[實用新型]旋轉件嵌入式測試裝置

無效

• 申請號: 200620166633.0
• 申請日: 2006-12-19
• 公開（公告）號: CN201000673Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 石小江;肖耀兵;張亞;古平;李遠明
• 申請（專利權）人: 中國燃氣渦輪研究院
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00;G08C19/16;G01M13/00;G01R31/00
• 代理公司: 中國航空專利中心
• 代理人: 陳宏林

技術領域

本實用新型是一種旋轉件嵌入式測試裝置，涉及對現有引電裝置結構上的改進與性能上的提高，屬于測試技術領域。

背景技術

旋轉件的試驗測試是工程機械中最常用的、最困難的，也是十分重要和必要的；它是了解試驗件的性能及監視安全的必需的，對于試驗件的改進和改型將起十分重要的作用。我國的工、農業生產中大量使用旋轉機械，特別是在動力、能源工業對其性能、安全要求越來越高；對其測試更加精細、要求的測量點越來越多。傳統的旋轉機械內部的測試是由引電器來完成信號的傳送，國內、外對用于旋轉機械測試的引電器的研究經歷了從碳刷、水銀、金屬刷環、無線電到光電的各個階段。碳刷引電器，隨著轉速的增加，接觸電阻的增大嚴重地影響了信號的輸出；水銀引電器也因使用溫度限制、結構復雜、有毒等原因也沒廣泛使用；刷環引電器隨通道增加而結構復雜、尺寸大、冷卻等原因使用受限；基于無線電收發報式的引電器在西方國家發展較早，但通道數少，易受電磁干擾，供電難；光電引電器是近年隨光電技術在通訊領域的廣泛運用開發出來的多通道新型設備，但供電難，體積龐大，價格昂貴。

由于國內開展該項技術的研究工作起步較晚，設計產品多為低速多通道刷環引電器和幾個通道的紅外、基于交流藕合、FM無線的引電器，主要用于低速旋轉件少量點的測試，不滿足高速旋轉機械內部多參數同時測試的需求。而目前國內旋轉機械的研制中，對其內部流道、盤腔內流動、傳熱、結構強度分析要求越來越高，表現為在試驗中測點多、精度高、實時性強，這對用于信號傳送的引電器提出了越來越苛刻的要求。

發明內容

本發明的目的正是針對現在產品存在的諸多局限性和缺點而設計提供了一種用于旋轉機械內部參數測量的旋轉件嵌入式測試裝置，解決了現有裝置中因采用多個刷環而帶來的結構復雜、信號易受干擾和冷卻液污染環境等問題。

本實用新型的目的是通過以下技術措施來實現的：

該種旋轉件嵌入式測試裝置，包括嵌入被測旋轉件內部的采集電路、??旋轉件與靜止件之間機械電氣連接刷環組件、供電和數據傳輸導線和數據處理器，其特征在于：完成供電和數據傳輸的刷環組件是由4對刷、環組成，數據傳輸采用USB接口形式。

該測試裝置采用4對機械刷、環和高速串行總線式數據傳輸導線，簡化了現有的結構，同時提高了數據傳輸能力和可靠性。

工作過程為：旋轉件內物理信號通過前端電路調理后，進入A/D轉換器在智能芯片的控制下對信號量化處理，并按通信協議對數據進行串行發送，通過通用串行總線方式傳送數據，達到高速、高可靠數據采集與傳送的目的，滿足旋轉件測試的需要。

上述結構中，信號在旋轉件內部調理、量化和串行總線方式，減少了模擬信號的引線及沿途干擾；嵌入式采集系統通過USB接口供電和數據傳送，減少了大量的引線，提高了數據傳送速度，以簡單的4對高速刷/環的引電方式避免了其接觸電阻變化對測量信號的影響，克服了傳統的刷環引電器難以避免的缺點。提高了可靠性。

另外，電路板的寬度按布線的可能盡量減小，僅為35～45mm，提高了嵌入式采集系統的抗離心載荷的能力。還通過減小刷環組件中環的半徑，僅為3～5mm，大大降低了與刷絲接觸的線速度，從而使刷與環的摩擦熱量大大減少。

附圖說明

圖1本實用新型引電裝置系統原理示意圖

圖2為本實用新型裝置結構示意圖

具體實施方式

以下將結合附圖和實施例對本實用新型裝置作進一步地詳述：

參見附圖1～2所示，該種旋轉件嵌入式測試裝置，包括嵌入被測旋轉件內部的采集電路1、旋轉件與靜止件之間機械電氣連接刷環組件2、供電和數據傳輸導線3和數據處理器4，將采集電路1的電路板封裝在筒體7內，電路板為細長結構，其寬度為40mm，筒體7安裝在被測旋轉件上隨之轉動，旋轉件上的被測信號連接在與之沒有相對運動的PCB測量端；PCB上的USB四根口線連接到軸8上，軸8上安裝4對刷環組件2，每對刷環組件2由刷5、環6組成，環6的半徑為4mm，刷5、環6之間的接觸完成供電和數據傳輸，數據傳輸采用數據傳輸采用USB接口形式。與數據處理器4連接的供電和數據傳輸導線3是USB電纜，

本產品結構采用四對機械刷、環來實現供電和數據傳輸，通過高速通用串行總線(USB)使數據傳輸能力得到了提高，實現了高轉速、多通道、大離心力、自冷卻、數據傳送可靠的測試要求。而且穩定性高，降低了轉動件與靜止件件的安裝要求，從而降低了事故的可能性。

本實用新型裝置的優點是：克服了多通道刷環引電器結構尺寸大、軸細長穩定性差、加工及動平衡困難和引電器饋電困難等缺點，實現了信號量化后傳送，降低了機械刷環接觸電阻變化及其他電磁干擾引起的信號失真。