基于激光发射与接收的轴扭矩和轴对中在线监测装置的制作方法

本发明涉及轴监测装置的，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：

1、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。

2、但是，传统的轴监测装置存在以下缺点：

3、(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；

4、(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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、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。

技术特征：

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)。

技术总结
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。

技术研发人员：张小阳,方超群,毋新房,耿红磊,胡锟
受保护的技术使用者：水利部水工金属结构质量检验测试中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13