CN110440973A - 一种张力测量仪装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种张力测量仪装置及系统，包括外壳、电控测量组件、至少一组检测传动组件、中支撑架及至少一个传动丝杠；电控测量组件、检测传动组件、中支撑架均设置在外壳内；传动丝杠穿设于中支撑架，设置在检测传动组件内的传动丝杠的一端具有两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹；中支撑架的中心区域设有第一通孔；检测传动组件包括：传感器、导轮和两个调节轮；传感器的一端与中支撑架固定连接，另一端垂直方向安装有导轮；导轮设置在传动丝杠的两处螺纹之间，两个调节轮分别设置在两个螺纹处；测量组件与传感器电连接，用于计算待测光缆元件的张力值。相对于现有技术，解决了对光缆元件的张力测量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及张力测量技术领域，具体而言，涉及一种张力测量装置及系统。
背景技术
光缆生产过程中，经常需要对各元件的收放线张力进行测量和调整，这对保证光缆质量性能是非常必要的。
现有技术中一般通过手持式张力测量仪，进行单路径测量，这种测量方式是通过“三点弯曲法”来计算张力。
但是，张力测量仪仅可进行单路径测量，仅可用于稳定的直线路径，无法采用张力测量仪对存在旋转的光缆元件的张力测量。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种张力测量仪装置，以解决现有技术中张力测量仪仅可进行单路径测量，仅可用于稳定的直线路径，无法采用张力测量仪对光缆元件的张力测量的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种张力测量仪装置，包括：外壳、电控测量组件、至少一组检测传动组件、中支撑架及至少一个传动丝杠；其中：
所述电控测量组件、所述检测传动组件、所述中支撑架均设置在所述外壳内，所述电控测量组件设置在所述中支撑架的一端、所述检测传动组件设置在所述中支撑架的另一端；
所述传动丝杠穿设于所述中支撑架，设置在所述检测传动组件内的所述传动丝杠的一端具有两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹；所述中支撑架的中心区域设有内孔，用于穿过至少一个待测光缆元件；
所述检测传动组件包括：传感器、导轮和两个调节轮；所述传感器的一端与所述中支撑架固定连接，另一端垂直方向安装有所述导轮；所述导轮设置在所述传动丝杠的两处螺纹之间，两个所述调节轮分别设置在所述传动丝杠的两个螺纹处；
所述电控测量组件包括：电机和测量组件，所述电机与所述传动丝杠的另一端传动连接，用于带动所述传动丝杠转动，使得所述传动丝杠带动两个所述调节轮在所述待测光缆元件上移动；
所述测量组件与所述传感器电连接；所述测量组件用于接收所述传感器采集的目标数据，并根据所述目标数据计算所述待测光缆元件的张力值。
可选地，所述外壳包括：第一壳体、第二壳体、前支撑架和后支撑架，其中：
所述前支撑架和所述后支撑架的中心区域对应位置处分别设有至少一个第一通孔，每个所述第一通孔用于穿过一个所述待测光缆元件；其中：
所述前支撑架设置在所述第一壳体的一端，所述后支撑架设置在所述第二壳体的一端，所述中支撑架设置在所述第一壳体和所述第二壳体之间，用于连接所述第一壳体和所述第二壳体；所述检测传动组件位于所述第一壳体内，所述电控测量组件位于所述第二壳体内。
可选地，所述电控测量组件包括：随动齿轮、传动齿轮和内齿轮，所述随动齿轮和所述传动齿轮分别与所述内齿轮啮合，其中：所述电机与所述传动齿轮传动连接，所述传动齿轮与所述内齿轮啮合，所述内齿轮还与所述随动齿轮啮合。
可选地，所述前支撑架上设有至少一个搭接孔，所述中支撑架上与所述搭接孔对应的位置设有至少一个第二通孔；
所述传动丝杠穿设于所述第二通孔内，靠近所述前支撑架的一端搭设在所述搭接孔中；靠近所述后支撑架的一端与所述随动齿轮固定连接。
可选地，所述装置还包括：轴承和齿轮架，所述轴承套设在所述后支撑架上，所述齿轮架套设在所述轴承上，所述内齿轮固定在所述齿轮架内侧。
