CN115931048A - 基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，包括监测轴，监测轴的一端安装有激光器，激光器包括第一卡箍，第一卡箍的顶端穿插连接有固定底座，固定底座的顶部连接有调整螺栓，调整螺栓的中部安装有激光头，监测轴的另一端安装有激光接收环，激光接收环包括两个支撑环，且支撑环为半圆形结构，每个支撑环的一侧依次安装有PCB板和透明罩，PCB板的一侧均匀设有若干个激光接收传感器矩阵，PCB板另一侧的两端均设有电气触点，PCB板的另一侧均匀设有若干个数据处理IC，本发明结构简单，便于安装和使用，解决了轴扭矩监测和轴对中监测两个参数在线测量的问题，且运行稳定，便于维护，适用性更广泛。
Description
技术领域
本发明涉及轴监测装置的技术领域，具体为基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置。
背景技术
轴的扭矩测量一般采用转速转矩传感器完成，对于大型轴件，一般采用粘贴应变计的方式进行测量，但是上述方法有优势也有弊端，转速转矩传感器一般用于小型轴或高速轴，粘贴应变计的方式一般用于大型轴或低速轴。
但是，传统的轴监测装置存在以下缺点：
(1)对于长细比较大且中间无支撑的大型低速轴，无法采用转速转矩传感器，而采用粘贴应变计的方式则会有检测断面无法代表整个轴受力状况；
(2)对于轴扭矩监测和轴对中监测两个参数不能在线测量，运行不稳定，适用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，以解决上述背景技术中提出的现有的轴监测装置对于长细比较大且中间无支撑的大型低速轴，无法采用转速转矩传感器，而采用粘贴应变计的方式则会有检测断面无法代表整个轴受力状况，对于轴扭矩监测和轴对中监测两个参数不能在线测量，运行不稳定，适用性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，包括监测轴，所述监测轴的一端安装有激光器，所述激光器包括第一卡箍，所述第一卡箍的顶端穿插连接有固定底座，所述固定底座的顶部连接有调整螺栓，所述调整螺栓的中部安装有激光头，所述监测轴的另一端安装有激光接收环，所述激光接收环包括两个支撑环，且支撑环为半圆形结构，两个所述支撑环的一侧均依次安装有PCB板和透明罩，所述PCB板的一侧均匀设有若干个激光接收传感器矩阵，所述PCB板另一侧的两端均设有电气触点，所述PCB板的另一侧均匀设有若干个数据处理IC。
本装置结构简单，使用方便，当激光通过透明罩射入PCB板一侧的激光接收传感器矩阵上时，激光接收传感器矩阵可以获得光斑在PCB板上的绝对位置信息，通过环向位移，即可获得激光器安装位置与激光接收环位置之间的轴转矩信息，进而计算出扭矩。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一卡箍的底端开设有螺孔，所述螺孔的中部连接有第一固定螺栓，便于安装激光器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑环内部的一端均设有多个穿线孔，所述支撑环内部的另一端均设有多个定位固定孔，便于激光器发射激光。
作为本发明的一种优选技术方案，两个所述支撑环另一侧的两端均固定连接有连接板，两个所述连接板的中部通过第二固定螺栓连接，便于将两个支撑环安装卡箍固定座的一侧。
作为本发明的一种优选技术方案，两个所述支撑环另一侧的中部均固定连接有卡箍固定座，且两个卡箍固定座为半圆形对称结构，两个所述卡箍固定座的表面套设有第二卡箍，组成两个相同对称结构的激光接收环，并安装在监测轴上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第二卡箍的一端设有通孔，所述通孔的中部连接有连接螺栓，用来安装激光接收环。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结构简单，便于安装和使用，能够获得激光器安装位置与激光接收环位置之间的监测轴转矩信息，计算出扭矩，也可以计算出监测轴不对中的情况，解决了轴扭矩监测和轴对中监测两个参数的在线测量，运行稳定，便于维护，适用性更广泛。
附图说明
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本发明激光器的结构示意图；
图3为本发明激光接收环结构的爆炸图；
图4为本发明PCB板的左视图；
图5为本发明PCB板的右视图；
图6为本发明支撑环的左视图；
图7为本发明支撑环的右视图。
图中：1、监测轴；2、激光器；3、激光接收环；4、第一卡箍；5、固定底座；6、激光头；7、调整螺栓；8、第一固定螺栓；9、透明罩；10、PCB板；11、激光接收传感器矩阵；12、电气触点；13、数据处理IC；14、支撑环；15、穿线孔；16、定位固定孔；17、连接板；18、第二卡箍；19、连接螺栓；20、卡箍固定座；21、第二固定螺栓。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
