一种船舶轴系运行监测系统的制作方法

本发明涉及船舶推进轴系监测领域，特别是涉及一种船舶轴系运行监测系统。

背景技术：

船舶轴系是船舶动力系统的重要组成部分，其包括从主机输出端推力轴承一直到螺旋桨之间的传动轴以及轴上的附件，船舶轴系的主要功能是将船舶主机发出的功率传递给螺旋桨，使螺旋桨产生动力，同时又将螺旋桨旋转产生的推力传给船体，推动船体航行。船舶轴系的安装质量与运行状态是船舶动力安全的根本，受到各方的高度重视。目前船舶行业广泛采用的常规轴系运行监测方式主要有如下几种：一、轴承温度监测；二、轴承磨损量监测；三、轴系振动监测。目前船舶行业广泛采用的常规轴系监测存在的不足之处有：监测点少，监测缺少连续性，不能完全反应船舶轴系的状态；多为事后报警，监测缺少预见性；无法观察到船舶轴系的运行曲线状态，在不同的工况下运行时存在导致轴承高温损坏的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种降低船舶轴系轴承损坏风险以及对船舶轴系进行风险预判的船舶轴系运行监测系统。

本发明所采取的技术方案是：一种船舶轴系运行监测系统，其包括设置在船舶轴系前端的光源发射器、波长解调器、信号发射器、信号接收器，所述光源发射器、波长解调器、信号发射器通过导线串联接通，所述光源发射器上连接有至少两个光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器设置在船舶轴系的中心处，所述船舶轴系上还安装有若干位移传感器，还包括信号处理器和显示设备，所述位移传感器和信号接收器的输出端均连接至信号处理器，所述信号处理器与显示设备连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述位移传感器固定在船舶轴系的轴承座上，所述位移传感器的测头与船舶轴系垂直，所述位移传感器包括测量水平方向的第一位移传感器和测量垂直方向的第二位移传感器。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述位移传感器为光栅位移传感器。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述船舶轴系的中心设置有一孔，所述光纤光栅传感器安装在孔内。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括电池，所述电池与光源发射器连接。

本发明的有益效果：此船舶轴系运行监测系统，通过光纤光栅传感器和位移传感器，将船舶轴系信息通过信号处理器处理，并通过显示设备实时重现和监测船舶轴系的运行，监测点连续，并且可以根据测量信息进行风险预判，可以降低在不同工况下运行时发生轴承高温损坏风险，提高船舶动力安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是一种船舶轴系运行监测系统实施例的整体装置示意图；

图2是一种船舶轴系运行监测系统实施例的位移传感器安装示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明为一种船舶轴系运行监测系统，其包括设置在船舶轴系1前端的光源发射器2、波长解调器3、信号发射器4、信号接收器5，所述光源发射器2、波长解调器3、信号发射器4通过导线串联接通，所述光源发射器2上连接有至少两个光纤光栅传感器6，所述光纤光栅传感器6设置在船舶轴系1的中心处，所述船舶轴系1上还安装有若干位移传感器7，还包括信号处理器8和显示设备9，所述位移传感器7和信号接收器5的输出端均连接至信号处理器8，所述信号处理器8与显示设备9连接。此船舶轴系运行监测系统，通过光纤光栅传感器6和位移传感器7，将船舶轴系1信息通过信号处理器8处理，并通过显示设备9实时重现和监测船舶轴系1的运行，监测点连续，并且可以根据测量信息进行风险预判，可以降低在不同工况下运行时发生轴承高温损坏风险，提高船舶动力安全。

一种船舶轴系运行监测系统利用光纤光栅传感器6和位移传感器7进行测量。利用光纤光栅传感器6作为传感元件，通过标定的方法确定了光栅点的波长漂移量和曲率之间的关系，从而实现了细长基杆形变曲率的实时监测，然后通过离散曲率拟合重建出曲线形状，并实时显示出来，可以实现船舶轴系曲线形状重建和可视化监测，光纤光栅传感器6与传统机电类传感器相比，光纤光栅传感器6具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、测量空间分辨率高、实时性好、质量轻、体积小、布置灵活、可测参量广泛等许多优势。利用位移传感器7实现对船舶轴系1的位置的测量。

作为本发明优选的实施方式，所述位移传感器7固定在船舶轴系1的轴承座上，所述位移传感器7的测头与船舶轴系1垂直，所述位移传感器7包括测量水平方向的第一位移传感器71和测量垂直方向的第二位移传感器72。作为一种优选，所述位移传感器7为光栅位移传感器。

作为本发明优选的实施方式，所述船舶轴系1的中心设置有一孔，所述光纤光栅传感器6安装在孔内。在船舶轴系1的尾轴和中间轴进行镗孔，将光纤光栅传感器6安装在船舶轴系1的中心处。本发明利用空间点的曲率来重建曲线形状，曲率是一个矢量，既有大小又有方向，矢量的方向决定了曲线弯曲方向，矢量的大小决定了曲线弯曲程度，为了确定空间曲线上某点的曲率矢量，需测出该点处两个已知方向上的曲率矢量的大小值，从而合成出曲率矢量的方向和大小值，而一根光纤光栅传感器6只能反映某一点一个方向曲率大小值，因此必须采用两根光纤光栅传感器6。

作为本发明优选的实施方式，还包括电池10，所述电池10与光源发射器2连接。

此船舶轴系运行监测系统的监测方法如下：采用光纤光栅传感器6测量出各段船舶轴系1的曲率，重建出船舶轴系1的曲线状态；采用位移传感器7测量得出船舶轴系1相对于测量基准的相对位置，将重建出的船舶轴系曲线拟合到实际测得的对应位置上，重建出船舶轴系曲线和测量基准的相对位置，重建出实际轴系位置和曲线后，对船舶轴系曲线运行状态进行监测。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种船舶轴系运行监测系统，包括设置在船舶轴系前端的光源发射器、波长解调器、信号发射器、信号接收器，光源发射器、波长解调器、信号发射器通过导线串联接通，光源发射器上连接有至少两个光纤光栅传感器，光纤光栅传感器设置在船舶轴系的中心处，船舶轴系上还安装有若干位移传感器，还包括信号处理器和显示设备，位移传感器和信号接收器的输出端均连接至信号处理器，信号处理器与显示设备连接。此监测系统，通过光纤光栅传感器和位移传感器，将船舶轴系信息通过信号处理器处理，并通过显示设备实时重现和监测船舶轴系的运行，可以根据测量信息进行风险预判，可以降低在不同工况下运行时发生轴承高温损坏风险，提高船舶动力安全。

技术研发人员：何超平;郭锐;李耀宗;陆佳;饶武江
受保护的技术使用者：广州文冲船厂有限责任公司
技术研发日：2019.01.10
技术公布日：2019.04.30