[发明专利]一种扭矩测量传感告警系统及其方法

权利要求书

1.一种扭矩测量传感告警系统，包括扭矩测量装置、安装装置与接收装置，其特征在于，所述扭矩测量装置通过安装装置固定于被测主轴内部，所述扭矩测量装置通过数字传感器采集主轴扭矩信号，且所述主轴扭矩信号通过无线通信的方式将监测数据发送到接收装置，所述接收装置接收到监测数据后将数据通过串口传输到上位机。

2.根据权利要求1所述的一种扭矩测量传感告警系统，其特征在于，所述扭矩测量装置由传感器模块、信号处理模块、无线通信模块、电源模块与存储模块组成，所述传感器模块由多组数字扭矩传感器组成，多组所述扭矩传感器固定安装于安装装置的侧壁，所述安装装置使多组扭矩传感器均与主轴充分接触，且多组所述扭矩传感器均采用单总线数据传输方式，多组所述扭矩传感器通过一根数据线与信号处理模块进行连接，所述扭矩传感器在信号处理模块的控制下采集扭矩信号。

3.根据权利要求1所述的一种扭矩测量传感告警系统，其特征在于，所述安装装置由测杆、两个机械锁紧装置和薄壁管组成，所述扭矩测量装置固定连接在安装装置外表壁，所述扭矩传感器布置于测杆和薄壁管间，所述无线通信模块和信号处理模块固定于测杆的一端，所述安装装置通过旋转测杆使两个机械锁紧装置自动胀紧并将安装装置固定于主轴内，且在逆向旋转测杆时，两个机械锁紧装置会自动缩紧。

4.根据权利要求2所述的一种扭矩测量传感告警系统，其特征在于，所述信号处理模块采用低功耗单片机做为处理器，负责配置扭矩传感器参数、信号处理、配置无线通信模块的运行参数并控制发送和接收数据、控制扭矩测量装置的运行，所述信号处理模块配置扭矩传感器分辨率、采集间隔和报警值参数并对采集的信号进行滤波和压缩处理，所述配置无线通信模块发送速率、发送频率和发送功率参数，所述控制无线通信模块发送的内容会根据无线通信模块接收的配置命令配置系统运行参数，所述信号处理模块空闲时处于低功耗状态，而当有处理请求时迅速恢复到正常工作状态，及时响应处理请求，延长系统工作时间。

5.根据权利要求2所述的一种扭矩测量传感告警系统，其特征在于，所述无线通信模块采用低功耗的无线射频模块，且所述无线射频模块采用双工工作模式，所述无线通信模块通过SPI并行接口或I2C总线接口与信号处理模块连接，所述无线射频模块在空旷环境下通讯距离不低于100米，所述无线射频模块在无数据发送和接收时，会自动进入休眠状态以节省能量，且所述无线射频模块支持低功耗模式下电磁波激活功能，并具有硬件CRC检错和点对多点通讯地址控制功能。

6.根据权利要求2所述的一种扭矩测量传感告警系统，其特征在于，所述电源模块由超低功耗升压稳压芯片和电池组成，且所述升压稳压芯片具有微安级的工作电流和较宽的输入电压范围，所述存储模块采用低功耗的E2PRAM动态存储芯片，所述存储模块中保存扭矩测量装置的运行参数，并暂存一部分测量数据，系统初始化或复位时从存储模块读取运行参数，当无线通信模块发生故障或无线通信受到干扰时，将监测数据暂时存储在存储模块中，待无线通信正常时再重新发送监测数据，保证监测数据的连续性。

7.根据权利要求1所述的一种扭矩测量传感告警系统，其特征在于，所述接收装置由另一信号处理模块、另一无线通信模块、另一电源模块和串口通信模块组成，且所述接收装置是接收扭矩测量装置发送的数据并通过串口发送到上位机中，所述接收装置还将上位机发出的控制指令发送到扭矩测量装置，所述接收装置的信号处理模块、无线通信模块同扭矩测量装置中对应模块采用相同的硬件，接收装置需要与上位机进行通信，增加了串口通信模块，串口通信模块采用RS232或RS485接口，通过一根串口线实现与上位机稳定可靠的数据传输。

8.一种扭矩测量传感告警方法，其特征在于，所述方法为以下步骤：

首先根据测量要求调整安装装置上扭矩传感器的位置和数量，保证扭矩传感器与待测量位置重合，然后将安装装置置入被测主轴内，旋转测杆到某个角度固定安装装置；固定完成后，打开扭矩测量装置开关使其处于工作状态，通过上位机设置扭矩测量参数，参数设置完成后，即对主轴扭矩开始测量；

扭矩测量装置开机后进入初始化，初始化主要完成运行参数配置，信号处理模块根据存储模块内的数据配置各个模块的运行参数；初始化完成后，装置判断是否接收到上位机控制信号，如果接收到控制信号，则将接收的数据解析后保存在存储模块内，并控制装置重新进行初始化工作，如没有接收到控制信号，则扭矩测量装置进入扭矩采集过程，信号处理模块控制扭矩传感器采集扭矩，扭矩采集完成后，信号处理模块收集扭矩数据并进行简单处理后，通过无线通信模块发送出去，由此完成一次扭矩测量；

接收装置开机后首先完成初始化，然后判断是否接收到信号，如果接收到信号并判断为扭矩数据后，则将接收的数据通过串口发送到上位机中，如没有接收到信号，则判断是否接收到串口数据，如接收到串口数据，则将数据通过无线通信模块发送到扭矩测量装置。