CN102494817A - 一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统 - Google Patents

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Inventor
李涛
倪昔东
吉鸿磊
陈永培
戚培芸
王跃武
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Abstract

本发明涉及一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统，在被测对象上加工相距一段距离的条文色标，在条文色标上方加装光纤探头，把光纤探头牢固固定在连接组件上。当被测轴旋转工作时，随着轴在不同工况下的旋转，花键旋转轴在不同载荷下产生相对应的角变形，角变形使得花键旋转轴上的条文色标产生相位差，各组光纤所测量得到的相位差和被测花键旋转轴的被测扭矩值成对应关系，光纤进行相位差测量结果可以得到准确的花键旋转轴的扭矩变化数据。对旋转轴进行非接触式的动态在线扭矩测量，旋转轴上没有附属的机械零部件，激光光纤探头的几何尺寸能满足测试环境要求，具有结构简单、设计巧妙、稳定性好的优点。

Description

一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统
技术领域
本发明涉及一种测量设备，特别涉及一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统。
背景技术
目前，旋转轴扭矩非接触测量系统主要有以下两种：1，在轴上粘贴电阻应变片的方法来设计测量系统，这种方法必须要在旋转轴上增加应变片系统和粘贴设备，对于具有不改变轴系布局和在线测量要求的被测对象，显然是不合适的；2，在轴上附加上两对齿轮的磁电相位差测量系统，由于也要改变轴系的与布局和在轴上增加了较大的质量，对于具有不改变轴系布局和在线测量要求的被测对象，也是不合适的。
发明内容
本发明是针对现在旋转轴扭矩非接触测量存在的问题，提出了一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统，在基本不改变被测轴原始状态的条件下，采用光纤传感技术，对旋转轴进行非接触式的动态在线扭矩测量。
本发明的技术方案为：一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统，在被测对象的旋转轴上，相距设定位置处加工刻出至少两排等分的数条条文色标，在旋转轴外围套上传感器定位套筒，使定位套筒与条文色标保持测量距离，正对每排条文色标并且在传感器定位套筒内圈，以旋转轴为中心轴均匀夹角布置至少3个传感器，传感器定位套筒被螺栓连接组件牢固固定在连接组件，传感器信号送控制器。
所述传感器为激光光纤传感器。
本发明的有益效果在于：本发明基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统，对旋转轴进行非接触式的动态在线扭矩测量，旋转轴上没有附属的机械零部件，激光光纤探头的几何尺寸能满足测试环境要求，具有结构简单、设计巧妙、稳定性好的优点。
附图说明
图1为本发明基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，被测对象为花键旋转轴1，在花键旋转轴1相距L长度的位置处，采用加工中心，在其上刻出等分的30条两排条文色标，在花键轴外围套上一个传感器定位套筒3，该套筒上相对于两排条文色标处各加装三个激光光纤探头2，三个光纤探头各成120°布置，整个花键轴1上的传感器定位套筒3被螺栓连接组件4牢固固定在连接组件5上，从而当花键旋转轴1旋转工作时，各光纤探头2和条文色标保持了相对的安全距离。随着花键旋转轴1在不同工况下的旋转，花键旋转轴1在不同载荷下产生相对应的角变形，角变形使得花键旋转轴1上的条文色标产生相位差，相位差的状态由各组光纤进行准确测量。各组光纤所测量得到的相位差和被测花键旋转轴1的被测扭矩值成对应关系，即采用光纤进行相位差测量，结果可以得到准确的花键旋转轴1的扭矩变化数据。
在花键旋转轴1上相距L的距离上设有2道30等分色标，当被测主轴受主机输出扭矩驱动后，在被测长度L上产生相对角位移，由激光光纤探头2检测出相对角位移量。方案中采用二组圆周120°均匀分布各三个激光光纤探头2，从而降低由于被测轴的椭圆度、同轴度、径向跳动和几何尺寸等偏差对测量所产生的误差。

Claims (2)

1.一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统，其特征在于，在被测对象的旋转轴上，相距设定位置处加工刻出至少两排等分的数条条文色标，在旋转轴外围套上传感器定位套筒，使定位套筒与条文色标保持测量距离，正对每排条文色标并且在传感器定位套筒内圈，以旋转轴为中心轴均匀夹角布置至少3个传感器，传感器定位套筒被螺栓连接组件牢固固定在连接组件，传感器信号送控制器。
2.根据权利要求1所述基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统，其特征在于，所述传感器为激光光纤传感器。
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