可选地，所述中支撑架上的至少一个所述第二通孔环设于所述内孔外侧；所述前支撑架上的至少一个所述搭接孔环设于至少一个所述第一通孔外侧。
可选地，所述装置还包括内护套，所述内护套套设于所述中支撑架与所述后支撑架的所述内孔之间。
可选地，所述前支撑架和所述后支撑架上的每个所述第一通孔内还设有陶瓷孔。
可选地，所述装置包括多组所述检测传动组件，相邻两组所述检测传动组件中同方向螺纹上的所述调节轮之间通过固定片固定连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种张力测量仪系统，包括至少一个待测光缆元件及上述第一方面任一项所述的张力测量仪装置，所述张力测量仪装置包括：外壳、电控测量组件、至少一组检测传动组件、中支撑架及至少一个传动丝杠；所述待测光缆元件穿射于所述张力测量仪的所述外壳及所述中支撑架，用于通过所述张力测量仪装置检测所述待测光缆元件的张力。
采用本发明提供的张力测量仪装置，通过一体化的设计，将电控测量组件直接集成在张力测量仪设备上，整个测量过程无需手动操作，使得张力测量仪设备适用的范围变广，同时，在传动丝杠的一端设置两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹，并在两处螺纹中间装置导轮，两处螺纹处分别装置一个调节轮，传感器装置在导轮的一端，使用时待测光缆元件放置于导轮和两个调节轮的下方，通过导轮引导待测光缆元件的通过路径，并随之转动，当丝杠转动时，两个调节轮在水平方向会同步靠近或远离导轮，水平距离的变化量相同，垂直距离不变，以此改变水平距离的值，保持挠度不变，以此实现对存在旋转的光缆元件的张力测量的测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图。
图标：100－张力测量仪装置；110－外壳；111－第一壳体；112－第二壳体；113－前支撑架；113a－搭接孔；114－后支撑架；120－电控测量组件；121－电机；122－测量组件；123－随动齿轮；124－传动齿轮；125－内齿轮；126－轴承；127－齿轮架；130－检测传动组件；131－传感器；132－导轮；133－调节轮；140－中支撑架；141－第一通孔；142－第二通孔；143－内孔；150－传动丝杠。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请提出的张力测量装置应用在对待测光缆元件的张力进行检测的场景下，需要说明的是，光缆绞合元件通常有：钢丝或纤维增强复合材料(Fiber ReinforcedPolymer/Plastic，FRP)的中心加强件，聚对苯二甲酸丁二醇酯(英文名polybutyleneterephthalate，PBT)材质的套管，高聚物聚丙烯PP材质的填充绳，铜导线等。其中，中心加强件和套管的张力控制是保证光缆性能的主要措施。图中所示，位于中心的是1根磷化钢丝，外围是12根(常规设备的绞合数量)全色谱套管，套管内布放光纤并填充阻水油膏。
图1为本发明一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图，图2为本申请另一实施例提供的张力测量装置的结构示意图，图3为本申请另一实施例提供的张力测量装置的结构示意图，如图1－图3所示，张力测量仪装置100包括：外壳110，电控测量组件120，至少一组检测传动组件130，中支撑架140及至少一个传动丝杠150，其中：
电控测量组件120、检测传动组件130、中支撑架140均设置在外壳110内，电控测量组件120设置在中支撑架140的一端、检测传动组件130设置在中支撑架140的另一端。
其中，通过中支撑架140将电控测量组件120和检测传动组件130在外壳110内隔离设置，防止各组件之间的相互污染。
传动丝杠150穿设于中支撑架140，设置在检测传动组件130内的传动丝杠150的一端具有两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹；中支撑架140的中心区域设有内孔143，用于穿过至少一个待测光缆元件。
