[發(fā)明專利]基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610191258.3
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105675061A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊琨;閆治宇;寧亞飛;李燚航;劉丹;武龍飛;王維韜
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02;H02J50/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征包括上位機(jī)(9)及與上位機(jī)(9)通 過無線傳輸?shù)倪b測電路；所述遙測電路由扭矩模塊、轉(zhuǎn)速模塊、ZigBee數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊 (13)、無線供電模塊，ZigBee數(shù)據(jù)接收模塊(8)組成，其中以電信號相連的扭矩模塊、 轉(zhuǎn)速模塊、ZigBee數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊(13)、無線供電模塊裝在船軸(1)上，而通過數(shù)據(jù) 線與上位機(jī)(9)相連的ZigBee數(shù)據(jù)接收模塊(8)設(shè)置在上位機(jī)(9)旁；扭矩模塊和轉(zhuǎn) 速模塊測量船軸(1)的扭矩和轉(zhuǎn)速信號，通過ZigBee數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊(13)發(fā)射信號， 由ZigBee數(shù)據(jù)接收模塊(8)接收，之后傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(9)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的扭 矩模塊由全橋電路(5)和扭矩測量電路(15)組成，其中：全橋電路(5)由4片電阻絲 與軸線呈45度角的應(yīng)變片(16)連接而成；扭矩測量電路(15)由電連接的放大器、濾 波器、模擬器和A/D轉(zhuǎn)換器組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn) 速模塊由小磁鐵(6)和轉(zhuǎn)速測量電路(14)組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的小 磁鐵(6)通過固定裝置設(shè)置在與船軸(1)的軸線同等高度，與轉(zhuǎn)速測量電路(14)內(nèi)的 霍爾元件正對應(yīng)的位置。所述固定裝置可由安裝者自行設(shè)置，實現(xiàn)對小磁鐵(6)的固定即可。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn) 速測量電路(14)主要由霍爾元件和信號處理電路組成，所述信號處理電路由電連接的放 大器、濾波器、模擬器和A/D轉(zhuǎn)換器組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于 所述的ZigBee數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊(13)，轉(zhuǎn)速測量電路(14)、扭矩測量電路(15)安置 在集成電路板(4)內(nèi)，該集成電路板內(nèi)還設(shè)有電壓供給單元(10)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的集 成電路板(4)固定在船軸(1)上，全橋電路(5)粘貼于船軸(1)上，集成電路板(4) 和全橋電路(5)由無線供電模塊的接收線圈(3)供電。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的無 線供電模塊，主要由發(fā)射線圈(2)、接收線圈(3)、電壓供給單元(10)組成，其中：發(fā) 射線圈纏繞于圓環(huán)(12)之上；圓環(huán)(12)直徑略大于船軸(1)，分為左右各一半，然后 左右分開將船軸(1)套入，之后閉合，與其無接觸；將發(fā)射線圈(2)緊密纏繞在圓環(huán)(12) 上，圓環(huán)(12)經(jīng)支架(11)進(jìn)行安裝和固定；接收線圈(3)纏繞在船軸(1)上，該接 收線圈(3)和圓環(huán)(12)大小根據(jù)軸系大小而調(diào)整；調(diào)整發(fā)射線圈(2)與接收線圈(3) 的距離，以便得到合適且穩(wěn)定的電流；之后所述接收線圈(3)與電壓供給單元(10)連 接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的 ZigBee數(shù)據(jù)采集發(fā)射和數(shù)據(jù)接收模塊，主要由搭載cc2530芯片的ZigBee模塊組成，應(yīng)變 信號和轉(zhuǎn)速信號通ZigBee數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊(13)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理后發(fā)射到ZigBee 數(shù)據(jù)接收模塊(8)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于無線供電的應(yīng)變軸功率遙測裝置，其特征在于所述的 ZigBee數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊(13)將信號發(fā)射ZigBee數(shù)據(jù)接收模塊(8)，之后傳輸?shù)缴衔? 機(jī)(9)，經(jīng)上位機(jī)(9)處理后得到船舶軸功率；通過船舶主機(jī)及軸系的出廠指標(biāo)可得到 軸功率的可用范圍，通過船舶的正常航行建立數(shù)據(jù)庫，當(dāng)上位機(jī)(9)接收到的信號超過 許用范圍，將會自動報警。