船艇推进轴系无线监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种船艇推进轴系无线监测系统，属于船艇推进轴系测试领域。该系统包括两个霍尔测速传感器、两个电涡流传感器、工控机、本地监测计算机以及用于辅助检测的若干块矩形磁钢，所有矩形磁钢分为两组，每组矩形磁钢均等间距固定于推进轴系近柴油机端传动轴的一周，两组磁钢相距至少40cm，每组磁钢用一个霍尔测速传感器感应检测，两个电涡流传感器分别检测传动轴的横向和纵向振动位移，所有传感器的输出均接入工控机，工控机与本地监测计算机Wi-Fi连接。本实用新型可同时进行轴功率测试和轴系振动测试，降低了测试成本，安装方便，测试可靠性高。
【专利说明】船艇推进轴系无线监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种船艇推进轴系动力参数监测系统，属于船艇推进轴系测试领域。
【背景技术】
[0002]船艇推进轴系是船艇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。船艇推进轴系的主要功能是将船艇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时产生的推力传给船体，推动船体航行。
[0003]船艇推进轴系的动力参数测试主要包括轴功率测试和振动测试，它是船艇检验检测的一项重要内容。轴功率测试的目的是检验船艇动力性能是否能达到设计要求，它是船艇动力性能的一个重要指标；轴系的振动测试与分析更是意义重大，因为振动是一个普遍存在且危害严重的问题，它直接影响到船艇的性能，关系到船艇能否安全可靠地工作。
[0004]目前市面上船艇推进轴系的测试装置普遍存在以下问题:①有些测试装置测量的物理量较单一，如测量振动采用一套设备，测量轴功率需采用另一套设备，最后再将两套设备数据汇总到一台计算机进行分析，测试成本高，集成度低有些测试装置难以适应船舱内部复杂的测试环境，亦或采用有线连接方式，布线较麻烦。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于:提出一种集轴功率测试和振动测试于一体的船艇推进轴系无线监测系统，以满足船艇推进轴系动力参数测试的需求。
[0006]该船艇推进轴系无线监测系统包括第一和第二霍尔测速传感器、第一和第二电涡流传感器、工控机、本地监测计算机以及用于辅助检测的若干块矩形磁钢，所述若干块矩形磁钢分为两组，每组矩形磁钢均等间距固定于推进轴系近柴油机端传动轴的一周，两组矩形磁钢在传动轴上相距至少40cm，所述第一和第二霍尔测速传感器分别感应一组矩形磁钢，所述第一和第二电涡流传感器分别检测上述传动轴的横向和纵向振动位移，两个霍尔测速传感器和两个电涡流传感器的输出信号均接入工控机，所述工控机与本地监测计算机无线连接。
[0007]进一步地，所述第一和第二霍尔测速传感器以及第一和第二电涡流传感器均采用支架固定。
[0008]优选地，所述第一和第二霍尔测速传感器均采用单通道霍尔式转速传感器。
[0009]作为方案优化，所述工控机是通过W1-Fi无线通信模块与本地监测计算机无线连接。
[0010]作为方案优化，所述本地监测计算机还通过英特网与远程监测计算机相连。
[0011]技术效果:
[0012]1、可同时进行轴功率测试和轴系振动测试，集成度高，降低了测试成本,有效提高了测试效率。
[0013]2、安装方便，可靠性高，能适应恶劣的工作环境，并采用无线数据传输方式，避免了布线的麻烦。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的系统结构示意图。
[0015]图中标号名称:1、第一霍尔传感器；2、第二霍尔传感器；3、第一电涡流传感器；4、第二电涡流传感器；5、传动轴；6、工控机；7、本地监测计算机；8、远程监测计算机；9、矩形磁钢。
【具体实施方式】
[0016]下面对本实用新型作进一步说明。