参照图1-7，本发明提供了基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，包括监测轴1，监测轴1的一端安装有激光器2，激光器2包括第一卡箍4，第一卡箍4的顶端穿插连接有固定底座5，固定底座5的顶部连接有调整螺栓7，调整螺栓7的中部安装有激光头6，监测轴1的另一端安装有激光接收环3，激光接收环3包括两个支撑环14，且支撑环14为半圆形结构，两个支撑环14的一侧均依次安装有PCB板10和透明罩9，PCB板10的一侧均匀设有若干个激光接收传感器矩阵11，PCB板10另一侧的两端均设有电气触点12，PCB板10的另一侧均匀设有若干个数据处理IC13。
参照图1，进一步的，第一卡箍4的底端开设有螺孔，螺孔的中部连接有第一固定螺栓8，第一卡箍4通过第一固定螺栓8将激光器2安装在监测轴1的一端。
参照图3和图6-7，进一步的，支撑环14内部的一端均设有多个穿线孔15，激光器2发射的激光通过穿线孔15射入激光接收环3的指定位置，支撑环14内部的另一端均设有多个定位固定孔16，当监测轴1存在不对中的情况时，激光器2发射激光通过定位固定孔16进行定位。
参照图3和图7，进一步的，两个支撑环14另一侧的两端均固定连接有连接板17，两个连接板17的中部通过第二固定螺栓21连接，两个支撑环14通过连接板17和第二固定螺栓21固定在卡箍固定座21的一侧。
参照图3和图7，两个支撑环14另一侧的中部均固定连接有卡箍固定座20，且两个卡箍固定座20为半圆形对称设置，两个卡箍固定座20的表面套设有第二卡箍18，两个半圆形的卡箍固定座20对称设置在两个支撑环14另一侧的中部，并在表面套上第二卡箍18，组成两个相同对称结构的激光接收环3，再将组装好的激光接收环3安装在监测轴1的另一端。
参照图3，进一步的，第二卡箍18的一端设有通孔，通孔的中部连接有连接螺栓19，第二卡箍18通过连接螺栓19将激光接收环3安装在监测轴1的另一端。
具体使用时，当激光通过透明罩9射入PCB板10一侧的激光接收传感器矩阵11上时，激光接收传感器矩阵11可以获得光斑在PCB板10上的绝对位置信息，当设备启动时，监测轴1受到作用力后会在激光器2安装端与激光接收环3的安装端之间形成转矩，此时激光器2的安装端与激光接收环3的安装端之间会形成角度差，此时激光光斑即激光接收PCB板10上形成环向位移，通过环向位移，即可获得激光器2的安装位置至激光接收环3位置之间的监测轴1的转矩信息，进而计算出扭矩，当监测轴1存在不对中的情况时，运行中激光接收环3内PCB板10上的光斑，不仅有环向位移，也会叠加径向位移，通过环向位移计算角度和径向位移计算长度，即可计算出轴的不对中情况。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，包括监测轴(1)，其特征在于：所述监测轴(1)的一端安装有激光器(2)，所述激光器(2)包括第一卡箍(4)，所述第一卡箍(4)的顶端穿插连接有固定底座(5)，所述固定底座(5)的顶部连接有调整螺栓(7)，所述调整螺栓(7)的中部安装有激光头(6)，所述监测轴(1)的另一端安装有激光接收环(3)，所述激光接收环(3)包括两个支撑环(14)，且支撑环(14)为半圆形结构，两个所述支撑环(14)的一侧均依次安装有PCB板(10)和透明罩(9)，所述PCB板(10)的一侧均匀设有若干个激光接收传感器矩阵(11)，所述PCB板(10)另一侧的两端均设有电气触点(12)，所述PCB板(10)的另一侧均匀设有若干个数据处理IC(13)。
2.根据权利要求1所述的基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，其特征在于：所述第一卡箍(4)的底端开设有螺孔，所述螺孔的中部连接有第一固定螺栓(8)。
3.根据权利要求1所述的基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，其特征在于：所述支撑环(14)内部的一端均设有多个穿线孔(15)，所述支撑环(14)内部的另一端均设有多个定位固定孔(16)。
4.根据权利要求1所述的基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，其特征在于：两个所述支撑环(14)另一侧的两端均固定连接有连接板(17)，两个所述连接板(17)的中部通过第二固定螺栓(21)连接。
5.根据权利要求1所述的基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，其特征在于：两个所述支撑环(14)另一侧的中部均固定连接有卡箍固定座(20)，且两个卡箍固定座(20)为半圆形对称设置，两个所述卡箍固定座(20)的表面套设有第二卡箍(18)。
6.根据权利要求5所述的基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置，其特征在于：所述第二卡箍(18)的一端设有通孔，所述通孔的中部连接有连接螺栓(19)。
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|---|---|---|---|---|
| CN116735188A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-09-12 | 常州市旭腾塑业科技有限公司 | 一种球阀开关扭矩检测设备、制造方法和检测方法 |
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2022
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