，其特征是，所述的自供电模块包括跟随主轴旋转的压电晶片、压力块和稳压电路；当压电晶片在径向受到随主轴旋转的压力块的挤压时，其内部的正负电荷间的距离会减小，因此原来附着在压电晶片表面上的自由电荷将会有一部分被释放出来，经稳压电路处理成为稳定的直流电源。反之，压电晶片恢复原状时，其内部的正负电荷间的距离变大，又出现了较大的极化强度；此时，压电晶片表面又会重新吸附部分电荷，这也为自由电荷源源不断地被释放出来提供了条件。
[0013]上述的基于自供电和无线数据传输的机械密封端面摩擦扭矩测量装置，其特征是，所述的轴套末端采用封闭式结构将主轴末端包裹住，其轴套末端连接一安置盒，内置有信号处理器、无线发射模块、稳压电路和压电晶片及压力块；压电晶片的外圆面黏贴于安置盒的内孔壁上，压力块黏贴于压电晶片的内侧壁上。
[0014]上述的基于自供电和无线数据传输的机械密封端面摩擦扭矩测量装置，其特征是，所述的轴套的两端与主轴之间在轴的横截面上沿周向分别均匀放置3个或以上的滚珠。这样可以减小摩擦，从而将动、静环摩擦扭矩几乎无损失地传递给黏贴在传动销上的力传感器。
[0015]本技术具有的优点和积极效果:
实现了机械密封端面摩擦扭矩的精确测量。端面摩擦扭矩通过主轴、传动销几无损失传递给轴套。通过压电传感器测出的力乘以相应的力臂(力传感器到主轴中心线的距离)得到的端面摩擦扭矩，精准度得到提高。
[0016]轴套上开设U形口，与U形口相对应的主轴上固定传动销，在传动销侧壁与U形口侧壁处放置力传感器。通过测量机械密封试验装置正常运行时传动销侧壁所受的周向力乘以相应力臂得出端面摩擦扭矩。相比在静环防转销开口处放置钱币式扭矩传感器得出的端面摩擦扭矩，避开了静环密封O形圈与密封腔端盖内孔间的摩擦阻力矩，提高了实际测量的精准度。
[0017]所述的轴套采用半封闭式结构将主轴末端包裹住，其末端的安置盒直接与轴套相连，与轴套成一体。信号处理器(包括信号放大模块、信号调理模块、带有A/D转换功能的单片机等)、无线发射模块、整流电路、稳压电路均放置主轴末端的安置盒内随轴套转动。安装时仅需将带有机械密封的轴套穿套于主轴上，在轴套的U型口处的将传动销通过旋入主轴螺孔的螺钉固定，拆卸时只需卸去传动销即可将轴套连同安置盒一起从主轴上卸下，方便快捷。
[0018]本试验装置在主轴和轴套间加装了滚珠，使得主轴和轴套间由原来的静摩擦变成滑动摩擦，提高了端面摩擦扭矩测量的精准度。
[0019]采用无线数据传输的方式将采集的信号发送至轴外信号接收端，避免了测量动态扭矩信号时传输信号线的缠绕问题。
[0020]自供电模块巧妙借助机械密封试验高速旋转的主轴，利用主轴高速旋转带动线圈绕组围绕固定于密封腔的磁铁转动，旋转的线圈绕组切割磁力线产生感应电动势而作为电源；或者通过主轴高速旋转带动压电晶片和压力块，在压力块的离心力作用下，压电晶片的内外表面的正负电荷重新分布，形成正、负电荷表面而成为电源。机械密封性能试验机主轴一旦开始运转，自供电模块便开始发电，只要机械密封性能试验机不停止运转，自供电模块持续供电，解决了自供电模块对信号处理器和无线发射模块长周期供电要求，避免了干电池或锂电池供电系统出现试验过程中需要停机拆卸装置更换电池现象的发生。
【附图说明】
[0021]图1是一种基于自供电和无线数据传输的机械密封端面摩擦扭矩测量装置的示意图；
图2是图1中的主轴、轴套、磁铁、线圈绕组、安置盒等的放大图；
图3是图1中的A向局部视图；
图4是另一种基于自供电和无线数据传输的机械密封端面摩擦扭矩测量装置的示意图；
图5是图4中的主轴、轴套、压电晶片、压力块、安置盒等的放大图；
图6是图5的B-B剖视图；
图7是无线发送模块NRF24L01工作流程示意图；