检测传动组件130包括：传感器131、导轮132和两个调节轮133；传感器131的一端与中支撑架140固定连接，另一端垂直方向安装有导轮132；导轮132设置在传动丝杠150的两处螺纹之间，两个调节轮133分别设置在传动丝杠150的两个螺纹处；其中，两个调节轮133的规格相同，并且初始状态下，两个调节轮133和导轮132的水平距离与垂直距离分别一致。
其中，通过在设置检测传动组件130内的传动丝杠150的一端设置两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹，可以在传动丝杠150转动的时候，使得安装在该传动丝杠150上的两个调节轮133在水平方向上同步靠近或远离设置在两个调节轮133之间的导轮132，使得在移动过程中，各调节轮133的水平距离的变化量相同，垂直距离不变。
可选地，本申请提供的张力测量仪装置100中，检测传动组件130和传动丝杠150的数量可以均为一个或多个，可以根据待测光缆元件的数量确定，在本申请的一个实施例中，检测传动组件130和传动丝杠150的数量均为6个，环设在外壳110内，对于待测光缆元件数量小于6的场景都可以检测，但具体检测传动组件130和传动丝杠150的数量和设置方式并不以上述实施例为限，可以根据用户需要调整，本申请在此不做任何限制。
电控测量组件120包括：电机121和测量组件122，电机121与传动丝杠150的另一端传动连接，用于带动传动丝杠150转动，使得传动丝杠150带动两个调节轮133在待测光缆元件上移动；其中，电机121可以为减速电机。
测量组件122与传感器131电连接；测量组件122用于接收传感器131采集的目标数据，并根据目标数据计算待测光缆元件的张力值。
举例说明：使用过程中，传感器131需要至少采集两次目标数据，其中：采集的目标数据包括：输出信号和水平移动距离，并将采集到的目标数据发送至测量组件122，测量组件122根据采集的目标数据，按照预设算法计算并输出张力值；传感器131第一次采集到目标数据后，将采集到的目标数据发送至测量组件122，测量组件122通过信号处理将接收到的输出信号转化为压力值；随后转动传动丝杠150，改变两个调节轮133相对于导轮132的位置，记录变化后的水平距离，传感器131的输出信号稳定后，将输出信号发送至测量组件，测量组件122通过信号处理将输出信号转化为压力值，并根据两次测量的压力值和两次测量的水平移动距离变化值按照预设算法计算得到最终的张力结果，可选地，具体测量次数根据用户需要设计，并不局限于上述实施例提出的测量两次，也可测量多次再计算最终的张力结果，具体根据用户需要设计，本申请在此不做任何限制；其中，可以通过测量组件122中的信号处理显示电路系统对传感器131发送的目标数据进行接收、计算并显示最终的张力结果；在本申请的一个实施例中，传感器131可以为电阻应变式压力传感器，采集的输出信号可以为电阻信号。
上述实施例也可以应用在多路径测量上，以实现光缆生产中对多原件的张力同时测量的需要，其中，多路测量时，多个传感器131采集的目标数据会发送至同一测量组件122，由同一测量组件122接收并处理。
本实施例中，在使用过程中，只涉及到传动丝杠150的转动，而无需改变其他组件，因此两次测量的测量速度快、时间间隔小，可以认为两次测量期间张力值不变。通过电阻应变式压力传感器转换，可直接得到压力值，压力测量结果精度高，进而提高了张力值的计算精确度。并且将多路测量结果汇集到一个测量组件122统一处理，提高集成度，降低成本；使用过程中也适用于一些空间有限，要求灵活的场合，例如：适用于旋转或往返旋绕测量。
采用本发明提供的张力测量仪装置，通过一体化的设计，将电控测量组件直接集成在张力测量仪设备上，整个测量过程无需手动操作，使得张力测量仪设备适用的范围变广，同时，在传动丝杠的一端设置两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹，并在两处螺纹中间装置导轮，两处螺纹处分别装置一个调节轮，传感器装置在导轮的一端，使用时待测光缆原件放置于导轮和两个调节轮的下方，通过导轮引导待测光缆元件的通过路径，并随之转动，当丝杠转动时，两个调节轮在水平方向会同步靠近或远离导轮，水平距离的变化量相同，垂直距离不变，以此改变水平距离的值，保持挠度不变，以此实现对存在旋转的光缆元件的张力测量的测量。