[0017]本实用新型的系统结构如图1所示，包括第一和第二霍尔测速传感器1、2，第一和第二电涡流传感器3、4，工控机6，本地监测计算机7以及用于辅助检测的若干块矩形磁钢9，所述若干块矩形磁钢分为两组，每组矩形磁钢均等间距固定于推进轴系近柴油机端传动轴5的一周，两组矩形磁钢在传动轴5上相距至少40cm，所述第一和第二霍尔测速传感器1、2分别感应一组矩形磁钢，所述第一和第二电涡流传感器3、4分别检测上述传动轴5的横向和纵向振动位移，两个霍尔测速传感器和两个电涡流传感器的输出信号均接入工控机6，所述工控机6与本地监测计算机7无线连接,本地监测计算机7还通过Internet与远程监测计算机8相连。
[0018]矩形磁钢的长度方向与传动轴的轴向平行，等间距固定于传动轴一周的一组矩形磁钢可看作为一个极轮，用于配合霍尔测速传感器检测传动轴的转速、线速度等参数，两组矩形磁钢之间的距离是根据被测轴实际的粗细来决定的。另外，每组矩形磁钢的布设是跟轴径大小相关，每组矩形磁钢还可用一个合适的套接齿轮代替。
[0019]霍尔测速传感器采用单通道霍尔式转速传感器，该传感器低频可至0Hz，可用于零转速测试，高频可高至15KHz，可满足高转速测试的需求，该传感器安装后不与磁钢(极轮)接触，安装间隙宽且无方向性要求，用于感应凸起的磁钢和磁钢间的凹槽，并相应地给出高低电平，产生相关转速信号。电涡流传感器具有防潮防尘的特点，其信号电缆采用屏蔽电缆，并可增加不锈钢金属软管铠装保护，适合在恶劣的环境下长期工作，该传感器与传动轴之间的距离发生变化时磁场信号会发生相应变化，进而在传感器内引起电压变化，从而用于测试传动轴轴心的振动位移和轴心的静态位置偏离，两个电涡流传感器中的一个设于轴上方，另一个设于轴侧方，两个传感器与传动轴的两条垂直连线处于同一平面并形成直角，即可实现传动轴横向和纵向的振动位移检测，并可由此构成轴心轨迹。上述两种共四个传感器均采用固定支架安装。工控机连有W1-Fi无线通信模块，其是通过W1-Fi网络与本地监测计算机实现通信，省去了布线的麻烦。
[0020]在具体实施时，需要同时获取两组磁钢间的轴长度、轴材料、轴弹性系数等参数，此外，在必要时还需获取整段轴系的实际结构原理图，包括柴油机端的汽缸数，并在必要时进行建模分析。工控机汇聚两个霍尔测速传感器的双测点转速以及两个电涡流传感器的位移信号(滤去了无关信号)，并无线传给本地监测计算机处理，进而计算得到轴功率以及轴振动位移的动态变化量，并构成多元信息。计算机中采用小波分析等分析手段，产生大量高维信息，然后再利用多元统计分析，就可得到推进轴系大量有用的相关数据。最后现场监测的数据通过Internet传至远程监测计算机，实现远距离监控船艇推进轴系的运行状况。
【权利要求】
1.一种船艇推进轴系无线监测系统，其特征在于:包括第一和第二霍尔测速传感器(1、2)、第一和第二电涡流传感器(3、4)、工控机(6)、本地监测计算机(7)以及用于辅助检测的若干块矩形磁钢，所述若干块矩形磁钢分为两组，每组矩形磁钢均等间距固定于推进轴系近柴油机端传动轴(5 )的一周，两组矩形磁钢在传动轴(5 )上相距至少40cm，所述第一和第二霍尔测速传感器(1、2)分别感应一组矩形磁钢，所述第一和第二电涡流传感器(3、4)分别检测上述传动轴(5)的横向和纵向振动位移，两个霍尔测速传感器和两个电涡流传感器的输出信号均接入工控机(6 )，所述工控机(6 )与本地监测计算机(7 )无线连接。
2.根据权利要求1所述的船艇推进轴系无线监测系统，其特征在于:所述第一和第二霍尔测速传感器(1、2)以及第一和第二电涡流传感器(3、4)均采用支架固定。
3.根据权利要求1或2所述的船艇推进轴系无线监测系统，其特征在于:所述第一和第二霍尔测速传感器(1、2)均采用单通道霍尔式转速传感器。
4.根据权利要求1所述的船艇推进轴系无线监测系统，其特征在于:所述工控机(6)是通过W1-Fi无线通信模块与本地监测计算机(7)无线连接。
5.根据权利要求1所述的船艇推进轴系无线监测系统，其特征在于:所述本地监测计算机(7 )还通过英特网与远程监测计算机(8 )相连。
【文档编号】G01D21/02GK203719693SQ201420038333
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】董华玉, 杨智, 翟链 申请人:中国人民解放军镇江船艇学院