色標處各加裝三個激光光纖探頭2，三個光纖探頭各成120° 布置，整個花鍵軸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，從而當花鍵旋轉軸1旋轉工作時，各光纖探頭2和條文色標保持了相對的安全距離。隨著花鍵旋轉軸1在不同工況下的旋轉，花鍵旋轉軸1在不同載荷下產生相對應的角變形，角變形使得花鍵旋轉軸1上的條文色標產生相位差，相位差的狀態由各組光纖進行準確測量。各組光纖所測量得到的相位差和被測花鍵旋轉軸1的被測扭矩值成對應關系，即采用光纖進行相位差測量，結果可以得到準確的花鍵旋轉軸1的扭矩變化數據。
在花鍵旋轉軸1上相距L的距離上設有2道30等分色標，當被測主軸受主機輸出扭矩驅動后，在被測長度L上產生相對角位移，由激光光纖探頭2檢測出相對角位移量。方案中采用二組圓周120°均勻分布各三個激光光纖探頭2，從而降低由于被測軸的橢圓度、 同軸度、徑向跳動和幾何尺寸等偏差對測量所產生的誤差。
權利要求
1.一種基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統，其特征在于，在被測對象的旋轉軸上，相距設定位置處加工刻出至少兩排等分的數條條文色標，在旋轉軸外圍套上傳感器定位套筒，使定位套筒與條文色標保持測量距離，正對每排條文色標并且在傳感器定位套筒內圈，以旋轉軸為中心軸均勻夾角布置至少3個傳感器，傳感器定位套筒被螺栓連接組件牢固固定在連接組件，傳感器信號送控制器。
2.根據權利要求1所述基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統，其特征在于，所述傳感器為激光光纖傳感器。
全文摘要
本發明涉及一種基于光纖的旋轉軸扭矩非接觸動態測量系統，在被測對象上加工相距一段距離的條文色標，在條文色標上方加裝光纖探頭，把光纖探頭牢固固定在連接組件上。當被測軸旋轉工作時，隨著軸在不同工況下的旋轉，花鍵旋轉軸在不同載荷下產生相對應的角變形，角變形使得花鍵旋轉軸上的條文色標產生相位差，各組光纖所測量得到的相位差和被測花鍵旋轉軸的被測扭矩值成對應關系，光纖進行相位差測量結果可以得到準確的花鍵旋轉軸的扭矩變化數據。對旋轉軸進行非接觸式的動態在線扭矩測量，旋轉軸上沒有附屬的機械零部件，激光光纖探頭的幾何尺寸能滿足測試環境要求，具有結構簡單、設計巧妙、穩定性好的優點。
文檔編號G01L3/14GK102494817SQ201110366679
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者倪昔東, 吉鴻磊, 戚培蕓, 李濤, 王躍武, 陳永培 申請人:中國船舶重工集團公司第七0四研究所