图4为本申请另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图，图5为本申请另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图，图6为本申请另一实施例提供的张力测量仪装置的结构示意图，如图4－图6所示，外壳110包括：第一壳体111、第二壳体112、前支撑架113和后支撑架114，其中：前支撑架113和后支撑架114的中心区域对应位置处分别设有至少一个第一通孔141，每个第一通孔141用于穿过一个待测光缆元件；其中：前支撑架113设置在第一壳体111的一端，后支撑架114设置在第二壳体112的一端，中支撑架140设置在第一壳体111和第二壳体112之间，用于连接第一壳体111和第二壳体112；检测传动组件130位于第一壳体111内，电控测量组件120位于第二壳体112内。
其中，第一壳体111和第二壳体112与各支撑架之间通过固定件紧固在一起，固定件可以为螺纹紧固件如螺钉。
电控测量组件120包括：随动齿轮123、传动齿轮124和内齿轮125，随动齿轮123和传动齿轮124分别与内齿轮125啮合，其中：电机121与传动齿轮124传动连接，传动齿轮124与内齿轮125啮合，内齿轮125还与随动齿轮123啮合。其中，传动齿轮124会随着电机121的转动而转动。
前支撑架113上设有至少一个搭接孔113a，中支撑架140上与搭接孔113a对应的位置设有至少一个第二通孔142；传动丝杠150穿设于第二通孔142内，靠近前支撑架113的一端搭设在搭接孔113a中；靠近后支撑架114的一端与随动齿轮123固定连接。
其中，随动齿轮123和传动齿轮124之间是相互分离的。这样，当电机121带动传动齿轮124转动时，传动齿轮124带动内齿轮125转动，内齿轮125带动随动齿轮123和传动丝杠150转动。
装置还包括：轴承126和齿轮架127，轴承126套设在后支撑架114上，齿轮架127套设在轴承126上，内齿轮125固定在齿轮架127内侧。
这样的设置就可以在后支撑架114固定时，内齿轮125通过轴承126自由转动。
中支撑架140上的至少一个第二通孔142环设于内孔143外侧，前支撑架113上的至少一个搭接孔113a环设于至少一个第一通孔141外侧。
装置还包括内护套，内护套套设于中支撑架140与后支撑架114的内孔之间。
其中，内护套的设置可以将检测传动组件130和电控测量组件120分隔开，防止电控测量组件120被污染，影响检测效果和设备寿命。
可选地，前支撑架113、中支撑架140和后支撑架114上的每个第一通孔141内还设有陶瓷孔，用于将待检测光缆元件从陶瓷孔中穿过，陶瓷孔可以为耐磨陶瓷孔，起到润滑防磨损的作用，增加各支撑架的寿命。
装置包括多组检测传动组件130，相邻两组检测传动组件130中同方向螺纹上的调节轮133之间通过固定片固定连接。
其中，多根传动丝杠150同方向螺纹上的调节轮133组成一个调节轮组，多个传动丝杠150上相邻的两个调节轮133用固定片固定在一起，可以起到使得调节轮组整体同步运动和防止调节轮133转动的作用。
采用本发明提供的张力测量仪装置，通过一体化的设计，将电控测量组件直接集成在张力测量仪设备上，整个测量过程无需手动操作，使得张力测量仪设备适用的范围变广，同时，在传动丝杠的一端设置两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹，并在两处螺纹中间装置导轮，两处螺纹处分别装置一个调节轮，传感器装置在导轮的一端，使用时待测光缆元件放置于导轮和两个调节轮的下方，通过导轮引导待测光缆元件的通过路径，并随之转动，当丝杠转动时，两个调节轮在水平方向会同步靠近或远离导轮，水平距离的变化量相同，垂直距离不变，以此改变水平距离的值，保持挠度不变，以此实现对存在旋转的光缆元件的张力测量的测量。
