[發明專利]一種抗電磁干擾激光光電軸功率測量探頭

在審

• 申請號: 201910675664.0
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110375904A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 楊琨;楊攀宇;李繼鑫;翟亮亮
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24
• 代理公司: 六安市新圖匠心專利代理事務所(普通合伙) 34139
• 代理人: 朱小杰

本發明屬于測量機構領域，尤其是一種抗電磁干擾激光光電軸功率測量探頭，現提出如下方案，其包括底座，所述底座的頂端兩側分別安裝有激光發射模塊和激光受光模塊，激光發射模塊和激光受光模塊之間設有信號穩定模塊和信號濾波模塊，激光發射模塊的頂部開有水平設置的光學激光發射室，光學激光發射室的內部安裝有半導體激光發射器和激光聚焦透鏡，激光聚焦透鏡位于半導體激光發射器靠近激光受光模塊的一側。本發明將信號采集、信號穩定、信號過濾一體化集成，方便安裝，極大的節省空間并提高探頭輸出信號質量，并解決以往光電探頭在強電磁干擾環境下信號輸出不穩定、噪點多的問題，具有極強的實用性。

技術領域

本發明涉及測量機構技術領域，尤其涉及一種抗電磁干擾激光光電軸功率測量探頭。

背景技術

在船舶航行中，推進軸系是實現船舶主機與推進器（一般為螺旋槳）之間能量傳遞的重要組成部分，是船舶動力裝置系統中必不可少的重要部件。通過實時在線監測船舶動力系統的運行狀態，并判斷是否存在故障以及故障的嚴重程度，可提高船舶動力系統的可靠性。同時，通過軸功率與柴油機磨損狀態的在線監測可以獲取兩者之間相互作用的關系，從而實現通過柴油機輸出功率的優化控制來實現節能降耗的目標。與此同時，現代船舶中大功率用電器與日俱增，船舶機艙內電磁干擾嚴重，使得傳統的簡單光電測量探頭出現測量精度降低，誤差增大等問題，已經無法滿足目前的測量需要。因此，開展抗干擾、多場合、高精度的軸功率監測技術的研究，具有十分重要的意義，為此我們提出一種抗電磁干擾激光光電軸功率測量探頭。

發明內容

本發明提出的一種抗電磁干擾激光光電軸功率測量探頭，以提高光電非接觸式軸功率測量系統的實用性、適用性和抗干擾能力，該測量探頭添加電壓信號穩定電路和信號濾波電路，使得測量系統調高了測量精度并能夠適應各工況條件。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種抗電磁干擾激光光電軸功率測量探頭，包括底座，所述底座的頂端兩側分別安裝有激光發射模塊和激光受光模塊，激光發射模塊和激光受光模塊之間設有信號穩定模塊和信號濾波模塊，激光發射模塊的頂部開有水平設置的光學激光發射室，光學激光發射室的內部安裝有半導體激光發射器和激光聚焦透鏡，激光聚焦透鏡位于半導體激光發射器靠近激光受光模塊的一側，所述激光受光模塊包括光學激光受光室，光學激光受光室的內部安裝有光電二極管，所述底座的底端開有高頻信號屏蔽線通道，高頻信號屏蔽線通道內安裝有高頻信號屏蔽線。

優選的，所述激光受光模塊上設有航空接口孔，光學激光受光室的側壁上開有光電二極管固定孔，光電二極管通過固定架安裝在光電二極管固定孔內。

優選的，所述光學激光發射室的頂端開有激光聚焦透鏡固定孔，激光聚焦透鏡固定孔內安裝有轉動手柄，轉動手柄的一端連接有激光聚焦透鏡。

優選的，所述光電二極管的信號輸出端通過高頻信號屏蔽線與信號穩定模塊的信號輸入端連接，信號通過RC一階濾波電路后進入LM芯片的號引腳，經由LM處理后信號從其號引腳輸出至信號輸出端，然后通過高頻信號屏蔽線與信號濾波模塊的信號輸入端連接，經過一階RC濾波電路后進入HCD芯片號引腳，經其處理后從號引腳輸出至信號濾波模塊的信號輸出端。

優選的，所述底座的底端安裝有定位室，底座通過定位室固定在裝機平臺上。

優選的，所述高頻信號屏蔽線與半導體激光發射器和光電二極管的供電線一起經由高頻信號屏蔽線通道從激光受光模塊中部空洞處接入航空接口孔。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、將光源、檢測器、硬件電路集成在一個整體結構中，節省了較大的空間，結構緊湊、安裝方便、抗干擾能力強。

2、采用光纖聚焦鏡對激光進行聚焦使得能量損耗減小，同時縮小焦點處激光光斑尺寸到 0.5mm 以內，減小因聚焦光斑尺寸過大造成的測量誤差，提高測量的準確性。