[发明专利]一种基于光纤的旋转轴扭矩非接触动态测量系统

说明书

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。