在本发明的另一方面，提供一种张力测量仪系统，包括至少一个待测光缆元件及上述图1－图6任一项所述的张力测量仪装置，张力测量仪装置包括：外壳、电控测量组件、至少一组检测传动组件、中支撑架及至少一个传动丝杠；待测光缆元件穿射于张力测量仪的外壳及中支撑架，用于通过张力测量仪装置检测待测光缆元件的张力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种张力测量仪装置，其特征在于，包括：外壳、电控测量组件、至少一组检测传动组件、中支撑架及至少一个传动丝杠；其中：
所述电控测量组件、所述检测传动组件、所述中支撑架均设置在所述外壳内，所述电控测量组件设置在所述中支撑架的一端、所述检测传动组件设置在所述中支撑架的另一端；
所述传动丝杠穿设于所述中支撑架，设置在所述检测传动组件内的所述传动丝杠的一端具有两处长度相等，螺旋方向相反的螺纹；所述中支撑架的中心区域设有内孔，用于穿过至少一个待测光缆元件；
所述检测传动组件包括：传感器、导轮和两个调节轮；所述传感器的一端与所述中支撑架固定连接，另一端垂直方向安装有所述导轮；所述导轮设置在所述传动丝杠的两处螺纹之间，两个所述调节轮分别设置在所述传动丝杠的两个螺纹处；
所述电控测量组件包括：电机和测量组件，所述电机与所述传动丝杠的另一端传动连接，用于带动所述传动丝杠转动，使得所述传动丝杠带动两个所述调节轮在所述待测光缆元件上移动；
所述测量组件与所述传感器电连接；所述测量组件用于接收所述传感器采集的目标数据，并根据所述目标数据计算所述待测光缆元件的张力值。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳包括：第一壳体、第二壳体、前支撑架和后支撑架，其中：
所述前支撑架和所述后支撑架的中心区域对应位置处分别设有至少一个第一通孔，每个所述第一通孔用于穿过一个所述待测光缆元件；其中：
所述前支撑架设置在所述第一壳体的一端，所述后支撑架设置在所述第二壳体的一端，所述中支撑架设置在所述第一壳体和所述第二壳体之间，用于连接所述第一壳体和所述第二壳体；所述检测传动组件位于所述第一壳体内，所述电控测量组件位于所述第二壳体内。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电控测量组件包括：随动齿轮、传动齿轮和内齿轮，所述随动齿轮和所述传动齿轮分别与所述内齿轮啮合，其中：所述电机与所述传动齿轮传动连接，所述传动齿轮与所述内齿轮啮合，所述内齿轮还与所述随动齿轮啮合。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述前支撑架上设有至少一个搭接孔，所述中支撑架上与所述搭接孔对应的位置设有至少一个第二通孔；
所述传动丝杠穿设于所述第二通孔内，靠近所述前支撑架的一端搭设在所述搭接孔中；靠近所述后支撑架的一端与所述随动齿轮固定连接。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：轴承和齿轮架，所述轴承套设在所述后支撑架上，所述齿轮架套设在所述轴承上，所述内齿轮固定在所述齿轮架内侧。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述中支撑架上的至少一个所述第二通孔环设于所述内孔外侧；所述前支撑架上的至少一个所述搭接孔环设于至少一个所述第一通孔外侧。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括内护套，所述内护套套设于所述中支撑架与所述后支撑架的所述内孔之间。
8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述前支撑架、和所述后支撑架上的每个所述第一通孔内还设有陶瓷孔。
9.如权利要求1－8中任一所述的装置，其特征在于，所述装置包括多组所述检测传动组件，相邻两组所述检测传动组件中同方向螺纹上的所述调节轮之间通过固定片固定连接。
10.一种张力测量仪系统，其特征在于，包括至少一个待测光缆元件及上述权利要求1－9任一项所述的张力测量仪装置，所述张力测量仪装置包括：外壳、电控测量组件、至少一组检测传动组件、中支撑架及至少一个传动丝杠；所述待测光缆元件穿射于所述张力测量仪的所述外壳及所述中支撑架，用于通过所述张力测量仪装置检测所述待测光缆元件的张力。
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