图8是信号处理及发射模块的框图；
图9是信号接收及处理模块的框图。
[0022]图中，主轴I，轴套2，前端U形口 21，后端U形口 23，滚珠3，密封腔4，端盖41，侧漏腔端盖5，安置盒6，静环O形圈71，静环72，动环73，动环O形圈74，托环75，弹簧76，动环座77，螺母78，短销79，传动销8，力传感器9，磁铁101，线圈绕组102，整流电路103，稳压电路104，压力块108，压电晶片109。
【具体实施方式】
[0023]下面结合示意图和【具体实施方式】对本技术作进一步说明:
参见图1-6所示，主轴I外周通过滚珠3与轴套2形成转动连接。轴套2的右端封闭，主轴伸入轴套内。主轴和轴套共同穿过两端具有端盖41的密封腔4，密封腔右端固定有侧漏腔端盖5。轴套的右端封闭端外侧固定有位于侧漏腔端盖内的安置盒6。
[0024]被测机械密封分别包括静环O形圈71、静环72、动环73、动环O形圈74、托环75、弹簧76、动环座77、螺母78、短销79等。动环73与动环座77在轴向滑动在周向定位相连，在动环座77与动环73之间依次设置有弹簧76、托环75、动环O形圈74 ;动环73通过动环O形圈74与轴套之间密封。托环75与动环座77在轴向滑动连接。静环72通过设置在静环72外周上的静环O形圈71与端盖上的中心孔密封相连；静环72与动环73在轴向相对。轴套2中部有两段螺距相等、旋向相反的螺纹；两个螺母78分别与所述螺纹配合；与轴套轴线平行的短销79同时伸入在两个螺母上所开的短销孔内；两个螺母的背侧分别是两个动环座77 ;动环座77与轴套在轴向滑动在周向定位相连。
[0025]轴套伸出端盖的两端开设有中心线在同一母线上的U形口 21、23，在对应于U形口23处的主轴I上通过螺钉连接有传动销8。
[0026]在与U形口侧壁对应的传动销侧壁上黏贴有力传感器9，用于检测U形口侧壁与传动销之间周向力的大小。力传感器9采用FLEXIFORCE A310压电薄膜传感器，该压电薄膜传感器相比其他压电薄膜传感器有着更好地线性、漂移、磁滞、温度敏感性，同时性价比更高。力传感器9的检测数据传输至信号调理放大电路。
[0027]信号处理及发射模块由信号调理放大电路、带有A/D转换功能的3.3V低压低功耗单片机STC12LE5608AD、无线发射模块NRF24L01、自供电模块等组成。无线发射模块由信号调理放大电路、低功耗射频器、天线等组成。自供电模块为信号调理放大电路、单片机、无线发射模块等供电。FLEXIFORCE A310压电薄膜传感器所测物理量由信号调理放大电路转换成模拟量信号，通过单片机AD转换电路转成数字信号，最后经无线发射模块传输。单片机STC12LE5608AD与无线发送模块NRF24L01供电电压相同。自供电模块随着机械密封性能试验的运转而启动发电，对无线信号传输端的各个功能单元供电。
[0028]通过压电薄膜传感器FLEXIFORCE A310内部受力产生电荷变化经信号放大调理放大电路后输出电压信号，经STC12LE5608AD单片机自带的AD转换电路由模拟量信号转换成数字信号，再通过无线传输模块NRF24L01进行无线数据发射。
[0029]NRF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片。具有以下优点:输出功率频道选择和协议的设置可直接通过SPI接口进行设置；几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作；极低的电流消耗。
[0030]如图7所示为无线传输模块NRF24L01的工作流程:开始处于睡眠待唤醒模式，此模式拥有极低的电流消耗，极大的节省了电源供电量；当